DE2921042C2

DE2921042C2 - Verfahren zur Rückgewinnung und Nutzung der Wärme eines Koksofenrohrgases

Info

Publication number: DE2921042C2
Application number: DE2921042A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Kunioka; Hiroaki Yokohama Kanagawa Nishio; Yasuo Kawasaki Kanagawa Okuyama; Teruo Shimotsuma
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1979-05-23
Publication date: 1982-07-01
Also published as: GB2021634A; GB2021634B; US4270980A; DE2921042A1; JPS5923591B2; JPS54154404A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung und Nutzung der Wärme eines Koksofenrohgases.

Im Betrieb einer üblichen Koksofenbatterie wird ein Kokspfenrohgas von etwa 800"C über ein an der Oberseite der Koksofenbatterie angeordnetes Steigrohr gesammelt und zu einer Trockenleitung geleitet, so das Rohgas befeuchtet und durch Einsprühen vcn Ammoniakwasser auf etwa 80 bis 100°C gekühlt wird. Dabei kondensiert der im Koksofenrohgas enthaltene verdampfte Kohlenteer zum größten Teil in dieser Leitung. Dadurch erfolgt eine Abtrennung des Kohlenteers vom Koksofenrohgas. Der abgetrennte Kohlenteer wird dann zusammen mit dem Ammoniakwasser aus der Leitung abgeführt. Das vom größten Teil des Kohlenteers befreite Koksofenrohgas wird dann in· einen Primärkühler in Form eines Wärmetauschers mit einer Vielzahl von Rohren eingeleitet, wo es entfeuchtet und durch Wärmeaustausch mit Seewasser oder Ammoniakwasser auf etwa 30 bis 40⁰C abgekühlt wird. Dort erfolgt auch die Abtrennung des restlichen Kohienteers und Ammoniakwassers. Aus der Trockenleitung und dem Primärkühler werden der Kohlenteer und das Ammoniakwasser in einen Teerdekantierapparat eingeleitet, in dem diese beiden Bestandteile voneinander getrennt werden. In den verschiedenen Verfahrensabschnitten, insbesondere in der Trockenleitung, fällt Ammoniakwasser in beträchtlicher Menge an. Das aus dem Teerdekantierapparat abgeführte Ammoniakwasser wird daher nach der Entfernung überschüssigen Ammoniakwassers wieder zur Trockenlegung und zum Primätkühler zurückgeführt, um für die Kühlung des Koksofenrohgases benutzt werden zu können.

Bei diesem bekannten Verfahren werden die Eigenwärme sowie Kondensaiionswärme des Koksofenrohgases und der darin enthaltenen Substanzen, wie verdampfter Kohlenteer, in großer Menge auf das Kühlwasser, nämlich Ammoniak- und/oder Seewasser, übertragen und daher ungenutzt vergeudet

Ein mögliches Verfahren zur Rückgewinnung und Nutzung der Eigen- und Kondensationswärme eines Koksofenrohgases besteht darin, dieses mit etwa 800⁰C

ίο in einen Wärmetauscher einzuleiten und Wasser durch Austausch dieser Eigen- und Kondensationswärme in Dampf zu verwandeln. Dabei schlägt sich jedoch auf Grund des Temperaturabfalls beim Wärmeaustausch der im Koksofenrohgas enthaltene Kohlenteer an den

ι f. Rohrwänden des Wärmetauschers nieder, wodurch eine erhebliche Verringerung des Wirkungsgrades und Verstopfung der Wärmetauscherrohre eintritt Im Hinblick auf diese möglichen Nachteile ist die Nutzung des Koksofenrohgases in einem Wärmetauscher bisher

μ nicht in der Praxis durchgeführt worden.

Im Betrieb einer Koksofenbatterie wird andererseits im Hinblick auf die Verbesserung der Koksproduktionsleistung durch Vergrößerung der Kohlencharge pro Ofen üblicherweise vorgewärmte Kohle oder getrocknete Kohle eingegeben. Im ersteren Fall wird ein Gemisch aus Kokskohle, das durch Vorwärmung praktisch wasserfrei gemacht wurde, in die Koksöfen eingegeben. Bei der Trockenkohlebeschickung wird andererseits ein auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2 bis 6 Gew.-% getrocknete Kokskohle chargiert. Sowohl das Vorwärmen als auch das Trocknen erfolgt dabei im allgemeinen durch Wärmeaustausch mit einem Hochtemperatur-Verbrennungsgas eines bereits gereinigten Koksofenrohgases oder eines Schweröls. Der

J5 Wärmeaustausch zwischen dem Verbrennungsgas und der Kokskohle kann dabei unmittelbar oder mittelbar erfolgen. Beim unmittelbaren Wärmeaustausch erfolgt eine Vorwärmung und Trocknung von Kohlenstaub bzw. Kokskohle in einer Vorwärm- und Trockenkammer durch unmittelbaren Kontakt der Kokskohle mit den Verbrennungsgasen (vgl. US-PS 39 92 266 und US-PS 40 08 042). Der Vorwärm- und Trockenkammer ist natürlich eine Brennkammer mit einem entsprechenden Brenner vorgeschaltet, wobei dieser mit gereinigtem Koksofenrohgas gespeist wird (vgl. auch DE-OS 27 01 390). Bei Verbrennung ungereinigten Koksofenrohgases wurden die Brenner nach sehr kurzer Zeit verstopfen.
Ein mittelbarer Wärmeaustausch zwischen Verbrennungsgasen und Kokskohle wird in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 27 33 365 vorgeschlagen. Die Verbrennungsgase und Kokskohle sind dort durch eine Wärmetauscherwand voneinander getrennt.
Durch die Vorwärmung der Kokskohle wird diese praktisch wasserfrei. Dadurch ergeben sich jedoch zahlreiche Schwierigkeiten durch hohe Kohlenstaubentwicklung. Infolgedessen müssen Gegenmaßnahmen ergriffen werden, beispielsweise durch Zugabe von Schweröl zu einer Kohlencharge, durch getrennten

fio Einbau einer Beschickungsleilung für die Beschickung mit der Kohle oder durch Anordnung eines Absetzbekkens. Diese zusätzlichen Einrichtungen wirken sich auf die Kosten der Anlage und die Betriebskosten nachteilig aus. Außerdem ergibt sich bei der Beschickung mit

h) vorgewärmter Kohle auf Grund des praktisch fehlenden Wassers im Rohkohlegemisch bzw. in der Kokskohle das Problem der Ausfällung von großen Mengen an Kohlenteerschlacke als Nebenprodukt bei der Behänd-

lung von Kohienteer. Durch diese Schwierigkeiten werden die Vorteile der bekannten Verfahren wieder erheblich eingeschränkt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das bei Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren eine Rückgewinnung bzw. Nutzung der einem Koksofenrohgas immanenten Wärme erlaubt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil des Koksofenrohgases unge- ι ο kühlt in eine Trocknungs- und Vorwärmkammer eingeleitet wird und in dieser die Kokskohle durch Wärmeanstausch mit dem Koksofenrohgas getrocknet und vorgewärmt wird, wodurch der größte Teil der im Koksofenrohgas enthaltenen Kohlenteerdämpfe zur Kondensation und zum Niederschlag auf den Oberflächen der Kokskohle gebracht wird, und daß das weitgehend vom Kohlenteer befreite Koksofenrohgas der Reihe p.ach durch mindestens einen Zyklonenscheider, einen Naßwäscher bzw. -scrubber, einen Primärkühler und in eine übliche Nebenproduktgewinnungsanlage geleitet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sicH neber; der Lösung der gestellten Aufgabe noch durch folgende Vorteile aus:

— es wird der Verbrauch von gereinigtem Koksofenrohgas, das normalerweise als Heiz- bzw. Brenngas eingesetzt wird, vermieden;

— der Koksanteil pro Tonne Charge wird erhöht weil der Kohlenteerniederschlag auf der Oberfläche der Kokskohle in den Koksöfen der Koksofenbatterie durch Verkohlung bzw. Verkokung in Koks umgewandelt wird;

— der als Bindemittel dienende Kohlenteerniederschlag auf der Oberfläche der Kokskohle verbessert die Festigkeit des hergestellten Kokses;

— der Kohlenteerniederschlag auf der Oberfläche der Kokskohle bewirkt eine erhebliche Reduzierung der Kohlenstaub-Entwicklung.

Vorzugsweise erfolgt die erfindungsgemäße Trocknung und Vorwärmung der Kokskohle in der Trocknungs- und Vorwärmkammer unter Anwendung der an sich bekannten Wirbclschichttrocknung (US-PS 25 82 710).

Es hat sich auch ein Verfahren bewährt, bei dem die Gesamtmenge der getrockneten und vorgewärmten Kokskohle zusammen mit dem Koksofenrohgas am Kopf der als Wirbelkammer ausgebildeten Trocknungsund Vorwärmkammer abgezogen und anschließend in mindestens einen Zyklontnscheider eingeleitet wird. Dort erfolgt dann die Abtrennung der mit Kohlenteer beschlagenen Kokskohle vom Koksofenrohgas.

Zur Reduzierung der Temperatur des in die Trocknungs- und Vorwärmkammer eingeführten Koksofenrohgases kann diesem vorteilhafterweise noch ein Teil des gereinigten Koksofenrohgases zugemischt werden, das eine relativ niedrige Temperatur besitzt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Erfindungsgemäß wurcier nun ausgedehnte Untersu-

30

J5

40

45

50

55 chungen mit dem Ziel der wirksamen Rückgewinnung und Nutzung der Eigen- und Kondensationswärme des Rohgases von einer Koksofenbatterie und der darin enthaltenen, vorher genannten Substanzen unter Vermeidung der durch den Kohlenteer im Gas hervorgerufenen Schwierigkeiten und unter gleichzeitiger Ausschaltung der mit dem Kohlenstaub zusammenhängenden, bisher unvermeidbaren Schwierigkeiten beim Beschickungsverfahren mit vorgewärmter oder mit getrockneter Kohle durchgeführt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen stellte es sich heraus, daß es durch Trocknen und Vorwärmen von Kokskohle für die Beschickung der Koksöfen durch Wärmeaustausch mit dem von der Koksofenbatterie kommenden Rohgas, das Substanzen, wie verdampften Kohlenteer und verdampfte niedrig siedende Stoffe, enthält möglich ist, nicht nur die genannte Wärme wirksam rückzugewinnen und zu nutzen, sondern auch den größten Teil des im Rohgas enthaltenen verdampften Kohlenteers zu kondensieren und auf der Oberfläche der Kokskohle niederzuschlagen, so daß hierdurch eine zweckmäßige Lösung der oben geschilderten Nachu-rie und Schwierigkeiten geboten wird.

F i g. 1 veranschaulicht schematisch eine Anlage zur Durchführung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem zumindest ein Teil eine- eine hohe Temperatur von etwa 800⁰C besitzenden und Substanzen, wie Kohlenteerdämpfe, Dämpfe niedrig siedender Stoffe und Staub, enthaltenden Gases 2 von einer Koksofenbatterie 1 allein oder zusammen mit einem noch zu erläuternden, niedrige Temperatur besitzenden, sauberen bzw. gereinigten Koksofengas 3 in eine Mischkammer 4 eingeführt wird. Anstelle des gereinigten Koksofengases 3 kann auch ein im wesentlichen sauerstofffreies, niedrige Temperatur besitzendes Gas. wie Hochofen-Gichtgas, ein rückgewonnenes Gas aus einem Aufblas-Sauerstoffkonverler oder ein Verbrennungsgas, benutzt werden. Das Koksofenrohgas 2 und das im wesentlichen sauerstofffreie Gas 3 werden in der Mischkammer 4 zu einem Misch(koksofen)gas mit einer vorbestimmten Temperatur vermischt, das dann in eine Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 eingeführt wird. Etwa vorhandenes Überschuß-Rohgas 2 wird unter Umgehung der Kammern 4 und 5 unmittelbar in einen Naßsorubber bzw. -wäscher 10 eingeleitet. Die Vermischung des Flohgases 2 mit dem gereinigten Koksofengas 3 geschieht lediglich zur Senkung der Temperatur des heißen Rohgases 2 an der Eintrittsseite der Trocknungsund Vorwärmkammer 5 auf einen vorbestimmten Wert. Anderweitig ergeben sich bei Verwendung nur des Flohgases 2 oder des Mischgases keine Unterschiede für die folgenden Verfahrensstufen. Im Hinblick hierauf werden beide Gase im folgenden einfach als »Koksofenroh&as 2« bezeichnet.

Kokskohle 6 für die Beschickung der nicht dargestellten Koksöfen der Koksofenbatterie mit einem Wassergehalt von etwa 7 —10Gew.-% wird andererseits über einen Kohlenschacht 7 in die Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 eingegeben, in welcher es durch das Koksofenrohgas 2 fluidisiert und durch Wärmeaustausch mit diesem νοίϊ einem Wassergehalt von etwa 6 Gew.-% auf einen praktisch wasserfreien Zustand getrocknet und vorgewärmt wird. Die Vorwärmtemperatur sollte vorzugsweise untcrder Verkohlungsanfangstemperatur der Koksk _>Hle 6. d. h. bei höchstens 300⁰C liegen. Während des beschriebenen Vorgangs del Trocknung und Vorwärmung der Kokskohle 6 durch

Wärmeaustausch mit dem Koksofenrohgas 2 wird der in diesem enthaltene Kohlenteerdampf /um größten Teil kondensiert, um sich auf den Tcilchenoberflächen der Kokskohle 6 niederzuschlagen.

Das Koksofenrohgas 2a, dessen Temperatur auf et'Aa 120 bis 35O⁰C gesenkt wurde und dessen Kohlenteerdampfgehalt durch Wärmeaustausch mit der Kokskohle 6 in der Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 /um größten Teil entfernt wurde, wird dann in einen ersten Zyklonenscheider 8 eingeleitet, in welcher der größte Teil des Staubgehalts abgetrennt wird. Das im ersten Zyklonenscheider 8 vom größten Teil des Staubgehalts befreite Koksofenrohgas 2h wird dann in einen /weiten Z.yklonenscheider 9 eingeleitet, in welchem tier größte Teil des restlichen Staubgehalts beseitigt wird. Ersichtlicherweise schlägt sich der kondensierte Kohlenteer auch auf den Staubteilchen nieder, die in den beiden Zyklonenscheidern 8 und 9 abgetrennt werden. Die Zahl der Zyklonenscheider ist nicht auf zwei uescili ünki. viclinein kann je ii.iLn ficufii ί OiFiC zweckmäßige Zahl von Zyklonenscheidern verwendet werden.

Das im zweiten Zyklonenscheider 9 weitgehend vom Staub befreite Koksofenrohgas 2c wird dann in einen Naßscrubbcr bzw. -wäscher 10 eingeführt. Wie erwähnt, wird andererseits das überschüssige Koksofenrohgas 2 unter Umgehung der Kammern 4 und 5 unmittelbar in den Naßwäscher 10 eingeleitet. In lel/terem wird nahezu der gesamte Staubgehalt entfernt, und der größte Teil des Kohlentcers und der niedrig siedenden Stoffe wird durch Waschen mit Ammoniakwasser aus dem Koksofengas 2cund dem unmittelbar eingeleiteten Rohgas 2 beseitigt, wobei diese Gase gleichzeitig befeuchtet und auf etwa 80 bis 90 C abgekühlt werden. Der Staub, der Kohlenteer und die niedrig siedenden Stoffe 12. die im Naßwäscher 10 aus den Gasen 2cund 2 entfernt wurden, werden zusammen mit dem Ammoniakwasser 11 /u einer Nebenproduktgewinnungsanlape 13 überführt, in welcher das Gemisch in seine einzelnen Bestandteile aufgetrennt wird.

Das so gereinigte Koksofenrohgas 2d wird hierauf in einen Wärmetauscher-Primärkühler 14 mit einer Vielzahl von Rohren eingeführt, in welchem das gereinigte Koksofenrohgas 2d durch Wärmeaustausch mit Kühlwasser 15. etwa Seewasser, entfeuchtet und auf etwa 30 bis 40"C abgekühlt wird, wobei gleichzeitig der Restgehalt an Kohlenteer und der Anteil des zusätzlich eingeführten Ammoniakwassers zusammen mit dem größten Teil der niedrig siedenden Stoffe durch Kondensation praktisch vollständig beseitigt werden. Der Kohlenteer, die niedrig siedenden Stoffe und das Ammoniakwasser, die im Primärkühler 14 vom vorgereinigten Koksofengas 2d abgetrennt wurden, werden zur Auftrennung in die einzelnen Komponenten zur Nebenproduktgewinnungsanlage 13 geleitet.

Das im Primärkühler 14 praktisch vollständig gereinigte Koksofenrohgas 2d wird mittels eines Gebläses 16 zur Nebenproduktgewinnungsanlage 13 gefördert, in welcher die in ihm enthaltenen, vorher genannten Stoffe durch Abtrennung völlig entfernt werden.

Ein Teil des vollständig gereinigten Koksofenrohgases 3 wird als Brenn- bzw. Heizgas C rückgewonnen. während der restliche Teil des gereinigten Koksofenrohgases 3. wie erwähnt, nach Bedarf in die Mischkammer 4 eingeführt wird, um dort mit dem Rohgas 2 von der Koksofenbatterie 1 zu einem Mischgas einer vorbestimmten Temperatur für die Rückführung vermischt zu werden.

Die im Naßwäscher 10 und im Primärkühler 14 aus den Koksofengasen 2c und 2d abgetrennten und zur Nebenproduktgewinnungsanlage 1.3 überführten, genannten Stoffe, einschließlich der in der Anlage 13 endgültig abgetrennten Stoffe, werden in dieser Anlage 13 voneinander getrennt. Dabei werden Staub, Kohlenteer und niedrig siedende Stoffe als Nebenprodukte oder Rohmaterialien 18 rückgewonnen. während das abgetrennte Ammoniakwasser 11 in den Naßwäscher 10 eingeführt wird, um nach der Abtrennung des überschüssigen, in den vorstehend beschriebenen Verfahrensstufen entstehenden Ammoniakwassers für die Kühlung wiederverwendet zu werden.

Die in der Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 getrocknete und vorgewärmte Kokskohle 6a, auf dessen Teilchen sich Kohlcnteer niedergeschlagen hat. strömt dagegen nach dem Wirbclschichtprinzip kontinuierlich aus der Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 aus, um

ι ■ J_A_« 1/ Li a L, al L I 1_* Λ t* 'A

•7 J * » ^* ψ·ψ~* ■ r ^* rm m ■■ *"^ r* ■ r* Fl Γ F *ϊ t I F^ ■% r> /Ά ·» r ψ ΤΎ Γ% ΛΛ ΨΊ Γ»^* 1*1 ·■ Ft

Zyklonenscheidern 8 und 9 gesammelt wurde und auf dessen Teilchen sich Kohlenteer niedergeschlagen hat, in einem Gewichtsproz.entverhältnis von etwa 70 : 30 zu vereinigen. Das Kohlenstaubgemisch 6c aus den Kohlefeinteilchet)6<·? und dem Kohlenstaub 66 wird von einem Samtneltrichter 19 aufgefangen und von diesem aus in die nicht dargestellten Koksöfen der Koksofenbatterie 1 eingegeben, und zwar mittels eines Kohlenbeschicku '.jTSwagens 21 entweder unmittelbar oder über einen Kohlenturm 20.

Fig. 2 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die den Teilen von Fig. 1 entsprechenden Teile mit denselben Bezugsziffern wie dort bezeichnet sind und wobei dieses zweite Ausführungsbeispiel im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht. Der Unterschied zwischen beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, daß beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Kokskohle 6. die in die Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 eingeführt wurde, an deren Auslaßseke in getrocknete und vorgewärmte Kohlefeinteilchen 6a und Kohlenstaub 66 aufgetrennt wird, die im Sammeltrichter 19 wieder zusammengeführt werden, während beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 die Gesamtmenge der Kokskohle 6 nach der Trocknung und Vorwärmung in der Kammer 5 unter dem Druck des Koksofenrohgases 2a in die beiden Zyklonenscheider 8 und 9 gefördert wird. Diese unterschiedliche Arbeitsweise wird durch Einstellung der Strömungsmenge und der Strömungsgeschwindigkeit des Koksofenrohgases 2 mittels des Gebläses 16 gemäß F i g. 1 und 2 erreicht.

Beim Ausfüh.rungsbeispiel nach Fig.] v. .rden, genauer gesagt. Strömungsmenge und -geschwindigkeit des die Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 durchströmenden Koksofenrohgases 2 und erforderlichenfalls auch des gereinigten Koksofenrohgases 3 mittels des Gebläses 16 geregelt, wodurch die in die Trocknungsund Vorwärmkammer 5 eingeführte Kokskohle 6a fluidisiert und veranlaßt wird, aus der Kammer 5 überzuströmen (Wirbelschichtverfahren), während Kohlenstaub 6b, dessen Teilchen eine geringere Größe und niedrigeres Gewich: besitzen als die Teilchen der Kokskohle 6a, mittels des Koksofenrohgases 2a zum ersten Zyklonenscheider und zum zweiten Zyklonenscheider 8 bzw. 9 gefördert wird. Beim zweiten Ausführungsbeispiei nach F i g. 2 werden dagegen Strömungsmenge und -geschwindigkeit des die als Wirbelkammer ausgebildete Kammer 5 durchströmen-

den Knksofenrohgasi."· 2 >iti<) erforderlichenfalls des iiereinigten Koksnli'iirohg.iscs i mittels des < iebNisi-s IfS so geregelt, daß ihre Werte größer sind iiIs beim ersten Aiisführungsbeispicl. wobei die Gesamtmenge der zur Kammer 5 gelieferten Kokskohle 6 mit dem Kohlen- > staub d'irch den Druck des Koksofenrohgases 2;i zu den beiden Zyklonenscheidern 8 und 9 gefördert wird, in denen das Rohkohlegemisch 6c/. d. h. die Kohlefcinteilchen. m·, dem Kohlenstaub vom Koksofenrohgas la getrennt wird. Die Gesamtmenge dieses in den in Zyklonenscheidcrn 8 und 9 getrennten Gemisches 6c/, auf dessen Teilchen sich der Kohleniecr niedergeschlagen hat. wird dann vom Sammeltrichter 19 aufgefangen und d.inn mittels eines Kohlebcschickungswagens 21. gegebenenfalls unter Zwischenschaltung des Kohle- :" lurms 20, in die nicht dargestellten Koksöfen der Koksofenbattcrie 1 eingegeben.

Die anderen Verfahrensschritte des zweiten Ausfühmngsbci-niels gemäß F i g. 2 entsprechen vollständig denen beim ersten Äiisiührungsbeispiei und brauchen :« daher nicht im einzelnen erläutert zu werden.

Im folgenden ist die Erfindung in speziellen Beispielen naher erläutert.

Beispiel!

Ein Gemisch Kokskohle mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 2 wurde aus den Kohlesorten und in den Mischungsverhältnissen gemäß Tabelle 1 zubereitet. Sodann wurde die Kokskohle 6 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispie! nach Fig 1 in der Trock- «> nungs- und Vorwärmkatnmer 5 durch Wärmeaustausch mit ein-, in Koksofenj/asgeniisch aus rohem Koksofengas 2 und rückgcführtem. gereiniglein Koksofengas Ϊ auf einen vorbestimmten Wassergehalt getrocknet, wobei der größt- Teil des im rohen Koksofengas 2 r< enthaltenen Kohiemccrdampfes kondensiert und auf den Teilchenoberflächen der Kokskohle 6 ausgefällt wurde.

Tabelle 3 gibt für dieses Beispiel den Wassergehalt. die Temperatur und die Schüttdichte vor der Trock- jo nungsbehandlung. den Wassergehalt, die Menge an Kohlenteerniederschlag. die Temperatur und die Schüttdichte nach der Trocknungsbehandlung der Kokskohle 6. den Verbrauch, den Kohlenteergehalt und die Temperatur des rohen Koksofengases 2. den 4> Verbrauch und die Temperatur des riickgeführten gereinigten Koksofengases 3. den Verbrauch und die Temperatur an Einlaß- und Auslaßseite der Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 für das Koksofengasgemisch aus rohem Koksofengas 2 und gereinigtem -n Koksofengas 3. das Ausbringen und die Festigkeit des Kokses, der aus der Kokskohle 6c hergestellt wurde, das der Trocknungsbehandlung unterworfen wurde und auf dem sich der Kohlenteer niedergeschlagen hat, sowie die rückgewonnene Eigen- und Kondensationswärmemenge des rohen Koksofengases 2 und der darin enthaltenden Substanzen an.

Beispiel 2

Wie in Beispiel I wurde ein weiteres Gemisch en Kokskohle mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 2 aus den Kohlesorten und in den Mischungsverhältnissen gemäß Tabelle 1 hergestellt. Sodann wurde dieses Gemisch 6 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 in der Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 durch Wärmeaustausch mit einem Koksofengasgemisch aus rohem Koksofengas 2 und ruckgeführtem, gereinigtem Koksofengas 3 auf einen vorbestimmten Wassergehalt getrocknet, wobei der größte Teil des im rohen Koksofengas 2 enthaltenen Kohlenleerdampl'es /um Kondensieren und /um Niederschlagen auf den Oberflächen der Kokskohle 6 gebracht wurde.

Tabelle 3 zeigt für Beispiel 2 den Wassergehalt, die Temperatur und die Schüttdichte vor der Trocknungsbehandlung sowie den Wassergehalt, die Niederschlagsmenge an Kohlenteer, die Temperatur und die Schüttdichte nach der Trocknung der Kokskohle 6, den Verbrauch, den Kohlenteergehalt und die Temperatur des rohen Koksofengases 2, den Verbrauch und die Temperatur des rückgeführten gereinigten Koksofengases 3. den Verbrauch und die Temperatur an Einlaß- und Auslaßseite der Trocknung*· und Vorwärmkammer 5 für das Koksofengasgemisch aus Kokofenrohgas 2 und Koksofenreingas 3. das Ausbringen und die ί-estigkeit des Kokes, der aus der so behandelten Kokskohle bd hergestellt wurde, sowie die rückgewonnenc Eigen- und Kondensationswärmemenge des rohren Koksol'engases 2 und der darin enthaltenen Substanzen.

Beispiel 3

Wie in Beispiel I wurde ein weiteres Rohmaterialgemisch aus Kokskohle mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 2 aus den Kohlesorten und in den Mischungsverhältnissen gemäß Tabelle I zubereitet. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 wurde dieses Rohmaterialgemisch 6 sodann in der Trocknungs- und Vorwärmkammer 5 durch Wärmeaustausch mit einem Koksofengasgemisch aus Koksofenrohgas 2 und ruckgeführtem Koksofenreingas 3 getrocknet und vorgewärmt, bis das Gemisch im wesentlichen wasserfrei war, wobei der größte Teil des im Koksofenrohgas 2 enthaltenen verdampften Kohlenteers zum Kondensieren und Niederschlagen auf den Oberflächen der Teilchen des Gemisches 6 gebracht wurde.

Tabelle 3 veranschaulicht für Beispiel 3 dieselben Faktoren und Eigenschaften der Materialien, wie sie in Verbindung mit Beispielen 1 und 2 aufgeführt sind.

Beispiel 4

Wie in Beispiel 1 wurde ein weiteres Rohmaterialgemisch aus Kokskohle mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 2 aus den Kohlesorten und in den Mischungsverhältnissen gemäß Tabelle 1 hergestellt. Dieses Rohmaterialgemisch 6 wurde sodann entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 einer Trocknung und Vorwärmung in der entsprechenden Kammer 5 durch Wärmeaustausch nur mit dem Koksofenrohgas 2 unterworfen, bis die Feinteilchen des Rohmaterialgemisches 6 praktisch wasserfrei waren, wobei der größte Teil der im Koksofenrohgas 2 enthaltenen Kohlenteerdämpfe zum Kondensieren und Niederschlagen auf den Oberflächen der Teilchen des Rohkohlegemisches 6 gebracht wurde.

Tabelle 3 enthält für Beispiel 4 wiederum dieselben Faktoren und Eigenschaften der Materialien, wie sie in Verbindung mit Beispielen 1 und 2 aufgeführt wurden.

Vergleichsbeispiel

Zu Vergieichszwecken wurde entsprechend Beispiel 1 ein Rohmaterialgemisch aus Kokskohle mit den Eigenschaften gemäß Tabelle 2 aus den Kohlesorten und in den Mischungsverhältnissen nach Tabelle 1 hergestellt. Dieses Gemisch wurde hierauf entsprechend dem eingangs beschriebenen, bisherigen Trok-

kenkohlebeschickungsverfahren durch Wärmeaustausch mit dem Verbrennungsabgas eines gereinigten Koksofengases getrocknet. In diesem Vergleichsbeispiel wurde daher die Eigen- und Kondensationswärme des Koksofenrohgases und der darin enthaltenen Substanzen weder rückgewonnen noch genutzt, und der Kohlenteer wurae auch nicht auf den Oberflächen der Teilchen des Rohgemisches aus den so getrockneten Kohlefeinteilchen zum Niederschlag gebracht.

Tabelle 3 zeigt für das Vergleichsbeispiel den Wassergehalt, die Temperatur und die Schüttdichte (bei der Beschickung) des Rohgemisches aus Kokskohle vor und nach der Trocknung sowie das Ausbringen und die Festigkeit des Kokses, der aus dem so getrockneten Rohmaterialgemisch hergestellt wurde.

Tabelle 1

Koliken-'C

Halmer-Kohlc
»Black Water«-Kohic
Moura-Kohle
Düiyon-Kohlc
Ülkoks bzw. -kohle

Tabelle 2

Kohlcsnrte

vcrliiilini

(' ί

15 10 30 17 3

Mischungsverhältnis

Kohlesorte

Mischungsverhältnis

("■'«i

Itmann-Kohlc
»Coal ClifT«-Kohlc
»South Bulli«-Kohle

10
10 Flüchtige Stoffe
Inerte Komponenten

Durehschnittl. max.
Reflexionsvermögen
Maxim. Fließfähigkeit

9.8% 28.2% 28,6%

1.14%

21 ddpm

Tabelle 3

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 Beispiel 4

Vergleichsbeispiel

Kokskohle-Rohgemisch
für Koksofenbeschickung

Vor Trocknung und Vorwärmung

Wassergehalt (Ciew.-%)
Temperatur (⁰C)
Schüttdichte (t/m³)

Nach Trocknung und Vorwärmung

Wassergehalt (Gew.-%)

Menge des Kohlenteerniederschlags

(Gew.-%)

Temperatur (⁰C)
Schüttdichte (t/m³)

Koksofenrohgas
Verbrauch (NmVt-Kohle)
Kohlenteergehalt (kg/Nm³)
Temperatur (⁰C)

Rückgef. Koksofenreingas
Verbrauch (Nm³/t-Kohle)
Temperatur (⁰C)

Koksofengasgemisch (oder -rohgas),
in Trocknungs-und Vorwärmkammer
eingeführt

Verbrauch (NmVt-Kohle)

Temperatur an Einiaßseite

d. Trocken- und Vorwärmkammer (⁰C)

7,4	7,2	8.0	8.0	8.0
29	20	25	25	25
0,723	0,725	0.718	0.715	0.720
4.5	2.0	0	0	4.5
0,8	1.3	2,2	2.5	0
47	64	4	200	45
0.745	0,748	0.823	0,814	0.743
119	167	248	300	_
0,19	0,18	0,17	0,17	-
800	800	800	800
204	136	49
25	25	25	_	—

303
500

297
700

300
800

Il

I mi..U/ ii

Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3 lieispiel -I Veialeiel

h.'ispiel

Koksofcngiisgcmisch (oder -rohgas).
in Trocknungs-und Vorwärmkammer
eingeführt

Temperatur an Auslaßseite

d. Trocken- und Vorwärmkammer (°C)

Gewonnener Koks

Ausbringen (kg/t-Kohlc)
Festigkeit φΙ]Ί)

Wiirmerückgcwinnurigsmenge
aus Koksofenroligas (kcal/t-Koh'e)

20(1

200

734	737	741	743	730
90.9	92.2	93.8	94.0	90.3

x 10'

45 x 10'

Ti < 10'

<)7X

Gemäß Tabrlie 3 wurde bei Beispielen 1 bis 4 ein viskoser Kor'snteer in einer Menge vovi 0,8 bis 2,5 Gew.-% auf den Oberflächen der Teilchen des Kokskohlerohgemisches für die Beschickung der Koksöfen zum Niederschlag gebracht, wodurch das Auftreten der vom Kohlenstaub herrührenden Schwierigkeiten bzw. Störungen, wie bei den bisherigen Verfahren, vermieden wurde. Gemäß Beispielen I bis 4 wurde außerdem aufgrund der erfindungsgemäßen Behandlung ein Koks erhalten, der in hervorragender Weise ein Ausbringen in einer Menge von 734 bis 743 kg pro t Kohle ergab und eine Festigkeit von 90,9 bis 94,0 DI % besaß. Weiterhin konnte gemäß Beispielen I bis 4 die Eigen- und Kondensationswärme des Koksofenrohgases und der darin enthaltenen Substanzen in einer Menge von 27 · 10³ bis 97 · 10' kcal pro t Kohlencharge rückgewonnen und genutzt werden.

Beim Vergleichsbeispiel konnte dagegen eine derartige Rückgewinnung und Nutzung dieser Wärme überhaupt nicht erreicht werden, vielmehr würde diese Wärme zum großen Teil auf das Kühlwasser übertragen und ungenutzt abgeführt. Außerdem erwies es sich dabei a's notwendig, eine große Menge gereinigten Koksofengases für die Trocknung des Rohmaterialgemischcs aus Kohlenfeinteilchen zu verbrauchen. Da weiterhin bei diesen Vergleichsbeispiel kein Kohlenteer auf den Teilchenoberflächen des Kok<:kohlerohmaterialgemisehes niedergeschlagen wurde, trat nicht nur eine starke Ausbreitung von Kohlenstaub auf. vielmehr wurde auch der hergestellte Koks (nur) mit einem Ausbringen von 730 kg pro t Kohlencharge und mit einer Festigkeit von 90,3 DI ;; erhalten, wobei beide Werte niedriger sind als in den Beispielen 1 bis 4.

Hierzu 2 Blatt Zeichnung

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Rückgewinnung und Nutzung der Wärme eines Koksofenrohgases, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Koksofenrohgases ungekühlt in eine Trocknungsund Vorwärmkammer eingeleitet wird und in dieser die Kokskohle durch Wärmeaustausch mit dem Koksofenrohgas getrocknet und vorgewärmt wird, wodurch der größte Teil der im Koksofenrohgas enthaltenen Kohlenteerdämpfe zur Kondensation und zum Niederschlag auf den Oberflächen der Kokskohle gebracht wird, und daß das weitgehfjjjd vom Kohlenteer befreite Koksofenrohgas der Reihe nach durch mindestens einen Zyklonenscheider, einen Naßwäscher bzw. -scrubber, einen Primärkühler und in eine übliche Nebenproduktgewinnungsanlage geleitet wird.

2. Anwendung einer Wirbelschichttrocknung für die Trocknung und Vorwärmung gemäß Anspruch 1.

3. Verfangen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der getrockneten und vorgewärmten Kokskohle zusammen mit dem Koksofenrohgas am Kopf der als Wirbelkammer ausgebildeten Trocknungs- und Vorwärmkammer (F i g. 2) abgezogen und in mindestens einen Zyklonenscheider eingeleitet v-ird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem in die Trocknungs- und Vorwärmkammer eingeführten Koksofenrohgas zumindestens ein Teil des gereinigten Koksofenrol'jases zugemischt wird.