DE2737625C3 - Anlage zum Naßlöschen von Koks in einem Löschturm - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Naßlöschen von Koks in einem Löschturm, der eine mit einem Aufstellplatz für einen Löschwagen versehene Schacht- so halle aufweist, die sich nach oben in einen Abzugsschacht öffnet, in dem sich je eine Bedüsungseinrichtung befindet, von denen die eine unmittelbar oberhalb des Löschwagens angeordnet ist und Löschwasser auf den Koks abgibt, während die andere Bedüsungseinrichtung unter einem den Abzugschacht verschließenden Deckel angebracht ist und Wasser zur Mischkondensation in den Löschdampf gibt, wobei das Kondensat aus dem Turm abgeführt wird.

Beim Löschen von Koks, insbesondere von Steinkohlenkoks durch Wasser, entstehen außer erheblichen Wassergasmengen auch Löschgase, nämlich z. B. Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Stickstoff, Stickoxyde.Wasserstoff, Schwefelwasserstoff u. a. schädliche Gase, sowie staub- bis grusförmige Produkte. Außerdem fällt Wärme in erheblichem Umfang an, die aus dem glühenden Koks stammt und bei dessen Löschung frei wird. Die Emission der bezeichneten Stoffe und deren Auswirkung als Emission in die Atmosphäre stellen in der Regel eine beträchtiche Umweltbelastung dar, was bislang nur teilweise bekannt gewesen ist Häufig ist außerdem die Abgabe der Abwärme in die Atmosphäre aus Gründen der Energieeinsparung unerwünscht.

Man hat die Aufgabe bisher darin gesehen, die Umweltbelastung zu vermeiden, so weit sie durch die staub- bis grusförmigen Produkte, die beim Ablöschen des Kokses aus dem Löschturm ausgetragen werden, sowie durch die Rauch- und Qualmbestandteile bedingt sind, die die Löschgase enthalten können (DE-OS 21 20 305); zu diesem Zweck ist in der als bekannt vorausgesetzten Anlage der Löschturm verschlossen und mit einem Kühlschacht derart verbunden, daß in diesen die Löschdämpfe abziehen können; im Kühlturm wird der größere Teil des Wasserdampfes kondensiert, und das Kondensat wird nach Passieren einer Queranlage wieder benutzt.

Einerseits treten bei solchen Anlagen erhebliche Mengen explosionsgefährlicher Gase auf, die zu Gefährdungen führen können; andererseits ist der Energieaufwand für derartige Anlagen sehr erheblich, ohne daß eine realistische Möglichkeit besteht, die fühlbare Wärme des Kondensates zu nutzen.

Es ist ferner eine Anlage bekannt (DE-OS 26 53 755), bei der die Wärmerückgewinnung aus dem Löschwasser und die Beseitigung des Flugkoksauswurfes im Vordergrund stehpn. Bei dieser Anlage ist eine Löschwasserkondensation vorgesehen, weiche in einem aus dem Löschturm abziehenden Kamin erfolgt. Dieser Kamin ist unten verschlossen und weist an dieser Stelle die Kondensatauffang- und -abzugseinrichtung auf. Im Abzugsschacht ist eine verstellbare Klappe oberhalb des Kaminabzweiges angebracht, so daß je nach Klappenstellung der Löschdampf und die übrigen Lösengase ganz oder teilweise entweder durch den Kamin und/oder den Abzugsschacht entweichen können. Der Aufstellplatz für den Löschbehälter ist unmittelbar unter dem Abzugschacht gelegen und nach allen Seiten offen.

Die nut dieser Anlage zwangsläufig verbundene Emission der Löschgase führt zu einer erheblichen Umweltbelastung, wurde aber bislang nicht beachtet, weil man fälschlich davon ausging, daß diese Emissionen vernachlässigbar sind. Die Wärmerückgewinnung einerseits über einen ein Kältemittel führenden und in dem erwähnten Kamin untergebrachte Wärmeaustauscher einschließenden Kreislauf sowie andererseits aus den anfallenden Kondensaten wird durch die Ablenkung des Temperaturniveaus infolge mitgerissener Falschluft erheblich erschwert und verschlechtert. Die Klappenregelung führt außerdem zu weiteren Wärmeverlusten und zusätzlichen Emissionen, weil Löschwasserdampf auch durch den Abzugsschacht abströmt und auf diese Weise den Wärmeaustauscher und die Löschwasserkondensation umgeht. Andererseits ist es schwierig, vorhandene Löschtürme mit einer solchen Anlage zu erweitern und dadurch zu modernisieren, weil die Aufstellung eines zusätzlichen Kamins und dessen Anschluß an den vorhandenen Löschturm problematisch und häufig gar nicht möglich ist.

Es sind auch Anlagen bekannt, welche in einer Löschkammer den Koks mit dem Löschwasser berieseln, die mit einem Abzugsschlot so verbunden ist, daß im Schlot eingebaute Prallflächen die Kokspartikel niederschlagen können (DE-OS 27 07 672). Die Löschwasserdämpfe werden durch die Schikanen entsprechend geführt. Schädliche Gase können sich hierbei

jedoch in den toten Räumen des Abzugsschlotes aasammeln, werden aber später bei entsprechender Belastung der Umwelt emittiert

Der Erfindung liegt ausgehend von dem eingangs gewürdigten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Emission von Gasen, Dämpfen und Stäuben bei der Naßlöschung von glühendem Koks, insbesondere von Steinkohlenkoks gänzlich zu unterbinden und die Voraussetzungen, unter denen die Wärmerückgewinnung stattfinden kann, zu verbessern, sowie den dezu erforderlichen Löschturm zu vereinfachen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der gasdicht abschließbare Löschturm an seinem oberen Teil die Mündung einer emissionsfreien Löschgasabsaugung und am unteren Ende eines eingebauten Kondensatablaufes die Mündung einer Kondensatpumpe aufweist.

Auf diese Weise kann die Emission der Löschgase vermieden werden. Außerdem können die Löschgase abgesaugt werden. Dadurch finden die Un.ivandlungsvorgänge im Löschturm unter völligem Abschluß nach außen statt. Das bedeutet, daß man u. a. den Zutritt von Frischluft in den Turm vermeiden kann, indem man den Betrieb entsprechend steuert und regelt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei unkontrollierter Kondensation der Löschdämpfe durch äußere Einflüsse erhebliche Druckschwankungen im Turm auftreten welche zu schlagartigen Druckstößen und Strömungsvorgängen im Turm führen. Außerdem wird erfindungsgemäß das Abpumpen des Kondensates kontrolliert, so daß sich das Kondensat auf einem höheren Temperaturniveau gewinnen läßt. Unter anderem wird dadurch eine Ausführungsform der Erfindung ermöglicht, die den Löschturm in den abwasserlosen Betrieb der Kokerei einbezieht, welcher z. B. durch eine Vakuumdestillation ermöglicht werden kann.

Außerdem bietet die Erfindung die Möglichkeit, die von ihr vorgeschlagene Anlage zur Modernisierung vorhandener Löschtürme vorzusehen, was dadurch möglich ist, daß lediglich der vorhandene Löschturm to nach außen abgedichtet und mit den beschriebenen Vorrichtungen versehen werden muß.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Löschgasabsaugung dadurch vereinfacht, daß man sie an eine Löschgassaugleitung der Koksöfen anschließt.

Im allgemeinen wird man gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die als Mischkondensation arbeitende Kondensationseinrichtung mit Wasser beaufschlagen, das einem Sammelbehälter entnommen wird, der an einen von der Kondensatpumpe beaufschlagten Behälter angeschlossen ist.

Ein erhebliches wirtschaftliches Problem stellt bislang die Abwasserbeseitigung in Steinkohlenkokereien dar. Das beruht auf den erheblichen Wassermengen, welche ss für die Erzeugung von Koks und Kohlenwertstoffen benötigt werden und deswegen auch gereinigt werden müssen. Das Abwasserproblem hat sich neuerdings durch die gesteigerten Anforderungen an die Reinheit der in die Vorfluter abzuleitenden Abwässer und durch die Schwierigkeiten bei der wirts-chaftlichen Beschaffung von hinreichenden Brau^hWassermengen erheblich verschärft. Die Erfindung bietet die Möglichkeit einer entscheidenden Verbesserung der Abwässerwirtschaft von Kokereien durch die Beseitigung von Abwässern wegen der besseren Voraussetzungen für die Wärmerückgewinnung. Dadurch läßt sich erreichen, daß keine oder nur unerhebliche Mengen von Abwässern in die Vorfluter eingeleitet zu werden brauchen. Es läßt sich nämlich zeigen, daß die aus dem Löschwasserkondensat bei der erfindungsgemäßen Anlage gewinnbare Wärme ausreicht, um unter Abzug der erforderlichen Energien aus dem Abwasser ausreichende Mengen von Brauchwasser zu erzeugen.

Gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist in der neuen Anlage deshalb vorgesehen, mit der dem Löschwasserkondensat entzogenen Wärme die Kokereiabwässer zu verdampfen, den Abwasserdampf zu kondensieren und das Abwasserkondensat als Brauchwasser abzugeben, wobei die bei der Abwasserkondensation anfallenden Rückstände deponiert oder aufgearbeitet werden.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist in dem Stammbaum schematisch wiedergegeben.

Bei der gezeichneten Anlage wird der glühende Koks in Teilmengen gelöscht, die jeweils in einem auf Schienen verfahrbaren Löschwagen 1 enthalten sind. Das Ablöschen des Kokses erfolgt in einem beispielsweise aus Beton bestehenden und mit einer inneren Plattenauskleidung versehenen sowie allgemein mit 2 bezeichneten Löschturm. Der Löschturm hat einen Abzugsschacht 201, unter dem ein Aufstellplatz 202 für den Löschwagen 1 vorgesehen ist. Der Abzugsschacht 201 ist oben bei 45 verschlossen. Der Aufstellplatz 202 befindet sich in einer unter dem Abzugsschacht 201 gelegenen Schachthalle, die mit 203 bezeichnet ist. Diese Schachthalle 203 öffnet sich nach oben in den Abzugsschacht 20t. Sie weist eine mit nicht dargestellten Toren, die mit einer C-Ring-Abdichtung versehen sein können, gasdicht nach außen abschließbare Durchgangsöffnung 205 auf, so daß der Löschwagen 1 in die Schachthalle 203 ein- und aus dieser auch wieder ausgefahren werden kann.

Eine Löschwasser abgebende Bedüsungseinrichtung mit einer Löschwasserzufuhrleitung 3 und mehreren Düsen 4 liegt unmittelbar oberhalb des Löschwagens 1, wenn sich dieser auf dem Aufstellplatz 202 in der Schachthalle 203 befindet. Aus einem Teil des Löschwassers entsteht Dampf. Der Dampf tritt durch die Schlitze 5 einer allgemein mit 6 bezeichneten und im Abzugsschacht 201 des Löschturmes 2 schräg angeordneten Jalousie Hindurch. Er sammelt sich im oberen Teil 7 des Abzugsschachtes 201 und unterhalb einer Mehrzahl vor Düsen 8, die den wesentlichen Teil einer Kondensationseinrichtung bilden. Die Düsen erhalten über die Leitungen 9—11 aus einem Auffangbehälter 12 Wasser, das sie in den Löschdampf abgeben. Das aus den Düsen 8 austretende Wasser mischt sich mit dem Dampf und führt zu dessen Kondensation. Das Löschwasserkondensat sowie das in ihm enthaltene Kondensationswasser laufen über die Jalousie 6 ab, an deren unterem Ende die Mündung einer Kondensatabzugseinrichtung liegt. Diese besteht u. a. aus einer Pumpe 13, welche das Kondensat in einen isolierten Sammelbehälter 14 abgibt. Beispielsweise hat das Löschwasserkondensat eine Temperatur von 9O⁰C.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das für die Mischkondensation benötigte Wasser von einer Pumpe 15 aus dem Sammelbehälter 14 abgesaugt und in den Auffangbehälter 12 gedrückt.

Im oberen Teil 7 des Abzugsschachtes 201 befindet sich neben den Düsen 8 die Mündung 16 einer Gasabzugleitung 17, durch die die nach der Loschkondensation übriggebliebenen Löschgase als Schwachgase entsprechend der Richtung des Pfeiles 18 emissionsfrei abgesaugt und einer Gasaufbereitung zugeführt werden.

Im allgemeinen wird man die Absaugung über die Rohgassaugleitung der Koksöfen durchführen, so daß die Gasaufbereitung und anschließende Nutzung im Rahmen des Kokereigases erfolgt.

Die Größe des Sammelbehälters 14 ist so gewählt, daß er als Puffer für die diskontinuierlich anfallenden Löschdampfkondensatmengen dienen kann und dementsprechend eine kontinuierliche Verarbeitung der in dem Löschdampfkondensat enthaltenen fühlbaren Wärme mit Hilfe einer Wärmepumpe ermöglicht, die allgemein mit 19 bezeichnet ist. Diese Wärmepumpe entnimmt mit ihren an sich bekannten und daher nicht mehr zu erläuternden, in der Zeichnung aber durch Symbole wiedergegebenen Teilen die Wärme aus dem Löschwasser und transformiert sie in einem Zweiphasenprozeß auf eine höhere Temperatur. Infolgedessen wird durch den im Sammelbehälter 14 angeordneten Wärmeaustauscher 20 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Wärmepumpe 19 die Temperatur soweit gesteigert, daß in dem dem Wärmeaustauscher 21 zugeordneten Behälter 22 das mit Hilfe einer Pumpe 23, wie bei 24 angedeutet, zugeführte Abwasser verdampft werden kann. Dadurch fallen im unteren, sumpfartig ausgebildeten Teil 25 des Behälters 22 hauptsächlich aus Salzen bestehende Restprodukte an. Diese können aufgearbeitet und beispielsweise in Düngestoffe umgewandelt werden.

Das verdampfte Abwasser verläßt den Behälter 22 über eine Leitung 26 und gelangt zunächst in eine weitere Wärmepumpe 27, in der die fühlbare Wärme abgeführt und die Kopfprodukte kondensiert werden. Die fühlbare Wärme wird einem weiteren Wärmeaustauscher 28 aufgegeben, der im Behälter 22 untergebracht ist. Das Abwasserkondensat wird über eine Leitung 30 mit Hilfe einer Pumpe 31 abgeführt und einem Kühlturm 33 aufgegeben, den es als Brauchwasser durch eine Pumpe 34 gemäß der Richtung des Pfeiles 35 verläßt.

Der dargestellte Verfahrensstammbaum zeigt, daß die Kokerei praktisch abwasserlos arbeitet. Die Wärmebilanz ist in den ebenfalls beigefügten Diagrammen wiedergegeben.

Selbstverständlich kann man die Abwärme auch für andere Zwecke, beispielsweise zur Fernwärmeversorgung benutzen.

Wie sich aus dem Verfahrensstammbaum ergibt, wird aus dem Sammelbehälter 14 das Löschwasserkondensat mit niedrigerem Wärmeniveau teilweise abgeführt und gelangt dabei durch eine Leitung 40 zu einer nicht

H) dargestellten und üblicherweise vorhandenen Löschwasserkläranlage.

Im Betrieb wird der glühende Koks mit dem Löschwagen unter die Düsen 4 im Löschturm 2 gefahren. Wegen der geschlossenen Bauweise des Löschturmes 2 erfolgt der gesamte Löschvorgang unter Abschluß nach außen. Hierbei wird durch Bedüsung der glühenden Koksfüllung des Löschwagens 1 über die Düsen 4 der Löschvorgang ausgeführt. Der dabei entstehende Wasserdampf steigt im Turm 2 nach oben.

Er überwindet die durch die Teile 4 und 5 gebildeten Löschwasserfänger und gelangt im oberen Teil 7 in den Wirkungsbereich der Düsen 8. Das aus den Düsen 8 ausströmende Wasser führt zu einer Mischkondensaition, welche den Löschwasserdampf in die flüssige Phase überführt. Das im Turm 2 niederfallende Wasser wird über die beschriebene Jalousie aufgefangen und abgeleitet.

Nach Beendigung des Löschvorganges werden die nicht dargestellten Tore geöffnet, so daß der Löschwa-

jo gen 1 den Turm verlassen kann. Er kehrt mit einer neuen Füllung zurück. Der Löschvorgang ist demnach diskontinuierlich, während gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine kontinuierliche Gewinnung von Brauchwasser möglich ist.

Ji Wie sich aus den Diagrammen ergibt, kann die bescl.riebene Anlage einerseits mit beiden Wärmepumpen, aber auch nur mit einer Wärmepumpe betrieben werden. Die sich in beiden Fällen ergebende Wärmebilanz steht in den Diagrammen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anlage zum Naßlöschen von Koks in einem Löschturm, der eine mit einem Aufstellplatz für einen Löschwagen versehene Schachxhalle aufweist, die sich nach oben in einen Abzugsschacht öffnet, in dem sich je eine Bedüsungseinrichtung befinden, von denen die eine unmittelbar oberhalb des Löschwagens angeordnet ist und Löschwasser auf den Koks abgibt, während die andere Bedüsungseinrichtung unter einem den Abzugsschacht verschließenden Deckel angebracht ist und Wasser zur Mischkondensation in den Löschdampf gibt, wobei das Ilondensat aus dem Turm abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gasdicht abschließbare Löschturm (2) an seinem oberen Teil (7) die Mündung (16) einer emissionsfreien Löschgasabsaugung (17) und am unteren Ende eines eingeDauten Kondensatablaufes (6) die Mündung einer Kondensatpumpe (13) aufweist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschgasabsaugung (17) an eine Löschgassaugleitung von Koksöfen angeschlossen ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das der Mischkondensation dienende Wasser ein Sammelbehälter (12) vorgesehen ist, der an einen von der Kondensatpumpe (13) beaufschlagten Behälter (14) angeschlossen ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensat zur Verdampfung von Kokereiabwasser dient.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (14) als Wärmeaustauscher (20) für eine Wärmepumpe (19) ausgebildet ist, deren Kondensator (21) in einem die Abwasser der Kokerei aufnehmenden Behälter (22) untergebracht ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine weitere Wärmepumpe (27) für aus dem Abwasserbehälter (22) abgeführtes Wasser bzw. Dampf, deren Kondensator (28) im Behälter (22) untergebracht ist.