DE2719189A1

DE2719189A1 - Verfahren zum betrieb einer kohlevortrocknungs- bzw. -erhitzungsanlage in verbindung mit einer kokerei

Info

Publication number: DE2719189A1
Application number: DE19772719189
Authority: DE
Inventors: Janos Dipl Ing Bocsanczy; Johannes Dr Knappstein; Dieter Dipl Phys Dr Stalherm
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Still Otto GmbH
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1978-11-09
Also published as: US4247366A; JPS53136002A; JPS593506B2; DE2719189C2

Description

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Patentanmeldung

der
Firma Carl Still, Recklinghausen

Verfahren zum Betrieb einer Kohle-Vortrocknung s- bzw. -Erhitzungsanlage in Verbindung mit einer Kokcrei .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kohle-Vortrocknungs- und -Hrhitzungsanlagc mit Verbindung mit einer Kokerei, wobei die Kokskohle in Trocknern Ln direkte Berührung mit einem inerten Trocknungsgas gebracht wird, das Trocknungsgas im Kreislauf geführt und durch Verbrennung eines Brennstoffes aufgeheizt, die vorerhitzte Kohle von dem Trocknungs- und -Erhitzungsgas getrennt und den Ofenkammevn einer Verkokungsbatterie bzw. ihrer Heißbunkeranlage unter Ableckung mit einem Inertgas zugeführt wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise durch die DTOS 2 415 758 bekannt.

Als inerte Trocknungs- und Abdeckungsgase können dabei Gase dienen, die ganz oder teilweise aus Kohlendioxid, Stickstoff oder Wasserdampf bestehen.

Inertgas wird dabei nicht nur zum Betrieb der Trocknungsanlagen benötigt, sondern wegen der hohen Temperatur, die die Kohle bei der Vorerhitzung annimmt,nämlich etwa bis zu 240° C, muß sie bei ihrem Transport in die Ofenkammern bzw. in die Bunkeranlagc der

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Verkokungsbattcrie vor Oxidation durch Luftsauerstoff geschützt werden und von einer inerten Atmosphäre begleitet, geschützt und abgedeckt sein. Vielfach stehen inerte Abgase für diesen Zweck nicht zur Verfügung und in diesem Falle muß ein solches, z.B. Stickstoff durch I.ufttrennung hergestellt und bereitgestellt werden. Wenn nicht der Sauerstoff einer Lufttrennanlage für andere Zwecke, z.B. in einer Hüttenanlage, Verwendung findet, so wird das Verkokungsverfahren durch die aufwendige Bereitung von Stickstoff wirtschaftlich und technisch belastet.

Wirtschaftlich und technisch einfacher würde es sein, wenn als Inertgas ein Gas, das in Form eines Abgases, das bei der Durchführung der eingangs definierten Verfahren selbst anfällt, verwendet werden könnte.

Der Erfindung liegt die Lösung dieser Aufgabe zugrunde und es wird dazu vorgeschlagen, daß als Inertgas für die Abdeckung bei der Erhitzung von im Kreislauf geführten Vortrocknungs- und -F.rh i tzungsgasen anfallende Verbrennungsabgase nach ihrer Kühlung und Abscheidung von wässrigem Kondensat verwendet werden.

Bei der Durchführung solcher Kohletrocknungs- und -F.rhitzungs-'verfahren fallen stets Verbrennungsabgase an, weil für die Erhitzung der Trocknungsgase ein Brennstoff verbrannt werden muß. Die Wirtschaftlichkeit des vorgeschlagenen Verfahrens ergibt, sich allein daraus, daß nunmehr eine besondere Herstellung von Inertgas nicht mehr von Nöten ist, sondern zwangsläufig anfallende Abgase verwendet werden.

Wenn die Aufhetzung des Kreislaufgases für die Vortrocknung und Vorerhitzung auf direktem Wege geschieht, so ergibt sich'die Verbrennungsgasmenge als Oberschuß im Kreislauf und diese wird aus dem Kreislauf abgezweigt und nach ihrer entsprechenden Aufbereitung bei der Abdeckung der vorerhitzten Kohle auf ihrem Transportwege verwendet. Die Verbrennungsgasmenge ist für die erfindungsgemäße Verwendung stets ausreichend.

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Wenn die Aufheizung des Trocknungs- und -Iirh i t-ungsgases auf indirektem Wege geschieht, so ergibt sich die völlige Trennung des Gaskreislaufes für die Trocknung und Vorerhitzung der Kohle und der Wege des Verbrennungsabgases das als Inertgas für den Transport der heißen Kohle Verwendung findet.

Nach einer besonderen Ausführung des Verfahrens wird als Trocknungs- und Erhitzungsgas im Kreislauf geführter Wasserdampf verwendet. Da bei der Trocknung der Kohle das Feuchtigkeitswasser verdampft wird, ergibt sich ein Überschuß von Dampf in einer Menge, die dem Feuchtigkeitsgehalt der Kohle entspricht. Diese Dampfmenge muß aus dem Kreislauf ausgeschleust werden und sie wird vorteilhaft den Destillationsgasen aus der Verkokungsbatterie zugesetzt, so wie es in der Patentanmeldung P 2 647 079.1 vorgeschlagen ist. F.s ist günstig, die inerten Verbrennungsabgase vor dem Einschleusen in die Transportwege der vorerhitzten Kohle wieder aufzuheizen, damit jegliches Niederschlagen von Feuchtigkeit auf der Kohle sicher vermieden wird.

Zweckmäßig geschieht die Kühlung für das Auskoiulens i eren von Wasser aus dem als Inertgas*vom Wasser befreite, gekühlte Verbrennungsgas durch die nicht gekühlten noch vom Wasser zu befreienden Verbrennungsgasc wieder aufgeheizt wird.

Die Trocknung kann jedoch auch mit jedem Trocknungsmittel durchgeführt werden. Geeignet sind dafür z.B. Trocknungsmittel auf der Basis von Siliziumdioxid, z.B. Silikagel. Für die Verwendung solcher Trocknungsmittel ist eventuell eine Vorkühlung der Verbrennungsgase vorzusehen.

Für die Herstellung der Verbrennungsgase wird aus bekannten Gründen bevorzugt ein schwe felarnier Brennstoff verwendet. Wegen ihrer einfachen Handhabung können aber auch gasförmige oder flüssige Brennstoffe, z.B. sogenannte Flüssiggase verwendet werden. Besonders geeignet sind auch Verbrennungsabgasc, die bei ihrer Verbrennung keinen oder nur wenig Wasserdampf bilden, wie an Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff arme und kohlcnoxidreiche Gase, z.B. Gichtgas, weil hierbei die Trocknung der Gase weitgehend ent-

* verwendeten Verbrennungsgas im Wärmeaustausch, wobei das

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fallen kann. Günstig für die Wi r tschaft 1 ichke i t des Verfahrens ist auch die Verwendung von bei der Kohl. o.trocknung selbst in den Abscheidern und Filtern anfallendem KohIefeins taub für die Aufheizung des Trocknungsgases und die Herste I lung des Abdeckgases. Auf diese Weise wird ein Teil oder die Gesamtheit dieses ultrafeinen Kohlenstaubes, der am besten vorsorglich nicht mit in die Ofenkammcrn eingeführt wird, sinnvoll in dem Verfahren selbst verwendet. Wenn dieser feine Kohlestaub mit in die Ofen kammern eingefüllt würde, so käme, es zu unerwünschter Staubentwicklung in den Ofenkammern und zu Verstopfungen in den Wegen der Destillationsgase.

Ein geringer Sauerstoffgehalt in den Abgasen ist für ihre erfindungsgemäße Verwendung unschädlich. Jedoch sollte er 4 Vol.« nicht übersteigen.

Man kann auch die Verbrennung mit Sauerstoff bzw. Luft im Uwterscliuß durchführen, um sicherzustellen, dali der Sauerstoffgehalt im Abgas gering bleibt.

Die Erhitzung der Trocknungs- und l!rh i t:umgsgnsc kann mau, wie auch die Trocknung - und lirhitzung der KoIUe selbst, in einer oder mehreren Stufen vornehmen.

Die Erfindung wird durch die Schema- ■['· i guren I und 2 beispielsweise erläutert, l'ig. I bezieht sich auf das crf i ndungsgemäße Verfahren mit direkter Aufheizung für den Kreislauf der Vortrocknungs- und I:rh i tzungsanlage sowie Herstellung des Inertgases für die Kohletransportwege zu der Verkokungsbatterie. Dabei bedeuten 1 und 9 zwei hintereinandcrgcschalte te ΙΊ ugstromrohrc. Die Hinführung der ungctrockneten Kohle erfolgt durch die Schleuse 10. y ist die erste und I die zweite Stufe. Die Herstellung des für die Kohlevorcrhitzung und Trocknung benötigten Inertgases von etwa 550° C wird in dem Verbrennungsofen 2 1 vorgenommen, dem ein Brennstoff durch Leitung 22 und Verbrennungsluft durch Leitung 23 zugeführt wird. Bis zur Erreichung der Betriebstemperatur wird das Verbrennungsgas durch den Kamin 24 abgeführt. Sobald die Betricbs-

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temperatur erreicht ist, wird das Vcrbrennungs-Jnerlgas in das Magstromrohr 1 eingeleitet und es durchströmt das Abscheidungssystcm 3, das Fallrohr 8, das Flugstromrohr 9, das Ürobkorn-Abscheidcsystem 11 mit der (hobkornrücklcitung 2 in das llugstromrohr 1, das I^:einstaubabsclic idesystem 12, das Rückführungsrohr 14 und es wird von dem Ventilator 15 und durch die Leitungen 16 und 19 zum Teil wieder in den Verbrennungsofen 21 zurückgegeben. Der Überschuß dient zur Deckung des Bedarfes an Inertgas der Anlage fü den Transport der getrockneten und vorerhitzten Kohle zur Verkokungsbatterie bzw. zu der Hciß-Bunkeranlage. Dazu wird das Inertgas durch die Leitung 25 mit der Drosselklappe 25a abgenommen und in dem Apparatesystem 28 gekühlt, getrocknet und von Kondensat befreit und durch die Leitungen 29 und 32 an die absperrbaren Bedarfsstcllen geleitet. Diese liegen an dem Abscheidesystem 3 (Leitung 36), seinem Abgang 4a, 4 zu dem Kohletransportsystem 6 (Leitung 55) und dem Abgang 5a der Kohlebcnetzvorrichtung 5 (Leitung 34), in der die Kohle bei Bedarf mit einem öligen Staubbindemittel benetzt werden kann. Weitere Bedarfsstellen sind das Grobabsclicidcsysten 11 (Leitung 37) und das Fein-Abscheidesystem 12 (Leitungen 39, 10) und die Staubüberführung 13 (Leitung 38) in die Leitung 4a, und die Ileißkohlebunkeranlage (nicht dargestellt} zu der die auf etwa 130° vorerhitzte Kohle durch die Hinrichtung 6 abgedeckt von dem Inertgas, das noch eine Temperatur von etwa 210° C hat,

hingeführt wird. Durch Leitung 31 wird das Inertgas an den Ausgang des IiJ ektrof liters 17 geführt. Das Elektrofilter ist mit der Leitung 16 verbunden und nimmt den Oberschuß von Inertgas auf, der weder für die Kohletrocknung und ihre Vorerhitzung noch für die Inert isierung der Kohletransporttvege benötigt wird. Vom Kohlestaub befreites überschüssiges Inertgas wird schließlich durch den Kamin 18 in die freie Atmosphäre entlassen, Nährend der abgeschiedene Staub unter Schutz von Inertgas aus Leitung 31 durch Leitung 20 in die Leitung 4a überführt wird und von dort wieder entweder in den Benetzungsapparat 5 oder direkt auf die Transportanlage 6 anlangt.

* Leitung 7

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Bei diesem direkten Verfahren ergibt sich ein hoher thermischer Wirkungsgrad durch die direkte Kärmecntnahme aus dem Verbrennungsofen 21 sowie die niedrige Abgastemperatur (etwa 130° C) bei einem Wasserdampfgehalt von höchstens 4 0 %.

Bevorzugte Brennstoffe dafür sind solche, die keine festen Rückstände bei ihrer Verbrennung hinterlassen.

Fig. 2 bezieht sicli auf eine Ausführung des Verfahrens, bei der die Kohletrocknung und Vorerhitzung mit Wasserdampf durchgeführt wird. Per Wasserdampf wird indirekt erhitzt und die Erhitzung durch Verbrennung eines Brennstoffes vorgenommen. Die dabei anfallenden Verbrennungsabgase werden als Inertisierungsgase für die Kohletransportanlage verwendet.

Zu Betriebsbeginn wird möglichst ein Brennstoff verwendet, der keine festen Verbrennungsrückstände hinterläßt. Bei normalen Betriebsbedingungen hingegen kann auch ein Brennstoff mit festen Verbrennungsrückständen verwendet werden. Dazu v/ird die Einrichtung 28a, die zum Kühlen (Wärmeaustausch) und Kondensieren der Verbrennungsabgase dient auch mit einem Filter zur Abscheidung festen Brennstoffrückstände versehen. Der Brennstoff wird dem Erhitzer 21a durch die Zuleitung 22a und Verbrennungsluft durch die Leitung 23a zugeführt und der Brennstoff verbrannt. Die Verbrennungsabgase ziehen durch den Kamin 26 mit der Regelklappe 26a ab. Zum Anfahren wird Leitung 26 Abgas entnommen und durch Leitung 27 in die Kühl- und Trocknungsanlage 28a überführt. Gekühltes und getrockneten Abgas geht durch die Leitungen 29a und 32 sowie die absperrbare Leitung 30 in das Kohletrocknungs- und Vorerhitzungssystem, das vorstehend beschrieben ist. Das Gas kehrt zurück durch dieLeitungen 14a, 16a und den Ventilator 15a und wird über das Elektrofilter 17 und den Kamin 18 in die freie Atmosphäre entlassen. Wenn sich die ganze Anlage auf Betriebstemperatur und sonstigen Betreibsbedingungen befindet, wird mit dem Einbringen der feuchten Kokskohle in das Trocknungs- und Erhitzungssystem durch die Schleuse 10 sowie der Inertgasbeschickung der vorbeschriebenen Kohle-Abscheidungs- und Tiansportanlagc, sowie dem Gaskreislauf über die Trocknungs- und lirhitzungsanlage durch die Leitungen

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I9a über den indirekten Erhitzer 21a begonnen. Die im Kreislau J: befindliche Trocken- und Krhitzungsgasmenge wird nun um den Wasserdampfanteil, der aus der zu trocknenden KohLe stammt, vermehrt und im selben Maß wird die durch Leitung 50 in das Trocknungs- und Erhitzungssystem eingeschleuste Inertgasmenge vermindert, bis bei vollem Betrieb schließlich praktisch reiner Wasserdampf in Umlauf ist. Das ist auch der Zeitpunkt, zu dem der Erhitzer 21a auf den Betrieb mit einem festen Brennstoff, z.B. Kohlestaub aus dem Elektrofilter 17 oder dem Staubabscheider 12 umgeschaltet werden kann. Durch den Kamin 18 wird dann im wesentlichen nur noch der beim Kohletrocknen immer neu gebildete Wasserdampf abgeschleust. Jedoch kann auch der im Elektrofilter 17 von Kohlestaub befreite Wasserdampf gemäß der Patentanmeldung P 2 647 079.1 dem Dost i llat ionsgas der vorerhitzten Kokskohle wieder zugesetzt werden. Seine Menge entspricht dem Feuchtigkeitsgehalt der Urspritngskoh 1 e .

Besonders vorteilhaft ist bei dieser indirekten Aufheizung des Trocknungsgases für die Kohle die Möglichkeit des Einsatzes von Kohlestaub aus der eigenen Anlage. Durch die Erhöhung des Wasserdampfgehaltes des rohen Destillationsgases wird auch sein Wärmeinhalt wesentlich erhöht, was sich bei der Trennung der wässrigen und teerigen Kondensate aus den rohen Destillationsgasen als günstig erweist.

Für beide Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es günstig, die in den Apparaturen 28 bzw. 28a angeordneten Kühler als Wärmeaustauscher auszubilden, in denen die durch die Leitungen 25 bzw. 27 ankommenden heißen Case ihre Wärme an die von Wasserdampf befreiten durch die Leitungen 29 bzw. 29a abziehenden Inertgase abgeben.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betrieb einer Kohle-Vortrocknungs- und -Erhitzungsanlage in Verbindung mit einer Kokerei, wobei die Kokskohle in Trocknern in direkte Berührung mit einem inerten Trocknungsgas gebracht wird und das Trocknungsgas im Kreislauf geführt und durch Verbrennung eines Brennstoffes aufgeheizt und die vorerhitzte Kohle von dem Trocknungs- und Vorerhitzungsgas getrennt und den Ofenkammern eine Verkokungsbatterie bzw. ihrer Heißbunkeranlage unter Abdeckung mit einem Inertgas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas für die Abdeckung bei der Erhitzung des Vortrocknungs- und Erhitzungsgases anfallendes Verbrennungsabgas nach seiner Kühlung und Abscheidung von wässrigem Kondensat verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas ein Verbrennungsabgas verwendet wird, das durch direkte Erhitzung des Vortrocknungs- und -Erhitzungs-Kreislaufgases erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas ein Verbrennungsabgas verwendet wird, das bei der indirekten Erhitzung des Kohle-Vortrocknungsund Erhitzungs-Kreislaufgases erhalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas ein Verbrennungsabgas verwendet wird, das bei der indirekten Erhitzung von im Kreislauf geführtem Wasserdampf als Kohlevortrocknungs- und Erhitzungsgas erhalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inerten Verbrennungsabgase vor dem Einschleusen*die Transportwege der vorerhitzten Kohle wieder aufgeheizt werden.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung für das Auskondcnsieren von Wasser der inerten Verbrennimgsgase im Wärmeaustausch unter Wiederaufheizung der von Wasser befreiten gekühlten Verbrennungsgase erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff ein an Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff armes und kohlenoxidreiches (Jas wie z.B. Gichtgas verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff für die Herstellung des inerten Verbrennungsgases Feinstaubkohlen aus den Abscheidern und Filtern der Kohlevortrocknungs- und Hrhitzungsanlage verwendet werden.

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