DE2945114C2 - Verfahren zum Vernichten von schädlichen Emissionen auf Kokereien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vernichten von schädlichen Emissionen auf Kokereien, bei dem Schadstoffe enthaltende Gase und Dämpfe von oder aus den Emissionen abgebenden Einrichtungen abgesaugt und dem Verbrennungsgas zugeführt werden bzw. als Verbrennungsmedien bei Verbrennungsprozessen dienen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bekannt ist ein Verfahren zur Verbrennung des in Koksofengasen enthaltenen Ammoniaks im Rahmen der bekannten indirekten Ammoniakgewinnungsverfahren, wobei das an beliebiger Stelle anfallende, von Schwefelwasserstoff weitgehend freie Ammoniakwasser einem Desorptionsprozeß unterworfen wird, bei dem für den Desorptionsprozeß beliebige brennbare Gase mit Ausnahme von Unterfeuerungsgasen sowie auch Luft verwendet werden und die mit Ammoniak beladenen Gase oder die Luft als Verbrennungsmedien in den Winderhitzern von Hochöfen, den Hochöfen

selbst, in Stahlwerks- oder Hüttenöfen oder als Komponenten zur Gas-Erzeugung in Gasgeneratoren oder anderen Gaserzeugungsanlagen eingesetzt werden.

Für die Ausführung eines solchen Verfahrens ist es notwendig, daß eine Koksofenbatterie entweder in der Nähe von einer Hochofenanlage liegt oder aber sie muß mit ihr eventuell durch eine lange Rohrleitung verbunden werden. Eine Möglichkeit diese mit Amn oniak beladenen Gase auf der Kokerei selbst einzusetzen und zu vernichten wird durch die Lehre dieses Patentes nicht gegeben (DE-PS 12 06 870). Bei dem bekannten Verfahren ist es auch notwendig eventuell unter Einschaltung von Ventilatoren bzw. Verdichtern das Verbrennungsmedium auf einen solchen Druck zu bringen, daß es zu den Hochöfen oder Winderhitzern transportiert werden kann.

Zum Auffangen der aus den Koksöfen selbst entweichenden teerhaltigen Gase ist es auch bekannt entlang einer Koksofenbatterie eine Auffangleitung zu verlegen, die die besonders in den Anfangszeiten der Garung aus den Türen austretenden Leck-Gase auffängt Diese Leitung erhält üblicherweise ihren Unterdruck durch einen Ventilator oder ein Saugzuggebläss.

Bekannt ist es auch ammoniakhaltige Schwachgase durch die Regeneratoren von Koksofenbatterien zu lei-. ten, sie dort aufzuwärmen auf eine Stufe, auf der das Ammoniak zersetzt wird in Stickstoff und Wasserstoff, und anschließend diese erhitzten Schwachgase in die Heizzüge der Koksofenbatterie zu führen und sie dort samt dem aus dem schädlichen Ammoniak gebildeten Wasserstoff zu verbrennen (DE-PS 16 42 416). Auch hierbei muß das Schadstoff enthaltende Schwachgas stets mit einem bestimmten Druck angeliefert werden, wozu ebenfalls besondere Einrichtungen notwendig sind.

Zur Vermeidung von Emissionen und zur Verhinderung von explosionsfähigen Gasgemischen in auf Kokereien vorhandenen Lagerbehältern beispielsweise für Benzol oder Ammoniak-Starkwasser gehört es ferner zum Stand der Technik, diese an das Gaspendelnetz anzuschließen und unter dem im Gasnetz vorhandenen Überdruck zu halten. Die vorhandenen Behälter lassen jedoch häufig aufgrund ihrer Bauart einen solchen Überdruck nicht zu.

Zum Schutz von Teerscheidebehältern vor allem vor Korrosion ist nach der DE-PS 11 50 998 vorgeschlagen worden, den Zutritt von Luft in den oberen Teil des Teerscheidebehäiters zu verhindern, indem Koksofengas aus der Gasdruckleitung nach dem Gassauger eingeleitet und unter automatischer Druckregelung im Teerscheidebehälter in die Gassaugleitung abgeführt wird. Hierbei ist allerdings auch eine aufwendige Druckregelung erforderlich, um das Druckgefälle zwischen Teerscheider und Gassaugleitung auszugleichen. Bei diesem Anschluß der Behälter an das Gaspendelnetz oder die Gassaugleitung hat es sich jedoch gezeigt, daß sich aus dem im Gas befindlichen CO2 in Verbindung mit NH3 Ammoniumcarbonat bildet und zum Zuwachsen dieses Leitungssystems führen kann.

Den bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß sie alle besondere Einrichtungen zum Druckausgleich bzw. zur Druckerhöhung der Gase benötigen, um sie den Verbrennungsmedien oder den Verbrennungsstellen zuzuführen.

Als Verbrennungsstellen in diesem Sinne können auch Kokereianlagen fungieren.

Die Einhaltung eines bestimmten Überdruck- bzw. Unterdruckniveaus erfordert in jedem Falle apparative

Einrichtungen, für die nicht geringe Kosten aufgewendet werden müssen. Dabei handelt es sich bei der besonderen Führung der Schadstoffe enthaltenden Gase lediglich um eine Maßnahme im Sinne des Umweltschutzes, aus der ein unmittelbarer wirtschaftlicher Nutzen zunächst nicht gezogen werden kann. Infolgedessen sollte man die Anschaffungs- und Betriebskosten für solche Verfahren so niedrig wie möglich halten, d. h, daß für die Erhaltung des Druckniveaus ein Minimum an Kosten aufgebracht werden sollte.

In diesem Sinne liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen und auszuarbeiten, bei dem die Kosten für die Einhaltung des Druckniveaus der Schadstoffe enthaltenden Gase geringer sind als bei den bekannten Verfahren.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, für die Erzeugung des notwendigen Druckniveaus den natürlichen Zug des Kamins der Kokerei zu verwenden. Es hat sich hier auch der Lufteinzug zu den Regeneratoren vor Eintritt in das Beheizungssystem der Verkokungsöfen als günstig erwiesen, weicher durch den Kaminzug bewirkt wird.

Man kann dafür den Lufteinzug einer ganzes Batterie verwenden aber auch den Lufteinzug einzelner öfen. Je nach dem Luftbedarf für das Absaugen der schädlichen Emissionen aus der Batterie selbst und aus Lagerbehältern kann die Zahl der zum Ansaugen benutzten Ofen vergrößert oder vermindert werden. Zur Vermeidung von unnötigen Druckverlusten ist es nur erforderlich die Bemessung der Leitungen entsprechend groß vorzunehmen.

Es ergibt sich erfindungsgemäß der große Vorteil, daß der natürliche Kaminzug immer vorhanden ist, solange die Kokerei in Betrieb ist und heiße Verbrennungsabgase in dem Kamin für Auftrieb sorgen. Unterbrcchungcn sind dabei so gut wie ausgeschlossen.

Für die Durchführung des Verfahrens empfiehlt sich die Installation einer gemeinsamen Sammelleitung, über die alle Behälter und Einrichtungen auf der Kokereianlage, die Schadstoffe enthaltende Gase abgeben, an das Lufteinzugssystem der Koksofenbatterie angeschlossen sind. Die Sammelleitung kann an die ganze Catterie angeschlossen sein aber auch an einzelne öfen. Die Anzahl der anzuschließenden öfen iäßt sich leicht errechnen. Nach Bedarf können einzelne öfen abgeschaltet und auch zugeschaltet werden.

Die Regelung der Luftmengen bzw. die Anzahl der anzuschließenden öfen kann über Hähne oder Armaturen, die mit dem Umstellgestänge verbunden werden, an den einzelnen Lufteinfalltöpfen durchgeführt werden.

Auf vielen vorhandenen Anlagen, die als Verbundöfen ausgefegt sind und auch die Einrichtungen für Schwachgasbeheizung zwar haben, aber nicht benutzen, wäre es möglich, die vorhandenen Schwachgasleitungen und -armaturen für das erfindungsgemäße Luftabzugssystem zu benutzen.

Es ist besonders günstig, die Sammelleitung über eine Wechselsteuervorrichtung, die mit der Umstellvorrichtung der Beheizung gekoppelt ist, an die jeweils Verbrennungsluft ansaugenden Lufteinfallklappen anzu- so schließen. Damit kann dieses erfindungsgemäße Verfahren sowohl bei Seiten- als auch bei Unterbrenneröfen angewandt werden.

Die Erfindung wird durch die schematische Skizze beispielsweise und niiher erläutert.

In der schematischen Darstellung ist mit 1 der Kamin bezeichnet, der auf das Aohitze- und Beheizungssystem der Batterie 2 einen geregelten Kaminzug ausübt. Dieser Kaminzug wird jeweils für eine gesamte Batterie so eingestellt, daß an den Lufteinfallöffnungeri 3a/3b lter jeweils Luft einziehenden Regeneratorhälften genügend Verbrennungsluft angesaugt wird.

Über eine Wechselsteuervorrichtung 4, die mit der normalen Umstellvorrichtung für die Beheizung der Batterie gekoppelt ist, wird entweder die Verbindung zu den Lufteinfalltöpfen 3a, — bei Seitenbrenneröfen z. B. auf der Maschinenseite —, oder zu den Lufteinfalltöpfen 36, — auf der Koksseite —, hergestellt Die normale Lufteinfallöffnung bleibt bei Anschluß dieses Ofens an das erfindungsgemäße Absaugesystem geschlossen.

Erfindungsgemäß sind nun eine bestimmte Anzahl von Lufteinfallöffnungen 3a/3b über ein Rohrleitungssystem mit einer Reihe von Behältern und Emissionen abgebenden Einrichtungen verbunden. Dazu gehören im dargestellten Beispiel, hintereinander oder in Reihe geschaltet, NH3-Starkwasserbehälter 6a, .. , 6d, Teerscheidebehälter 7, Abläufe von Vorkühlern 8 und Kondensatsammelbehälter 9. Diese Bei ilter besitzen zur Vermeidung eines Unterdrucks eine νοτ den Abzugsstellen entfernt angeordnete Lufteintrittsöffnung.

Zur Absaugung von Emissionen an den Ofentüren kann eine an den gesamten Türen entlang verlaufende Samme'.'eitung 5 ebenfalls an das Lufteinzugssystem vor den Regeneratoren angeschlossen werden. Die Sammelleitung hat an jeder Ofentür eine absperrbare Abzugsöffnung, die jeweils während des Druckvorganges und zu Beginn der Verkokungszeit etwa für eine Stunde geöffnet ist. Nach dieser Zeit treten erfahrungsgemäß kaum mehr Emissionen an den Türen auf, weil an den undichten Stellen verhärtetes Teerkondensat für einen nahezu gasdichten Abschluß sorgt.

Beispiel

Um zu verhindern, daß sich explosionsfähige Gasgemische bilden und zur Unterdrückung von Emissionen an einem NH3-Starkwasserbehälter wird dieser mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens belüftet Der größtmögliche Luftraum in dem Behälter beträgt bei Niedrigstand des Wassers etwa 40 m³ Schon bei einem sehr gering angesetzten Verbrennuiigsluftbedarf vop. ca. 300 mVh an einem Lufieinfalltopf würde die mehr als 7fache Luftmenge pro Stunde durch diesen Behälter gezogen. Untersuchungen haben ergeben, daß bei üblichen Starkwassertemperaturen unterhalb von 30⁰C schon ein 5facher Luftaustausch pro Stunde ausreicht, damit in der gasförmigen Phase oberhalb des Starkwassers Konzentrationen erzielt werden, die unterhalb der unteren Zündgrenze liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Vernichten von schädlichen Emissionen auf Kokereien, bei dem Schadstoffe enthaltende Gase und Dämpfe von oder aus den Emissionen abgebenden Einrichtungen abgesaugt und dem Verbrennungsgas zugeführt werden bzw. als Verbrennungsmedien bei Verbrennungsprozessen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung des notwendigen Druckniveaus der natürliche Zug des Kamins der Kokerei verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Druckniveaus der Lufteinzug zu den Regeneratoren vor Eintritt in das Beheizungssystem der Verkokungsöfen verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Druckniveaus der Lufteinzug einer ganzen Batterie oder einzelner öfen verwendet wird.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der zum Ansaugen benutzten öfen je nach Bedarf vergrößert oder vermindert wird.

5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Luftmengen bzw. die Anzahl der anzuschließenden öfen über Hähne oder Armaturen, die mit dem Umstellgestänge verbunden werden, an den einzelnen Lufteinfalltöpfen dir.chgefüürt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, iadurch gekennzeichnet, daß alle Behälter und Einrichtungen auf der Kokereianlage, die Schadstoffe enthaltende Gase oder Luft abgeben, über eine gemeinsame Sammelleitung an das Lufteinzugssystem der Koksofenbatterie angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelleitung über eine Wechselsteuereinrichtung, die mit der Umstellvorrichtung der Beheizung gekoppelt ist, an die jeweils Verbrennungsluft ansaugenden Lufteinfallklappen angeschlossen ist