DE2812005A1

DE2812005A1 - Verfahren zur herstellung von abriebfesten koksformlingen

Info

Publication number: DE2812005A1
Application number: DE19782812005
Authority: DE
Inventors: Horst Dungs; Hans-Joachim Dr Ing Kersting; Roman Dr Ing Kurtz; Kurt Dr Lorenz; Heinrich Dr Weber
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG; Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Rheinbraun AG; Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1978-03-18
Filing date: 1978-03-18
Publication date: 1979-09-20
Also published as: US4259158A; DE2812005B2; DE2812005C3; US4231844A; JPS54139602A; JPS594472B2

Description

Dr.F/Bk ' ^Ί· ^{März 197e}

Patentanmeldung

der

Firma Carl Still, Recklinghausen, Rheinische Braunkohlenwerke AG, Köln

Verfahren zur Herstellung von abriebfesten Koksformlinqen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von abriebfesten Koksformlingen aus Braunkohlenbriketts, wobei die Braunkohlenbriketts in je einer besonderen Stufe durch im wesentlichen aus verbrannten Gasen ihrer Verkokung bestehende, in geschlossenen Kreisläufen geführte Gase vorgewärmt, entwässert bzw. vorgetrocknet, verkokt und gekühlt werden und die Gaskreisläufe der Vorwärmung, Trocknung und Verkokung jeder für sich aufgeheizt werden.

Hin solches Verfahren ist durch die DTOS 2 507 735 bekannt geworden. Dabei kann nach einer Verfahrensvariante gemäß der DTOS 2 537 191 in den Heißgaskreisläufen der Vorwärmung und Trocknung Wasserdampf zugegeben werden.

Diese Verfahren haben sich in der Praxis bewährt und es werden danach abriebfeste, an Schwefel und Asche arme Koksformlinge erhalten. Ein Problem hat sich dabei daraus ergeben, daß die aus den Brikettschüttungen der Vorwärm- und Trockenstufe austretenden Kreislaufvorwärm- und Trockengase so weit mit Wasserdampf aufgesättigt sind, daß sie sich temperaturmäßig nahe an ihrem Wasserdampftaupunkt befinden und bei geringfügiger Abkühlung wässrige Kondensate,vor allem an den Apparatewänden abscheiden, die dann in Verbindung mit dem ebenfalls in den Gasen enthaltenen Kohlestaub schmierige bis

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feste Ansätze bilden und die Querschnitte von Apparaten und Rohrleitungen verengen. Dadurch werden Betriebsstörungen hervorgerufen und zu ihrer Behebung ist es dann notwendig, die Anlage abzustellen und zu reinigen.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, ist es deshalb ein neues Verfahren der eingangs definierten Art aufzufinden, bei dem diese Störungen nicht eintreten können.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß den aus den Brikettschüttungen austretenden Kreislaufgasen heiße, inerte Verbrennungsgase in einer Menge zugemischt werden, daß die Gesamtheit der aus den Stufen abziehenden Gasmischungen Temperaturen,die mindestens 20 ⁰C über der Wasserdampfsättigungstemperatur des Gases liegen, erhalten, die Gase abgesaugt, von Staub befreit und als Ffeißgase wieder in die Brikettschüttüng derselben Stufe eingeführt werden.

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Erfindungsgemäß erfolgt eine saugseitige Aufheizung der Kreislaufgase, damit sie temperaturmäßig von ihren Wasserdampftaupunkten entfernt werden und keine Kondensationen in Apparaten und Rohrleitungen stattfinden und auch keine festen Ansätze gebildet werden, die die vorstehend geschilderten Störungen verursachen können.

Um auch auszuschließen, daß sich Kohlestaub auf den Brikettschüttungen der Vorwärm- und der Trockenstufe absetzt und den freien Durchgang der Gase behindert, werden erfindungsgemäß die Gase aus der Brikettschüttüng heraus mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 6,0 m pro Sekunde abgezogen und in den freien Raum unmittelbar über der Brikettschüttüng überführt, in dem ihre Geschwindigkeit auf 0,5 bis 2,0 m pro Sekunde vermindert wird, worauf der größere Teil der Gase mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 15 m pro Sekunde durch die öffnungen von über dem freien Raum liegenden Lochböden oder ähnlichen Einrichtungen in zum seitlichen Abführen der Gase bestimmte waagerechte Absaugarme abgezogen wird und der restliche geringere Teil der Gase unterhalb der Lochböden

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aus dem freien Raum zwischen der Brikettschüttung und dem Lochboden mit einer Geschwindigkeit von ebenfalls 10 bis > 15m pro Sekunde durch eine Ausschleus-öffnung seitlich abgezogen und ausgeschleust wird.

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Dabei hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß 70 bis 90 % der Gase durch die Absaugarme und 30 bis 10 % unterhalb der Lochböden abgezogen werden.

Bei dem Verfahren gemäß der DTOS 2 53 7 191 wird der Vorwärm- und der Trockenstufe auch ein heißes inertes Gas, nämlich Wasserdampf, zugesetzt. Das geschieht jedoch zu einem anderen Zweck, nämlich zur Aufrechterhaltung von bestimmten Wasserdainpfpartialdrucken in Bezug auf die vorzuwärmenden und zu trocknenden Briketts und auch an einer anderen Stelle, nämlich vor Eintritt in die Stufe.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise durch die Figuren 1 bis 5 erläutert. - "r

Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Schachtofen, in dem die Einrichtungen für die einzelnen Verfahrensschritte schematisch dargestellt sind.

Figur 2 ist ein detaillierter und vergrößerter Längsschnitt, der die Ausgestaltung sowohl der Vorwärm- und auch, der Trockenstufe zeigt.

Figur 3 ist ein Querschnitt nach der Linie A-A von Figur 2. Figur 4 ist ein Schnitt nach der Linie C-C von Figur 2. Figur 5 ist ein Querschnitt nach der Linie B-B von Figur 2.

In Figur 1 ist 1 der Köper des Schachtofens. 2 ist der Aufgabeteil für die zu verkokenden Briketts und er wird mittels bekannter automatischer Fördermittel auf einem konstanten Höhenstand der Beschickung gehalten. 3 ist dieWortrocknungszone und 4 die Gassperrzone zwischen der Vortrocknungszone 3 und der Trockenzone 5. 6 ist die Gassperrzone zwischen der Trockenzone 5 und der Verkokungszone 7 und 8 die Gassperrzone zwischen

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Durch diese Aufteilung des Gasstromes wird den aufgewirbelten gröberen Staubteilchen, die sich oberhalb der Brikettschüttung in einer Wirbelschicht befinden, eine Bewegungskomponente in Richtung der Ausschleusöffnung unterhalb des Lochbodens aufgegeben. Ein wesentlicher Staubanteil kann so unmittelbar in eine Hauptleitung abgezogen werden. Auf diese Weise wird auch verhindert, daß sich die gröberen Staubanteile unterhalb des Lochbodens ansammeln und Verstopfungen und damit Betriebsstörungen verursachen.

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der Verkokungszone 7 und der Kühlzone 9. 10 ist der Austrag für die fertigen und gekühlten Koksbriketts mit Austragstaschen und den zugehörigen Fördermitteln, Das etwa 100 bis 130 ⁰C heiße Vortrocknungs-Spülgas wird durch die Leitung 12 in den Eintrittskanal 11 eingeführt. Es tritt durch die Durchtritte 13 in dem Bodenblech 14 in die Brikettschüttung der Vortrocknungszone 3 über.

Um den Gasübergang in die Brikettschüttung zu erleichtern, ist das Seitenblech 16 (Figur 5} des Eintrittkanals 11 mit einem sägezahnartig ausgebildeten unteren Rand 15 ausgestattet. Nachdem das Vortrocknungsgas die Brikettschüttung der Vorwärmzone durchzogen hat, beträgt seine Temperatur noch etwa 80 bis 100 ⁰C, und es zieht durch die Öffnungen 18 in dem Bodenblech 19 in den Gasabsaugarm 17 ab. Die Innenwände des Absaugarmes 17 sind mit einer Wärmeisolierung 37 (Figur 5) versehen. Zur Vermeidung von Kondensationen wird -in den Absaugarm 17 Heißgas von 500 °C über die Rohrleitung 20 und die Stichleitung 21 (Figur 4) und die gleichmäßig über die Rohrlänge verteilten Öffnungen 22 (Figur 2 und 5) in den freien kanalartigen Raum, der aus dem etwa 20 cm weit unter dem Lochboden 19 der Absaugarme 17 heruntergezogenen Seitenwänden 17a der Absaugarme, dem Lochboden 19 und den Brikettböschungen 17b gebildet wird, eingeblasen. Durch Gasabzug 23 wird das Gemisch von Heißgasen und abgekühlten Vorwärmgasen abgesaugt. Für die gleichmäßige Beaufschlagung aller Zuführungen und aller Abzüge sind Kalibrierungen 24, 25 und 26 vorgesehen. Durch die Öffnung 27 wird dafür Sorge getragen, daß sich erfindungsgemäß unterhalb des Bodenbleches 19 die Gasströmung in Richtung des Gasabzuges 23 ausbildet. Dabei steht die Querschnittfläche der Öffnung mit der Summe der'Querschnitte aller Bodenöffnungen 18 in dem Bodenblech 19 etwa in den Verhältnis 1 zu 10, d.h. etwa 10 % des Gases werden unterhalb des Lochbödens 19 seitlich abgezogen. Diese Strömungskomponente bewirkt, daß der Staub zu dem Gasabzug 21 mitgenommen wird und sich nicht auf der Brikettschüttung absetzt und es wird sichergestellt, daß der Raum unterhalb des Gasabsaugarmes 17 gleichmäßig mit Heißgas beaufschlagt wird. Die Einrichtungen in der Trockenstufe 5 sind identisch

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mit denen der Vorwärmzone 3. Deshalb, erhalten sie die gleichen Bezugszeichen wie die der Vorwärmzone 3, jedoch zum Unterschied der Vorwärmzone 3 mit dem Index a. Indes betragen die Trocknungsgasmengen, die in der Trockenzone verwendet werden etwa das 2 1/2-fache der Gasmenge der Vorwärmung.

DLe sich an die Sperrzone 6 anschließende Verkokungszone 7 kann beliebig ausgeführt werden. Sie kann zum Beispiel zur indirekten Beheizung mit Heizwänden und Heißzügen ausgestattet sein.

In der Figur 1 ist sie mit direkter Beheizung durch Heißgase dargestellt. 28 ist die Zuführleitung für das heiße Verkokungsgas, das durch Öffnungen 29 in die zu verkokende Brikettschüttung eintritt. Am oberen Ende der Verkokungszone wird es durch Öffnungen 30 und die Leitungen 31 abgesaugt.

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Zusammen mit dem Entgasungsgas der Kohlebriketts bildet es ein Gasgemisch mit einem unteren Heizwert von ungefähr 1ZOOkcal/Nm³. Die Kühlung des Kokses erfolgt mittels eines Kühlgaskreislaufes, wobei heißes Entgasungsgas durch die Öffnungen 32 und die Leitung 33 abgeführt wird und in einem nicht gezeichneten Kühler auf etwa 20 bis 40 ⁰C gekühlt und mittels eines Gebläses wieder durch dieRohrleitung 34 und 35 und die Öffnungen 36 in die Koksschüttung eingedrückt wird. Über Austrags- und Absperrvorrichtungen 10 in der Kühlzone wird der Koks nun aus der Anlage ausgeschleust.

Aus der Vorwärmzone tritt das Gut mit einer Temperatur von ca. 85 bis 95 ⁰C, aus der Trocknungsstufe etwa mit 150 ⁰C bis 200 ⁰C, aus der Verkokungsstufe mit 900 ⁰C bis 1100 ⁰C und aus der Kühlstufe mit 25 ⁰C bis 40 ⁰C aus.

Aus dem Gasabsaugarm 17 der Vorwärmzone 3 werden die Gase mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2 m/sek. abgezogen und ihre Temperatur beträgt 100 ⁰C bis 130 ⁰C bei einer Wasserdampfsättigungstemperatur von 70 ⁰C bis 80 ⁰C.

Aus dem Gasabsaugarm 17a der Trockenzone 5^werden die Gase mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2 m/sek. abgezogen und ihre Temperatur beträgt 150 °C bis 220 °C bei einer Wasserdampfsättigungstemperatur von 80 ⁰C bis 95 ⁰C.

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Wesentlich für die Durchführung des Verfahrens ist die Anordnung der Absaugarme 17 in dem Schachtofen 1 mit dem Lochboden 19 und seinen Öffnungen 18 sowie den Seitenwänden 17a, die den Lochboden 19 etwa um 20 cm unterragen sowie der Stichleitung 21 mit den Öffnungen 22 für die Zufuhr von Heißgas in dem Raum unterhalb des Lochbodens 19 zwischen den Seitenwänden 17a.

Erfindungswesentlich ist auch, daß die Summe aller Querschnitte der Öffnungen 18 des Lochbodens 19 etwa das 10-fache von dem Querschnitt der Öffnung 27 für den Abzug der Gase unterhalb des Lochbodens 19 beträgt.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von abriebfesten Koksformlingen aus Braunkohlenbriketts, wobei die Braunkohlenbriketts in je einer besonderen Stufe durch im wesentlichen aus verbrannten Gasen ihrer Vei-kokung bestehende und in geschlossenen Kreisläufen geführte Gase vorgewärmt, entwässert bzw. vorgetrocknet, verkokt und gekühlt werden und die Gaskreisläufe der Vorwärmung, Trocknung und Verkokung jeder für sich aufgeheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß den aus den Brikett-

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schüttungen austretenden Kreislaufgasen heiße inerte Verbrennungsgase in einer Menge zugemischt werden, daß der Gesamtheit der aus den Stufen abziehenden Gase Temperaturen, die mindestens 20 ⁰C über dej· Wasserdampf-Sättigungstemperatur des Gases liegen, 'erhalten, die Gase abgesaugt, von Staub befr.eit -pnd als Fleißgase wieder in die Brikettschüttung derselben Stufe eingeführt werden.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase aus der Brikettschüttung heraus mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 6,0 m pro Sekunde abgezogen und in den freien Raum unmittelbar über der Brikettschüttung überführt werden, in dem ihre Geschwindigkeit auf 0,5 bis 2,0 m pro Sekunde vermindert wird, worauf der größere Teil von ihnen mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 15m pro Sekunde durch die Öffnungen von über dem freien Raum liegenden Lochböden oder ähnlichen Einrichtungen hin zum seitlichen Abführen der Gase bestimmte waagerechte Absaugarme abgezogen und von dort ausgeschleust wird und der verbleibende geringere Teil der Gase unterhalb der Lochböden aus dem freien Raum zwischen Brikettschüttung und Lochboden ebenfalls mit einer

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Geschwindigkeit von 10 bis 15m pro Sekunde seitlich abgezogen und ausgeschleust wird.

*1 der Vorwärm- und der Trocknungsstufe *2 durch eine Ausschleus-Öffnung

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

70 bis 90 % der Gase durch die Absaugarme und 50 bis 10 1 unterhalb der Lochböden abgezogen werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, die ir.i wesentlichen aus einem Schachtofen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Absaugarme (17) in dem Schachtofen (1) angeordnet sind mit einem Lochboden (19) mit Öffnungen (18) sowie Seitenwändeif (17a), die den Lochboden (19) etwa um 20 cm unterragen und unterhalb dem Lochboden (19) zwischen den Seitenwänden (17a) eine Stichleitung (21) mit Öffnungen (22) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aller Querschnitte der Öffnungen (18) des Lochbodens (19) etwa das 10-fache von dem Querschnitt der Öffnung (27) für den Abzug der Gase unterhalb des Lochbodens (19) beträgt. - -_f

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