DE2850148B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Kokslöschwasser oder anderer durch Feststoffe mit breitem ' Körnungsspektrum verunreinigter Wasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Kokslöschwasser oder anderer durch Feststoffe mit

ir breitem Körnungsspektrum verunreinigter Wasser, bei dem aus dem Wasser die darin suspendierten feinen Anteile an Feststoffen durch Filtration abgetrennt und durch mechanische Mittel abgefördert werden und das gereinigte Wasser im Kreislauf zurückgeführt wird.

M Durch die DE-PS 8 58 393 ist ein Verfahren zum Klären des Kokslöschwassers dieser Art bekannt, bei dem das verunreinigte Kokslöschwasser durch Fall in ein Becken geleitet und bei langsamerem Aufsteigen im Becken durch ein Filter geführt wird. Dabei kann das Filter als Filtrationsmittel Stückkoks enthalten und muß. entsprechend der Belastung regelmäßig erneuert werden. Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in einem Becken ein waagerecht liegendes Filter angeordnet, das oberhalb der Ausmündung des Fallrohres der Kokslöschwasserzuführung liegt Ein durch das Filter hindurchgeführtes Fallrohr für die Zuführung des verunreinigten Kokslöschwassers ist im Becken angeordnet Im unteren Teil des Beckens ist die Aufnahmestelle eines Becherwerkes angeordnet, das außerhalb des Beckens hochgeführt ist Im oberen Beckenteil ist eine Wasserabführung angeordnet, deren Aufnahmestelle tiefer als das obere Ende des Fallrohres liegt Das Becken ist in eine Wanne eingesetzt deren Wände teilweise Begrenzungsw^nde des Beckens sind, und oberhalb des Riters ist ein abstellbarer Wasserzulauf für Frischwasser und unterhalb des Filters ein abstellbarer Wasserablauf angeordnet

Für die Durchführung dieses Verfahrens und auch anderer Aufbereitungsverfahren für Kokslöschwasser werden große Absetzbecken benötigt, die bei den heutigen Platzverhältnissen in den Kokereianlagen nur schwer unterzubringen sind. Aufgrund der allgemeinen Kapazitätssteigerung bei den Kokereianlagen müssen die Absetzbecken aber immer größer werden, um bei

so immer größeren Wassermengen pro Löschvorgang einen ausreichenden Klärerfolg zu gewährleisten.

Der Betrieb des bekannten Verfahrens wirft indes auch auf anderen Gebieten Probleme auf. So ist der technische Aufwand für die Entleerung der Absetzbekken mittels des Becherwerkes beträchtlich. Außerdem beeinflußt das regelmäßige Ausbaggern der Absetzbekken den Klärerfoig nachhaltig, weil es tu Beunruhigungen in dem Becken kommt Messungen haben ergeben, daß während der Grusbeseitigung und auch noch Stunden danach die von der Löschwasserpumpe mit angesaugten Grusmengen bis zu fünf mal größer als sonst sind. Da ein direkter Zusammenhang zwischen diesen suspendierten und mitgerii^nen Mengen und der Koksstaubemission aus dem Löschturm besteht,

t>5 wird auch während dieser Zeit entsprechend mehr Staub aus dem Löschturm getragen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Klären von Kokslöschwasser und

anderer verunreinigter Wässer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem kein großes Absetzbecken benötigt, der technische Aufwand für die Wasserreinigung verringert und der Klärerfolg verbessert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß aus den aus dem verunreinigten Wasser abgeschiedenen Feststoffen selbst ein Filterbett gebildet wird, daß das Wasser zunächst durch dieses Filterbett von oben nach unten geleitet wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Filterbett stetig abnimmt, und daran ι ο anschließend das vorgeklärte Wasser von unten nach oben aufsteigend in einem Trogbecken nachfiltriert und dann in eine Ablaufrinne geleitet wird und daß das von oben nach unten durchströmende Filterbett in dem Maße durch mechanische Mittel an seiner Unterfläche abgebaut wird, wie es an seiner Oberfläche durch die mit dem Wasser ankommenden Feststoffe aufgebaut wird.

Vorteilhaft ist es, wenn das von oben nach unten filtrierte Wasser unmittelbar nach Verlassen des Filterbettes in dem als Beruhigungszone ausgebildeten Trogbecken mit geringerer Geschwindigkeit aufsteigt, als es im Filterbett absinkt

In dem Trogbecken kann nach der Erfindung die Strömungsrichtung und die gleichmäßige Verteilung des Wassers über den gesamten Querschnitt dadurch gesteuert werden, daß man das abfließende Wasser über eine oder mehrere höhenverstellbare Trennwände abfließen läßt.

Um zu verhindern, daß auch Flugasche von der Kokerei und feinste Schwebestoffe im Löschwasser bei Jo evtl. auftretender Beunruhigung des Filters mit in das gereinigte Wasser gelangen, ist es zweckmäßig, daß das Wasser, bevor es in die Ablaufrinne läuft, ein auswechselbares Sieb und/oder Nachfilter aus Stückkoks, Kleinkoks, Koksgrus oder anderen regenerierba- J5 ren Materialien, wie etwa Kies, vorzugsweise von unten nach oben durchströmt

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geschieht die Erneuerung des Filterbettes in der Weise, daß genau der Höhenanteil des Filterbetts, der sich oben durch den ankommenden Koksgrus aufgebaut hat, an der Unterseite mechanisch abgeräumt wird. Die Beseitigung des Filtermaterials kann dabei durch bekannte Förder- und Räumeinrichtungen, eine oder mehrere Transportschnecken, Becherwerke, Facettenbänder, Kettenförderer, Räumpflüge u. a. geschehen.

Damit die Schichtdicke des Filterbettes immer konstant bleibt, ist es vorteilhaft wenn die Fördereinrichtungen gesteuert von Füllstandswächtern das Filtermaterial automatisch beseitigen. w

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen oben offenen inneren Filterschacht mit unten ausgestellten Wänden und einem oberen Stauraum für die Aufnahme der diskontinuierlich eingeleiteten Wassermengen aufweist, daß der Zulauf auf einer Zulaufrinne mit einstellbaren Austrittsöffnungen zur gleichmäßigen Verteilung des Wassers auf die gesamte Oberfläche «> eines Filterbettes besfehf und daß zwischen den geneigten Böden und der Unterkante der Wände des inneren Filterschachtes ein hinreichend großer Abstand für den Durchtritt des Wassers aus dem Filterschacht in ein äußeres Trogbecken vorhanden ist. *>5

Für eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung w'-d vorgeschlagen, daß in dem Trogbecken höhenverstellbare rahmenartig ausgebildete Trennwände um den inneren Filterschacht herum schachtelartig ineinandergesetzt angeordnet sind, wobei sowohl die obere Überlaufkante als auch die Unterkante der Trennwände von Wand zu Wand von innen nach außen jeweils etwas tiefer angeordnet sind. Dadurch sollen die über die Fläche der Filtereinrichtung unterschiedlichen Strömungswiderstände für das aus dem Koksgrusfilterbett austretende Wasser ausgeglichen werden, so daß durch eine gleichmäßige Aufsteiggeschwindigkeit des Wassers die gesamte Fläche des Troges maximal ausgenutzt ist

Man kann u. U. auch zwei solcher Vorrichtungen neben- oder hintereinander anordnen und im Wechsel betreiben. Im allgemeinen kommt man jedoch mit einer dieser Vorrichtungen aus.

Untersuchungen an erfindungsgemäßen Vorrichtungen haben überraschenderweise, gezeigt daß die Reinigung des Löschwassers von darin enthaltenen Feststoffen gegenüber den herkömmlichen Anlagen durch diese Art der Filterung wesentlich verbessert wird. Da ein Teil der im Löschw^sser vorhandenen Feststoffe beim Löschen des Kokses durch den Austritt des Wasserdampfes mit in die Atmosphäre gelangen, führt eine Verminderung des Feststoffanteiles im Löschwasser zugleich auch zu einer Verringerung der Staubemissionen beim Kokslöschvorgang, womit ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird. Desweiteren führt eine geringe Menge an Koksgrus im Löschwasser zu einem geringeren Verschleiß des Pumpen- und Rohrleitungssystems. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung liegt in den relativ geringen baulichen Abmessungen der Vorrichtung, so daß es auch möglich ist sie in vorhandene Klärbecken zu installieren, und daß der technische Aufwand insgesamt erheblich vermindert wird.

Das Verfahren wirkt sich weiterhin vorteilhaft auf ein wichtiges Qualitätsmerkmal, den sogenannten M 10-Wert, und auf das Aussehen des erzeugten Kokses aus, denn die im Löschwasserkreislauf wieder mit zur Ablöschung gelangten, nicht abgeschiedenen Feststoffe hr'ten, soweit sie nicht mit den Löschschwaden fortgerissen werden, an den Koks an und geben ihm dadurch die bekannte dunkle Färbung. Demgegenüber besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, einen Koks mit dem gewünschten silbergrauei. Aussehen zu produzieren.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach der Linie I-I in F i g. 2;

Fig.2 die Draufsicht auf die Auslauftrichter der Vorrichtung nach F i g. 1;

F i g. 3 die Draufsicht auf einen Auslauftrichter einer Filteranordnung im Zusammenhang mit einer Austragvorrichtung und

Fig.4 einen Längsschnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 3.

In Fig. 1 ist d:¹: Anordnung der gesamten Filtervorrichtung in einem großen — eventuell auf der Anlage hereifs vorhandenei. — Becken 1 dargestellt, dessen Wände auch über eine Zulaufrinne 2 d;s Wassers mii Auslauföffnungen 3 hinausragen. Aus den Auslauföflnungen 3, die sich in der Mitte über dem Filter befinden, gelangt das diskontinuierlich während der kurzen Löschperioden ankommende Wasser in einen trichterförmigen oberen Stauraum 4 und sickert dann gleichmäßig in einem mit einem Filterbett 13 aus

Koksgrus gefüllten Filterschacht 5 nach unten. Die Außenwände des Schachtes 5 sind unten nach außen ausgestellt, so daß der Querschnitt des Filterschachtes 5 sich nach unten allmählich vergrößert und damit die Sinkgeschwindigkeit im Filter allmählich abnimmt. Aus dem inneren Filterschacht 5 strömt das Wasser dann unten in ein außen herum angeordnetes Trogbecken 12, in dem es mit geringerer Geschwindigkeit aufsteigt, als es im Filterbett absinkt. Ein gleichmäßiger Aufstieg des Wassers in dem gesamten Trogbecken 12 wird durch höhenverstellbar eingehängte Trennwände 7 erzielt, die entsprechend den unterschiedlichen Strömungswiderstiinden unterschiedlich hoch eingehängt sind und so als Strömungsgleichrichter wirken.

Bevor das geklärte Wasser über eine Ablaufrinne 10 in einen Vorratsbehälter abläuft, wird es von unten nach oben durch ein auswechselbares Nachfilter 8 und ein feinmaschiges Haltesieb 9 geleitet, damit keinerlei Verunreinigungen mehr im geklärten Wasser enthalten sind. Diese Vorrichtungen 8 und 9 können auf einfache Art und Weise partiell gereinigt werden.

Das aus dem verunreinigten Wasser abgetrennte Filterbett 13 aus Koksgrus und Staub rutscht im Laufe der Zeit im Filterschacht 5 und einem aus geneigten Boden U gebildeten trichterförmigen Auslauf 18 abwärts und wird mit einer Austragvorrichtung zum Beispiel mit einem Schneckenförderer 6 (Fig. I und 2) oder mit einem Kettenförderer 14 (Fig.3 und 4) weggeräumt.

In den Fig. 3 und 4 ist die Anordnung von umlaufenden Kettenförderern mit einem wasserdichten Gehäuse im Bereich unterhalb des Wasserstandes dargestellt, wobei der untere Teil des Filterbettes 13 unter der in Fig. 1 beschriebenen Filtervorrichtung abgeräumt wird und aus dem Wasser heraus zu einem Lagerplatz 19 hoch-gefördert wird. Während des Transportes zum Lagerplatz 19 findet somit gleichzeitig eine Entwässerung der abgelagerten Feststoffe statt. Der Kettenförderer 14 wird von einem Motor 17 angetrieben und jeweils an Rollen 15 und 16 unten und oben umgelenkt.

Ausführungsbeispiel:

Auf einer Koksofenanlage werden die erzeugten Kokschargen mit einer Menge von 12t unter dem Löschturm mit insgesamt ca. 17 m^J Wasser abgelöscht. Entsprechend der im glühenden Koks befindlichen Wärme werden hierbei ca. 6 m¹ Wasser verdampft, wobei der aufsteigende Dampf weitere I bis 2 m^J des entgegenströmenden Wassers mit aus dem Löschturm trügt.

Pro Löschvorgang fallen demnach 9 bis 10 m^J Überschußwasser mit ca. 80 kg suspendiertem Koksgrus an. Diese Mengen werden in ca. 3 Minuten der Kläreinrichtung zugeführt (Löschzeil und Leerlaufzeit des Rinnensystems) und müssen in dieser Zeit geklärt werden.

Für diese Aufgabe wird eine Filtereinrichtung nach F i g. 1 benötigt, die etwa 6 m lang und 6 m breit ist und von Unterkante Atistragvorrirhtiing 6 bis zur Oberkante Zulaiifrinnen 2 etwa 3 m hoch ist. Im Vergleich hierzu ist die Grundfläche der heutzutage üblichen Abselzbekken bei gleicher Kapazität etwa 5 bis 8 mal so groß.

Der innere Filterschacht 5 hai an der engsten Stelle eine Grundfläche von 2 χ 2 m und verbreiten sich nach unten auf ca. 3x3 m. Der Feststoffbesatz im Filterschacht reicht etwa bis an die obere engste Stelle heran und ragt hier ca. 200 mm über die Wasserablaufkante hinaus.

Da erfahrungsgemäß die Strömungsgeschwindigkeit im Haufwerk eine Funktion des mittleren Korndurchmessers des Kornspektrums ist, stellt sich beim Durchströmen des Filterbettes eine konstante SickergeschuVodigkeit ein. Diese Geschwindigkeit wurde für ein repräsentatives Koksgruskörnungsband mit ca. 1,5cm/sec ermittelt. Das bedeutet, daß sich bei normalen Betrkrbsbedingunge.i das Wasser an der Einströmseite nicht aufstauen kann. Sollten sich diese Betriebsbedingungen einmal ändern, so kann der freie Raum über dem Filter als Stauraum benutzt werden.

Gemäß dem beschriebenen Belastungsfall wird das Filter mit ca. 55 dm³ pro Sekunde beaufschlagt. Die sich einstellende Strömungsgeschwindigkeit von l,5cm/sec verringert sich aufgrund der konstruktiven Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf ca. 0,4 cm/sec an der Ausströmseite. Bei Einstellung dieser niedrigen Austrittsgeschwindigkeit werden von dem Wasser keine Feststoffe von der Korngröße > 20 μπι mitgerissen. Das bedeutet, daß über 99% der Verunreinigungen von dem Filter zurückgehalten werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Kokslöschwasser oder anderer durch Feststoffe mit breitem Körnungsspekirum verunreinigter Wässer, bei dem aus dem Wasser die darin suspendierten feinen Anteile an Feststoffen durch Filtration abgetrennt und durch mechanische Mittel abgefördert werden und das gereinigte Wasser im Kreislauf zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aus dem verunreinigten Wasser abgeschiedenen Feststoffen selbst ein Filterbett gebildet wird, daß das Wasser zunächst durch dieses Filterbett von oben nach unten geleitet wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im Filterbett stetig abnimmt, und daran anschließend das vorgeklärte Wasser von unten nach oben aufsteigend in einem Trogbecken nachfiltriert und dann in eine Ablaufrinne geleitet wird und daß das von oben nach unten durchstnSTite Filterbett in dem Maße durch mechanisdie Mitte! an seiner Unterfläehe abgebaut wird, wie es an seiner Oberfläche durch die mit dem Wasser ankommenden Feststoffe aufgebaut wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem als Beruhigungszone ausgebildeten Trogbecken das Wasser mit geringerer Geschwindigkeit aufsteigt, als es im Filterbett absinkt

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trogbecken die Strömungsrichtung und d^;e gleichmäßige Verteilung des Wassers über den gesamten Querschnitt dadurch gesteuert wird, daß man das abfließende Wasser über eine oder mehrere höhenvtrstellbare Trennwände abfließen läßt

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser, bevor es in die Ablaufrinne geleitet wird, ein auswechselbares Sieb und/oder Nachfilter aus Stückkoks, Kleinkoks, Koksgrus oder anderen regenerierbaren Materialien, wie etwa Kies, vorzugsweise von unten nach oben durchströmt

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einhaltung einer gleichmäßigen Filterbettdicke das Abbauen des Filtermaterials mit Hilfe an sich bekannter Einrichtungen, wie etwa Füllstandswächtcrn, automatisch gesteuert wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Zulauf und Ablauf für das Wasser, einem Filter und unterhalb des Filters angeordneten geneigten Böden, die mit einer oder mehreren Austragvorrichtungen für die Feststoffe zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen oben offenen inneren Filterschacht (5) mit unten ausgestellten Wänden und einen oberen Stturaum (4) für die Aufnahme der diskontinuierlich eingeleiteten Wassermengen aufweist, daß der Zulauf aus einer Zulaufrinne (2) mit einstellbaren Auslauföffnungen (3) zur gleichmäßigen Verteilung des einströmenden verunreinigten Wassers auf die gesamte Oberfläche eines Filterbettes (13) besteht und daß zwischen den geneigten Böden (11) und der Unterkante der Wände des inneren Filterschachts (5) ein hinreichend großer Abstand für den Durchtritt des Wassers aus dem Filterschacht in ein äußeres Trogbecken (12) vorhanden is'

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Trogbecken (12) höhenverstellbare, rahmenartig ausgebildete Trennwände (7) um den inneren Filterschacht (5) herum schachtelartig ineinandergesetzt angeordnet sind, wobei sowohl die obere Oberlaufkante als auch die Unterkante der Trennwände von Wand zu Wand von innen nach außen jeweils etwas tiefer angeordnet sind.