DE2654187B2 - Verfahren zur Kühlung und Entstaubung von aus Kohleentgasungskammern austretenden Entgasungsgasen - Google Patents
Verfahren zur Kühlung und Entstaubung von aus Kohleentgasungskammern austretenden EntgasungsgasenInfo
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Description
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 Destiiiationsvoriagen
übertreten und auf ihrem Wege in die Vorlagen in den Krümmern und bzw. oder in den Vorlagen selbst in
direkte Berührung mit einem flüssigen Spül- und Kühlmittel gebracht werden sowie zur Spülung der
Krümmerund Vorlagen.
Es ist bekannt und vielfach üblich, die heißen Entgasungsgase in den Krümmern mit im Kreislauf
geführtem Kühl- und Spülwasser von Temperaturen unter 100° C in Berührung zu bringen. Dabei kühlen sich
die Gase unter Sättigung mit Wasserdampf von etwa 800°C auf etwa 80-85°C ab und scheiden dabei in der
Vorlage Rohteer und Wasser ab.
Pro Tonne trockener Einsatzkohle in die Ofenkammern werden dabei 3,5 bis 7,0 m3 Wasser in den
Krümmern oder Vorlagen versprüht. Die Menge des Sprühwassers hängt u. a. davon ab, wieviel Wasser
benötigt wird, um den Kohlestab, 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.
Diese Art der Kühlung bringt es mit sich, daß in den Vorlagen ein zur Emulsionsbildung neigendes Teer-Wasser-Gemisch
mit hohem Wasseranteil 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-Wasser-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.
ίο Es wäre eine große Erleichterung für den Betrieb
einer Kokerei, wenn die Vorlagenspülung und die Gaskühlung in der Weise erfolgen könnten, daß in der
Vorlage ein Teer-Wasser-Gemisch überhaupt nicht anfällt, sondern ein im wesentlichen aus nur einer
'-3 flüssigen Phase bestehender Rohteer.
Der Erfindung liegt diese Aufgabe zugrunde. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur
Kühlung und Entstaubung von aus Kohleentgasungskammern austretenden Entgasungsgasen, die aus den
Entgasungskammern durch Steigrohre und Krümmer in die Destillationsvorlagen übertreten und auf ihrem
Wege in die Vorlagen in den Krümmern und/oder den Vorlagen selbst in direkte Berührung mit einem
flüssigen Spül- und Kühlmittel gebracht werden unter gleichzeitiger Spülung der Krümmer und Vorlagen,
dadurch gekennzeichnet, daß als Kühl- und Spülmittel in die Krümmer uad Vorlagen Rohteer mit einer
Temperatur von über 50° C und unter 170° C allein oder zusätzlich Wasser von einer Temperatur und in einer
■ίο Menge, die in der Vorlage restlos verdampft, eingespritzt
wird.
Das Rohgas wird dabei entsprechend der Menge und Temperatur des Kühl- und Spülteeres auf eine
Temperatur von 100° C bis 170° C abgekühlt. Das
J1> entspricht einer Temperatur des anfallenden wasserfreien
Teeres von etwa 90 bis 160°C. Im allgemeinen wird der zur Kühlung verwendete Teer mit einer Temperatur
eingesprüht, die in der Nähe der Wassertaupunktstemperatur des aus den Ofenkammern austretenden
4(1 Rohgases liegt. Dieser hängt von üein Wassergehalt der
Einsatzkohle ab und er liegt im allgemeinen bei 50 bis 75° C.
Bevorzugt wird eine Fahrweise, bei der das gekühlte Rohgas am Ende der Vorlage eine Temperatur
4^ zwischen 120 und 150°C und der Teer etwa zwischen
110 und 140° C aufweist.
Dabei läuft der eingedüste Kühl- und Spülteer gemeinsam mit aus dem Gas auskondensiertem Teer
frei von Wasser aus der Vorlage ab. Eine Kondensation
>n von Wasser findet jedenfalls hierbei noch nicht statt.
Die Menge des einzusprühenden Teeres beträgt 0,3—8 mVt trockener Einsatzkohle. Bei bekannten
Kühl- und Spülverfahren mit Wasser allein ergibt sich ein Wasserbedarf, der innerhalb solcher Größenordnun-
" gen 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 Vorlagen leicht freizuspülen sind und nicht verstopfen.
w) Die einzudüsende Teermenge hängt jedoch in den
angegebenen weiten Grenzen von der Benetzbarkeit des Staubes und seiner Menge ab. Beides sind Größen,
die sich kaum vorher bestimmen lassen. Seine besondere Bedeutung hat die Teercindüsung bei Einsatz
6Γ> von vorgetrockneter bzw. vorerhitzter 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, daß 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
Einsatzkohle und der Verkokung selbst (Bildungswasser) herrührt. Wenn zusätzlich zu dem Rohteer auch
noch Kühlwasser eingesprüht worden ist, ergeben sich natürlich etwas größere Wassermengen, von denen der
Leichtteer zu trennen ist Im ganzen ergibt sich eine wesentliche Verkleinerung der Scheideapparate.
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 Einsprühdüse, 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 Gasgeschwindigkeit bzw. die Ve:~weilzeit
Aus der Vorlage geht der Kühl- und Spülteer
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 j->
Teer aus einem Vorratsbehälter abgezogen. Das in der Vorlage gekühlte Rohgas wird wie bei bekannten
Verfahren, z. B. in indirekten Querrohrkühlern, auf ca. 20—40° C 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
Wasserteerscheidung in verhältnismäßig kleinen Apparaten durchgeführt wird, und wie vorstehend bereits
erwähnt die Hauptmenge des Teeres überhaupt wasserfrei erhalten wird.
Wenn erfindungsgemäß zusätzlich zum Teer in das heiße Rohgas Wasser eingedüst wird, so ist seine Menge
so zu bemessen, daß ihre vollständige Verdampfung erfolgt und der zugegebene Teer dient lediglich als
Spülmittel. Die Menge 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 Rohgas- ho
temperatur oberhalb der Wasserdarnpftaupunkttemperatur ist auf diese Weise besonders einfach.
Dabei werden die Mengen vorzugsweise so eingestellt, daß die Temperatur des gekühlten Rohgases in
der Vorlage 120" -150° C beträgt. Auch bei dieser μ
Verfahrensvariantc läuft der Spül- und Kondensatteer wasserfrei über den Dickteerkasten in den Vorratsbehälter,
aus dem der tjoerschußteer wasserfrei abgezogen
wird. Das Gas wird nur noch der SchluMkühlung
unterworfen und nimmt dabei, wie vorstehend ausgeführt, eine Temperatur von 20° —400C an. Dabei ist der
anfallende Leichtteer, wie ebenfalls vorstehend ausgeführt, natürlich von etwas größeren Wassermengen zu
trennen. Im übrigen wird verfahren wie bei bekannten Kühlungsprozessen. Auch hierbei ergibt sich gegenübei
der herkömmlichen Gaskühlung eine wesentliche Verkleinerung der Scheideapparate.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungisgemäße Verfahren, wenn Kohlebriketts oder andere Formlinge,
die mit Rohteer hergestellt sind, z. B. aus Kohlen mit minderen Verkokungseigenschaften 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 Hen erfindungsgemäßen Verfahren wasserfrei anfällt, wird kein größeres
Wasser-Teer-Scheidevolumen benötigt.
Für die Reinhaltung des Berieselungswassers für die Steigerohre ist bereits vorgeschlagen worden, während
der Einfüllzeit der Kohle in die Ofenkammern sowie wäh.end der Anfangszeit der Verkokung von Feststoffen
befreiten Teer, während der übrigen Zeit jedoch weiterhin Wasser einzudüsen. Mit diesem Vorschlag
können die Vorteile der vorliegenden Erfindung jedoch nicht erreicht werden, weil u. a. keine apparativen
Vereinfachungen möglich sind und auch kein wasserfreier Teer gewonnen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die schematischen Fig. 1 bis 3 und die dazugehörigen
Beispiele erläutert.
Fig.l
Aus 244 t Kohle mit einem Wassergehalt von 9,84% werden pro Stunde 75 000 Nm3 Koksofengas und
32 800 kg Wasserdampf erhalten. Das Gasgemisch hat einen Wasserdampftaupunkt von 73° C und es tritt
durch nicht dargestellte Steigerohrkrümmer mit einer Temperatur von 800° C in die Vorlage 1 ein. Durch die
Sprühdüsen 2 an den Enden der Rohrleitungen 3 werden pro Tonne trockener Einsatzkohle 4,5 m3 Rohteer von
70°C mit einem Wassergehalt von weniger als 1 % in der Vorlage 1 versprüht, wodurch sich das Destillationsgas
auf 150°C abkühlt und der eingesprühte Rohteer sich auf 140"C erwärmt. Gas und Flüssigkeit werden aus der
Vorlage 1 durch Leitung 4 abgezogen. Bei 5 trennen sich Gas und Flüssigkeit. Das Gas geht immer noch mit einer
Temperatur von ca. 150°C durch die Leitung 116 in den
Querrohrkühler 17, der 23,2 χ 10* kcal/h aufnimmt, und au» dem das auf 30° C gekühlte Gas durch Leitung 18 zur
Weiterverarbeitung austritt. Die flüssigen Kondensate aus dem Querrohrkühler 17, 400 kg Ltichtteer und
30 160 kg Wasser/h, werden mit 300C durch Leitung 19 abgezogen und in dem Scheider 20 in Teeröle und
Wasser geschienen. 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 140° C
und er geht durch Leitung 6 in den Dickteerscheider 7 mit der AustraKseinrichtune Ta und dem Dickteerabzue
Tb. Durch Leitung 8 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 H aufgenommen. Durch Leitung 12 werden
pro Stunde ca. 1000 m! Umlaufleer, der immer noch *>
eine Temperatur von I4O"C besitzt, durch Leitung 13
der Zentrifuge 26 zugeführt, in der die Feststoffe aus dem Teer abgeschieden werden. Die Feststoffe weiden
durch den Abgang 28 abgezogen und der Einsatzkohlc zugeschlagen. Von Feststoffen befreiter Teer geht wei- i<
> ler durch Leitung 29 in den Wasserkühler 15. der pro
Stunde 3Ox I()h kcal aufnimmt. Auf 70 ( abgekühlter
Rohtccr wird anschließend durch Leitung 3 wieder auf die Vorlage I aufgegeben. Damit ist der Teerkreislauf
geschlossen. Die Teerproduktion von 7520 kg wird ' ■ durch Leitung 14 abgestoßen.
I· i g. 2
Hierbei kommt der Kühler 15 in Fortfall und der Teer läuft mit I 50"C in der Anlage um. Kr dient somit nur als .'"
Spülteer. Die Ableitung 21 führt das vom Teeröl geschiedene Wasser einer Pumpe 30 zu, die es in die
Leitung 31 drückt. 30 160 kg Wasser werden stündlich durch Leitung 32 aus der Anlage ausgeschleust und
47 370 kg/h durch Leitung 33 in die Vorlage 1 und durch r< die Sprühdüsen 34 verteilt.
Gas und Flüssigkeiten gehen hierbei mit einer Temperatur von I5O°C aus der Vorlage ab und der
Querrohrkühler 17 nimmt 54,6 χ ΙΟ* kcal/h auf. Die
Wassermenge ist so dosiert, daß ein wäßriges Kondensat in der Anlage nicht in der Vorlage, sondern
erst in dem Querrohrkühler anfällt. Deshalb ist di( Ausbildung des Behälters 9 a.a großer Scheidebehältei
nicht notwendig und die Teeröl-Wasser-Scheidung in Unterteil des Querrohrkühlers 17 gestaltet sich weger
der geringen Löslichkeit der Teeröle in Wasser unc umgekehrt des Wassers in den Teerölen sowie dei
niedrigen Viskositäten beider Flüssigkeiten sowie ihre! relativ geringen Staubgehaltes einfach und glatt. Die
Teile 35 bis 40 bezeichnen eine Temperatur-Mengen Regelung.
Fig. 3
Ls kommen stündlich 2321 Briketts aus 220
vorgetrockneter, vorerhitzter Steinkohle mit mittlerer Verkokungseigenschaften und 12 t Rohteer zum F.in
satz. Der Kühler 15 kommt auch hierbei in Fortfall unc der Teer läuft in der Anlage mit 150°C um. Durch die
Leitung 33 und die Düsen 34 werden stündlich 40 351 kg
Wasser von 30"C in die Vorlage 1 eingespritzt. Mil /5 OUU Nm1 Koksgas von IMTL verlassen stündlich
49 151 kg Wasserdampf die Vorlage 1 und da?
Gas-Dampf-Gemisch hat einen Wasserdampftaupunki von 78,9°C. Der Querrohrkühler 17 nimmi
34 χ 10* kcal auf und durch Leitung 32 werden 6160 kj
Wasser/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 Brikettieren
lage durch Leitung 28 zugeführt und dort al· Zuschlagstoffe für die Brikettherstellung verwendet.
Hierzu 3 Blatt Zeichnuncen
Claims (4)
1. Verfahren zur Kühlung und Entstaubung von aus Kohleentgasungskammern austretenden Entgasungsgasen,
die aus den Entgasungskammern durch Steigrohre und Krümmer in die Destillationsvorlagen
übertreten und auf ihrem Wege in die Vorlagen in den Krümmern und oder den Vorlagen selbst in
direkte Berührung mit einem flüssigen Spül- und Kühlmittel gebracht werden unter gleichzeitiger
Spülung der Krümmer und Vorlagen, dadurch
gekennzeichnet, daß als Kühl- und Spülmittel in die Krümmer und Vorlagen Rohteer mit einer
Temperatur von über 500C und unter 170° C allein
oder zusätzlich Wasser von einer Temperatur und in einer Menge, die in der Vorlage restlos verdampft,
eingespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas am Ende der Vorlage eine
Temperatur zwischen 100° und 170° C und der Teer eine Temperatur zwischen 90° und 160° C aufweist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Spül- oder Kühlteer in
einer Menge von 0,3—8 nvVt Einsatzkohle auf die Vorlage aufgegeben wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch eine Temperatur-Mengen-Regelung (35—40) im Zuge der Gasleitung (16) zum Kühler(17)undder
Wasserleitung (33) zur Vorlage (1).
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