DE2653794C3

DE2653794C3 - Verfahren zur Herstellung von Koks

Info

Publication number: DE2653794C3
Application number: DE2653794A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Tokio Aoki; Akira Kawasaki Hase; Jiro Kamakura Ito; Hisomu Tokio Nagai
Original assignee: NISSHO-IWAI Co Ltd TOKIO
Current assignee: NISSHO-IWAI Co Ltd TOKIO
Priority date: 1975-11-28
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1979-09-20
Also published as: FR2336467A1; JPS5934751B2; US4141793A; JPS5265501A; DE2653794B2; FR2336467B1; DE2653794A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Koks, bei dem Einsatzkohle einem Ringherd-Verkokungsofen zugeführt, die Kohle in einer Vorerwärmungszone zur Erzeugung von Koks und Gas auf hohe Temperaturen erhitzt, der Koks in einer Kühlzone gekühlt und aus diesem ausgetragen wird. Unter Koks ist hierbei sowohl ungeformter Koks als auch Formkoks zu verstehen.

Zur Roheisen- und Stahlerzeugung wird für Hochöfen bestimmter Hüttenkoks, der bestimmte Eigenschaften besitzen muß, in großen Mengen benötigt, so daß das Verfahren zur Herstellung «ines de/artigen Kokses für die Massenherstellung geeignet sein muß.

Nach der DE-AS 10 85 496 wird ei- Ringherd-Verkokungsofen durch Teilverbrennung des bei der Verkokung erzeugten Gases beheizt, wobei es sich um eine autogene Verkokung handelt Durch die Verbrennung des in der Verkokungszone erzeugten Gases ergibt sich ein Gas, das Co₂, H₂O, Co, O₂, N₂ usw. enthält, das dann als Heizgas dem Verkokungsofen zugeführt wird. Das dann in dem Verkokungsofen entstehende Sekundärgas wird durch das Heizgas verdünnt bzw. vermischt, und aufgrund der zuvor genannten Bestandteile des Heizgases wird durch diese entstehende Versetzung das Sekundärgas qualitativ verschlechtert Die in dem Heizgas enthaltenen Bestandteile, wie Co₂, O₂ usw. wirken als Oxidationsmittel bei der Koksherstellung, so daß bei einer derartigen Verfahrensweise qualitativ minderwertiger Koks erzeugt wird.

Nach der DE-AS 14 71 575 sind Maßnahmen bekannt geworden, die die Verbrennung oder Oxidation einer Kohleschicht verhindern. Hierzu wird Luft in den oberen Teil des Ringherd-Verkokungsofen eingeleitet und eine aus der Kohleschicht erzeugte flüchtige Substanz wird verbrannt Die Wärmequelle für die Beheizung des Ringherd-Verkokungsofens und insbesondere zur Beheizung der Verkokungszone ist nicht näher angegeben und beschrieben, so daß diese frei wählbar und von irgendeiner an sich bekannten Wärmequelle gebildet wird. Selbst wenn man eine Beheizungsweise wie bei der DE-AS 1085 496 wählt, treten auch bei dieser Herstellungsweise von Koks die vorstehend genannten Nachteile auf.

Auch aus der DE-AS 15 46 635 ist eine indirekte Art einer Beheizung eines Ringherd-Verkokungsofens wie bei der DE-AS 10 85 496 beschrieben. Hierbei ist ebenfalls die Gefahr gegeben, daß durch die indirekte Beheizung wie bei der DE-AS 10 85 496, in der Verkokungszone Oxidationsmittel in Form von Bestandteilen des zugeführten Heizgases und durch Verbrennen des in der Verkokungszone entstandenen Gases vorhanden sind, die die Güte des hergestellten s Kokses beeinträchtigen.

Aus der US-PS 3085947 ist es bekannt, das in der Verkokungszone entstandene Gas zu reinigen, indem Verunreinigungen, wie Teer usw, entfernt werdui. Bei dieser Gasreinigung wird das Gas gekühlt Ein Teil

ίο dieses bei der Gasreinigung gekühlten Gases wird dann zum Abkühlen des Kokses in einer Kühlzone verwendet Bei anderen Kühlmethoden wird der Koks außerhalb des Verkokungsofens mit Wasser, reduzierendem oder inertem Gas abgekühlt Bei der Verwendung von Wasser tritt aufgrund der großen Kühlwassermenge und der großen erzeugten Dampfmenge eine Umweltbelastung auf. Bei der Verwendung von reduzierendem oder inertem Gas steigen die Anlagekosten und die Betriebskosten sehr stark an, was insbesondere bei einer Massenherstellung von Koks ungeeignet ist

Der Erfindung hingegen liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Massenherstellung von Koks geeignetes Verfahren zu schaffen, das energiesparend ist und qualitativ hochwertigen Koks liefert

Diese Aufgabe wisd erfindungsgemäß bei einem Verfahren zur Herstellung von Koks der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein Teil des bei der Verkokung gewonnenen Gases außerhalb des Verko-

^w kungsofens erhitzt und als Heizgas in die Verkokungszone und ein anderer Teil des Gases zur Kühlung in die Kühlzone zurückgeführt und der restliche Teil abgezogen wird.
Da erfindungsgemäß das gereinigte und abgekühlte, in der Verkokungszone des Ringherd-Verkokungsofens entstandene Gas in den Verkokungsofen zur Abkühlung des Kokses unter reduzierender Atmosphäre zurückgeführt wird, ist die Herstellungsweise wesentlich vereinfacht und energiesparender sowie kostengünstiger. Insbesondere kann man dieses bsi der Abkühlung des Kokses in der Kühlzone aufgeheizte Gas wiederum dazu verwenden, die Einsatzkohle in der Vorerwärmungszone vorzuwärmen. Hierdurch erreicht man eine bessere Energieausnutzung der bei der insgesamt während der Verkokung von Kohle zur Herstellung von Koks vorhandenen Gesamtenergieinhalts. Aufgrund dieser besseren Ausnutzung läßt sich der Energiebedarf zur Herstellung von Koks senken, was insbesondere bei einer Massenherstellung von Koks wichtig ist Da

">° desweiteren erfindungsgemäß ein Teil des bei der Verkokung gewonnenen Gases nach der Reinigung außerhalb des Verkokungsofens erhitzt wird, und dann anschließend in die Verkokungszone als Heizgas eingeleitet wird, ist keine Oxidation und »omit auch

^V} keine Beeinträchtigung der Atmosphäre in der Verkokungszone durch das zurückgeleitete Gas möglich. Dieses gereinigte und erhitzte Heizgas vermischt sich bei der Verkokung mit dem in der Verkokungszone anfallenden Gas und da das so zurückgeleitete Heizgas

^h() gereinigt ist, verschlechtert sieh das insgesamt in der Verkokungszone anfallende Mischgas qualitativ nicht Somit kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Koks kontinuierlich bei vermindertem Energiebedarf und somit verminderten Kosten mit qualitativ hochwer-

''· tiger Güte ohne Umweltbelastung hergestellt werden.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt

F i g, 1 schematisch den Aufbau eines Ringherd-Verkokungsofens,

Fig,2 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 1 und

F i g. 3 in einem Fließschema den Einsatzkohlenfluß, den hergestellten Koks, den Fluß des zur Verkokung zurückgeleiteten Heizgases und des Verkokungsgases mit den Verunreinigungen, wie zum Beispiel Teer, die hierbei anfallen.

Der in F i g. 1 gezeigte Ringherd-Verkokungsofen umfaßt einen Ringherd, der sich in einer horizontalen Ebene bewegt

Im Bereich einer Beschickungsöffnung 12, Ober die Einsatzkohle zur Herstellung von Koks eingespeist wird, bildet der Verkokungsofen eine Vorerwärmungszone 2, die in Verbindung mit einer Verkokungszone 3 steht Diese steht ihrerseits in Verbindung mit einer Kühlzone 4. Der Kühlzone 4 ist eine Koksaustragsöffnung 13 nachgeschaltet, die im Bereich der Beschikkungsöffnung 12 für die Einsatzkohle angeordnet ist

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Koks.gelangt die Einsatzkohle durch die Beschickungsöffnung 12 in die Vorerwärmungszone 2 des Ringherd-Verkokungsofens. Bei der Herstellung von ungefonntem Koks wird als Einsatzkohle unverkokbare oder schwach verkokbare Kohle verwendet

Bei der Herstellung von Formkoks wird die Einsatzkohle auf eine vorgeschriebene Korngröße und eine Oberwachte Körnung pulverisiert und anschließend mit einem Bindemittel oder verkokbarer Kohle vermischt Dieses Gemisch wird dann brikettiert

Aus der Vorerwärmungszone 2 bewegt sich die Einsatzkohle in die Verkokungszone 3. In der Verkokungszone treten Temperaturen von 800 bis 1100, vorzugsweise etwa 1000° C auf, und als Nebenprodukte fallen Teer und Gase an. Der in der Verkokungszone gebildete Koks gelangt dann in die Kühlzone 4 und wird kontinuierlich über die Austragsöffnung 3 abgezogen.

Bei dem in P i g. 2 im Schnitt dargestellten Ausschnitt des Ringherd-Verkokungsofens wird der Herd von einer horizontal umlaufenden Scheibe 28 gebildet Ein ortsfester Ofenkörper ist mit F, eine Abdichtung, wie zum Beispiel eine Wassersichtung, mit 27, eine ortsfeste haubenförmige Abdeckung mit 1 und ein ortsfester Gasvorratsnmm mit 29 bezeichnet, de;¹ in der Nähe des unteren Teils des Ringherdes des Verkokungsofens liegt.

Ein auf ungefähr 1000° C aufgeheiztes Heizgas strömt zunächst Ober eine Gasleitung 30 in den Gasvorratsraum 29. Von dem Gasvorratsraum 29 aus tritt das Heizgas üb^r in dem Ringherd 28 ausgebildete öffnungen in den Ofenkörper Fein. Mit Hilfe dieses Heizgases erfolgt die Verkokung der Einsatzkohle.

Das bei der Verkokung entstehende Gas und der hierbei gebildete Teer vereinigen sich mit dem Heizgas zu einem gasförmigen Gemisch, das an der Oberseite des Verkokungsofens über eine nicht gezeigte zweite Leitung abgeleitet wird.

In F i g. 3 ist der Materialfluß schematisch dargestellt Hiernach tritt die Einsatzkohle über die Beschickungsöffnung 12 in den Ringherd-Verkokungsofen ein, durchläuft die Vorerwärmungszone 2, die Verkokungszone 3, die Kühlzone 4 und wird schließlich über die Austrugsöffnung 13 als hergestellter Koks entnommen. In F i g. 3 ist mit 10 eine Aufheizeinrichtung bezeichnet, die außerhalb des Verkokungsofens liegt und dem Verkokungsofen die zur Verkokung erforderliche Wärme liefert. Als Heizgas für die Verkokung wird das bei der Verkokung entstandene Gas verwendet Nach der Erwärmung des Gases mit HiUe der Heizeinrichtung 10 wird dieses Heizgas in die Verkokungszone 3 eingeleitet Vorzugsweise wird das Heizgas an dem der Kühlzone 4 benachbarten Ende der Verkokungszone 3 eingeleitet und es wird an dem anderen von der Kühlzone 4 entfernt liegenden Ende der Verkokungszone 3 abgezogen, so daß das Heizgas im Gegenstrom zur Einsatzkohle strömt

ι ο Das bei der Verkokung gewonnene Gas dient auch als Brennstoff für die Heizeinrichtung 10.

In der Verkokungszone 3 wird das Heizgas mit Hilfe einer Saugeinrichtung 21 aus dem unteren Teil des Verkokungsofens durch eine Lage aus brikettierter oder nicht brikettierter Kohle in den oberen Teil des Ofens und danach in einen benachbarten Sektor der Verkokungszone 3 mit Hilfe einer Saugeinrichtung 22 wieder in den unteren Teil des Verkokungsofens gesaugt Das unter der Wirkung der oberen Saugeinrichtung 21 aufwärts und durch die Wt«&ung der unteren Saugeinrichtung 22 abwärts strömende Heizgas bewirkt, daß die Einsatzkohle ausreichend erhitzt und dabei vollständig verkokt wird, wobei Teer und Gas als Nebenprodukte anfallen.

Die iJs Nebenprodukte auftretenden Gase und insbesondere der Teer vereinigen sich mit dem von der Heizeinrichtung gelieferten Heizgas zu einem Gemisch, das am Ende der Verkokungszone 3 austritt Dieses aus der Verkokungszone 3 austretende Gemisch wird in

JO einem ersten Kühlturm 5 mit Ammoniakwasser gekühlt wodurch Teer und ähnliche Verunreinigungen beseitigt werden. Das Gas wird dann durch einen Dekanter 6 und einen Ammoniakwasser-Abscheider 7 geleitet wodurch eine Trennung in Gas, öl und Ammoniakwasser erfolgt

i' Zur Absorption von Leichtöl wird es dann durch eine

Absorptionskolonne 8 geleitet bevor es in eine Gaswaschvorrichtung 9 gelangt Ein Teil des so

gereinigten Gases U wird in einem Behälter gesammelt

Das so gereinigte Gas 11 wird in der Kühlzone 4 als

Kühlmittel verwendet und wird mit Hilfe einer Saugeinrichtung 23 aus dem unteren in den oberen Teil des Ofens geleitet

Das in der Kühlzone bei der Abkühlung aufgewärmte Gas wird mittels einer Saugeinrichtung 24 in eine

4ϊ Vorerwärmungseinrichtung geleitet Diese Vorerwälrmungseinrichtung liegt wie die Heizeinrichtung 10 außerhalb des Verkokungsofens und dient zur Aufwärmung des in der Kühlzone austretenden Gases. Das dann vorerwärmte Gas strömt unter der Wirkung einer

ίο Saugeinrichtung 25 aus dem oberen in den unteren Teil des Verkokungsofens und zwar in die Vorerwärmungszone 2, so daß die Einsatzkohle aufgewärmt wird.

Bei uern erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Koks wird das bei der Verkokung gewonnene

t> Gas im Inneren des Verkokungsofens als Heizgas verwendet, so daß ein Wärmeverlust dieses Gases verhindert wird. Anhand eines Beispiels wird die Herstellung von Formkoks erläutert

Beispiel

Ein Gemisch aus 20% Anthrazit (Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 8%), 44% Magerkohle (Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 15%), 20% weicher Kohle (Gehalt an flüchtiger Bestandteilen 40%), 10% Kokskohle (Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 22%) und 6% eines Bindemittels (Erweichungspunkt 80°C) wurde pulverisiert, mit Dampf erhitzt und geknetet sowie mit einer Brikettiermaschine brikettiert. Gemäß dem

Fließschema nach F i g. 3 wurde diese Einsatzkohle bei 1000⁰C eine Stunde lang verkokt Der so erhaltene Koks hatte folgende Kennwerte:

Korngröße	40x40x40
Aschengehalt	10,2
Gehalt an flüchtigen
Bestandteilen %	1,27
Schwefelgehalt	0,65
Schüttdichte	1,16
Spezifisches Gewicht	1,94

Porenvolumen (%) 40,0 Festigkeit (DI»,japanische

Norm JIS K-2151,1960) 95,0

Reaktionsvermögen (japanische

Norm JIS K-2151,1960) 25,0

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Koks ist somit mit dem üblicherweise für Hochöfen bestimmten Koks vergleichbar. Insbesondere hat er eine sehr zweckmäßige Festigkeit

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von liCoks, bei dem Einsatzkohle einem Ringherd-Verkokungsofen zugeführt, die Kohle in einer Vorerwärmungszone bei niedriger Wärme und in der Verkokungszone zur Erzeugung von Koks und Gas auf hohe Temperaturen erhitzt, der Koks in einer Kühlzone gekühlt und aus diesem ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des bei der Verkokung gewonnenen Gases außerhalb des Verkokungsofens erhitzt und als Heizgas in die Verkokungszone und ein anderer Teil des Gases zur Kühlung in die Kühlzone zurückgeführt und der restliche Teil abgezogen wird.