DE3010704C2

DE3010704C2 - Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks

Info

Publication number: DE3010704C2
Application number: DE19803010704
Authority: DE
Inventors: Vasilij Semenovi&ccaron; Charkov Kononenko; Evgenij Petrovi&ccaron; Lichogub; Aleksandr Nikolaevi&ccaron; Minasov
Original assignee: GOSUDARSTVENNYJ VSESOJUZNYJ INSTITUT PO PROEKTIROVANIJU PREDPRIJATIJ KOKSOCHIMICESKOJ PROMYSLENNOSTI GIPROKOKS CHAR'KOV SU
Current assignee: GOSUDARSTVENNYJ VSESOJUZNYJ INSTITUT PO PROEKTIROVANIJU PREDPRIJATIJ KOKSOCHIMICESKOJ PROMYSLENNOSTI GIPROKOKS CHAR'KOV SU
Priority date: 1980-03-20
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3010704A1

Description

h) der untere Hohlraum (lOo) des Gasfängers (10) entlang der Achsenebene des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals (11) durch senkrechte Trennwände (17) und (18) in zwei halbringförmige Sektionen geteilt ist, von welchen jede durch eine Öffnung (15 bzw. 16) mit dem oberen Hohlraum (10a,) des Gasfängers (10) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

i) die Öffnungen (15) und (16), durch welche die Sektionen des unteren Hohlraums (iOb) des Gasfängers (10) mit dessen oberem Hohlraum (10a,) verbunden sind, in diametral versetzten Abschnitten der waagerechten Trennwand (14) auf gleicher Entfernung von dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal (11) ausgeführt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß

j) der obere Hohlraum (10a,/des Gasfängers (10) analog zu dessen unterem Hohlraum (10Zj) durch senkrechte Trennwände (19) und (20) in zwei halbringförmige Sektionen geteilt ist;

k) eine von beiden senkrechten Trennwänden (19 bzw. 20) solcherart angeordnet ist, daß sie die Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kokereianlagen und betrifft insbesondere Kammern zur Trockenkühlung von Koks. Mit dem größten Nutzeffekt kann diese Erfindung in der Kokereiindustrie verwendet werden.

Ungeachtet dessen, daß das Verfahren zur Trockenkühlung von Koks bereits seit dem Anfang unseres Jahrhunderts bekannt ist, bleibt das Problem der Vervollkommnung von Vorrichtungen zu dessen Durchführung auch heute noch aktuell. Alle solchen Vervollkommnungsversuche waren gewöhnlicherweise auf die Verbesserung der Koksgüte sowie auf die Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gerichtet Davon, daß das genannte Problem seine Aktualität auch heute noch beibehalten hat, zeugt indirekt die Tatsache, daß auf solcherartige Vervollkommnungen in einer ganzen Reihe von Ländern eine verhältnismäßig große Menge an Patente erteilt worden ist

Es ist eine Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks (siehe US-PS 39 59 084) bekannt weiche einen Bestandteil einer kombinierten Zweikammeranlage darstellt

Diese Vorrichtung enthält eine Vertikalkammer mit einer in deren Decke angeordneten Beschickungsöffnung sowie mit einem in der Kammersohle befindlichen Koksaustrag. In dem Unterteil der Kammer ist eine Kühlgaszuführungseinrichtung angeordnet. In dem Oberteil der Kammer an einer deren Wände ist ein Stutzen zum Abführen des erhitzten Kühlgases angebracht.

Unmittelbar an den Koksaustrag liegt eine Kammer zur Naßkühlung von Koks an, deren Vorhandensein dadurch hervorgerufen ist, daß die Temperatur des Kokses über dessen gesamte Masse ausgeglichen werden muß, wozu die ausschließlich trockene Kühlung unzureichend ist. Dies ist dadurch bedingt, daß die Durchflußmenge an Kühlgas in den an den Stutzen zum Abführen des erhitzten Kühlgases anliegenden Zonen der abzukühlenden Koksmasse diese in den von dem erwähnten Stutzen entfernten Zonen bedeutend übertrifft.

Ungeachtet dessen, daß der auf die beschriebene Art und Weise hergestellte Koks über dessen gesamte Masse heterotrope Beschaffenheit aufweist, stößt die Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung auf eine Reihe von Schwierigkeiten, welche allen bisher bekannten Vorrichtungen zur Naßkühlung von Koks eigen sind.

Es ist allgemein bekannt, daß bei der Naßkühlung von Koks thermische Spannungen auftreten, welche die Bildung von Rissen und die Zerkleinerung von Stückkoks zur Folge haben. Diese Erscheinungen werden durch rasche Verdampfung des in die erwähnten Risse eindringenden Wassers verstärkt.

Infolgedessen gelangt in die Anordnungszone von Winddüsen der solcherart hergestellte Koks mit einem hohen Gehalt an Koksklein, was sich auf die Funktion des Hochofens nachträglich auswirkt.

Den nachteiligen Nebenerscheinungen ist auch die bei der Naßkühlung unumgängliche Bildung vom

Schwefelwasserstoff und Schwefligsäureanhydrid zuzuschreiben, welche samt'Wasserdampf in die atmosphärische Luft gelangen.

Von den genannten Nachteilen ist eine Vorrichtung zur einstufigen Trockenkühlung von Kok? (siehe GB-PS 14 33 575) frei Diese Vorrichtung enthält eine Vertikalkammer mit einer in der Kammerdecke ausgeführten Beschickungsöffnung sowie mit eineia in der Kammersohle befindlichen Koksaustrag, wobei in den Wänden der Kokskühlkammer Gasabzugskanäle sowie ein ringförmiger Gasfänger mit einem gemeinsamen Gasabführungsstutzen enthalten sind. Der Kammerinnenraum ist mittels Gasabzugskanäle mit dem ringförmigen Gasfänger verbunden. In dem Unterteil der Kokskühlkammer ist eine Kühlgaszuführungseinrichtung untergebracht.

Das Ausschließen der zweiten technologischen Stufe des Verfahrens, d. h. der Naßkühlung von Koks mit Wasser, stellt einen unbestrittbaren Vorteil der beschriebenen Vorrichtung dar. Darüber hinaus ermöglicht die Tatsache, daß das Gas aus dem Kokskühlkammer-Innenraum über eine Vielzahl der über den ganzen Umfang der besagten Kammer gleichmäßig verteilten Gasabzugskanäle abgeleitet wird, die Temperaturbedingungen der Kokskühlung einigermaßen auszugleichen.

Nichtsdestoweniger haben die durchgeführten Untersuchungen gezeigt, daß die Durchflußmenge in über den ganzen Umfang der Kokskühlkammer gleichmäßig verteilten Gasabzugskanälen unterschiedlich ist Sie ist nämlich in den Gasabzugskanälen, die dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal benachbart sind, erheblich größer als in den davon weiter entfernten Gasabzugskanälen. Diese Tatsache ist dadurch bedingt, daß der Druck in dem Gasfänger unmittelbar an dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal minimal ist und sich mit der Vergrößerung deren Entfernung von diesem vergrößert. Es hat sich herausgestellt, daß diese Tatsache die unzulängliche Abkühlung eines Teiles des abzukühlenden Kokses zur Folge hat Um den genannten Nachteil zu beseitigen, ist man gezwungen, die Gasdurchflußmenge beträchtlich zu vergrößern. Die letztgenannte Tatsache wirkt sich auf die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nachteilig aus.

Es ist offenkundig, daß die vorstehend genannten Nachteile durch die dosierte Auspumpung von Gas aus dem jeweiligen von dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal entfernten, auf dem Umfang der Kokskühlkammer ausgeführten Gasabzugskanal mit Hilfe einer entsprechenden Vakuumpumpe beseitigt werden können. Infolge einer großen Anzahl an solcherartigen Kanälen, z.B. 15 bis 30, ist eine solche Lösung des bestehenden Problems wirtschaftlich unannehmbar und mit einer wesentlichen Komplizierung der baulichen Gestaltung der Anlage verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks zu entwikkeln, bei welcher durch die bauliche Gestaltung deren Gasfängers eine verhältnismäßig gleiche Gasdurchflußmenge über die gesamten auf dem ganzen Umfang der Kokskühlkammer befindlichen Gasabzugskanäle bei einem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal gewährleistet und somit die Koksgüte erhöht werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks, enthaltend eine Vertikalkammer mit einer in der Kammerdecke ausgeführten Beschickungsöffnung, einem in der Kammersohle befindlichen Koksaustrag, mit in der Kammerwandung auf dem Kammerumfang ausgeführten mehreren Gasabzugskanälen, durch welche der Kokskühlkammer-Innenraum über einen ringförmigen Gasfänger mit dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal verbunden ist, sowie eine in dem Unterteil der erwähnten Kammer untergebrachte Kühlgaszuführungseinrichtung ernndungsgemäß innerhalb des ringförmigen Gasfängers eine waagerechte Trennwand angeordnet ist, durch welche der Gasfänger-Innenraum in einen unteren, mit den auf dem

ίο Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanälen verbundenen Hohlraum sowie einen oberen, mit dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal verbundenen Hohlraum geteilt ist, wobei in der erwähnten Trennwand öffnungen ausgeführt sind, durch welche der untere Hohlraum des Gasfängers mit dessen oberem Hohlraum verbunden ist

Durch eine solche bauliche Gestaltung der Vorrichtung wird es möglich, die lokale Gasverdünnung an den an dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal anliegenden, auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanälen zu vermeiden. Eine solche lokale Gasverdünnung wird insbesondere durch die im Gasfänger untergebrachte waagerechte Trennwand verhindert Ungeachtet dessen, daß in dem oberen Hohlraum des Gasfängers ein beträchtliches Druckgefälle zwischen verschiedenen Bereichen dessen Volumens vorhanden ist, wird der Druck in dem unteren Hohlraum wesentlich ausgeglichen. Diese Tatsache trägt dazu bei, praktisch gleiche Gasdurchflußmenge durch die gesamten auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanäle sowie eine gleichmäßige Abkühlung der gesamten Koksmasse zu gewährleisten. Es ist selbstverständlich, daß die Verbesserung der gleichmäßigen Trockenkühlung von Koks es ermöglicht, den Gasverbrauch herabzusetzen und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zu erhöhen.

Es ist zweckmäßig, die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend einer Modifikation auszuführen, bei welcher der untere Hohlraum des Gasfängers entlang der Achsenebene des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals durch senkrechte Trennwände in zwei halbringförmige Sektionen geteilt ist, von welchen jede durch eine Öffnung mit dem oberen Hohlraum des Gasfängers verbunden ist.

Dadurch wird es möglich, die Entstehung von Gasumlaufströmungen in dem unteren Hohlraum des Gasfängers zu vermeiden und die unerwünschten Druckungleichmäßigkeiten zu verhindern.

Der beste Wirkungsgrad der Vorrichtung wird in dem

so Falle erzielt, wenn die die Sektionen des unteren Hohlraums des Gasfängers mit deren oberem Hohlraum verbindenden Öffnungen in den diametral versetzten Abschnitten der waagerechten Trennwand auf gleicher Entfernung von dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal ausgeführt sind.

Es ist zweckmäßig, den oberen Hohlraum des Gasfängers analog zu deren unterem Hohlraum durch zwei senkrechte Trennwände in zwei halbringförmige Sektionen zu teilen, von welchen eine solcherart aufgestellt wird, daß sie die Eintrittsöffnung des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals mittendurch teilt.

Dadurch wird, erstens, der Gasumlauf in dem oberen

Hohlraum des Gasfängers vermieden und, zweitens, die Möglichkeit geschaffen, den am meisten geschwächten,

es an 'lern gemeinsamen Hauptgasabzugskanal anliegenden Wandungsabschnitt baulich zu verstärken.

Des weiteren wird das Wesen der vorliegenden Erfindung an konkreten Ausführungsbeispielen unter

Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i κ. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks im Vertikalachsenschnitt;

F i g. 2 eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt nach der Linie H-II gemäß Fig.l;

F i g. 3 eine Modifikation der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig.l.

Eine Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks enthält, wie es aus F i g. 1 ersichtlich ist, eine Vertikalkammer 1 sowie eine Kühlgaszuführungseinrichtung 2. Zur Vertikalkammer 1 gehören die Kammerdecke 3, die Kammersohle 4 und die Kammerwandung 5. In der Kammerdecke 3 ist eine Beschikkun^iTsöffnün^(T 6 mit einem Oeckel 7 ausgeführt, !n der Kammersohle 4 ist eine Koksaustrag 8 enthalten. Die Wandung 5 der Vertikalkammer 1 ist aus feuerfesten Ziegeln gemauert.

In der erwähnten Wandung 5 ist in Form von Hohlräumen eine Vielzahl von auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanälen 9, ein ringförmiger Gasfänger 10 sowie ein gemeinsamer Hauptgasabzugskanal 11 ausgeführt. Die auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanäle 9 sind auf der gleichen Höhe angeordnet und über den ganzen Umfang des waagerechten Querschnitts der Kokskühlkammer 1 gleichmäßig verteilt.

Die Gasabzugskanäle 9 sind schräg ausgeführt und dienen zur Verbindung des Innenraums der Kokskühlkammer 1 mit dem ringförmigen Gasfänger 10. Der ringförmige Gasfänger 10 steht seinerseits mit dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal 11 in Verbindung. An den gemeinsamen Hauptgasabzugskanal 11 ist eine Rückumlaufanlage zur Gasabkühlung mit einem Exhaustor sowie einem Wärmeaustauscher (in Zeichnung nicht gezeigt) angeschlossen.

Die Kühlgaszuführungseinrichtung 2 ist in dem Unterteil der Kammer 1 untergebracht Die Einrichtung 2 enthält einen Gasverteiler 12 sowie eine mit der vorstehend erwähnten Rückumlaufanlage zur Gasabkühiung (in Zeichnung nicht gezeigt) in Verbindung stehende Gruppe von Hohlräumen 13.

Innerhalb des ringförmigen Gasfängers 10 ist gemäß der Erfindung eine waagerechte Trennwand 14 angeordnet, durch welche dessen Innenraum in einen oberen Hohlraum 10a sowie in einen unteren Hohlraum 106 geteilt wird. Der untere Hohlraum 106 ist mit den auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanälen 9 verbunden, wie es aus F i g. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich ist Der obere Hohlraum 10a steht mit dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal 11 in Verbindung.

In der waagerechten Trennwand 14 sind öffnungen 15 und 16 (s. F i g. 3) ausgeführt, durch welche der untere Hohlraum 106 mit dem oberen Hohlraum 10a des Gasfängers 10 verbunden wird. Es ist offenkundig, daß die Offnungen IS und 16 identisch sind und daß deren Anzahl verschieden groß sein kann.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Vorrichtung ist der untere Hohlraum 106 des Gasfängers 10 durch senkrechte Trennwände 19 und 18 in zwei halbringförmige Sektionen geteilt (s. Fig.2). Die senkrechten Trennwände 17 und 18 sind entlang der Achsenebene des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals 11 ausgerichtet Dabei ist eine solche Sektion mit dem oberen Hohlraum 10a durch die öffnung 15, und die andere solche Sektion — durch die Öffnung 16 verbunden.

Aussichtsreich ist eine Modifikation der Vorrichtung,

dergemäß der obere Hohlraum 10a analog zu dem unteren Hohlraum 106 ebenfalls durch senkrechte Trennwände 19 und 20 in zwei halbringförmige Sektionen (s. F i g. 3 der Zeichnungen) geteilt wird.

Die öffnungen 15 und 16 sind in diametral versetzten Abschnitten der waagerechten Trennwand 14 auf der

ίο gleichen Entfernung von dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal 11 ausgeführt.

Die senkrechten Trennwände 19 und 20 sind entlang der Achsenebene des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals 11 ausgerichtet Durch die Trennwand 20 wird die Eintrittsöffnung des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals U mittendurch geteilt.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung kommt folgenderweise zur Anwendung. Über die Beschikkungsöffnung 6 wird bei dem abgenommenen Deckel 7 in Portionen regelmäßig der glühende Koks solcherweise aufgegeben, daß seine obere Höhenlage oberhalb der Anordnungslinie der auf dem Kammerumfang angeordneten Gasabzugskanäle 9 konstantgehalten wird. Das durch die Gruppe von Hohlräumen 13 einströmende Kühlgas wird über den gesamten Querschnitt der Kammer 1 gleichmäßig verteilt. Somit kommt es zur Bildung eines Druckgefälles zwischen dem Ober- sowie dem Unterteil des Innenraums der Kammer 1. Dies kommt dadurch zustande, daß das erwähnte Kühlgas in den Unterteil der Kammer 1 gedrückt, und aus dem Oberteil derselben Kammer abgepumpt wird. Beim Durchlaufen des Kühlgases durch die Koksmasse kommt es zur Abkühlung derselben, wonach das Kühlgas über die auf dem Kammerumfang ausgeführten' Gasabzugskanäle 9 in den unteren Hohlraum 106 des ringförmigen Gasfängers 10 gelangt Infolge des Vorhandenseins der waagerechten Trennwand 14 wird über den ganzen Umfang des unteren Hohlraums 106 der gleichbleibende Druck konstantgehalten. Dadurch kommt es zu einer gleichmäßigen Gasdurchflußmenge durch die gesamten auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanäle 9. Aus dem unteren Hohlraum 106 gelangt das erhitzte Kühlgas über die Öffnungen 15 und 16 in den oberen Hohlraum 10a und anschließend in den gemeinsamen Hauptgasabzugskanal 11. Die Trennwände 17 und 18 sowie 19 und 20 tragen dazu bei, den Gasumlauf in dem oberen sowie in dem unteren Hohlraum (entsprechend 10a und 106^ zu vermeiden und somit die Entstehung von Druckungleichmäßigkeiten zu verhindern. Der gleichmäßige Abzug des erhitzten Kühlgases aus dem gesamten Querschnitt der Kammer 1 trägt zur gleichmäßigen Abkühlung der pptamtpn Koicsmasse öeL LJker den "cmeinsHnien Hauptgasabzugskanal 11 wird das erhitzte Kühlgas mittels eines Exhaustors abgepumpt entstaubt in einem Wärmeaustauscher abgekühlt und über eine Rückumlaufanlage der Kammer 1 über den Gasverteiler 12 sowie über eine Gruppe von Hohlräumen 13 zugeführt In dem Wärmeaustauscher kommt es zur Weiterverwertung der in dem abzukühlenden Koks aufgespeicherten Wärme.

Im Vergleich zu den bisher bekannten Anlagen zur Trockenkühlung von Koks wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gleichmäßige Abkühlung von Koks gewährleistet und somit die Möglichkeit geschaffen, den Gasverbrauch zu senken und die WirtschaftBchkeit des Verfahrens zn erhöhen. Ferner wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine gleichbleibende

Temperatur des durch Koks erhitzten Kühlgases ^

konstantgehalten, so daß bei der Weiterverwertung der J

in diesem aufgespeicherten Wärme mittels einer Kesselanlage Dampf unter konstantbleibenden technologischen Bedingungen erzeugt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Vorrichtung zur Trockenkühlung von Koks, enthaltend

a) eine Vertikalkammer, welche aus der Kammerdecke mit einer Beschickungsöffnung, der Kammersohle mit einem Koksaustrag und der Wandung besteht;

b) einen ringförmigen Gasfänger, welcher in der Wandung der Kammer ausgeführt ist, einen Gascbzugskanal aufweist und mit dem Kammerinnenraum durch eine Vielzahl von auf dem Kammerumfang ausgeführten Gasabzugskanälen in Verbindung steht;

c) eine Kühlgasführungseinrichtung, welche in dem Unterteil der Kammer untergebracht ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

d) innerhalb des ringförmigen Gasfängers (10) eine waagerechte Trennwand (14) vorgesehen ist, durch welche dessen Innenraum in einen unteren (lOtyund einen oberen (10a) Hohlraum geteilt ist;

e) der untere Hohlraum (lOb) des Gasfängers (10) mit den Gasabzugskanälen (9) in Verbindung steht;

f) der obere Hohlraum (10a,} des Gasfängers (10) mit dem gemeinsamen Hauptgasabzugskanal (11) in Verbindung steht;

g) in der Trennwand (14) Öffnungen (15) und (16) ausgeführt sind, durch welche der untere Hohlraum (106) des Gasfängers (10) mit dessen oberem Hohlraum (lOa^verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

Eintrittsöffnung des gemeinsamen Hauptgasabzugskanals (11) mittendurch teilt.