DE2654187A1

DE2654187A1 - Verfahren zur kuehlung und entstaubung von aus kohleentgasungskammern austretenden entgasungsgasen

Info

Publication number: DE2654187A1
Application number: DE19762654187
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Beckmann; Horst Dungs; Karl Heinz Dipl Ing Flasche; Hugo Dr Schmauch; Heinrich Dr Weber
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1976-11-30
Publication date: 1978-06-08
Also published as: DE2654187B2; JPS53104604A; JPS551318B2; US4274924A; DE2654187C3

Description

'?ecklin';hausen, 22. Nov. 1976 Dr.P/EDö

Patentanmeldung

der
Firma Carl Still, Recklingheusen

Vtirfr>hrr-r\ zvr KHhiving ,Up-I₁ rntsbeu'ninq von aus .KnhlfiC-njbc.auun^i^kn.-r.-.iTn austretenden En t q as u η q π q a r» cn ._

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung und Entstaubung von aus Kohleentgasungskammern austretenden Entgasungsgasen, insbesondere von rohen Entgasungsgasen, die bei der Verkokung und Schwelung von Steinkohle oder Braunkohle erhalten werden und die aus den Entgasungskammern durch die Steigrohre und Krümmer in die Destillationsvorlagen übertreten und auf ihrem Wege in die Vorlagen in den Krü.Tjncrn und bzw. oder in den Vorlagen selbst in direkte Berührung mit einem flüssigen Spül- und Kühlmittel gebracht werden sowie zur Spülung der Krümmer und Vorlagen·

Es ist bekannt und vielfach üblich, die heißen Entgasungsgase in den Krümmern mit im Kreislauf geführtem Kühl- und Spülwasser von Temperaturen unter 100⁰C in Berührung zu bringen. Dabei kühlen sich die Gase unter Sättigung mit Wasserdampf von etwa 800⁰C auf etwa 80 - 85°C ab und scheiden dabei in der Vorlage Rohteer und Wasser ab.

Pro Tonne trockener Einsatakohle in die Ofenkaiwnern werden dabei 3,5 bis 7,0 m Wasser in den Krümmern oder Vorlagen versprüht. Die Menge des Sprühwassers hängt u.a. davon ab, wieviel Wasser benötigt wird, um den Kohlestaub, der namentlich zu Beginn der Verkokung in die Krümmer übergerissen wird, aus dem Gas niederzuschlagen, damit er von dem Gasstrom nicht in die Gasaufarbeitungsapparate hineingetragen wird und um die Krümmer und Vorlagen frei von Ansätzen zu halten. Wasser ist jedoch bekanntlich ein schlechtes Netzmittel für Kohlestaub·

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Diese Art der Kühlung bringt es mit sich, daß in den Vorlagen ein zur Emulsionsbildung neigendes Teer-V/assor-Gerniych mit hohem Viasseranteil anfällt und sowohl die teerige wie auch die wässrige Komponente mit Kohlenstaub verunreinigt sind.und es sind große Apparate erforderlich, um die Trennung des Teer-V/asser-Gemisches und eine solche Reinheit des Wassers zu erreichen, daß es, ohne Betriebsstörungen zu verursachen, auf die Vorlage zurückgepumpt werden kann. Aber auch der Teer darf hinsichtlich seines Feststoffgehaltes und Wassergehaltes festgesetzte Grenzen nicht überschreiten weil er anders nicht problemlos aufgearbeitet und verkauft werden kann.

Es wäre eine große Erleichterung fUr den Betrieb einer Kokerei, wenn die Vorlagen spülung und die Gaskühlung in der V/eise erfolgen könnten, daß in der Vorlage ein Teer-Wasser-Gemisch überhaupt nicht anfällt, sondern ein im wesentlichen aus nur einer flüssigen Phase bestehender Rohteer.

Der Erfindung liegt diese Aufgabe zugrunde und zu ihrer Lösung wird vorgeschlagen, daß als Kühl- und Spülmittel in die Krümmer bzw. Vorlagen Rohteer von einer Temperatur von über 50⁰C und unter 170⁰C allein oder zusätzlich Wasser mit einer Temperatur und in einer Menge eingedüst wird, die in der Vorlage restlos verdampft.

Das Rohgas wird dabei entsprechend der Menge und Temperatur des Kühl- und Spülteeres auf eine Temperatur von 100⁰C bis 17O°C abgekühlt. Das entspricht einer Temperatur des anfallenden wasserfreien Teeres von etwa 90 bis 160⁰C. Im allgemeinen wird der zur Kühlung verwendete Teer mit einer Temperatur eingesprüht, die in der Nähe der Wassertaupunktstemperatur des aus den Ofenkammern austretenden Rohgases liegt. Dieser hängt von dem Wassergehalt der Einsatzkohle ab und er liegt im allgemeinen bei 50 bis 75 C·

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Bevorzugt wird eine Fahrweise, bei der das gekühlte Rohgas am Ende der Vorlage eine Temperatur zwischen 120 und 150⁰C und der Teer etwa zwischen 110 und 140⁰C aufweist.

Dabei lauft der eingedüste Kühl- und Spülteer gemeinsam mit aus dem Gas auslcondensiertem Teer frei von Wasser aus der Vorlage ab. Eine Kondensation von Wasser findet jedenfalls hierbei noch nicht statt·

Die Menge des einzusprühenden Teeres beträgt 0,3 - 8 πι /t trockener Einsatzkohle. Bei bekannten Kühl- und Spülverfahren mit Wasser allein ergibt sich ein Wasserbedarf, der innerhalb solcher Größenordnungen liegt. Die Eindüsung von Teer anstelle von Wasser ist deshalb vorteilhaft, weil der im Rohgas enthaltene Kohlenstaub von Teer und Teerölen besser benetzbar ist als von Wasser und daher die Krümmer und Verlagen leicht freiüuspülpn r.ind und nicht verstopfen. Die elnzudüsendc Teerrcenge hangt jedoch in den angegebenen weiten Grenzen von der Benetzbarkeit des Staubes und seiner Menge ab. Beides sind Größen, die r;ich kaum vorher bestimmen lassen. Seine besondere Bedeutung hat die Teereindüsung bei Einsatz von vorgetrockneter bzw. vorerhitztar Kohle in die Entgasungskammern, da hierbei der Anteil des vom Rohgas in die Vorlage mitgerissenen Kohlenstaubes, insbesondere beim Füllvorgang sehr hoch ist·

Vorteilhaft ist auch, dan die Hauptmenge des Teeres, nämlich 90 - 95 %, wasserfrei gewonnen wird.

Im übrigen muß nach dem Verfahren der Erfindung nur noch der bei der Schlußkühlung anfallende Leichtteer von dem wässrigen Kondensat getrennt werden, das ganz oder zum Teil von der Feuchte der Ein~ satzkohle und der Verkokung selbst (Bildungswasser) herrührt. Wenn zusätzlich zu dem Rohteer auch noch Kühlwasser eingesprüht worden ist, ergeben sich ndürlich etwas größere Wassermengen, von denen der Leichtteer su trennen ist. Im ganzen ergibt sich eine wesentliche Verkleinerung der Scheideapparate·

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Einen ausschlaggebenden Einfluß auf den Wärmeübergang vom heißen Gas auf den Kühlungsteer hat die Berührungszeit der beiden Medien, was bei der Ausgestaltung der Bedüsung berücksichtigt wird, indem z.B. an Stelle von nur einer L'insprühdüse, etwa im Scheitel des Krümmers, noch mehrere insbesondere noch 2 bis 6 weitere Düsen auf dem Wege in die Vorlagen bzw. in der Vorlage selbst angeordnet werden. Von Bedeutung ist hierbei natürlich auch die Größe der Vorlage, d.h., die Gasgeschv/indxgkeit bzw. die Verweilzeit.

Aus der Vorlage geht der Kühl- und Spül tear zusammen mit dem kondensierten Teer aus dem Rohgas in einen Dickteerkasten zur Abscheidung verdickter Anteile und anschließend in einen Vorratsbehälter, aus dem der größte Teil gekühlt und wieder als Kühl- und Spülteer auf die Vorlage.gepumpt wird. Um einen bestimmten Staubgehalt des Teeres nicht zu überschreiten und Betriebsstörungen zu vermeiden, wird der Umlaufteer in bekannter Weise durch Filtration oder Zentrifugieren von Feststoffen befreit und die abgetrennten Feststoffe werden der Einsatzkohle wieder zugegeben. Der überschußteer wird als wasserfreier Teer aus einem Vorratsbehälter abgezogen. Das in der Vorlage gekühlte Rohgas wird wie bei bekannten Verfahren, z.B. in indirekten Querrohrkühlern, auf ca. 20 - 40⁰C abgekühlt, wobei das Kondensat, welches aus Leichtteer und Wasser besteht, einem kleinen"Teerscheider zugeführt wird, in dem das Gemisch leicht und glatt in eine teerige und wässrige Phase geschieden wird. Der abgeschiedene Leichtteer mit einem Wassergehalt von 1 - 2 % wird als Verkaufsprodukt abgezogen oder auch als Kühl- und Spülmittel wieder auf die Vorlage gepumpt.

Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich in jedem Falle, daß die Waseerteerscheidung in verhältnismäßig kleinen Apparaten durchgeführt wird, und wie vorstehend bereits erwähnt, die Hauptmenge des Teeres überhaupt wasserfrei erhalten wird·

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Wenn erfindungsgemäß zusätzlich zum Teer in das heiße Rohgas Wasser eingedüst wird, εο ist sein-a Menge so zu beüiesssin, daß ihre vollständige Verdampfung erfolgt und der zugegebene Teer dient lediglich als Spülmittel. Die Meng« des Einspritzwassers kann nach einer besonderen Variante des Verfahrens, in Abhängigkeit von der Gastemperatur, mit der es die Vorlage verläßt, geregelt werden. Die Einhaltung einer Rohgastemperatür oberhalb der Wasserdampftaupunkttemperatur ist auf diese Weise besonders einfach.

Dabei werden die Mengen vorzugsweise so eingestellt, daß die Temperatur des gekühlten Rohgases in der Vorlage 120 ~ 150⁰C beträgt. Auch bei dieser Verfahrensvariante läuft der Spül- und Kondensatteer wasserfrei über den Dickteerkasten in den Vorratsbehälter, aus dem der Überschußteer wasserfrei abgezogen wird· Das Gas wird nur noch der Schlußkühluncj unterworfen und nimmt dabei, wie vorstehend ausgeführt, eine Temperatur von 20 - 40⁰C an. Dabei ist der anfallende Leichtteer, \;ie ebenfalls vorstehend auegeführt, natürlich von etwas größeren Viassermengen su trennen. Im übrigen wird verfahren wie bei bekannten KUhlungsprozesnr_:n. Auch hierbei ergibt sich gegenüber der herkömmlichen Gaskühlung eine wesentliche Verkleinerung der Scheideeipparate.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn Kohlebriketts oder andere Formlinge, die mit Rohteer hergestellt sind, z.B. aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschatten gemäß den Patentanmeldungen P 2555431.8 und 2640787.4, verkokt werden. Der hierbei den Kohlemischungen zugesetzte Teer wird zwar zum Teil zersetzt und verkrackt, jedoch wird die anfallende Teermenge dadurch deutlich erhöht und bei der Auslegung von bekannten Teerscheidungen müßte dieser erhöhte Teeranfall berücksichtigt und die Scheideapparate müßten entsprechend größer ausgelegt werden. Da der Rohteer bei den erfindungsgemäßen Verfahren wasserfrei anfällt, wird kein größeres Viasser-Teer-Scheidevolumen benötigt.

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Für die Reinhaltung des Berieselungswassers für die Steigerohre ist bereits vorgeschlagen worden, während der Eini'üllzeit der Kohle in die Ofenkammern sowie während der Anfangszeit der Verkokung von Feststoffen befreiten Teer, während der übrigen Zeit jedoch weiterhin V/asser einzudüsen. Ilit diesem Vorschlag können die Vorteile der vorliegenden Erfindung jedoch nicht erreicht v/erden, weil u.a. keine apparativen Vereinfachungen möglich sind und auch kein wasserfreier Teer gewonnen wird (P 2600130.9).

Das erfindungsgemäfie Verfahren wird durch die schematischen Figuren 1 bis 3 und die dazugehörigen Beispiele erläutert.

Aus 244 t Kohle mit einem Wassergehalt von 9,84 % werden pro Stunde 75.000 K^rm Koknofennns- und 32-ßOQ Vn Wasserdampf erhalten* Das Gasgemisch hat einen Wasserdampftaupunkt von 73°C und es tritt durch nicht dargestellte S teicjerohr krümmer mit einer Temperatur von

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800°C in die Vorlage 1 ein. Durch die SprühdUüen 2 an den Enden der Rohrleitungen 3 werden pro Tonne trockener Kinsatskohle 4,5 m* Rohteer von 70⁰C mit einem Wassergehalt von weniger als 1 % in der Vorlage 1 versprüht, wocurch sich das Destillationsgas auf 150 C abkühlt und der eingesprünte Rohteer sich auf 140⁰C erwärmt. Gas und Flüssigkeit werden aus dor Vorlage 1 durch Leitung 4 abgezogen. Bei 5 trennen sich Gas und Flüsigkeit. Das Gas geht immer noch mit einer Temperatur von ca. 150° C durch die Leitung 16 in den Querrohrkühler 17, der 23,2 χ 10 kcal/h aufnimmt, und aus dem das auf 30⁰C gekühlte Gas durch Leitung 18 zur Weiterverarbeitung austritt. Die flüssigen Kondensate aus dem Querrohrkühler 17, 400 kg Leichtteer und 30.160 kg Wasser/h, werden mit 30⁰C durch Leitung 19 abgezogen und in dem Scheider 20 in Teeröle und Wasser geschieden. Das Wasser wird durch Leitung 21 abgezogen, während die auf dem Wasser aufschwimmenden Teeröle durch Leitung 22 abgenommen und in dem Behälter 23 gesammelt und durch Leitung 24 und Pumpe 25 daraus abgezogen werden. 400 kg überschüssige Teeröle mit 2 % Wasser gehen stündlich durch Leitung 27 zur weiteren Aufarbeitung aus der Anlage heraus« Der Rohteer aus der Vorlage 1 hat etwa 140⁰C und er

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geht durch Leitung 6 in den Dickteerr.cheidcr 7 mit der Austragaeinrichtung 7 a und den Dickteernbzug 7 b. Durch Leitung ö wird der Rohteer in den Vorratsbehälter 9 überführt. Teer für den Kreislauf über die Vorlage 1 wird durch Leitung 10 abgezogen und von der Pumpe 11 aufgenommen. Durcli Leitung 12 werden pro Stunde ca. 1.000 m Umlaufteer, der immer noch eine Temperatur von 140 C besitzt, durch Leitung 13 der Zentrifuge 26 zugeführt, in der die Feststoffe aus dem Teer abgeschieden werden. Die Feststoffe werden durch den Abgang 20 abgezogen und der Einsatzkohle zugeschlagen. Von Feststoffen befreiter Teer geht weiter durch Leitung 29 in den Wasserkühler 15, der pro Stunde 30 χ 10 kcal aufnimmt. Auf 70⁰C abgekühlter Rohteer wird anschließend durch Leitung 3 wieder auf die Vorlage 1 aufgegeben. Damit ist der Teerkreislauf geschlossen. Die Teerproduktion von 7.520 kg wird durch Leitung 14 abgestoßen·

Hierbei kommt dor Kühler 15 in Fortfall und der Teer läuft mit 150⁰C in der Anlage um. Er dient somit nur als Spülteer. Die Ableitung 21 führt dns vorn Torröl geschiedene Wasser einer Pumpe 30 zu, die es in die Leitung 31 drückt. 30.160 kg Wasser werden stündlich durch Leitung 32 eus der Anlage ausgeschleust und 47.370 kg/h durch Leitung 33 in die Vorlage 1 und durch die Sprühdüsen 34 verteilt.

Gas und Flüssigkeiten gehen hierbei mit einer Temperatur von 150⁰C aus der Vorlage ab und der Querrohrkühler 17 nimmt 54,6 χ 10 kcal/h auf. Die Wacserraenge ist so dosiert, daß ein wässriges Kondensat in der Anlage nicht in der Vorlage, sondern erst in dem Querrohrkühler anfällt. Deshalb ist die Ausbildung des Uehälters 9 als großer Scheidebehälter nicht notwendig und die Teeröl-Wasser-Scheidung im Unterteil des Querrohrkühlers 17 gestaltet sich wegen der geringen Löslichkeit der Teeröle in Wasser und umgekehrt des Wassers in den Teerölen eowie der niedrigen Viskositäten beider Flüssigkeiten sov/ie ihres relativ geringen Staubgehaltes einfach und glatt. Die Teile 35 bis 40 bezeichnen eine Temperatur-Mengen-Regelung.

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Es kommen stündlich 232 t ßrl.'<c;hfc:i aus, ?.Z0 t vorgetrockneter, vorerhitzter Steinkohle mit mittleren Vorkokuncu:i.:igunschi;f ten und 12 t Rohteer zum Einsatz. Der Kiinler 15 korn.ut auch hierboi in Fortfall und der Teer läuft its der Anlage! r.üt ISO' C ur.i. Durch die Leitung 33 und die Dünen 34 werden r.t'.Iiüilich 40.351 kg '»'anscr von 30°C in die Vorlage 1 eingespriti-.t. Kit 75.000 Kv.^J Koksgas von 150 C verlassen stündlich 49.151 kq Wasserdampf die Vorlage 1 und das Gas-Dampf-Gemisch hat einen Wasserdampftaupunkt von 78,9 C. Der Querrohrkühler 17 nimmt .14 χ 10 ' kcal auf und durch Leitung werden 6.160 kg Wasoer/h aus der Anlage ausgeschleust. Durch Leitung 27 werden' 720 kg Leichtteer und durch Leitung 14, 12.000 kg Teer / h abgenommen., Die von der Zentrifuge 26 abgenommenen Feststoffe werden der Brikettieranlage durch Leitung 20 zugeführt und dort als Zuschlagstoffe für die Briketthorstellung

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Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren ssur Kühlung und Entstaubung von aus Kohl.eentgasungskammern austretenden Entgacungsgascn, insbesondere von solchen Entgasungsgasen, die bei der Verkokung und Schwelung von Stein- und Braunkohlen erhalten werden und die aus den Entgäsungskarnrnern durch Steigrohre und Krümmer in die Dostillationsvorlagon übertreten und auf ihrem Wege in die Vorlagen in· den Krüntaern. und bzw oder den Vorlagen selbst in direkte Berührung mit einem flüssigen Spül- und Kühlmittel, wie Wasser oder Teer, gebracht werden sowie zur"Spülung der Krümmer und Vorlagen, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühl- und Spülmittel in die Krüniner und Vorlagen Rohteer mit einer Temperatur von über 50°C und unter 170⁰C allein oder zusätzlich Wasser von einer Temperatur und in einer Menge, die irt der Vorlage restlos verdampf t_# eingespritzt wird. .

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß dsa Rohgas am Ende der Vorlage eine Temperatur zwischen 100 und 170⁰C und der'Teer eine Temperatur zwischen 90 und IGO⁰C hat.

3· Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das ge» kühlte Rohgas am Ende der Anlage eine Temperatur zwischen 120 und 15O⁰C und der Teer eine Temperatur zwischen 110 und 14O°C besitzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet daii Spül- oder Kühl teer in einer Menge kohle auf die Vorlage aufgegeben wird·

3 daii Spül- oder Kühl teer in einer Menge von 0,3 - 8 m /t Einsatz-

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, daß mit Zusatz von Rohteer, z. B. nach den Patentanmeldungen P 2555431.8 und P 2640787.4, hergestellte Briketts zur Verkokung eingesetzt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 5 gekennzeichnet durch eine Temperatur-Mengen- Regelung (35-40) im Zuge der Gasleitung (16) zum Kühler (17) und der Wasserleitung (33) zur Vorlage (1)

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