DE3000808C2

DE3000808C2 - Verfahren zur Nutzung der fühlbaren Kokswärme an einer Verkokungsanlage sowie Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens

Info

Publication number: DE3000808C2
Application number: DE19803000808
Authority: DE
Inventors: Horst Joseph; Joachim 5629 Heiligenhaus Meckel; Stefan Smieskol; Dietrich Prof. Dr. 4300 Essen Wagener
Original assignee: Didier Engineering GmbH
Current assignee: Didier Engineering GmbH
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1980-01-11
Publication date: 1987-08-20
Also published as: DE3000808A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nutzung der fühlbaren Wärme des an einem, z. B. mit vorerhitzter Kokskohle betriebenen Verkokungsofen anfallenden Kokses durch trockene Kühlung unter Verwendung eines Wärmeträgergases, wobei der Koks in zwei Stufen gekühlt wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-OS 22 09 075 bekannt. Die Gaskühlung in dem Reaktor erfolgt in einer Stufe unter Verwendung des Destillationsgases eines Verkokungsofens, wobei das Destillationsgas zunächst gekühlt und dann nacheinander einer Teerabscheidung, einer Ammoniakwäsche und einer Leichtölwäsche unterworfen wird. Hierdurch sind nicht nur aufwendige Anlagenteile für Kühlung und Reinigung des Kohleentgasungsrohgases erforderlich, sondern der Wärmeinhalt des Kohleentgasungsrohgases geht auch verloren. Der ersten Kühlstufe mittels des gekühlten und gereinigten Destillationsgases folgt bei dem bekannten Verfahren eine weitere Kühlung in zwei nachgeschalteten Kammern mittels Wasserkühlmäntel. Eine solche Kühlung ist wenig wirksam.

Aus der US-PS 38 95 448 wird unter Verwendung

s eines einzigen Kreislaufgases Kokskohle in einem Kokskühler gekühlt Beim Eintritt des Kreislaufgases in die Kokskühlkammer teilt sich der Kreislaufgasstrom in einen aufsteigenden und einen abfallenden Teilstrom.

Aus der DE-OS 27 33 365 ist es an sich bekannt, die ίο trockene Kokskühlung mit der Kohlevorerhitzungsanlage über ein nicht vorbehandeltes Rauchgas zu koppeln. Hierbei kann allerdings die bei der Kokskühlung von dem Rauchgas aufgenommene fühlbare Wärme in der Kohlevorerhitzungsanlage nicht vollständig ausgenutzt werden. Die Kopplung kann daher hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit verbessert werden. In der DE-AN 28 37 416.5-24 ist bereits vorgeschlagen worden, Kohleentgasungsrohgas dadurch zu reinigen, daß es über eine glühende Koksschüttung geleitet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das auf einfache Weise großtechnisch ausgeführt werden kann und bei welchem die trockene Kokskühlung in geeigneter Weise so mit der Reinigung des Verkokungsgasrohgases kombiniert ist, daß eine optimale Reinigung des Verkokungsrohgases erfolgt und ein Wärmeträgergas mit möglichst gleichmäßiger, in einer Kohlevorerhitzungsanlage praktisch vollständig ausnutzbarer fühlbarer Wärme entsteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kühlung in einer ersten Stufe mittels des dem Verkokungsprozeß eigenen Kohleentgasungsrohgases und in einer zweiten Stufe mittels des Wärmeträgergases erfolgt.

Damit wird das Temperaturniveau des heißen Kokses für die Reinigung des Kohleentgasungsrohgases ausgenutzt, während das niedrigere Temperaturniveau noch für eine hinreichende Erwärmung des Wärmeträgergases ausreicht, damit dieses in einem Energieverbraucher, beispielsweise einem Dampferzeuger oder einer Kohlevorerhitzungsanlage, eingesetzt werden kann. Die Verwendung zweier Kühlgase erlaubt auch die Einstellung einer möglichst gleichmäßigen Temperatur des Wärmeträgergases im Hinblick auf den nachgeschalteten Energieverbraucher. Die Aufteilung des Kühlvorganges in zwei Stufen und Verwendung des Kohleentgasungsrohgases und eines besonderen Wärmeträgergases hat somit den Vorteil der gleichzeitigen Reinigung des Kohleentgasungsrohgases und den Vorteil der besseren Ausnutzung des Wärmeinhaltes des zusätzlichen Wärmeträgergases beispielsweise in einer nachgeschalteten Trocken- und Vorerhitzungsanlage der prozeßeigenen Kokskohle. Sowohl die Reinigung des Kohleentgasungsrohgases bei teilweiser Kühlung des Kokses als auch die Wärmeübertragung auf das besondere Wärmeträgergas in der zweiten Kühlstufe erfolgen jeweils in dem günstigsten Temperaturbereich für den jeweils günstigsten Effekt.

Das Verfahren wird vorzugsweise so ausgeführt, daß der mit einer Temperatur von etwa 1100⁰C anfallende Koks in der ersten Stufe nur bis auf eine Temperatur oberhalb 750⁰C, vorzugsweise auf etwa 850⁰C, und in der zweiten Stufe auf etwa 200⁰C gekühlt wird.

Dabei wird das z. B. mit einer Temperatur von etwa 600 bis 750°C anfallende Kohleentgasungsrohgas zum Zwecke der Reinigung in der ersten Stufe um etwa 100 bis 250⁰C aufgewärmt. Bei der Reinigungsprozeßstufe

wird also sowohl der eigene Wärmegehalt des Kohleentgasungsrohgases als auch die fühlbare Wärme des Kokses wirkungsvoll ausgenutzt

Das Wärmeträgergas erfährt in der zweiten Stufe vorzugsweise eine Erwärmung auf etwc 700 bis 800° C. Damit ist es, wenn es die zweite Stufe verläßt, vorteilhaft für die Trocknung und/oder Voferhitzung der prozeßeigenen Kokskohle einsetzbar.

Bekanntlich enthält das Kohleentgasungsrohgas einen beträchtlichen Anteil Wasserdampf. Bei Einsatz von feuchter Kohle, z.B. bei Naßkohle mit 10% Wasseranteil, liegt der Wasserdampfgehalt des Kohleentgasungsrohgases bei etwa 30%. Dieser Wasserdampfanteil bewirkt eine Umsetzung des Methans, höherer Kohlenwasserstoffe des im Kohleentgasungsrohgases enthaltenen Teers sowie unter Umständen eines geringen Anteils an Kohlenstoff. Da alle diese Reaktionen endotherm verlaufen, ist der Umsetzungsgrad durch die fühlbare Wärme des Kokses in einem Temperaturbereich, in welchem diese Reaktionen noch genügend schnell verlaufen, begrenzt. Will man die Umsetzung des Gases weitestgehend verhindern, so ist dies durch die thermische Vorbehandlung der Kohle in einer Kohlevorerhitzungsanlage zweckmäßig. Dann ist lediglich das Bildungswasser im Kohleentgasungsrohgas vorhanden, so daß die genannten Spaltungsprozesse in nur geringem Umfang eintreten.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage zur Durchführung des zuvor erläuterten Verfahrens. Eine solche Anlage hat vorteilhafterweise zwei übereinander angeordnete, über eine Schleuse miteinander verbundene Kokskammern, wobei die obere Kokskammer einen Kohleentgasungsrohgas-Eintritt und -Austritt und die untere Kammer einen Wärmeträgergas-Eintritt und -Austritt aufweist. Hierbei ist eine besondere Förderung des Kokses in der Anlage entbehrlich, da der Koks aufgrund des Eigengewichtes die verschiedenen Verfahrensstufen, z. B. im Gegenstrom mit dem Kohleentgasungsrohgas und dem Wärmeträgergas durchläuft. Mit Hilfe der Schleuse können die beiden Kammern so voneinander getrennt werden, daß ein Gasübertritt verhindert wird.

Die Trennung der beiden Kokskammern kann noch dadurch unterstützt werden, daß sie unter etwa gleichem Druck betrieben werden.

Bei einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage ist der oberen Kokskammer eine Vorkammer vorgeschaltet, von welcher aus der zu kühlende Koks kontinuierlich in die darunter befindlichen Kokskammern abgegeben wird. Der heiße Keks wird der Kokskammer selbst chargenweise aufgegeben. Auf diese Weise kann eine Vergleichmäßigung der Temperaturbedingungen in der erfindungsgemäßen Anlage, insbesondere eine weitgehend zeitliche Konstanz der Austrittstemperatur des Wärmeträgergases erreicht werden. Hierzu kann aber auch ein System ohne Vorkammer mit einem »By-Pass« oder ein System eingesetzt werden, bei welchem die Wärmeträgergasverteilung beim Eintritt in die untere Kokskammer in Abhängigkeit der Wärmeträgergasaustrittstemperatur über eine Regelarmatur gesteuert wird.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird ein Anlagenausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Es zeigt die einzige Figur schematisch eine erfindungsgemäße Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die dargestellte Anlage hat am oberen Ende einen Koksaufgabetrichter 1, von welchem aus der chargenweise aufgegebene, den Verkokungsofen verlassende heiße Koks über eine Koksaufgabevorrichtung 2 in eine Vorkammer 3 gelangt. Von der Vorkammer 3 wird der heiße Koks kontinuierlich in die darunter befindliche obere Kokskammer 10 überführt, in welcher dieser sich im Gegenstrom zu dem Kohleentgasungsrohgas bewegt, welches von unten liegenden Kohleentgasungsrohgaseintritten 5 zu oberen Kohleentgasungsrohgasaustritten 4 strömt. An das untere Ende der oberen Kokskammer 10 schließt sich eine Schleuse 6 an, die eine weitgehend gasdichte Trennung von einer darunter liegenden zweiten Kokskammer 11 bildet. In der zweiten Kokskammer 11 bewegt sich der bereits in der ersten Stufe teilweise abgekühlte Koks im Gegenstrom zu einem Wärmeträgergas, welches von unteren Wärmeträgergaseintritt 9 zu oberen Wärmeträgeraustritten 7 geführt ist. Der Wärmeträgergaseintritt 9 läßt eine regelbare Verteilung des Wärmeträgergases über den Querschnitt der unteren Kokskammer 11 zu. Der weitgehend abgekühlte Koks wird am unteren Ende in der Kammer 11 über die Koksabzüge 8 abgezogen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Nutzung der fühlbaren Wärme des in einem, z. B. mit vorerhitzter Kokskohle betriebenen Verkokungsofen anfallenden Kokses durch trockene Kühlung unter Verwendung eines Wärmeträgergases, wobei der Koks in zwei Stufen gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung in einer ersten Stufe mittels des dem Verkokungsprozeß eigenen Kohleentgasungsrohgases und in einer zweiten Stufe mittels des Wärmeträgergases erfolgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Temperatur von etwa 1100⁰C anfallende Koks in der ersten Stufe nur bis auf eine Temperatur oberhalb 750° C, vorzugsweise auf etwa 850⁰C, und in der zweiten Stufe auf etwa 200⁰C gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das z. B. mit einer Temperatur von etwa 600 bis 750⁰C anfallende Kohleentgasungsrohgas in der ersten Stufe um etwa 100 bis 250°C erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeträgergas in der zweiten Stufe auf etwa 700 bis 800⁰C erwärmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die zweite Stufe verlassende Wärmeträgergas für die Trocknung und/oder Vorerhitzung der prozeßeigenen Kokskohle verwendet wird.

6. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zwei übereinander angeordnete, über eine Schleuse (6) miteinander verbundene Kokskammern (10, 11), wobei die obere Kokskammer (10) einen Kohleentgasungsrohgaseintritt (5) und -austritt (4) und die untere Kokskammer (11) einen Wärmeträgergaseintritt (9) und -austritt (7) aufweist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kokskammern (10, 11) unter etwa gleichem Druck betrieben werden.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine der oberen Kokskammer (10) vorgeschaltete Vorkammer (3).