DE3023228C2

DE3023228C2 - Verwendung eines Gegenlaufofens zum Herstellen von Hochofenkoks

Info

Publication number: DE3023228C2
Application number: DE19803023228
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing.Dr.mont. 6374 Steinbach Fink
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-06-21
Filing date: 1980-06-21
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE3023228A1

Description

Diese Erfindung hat zum Ziel das Herstellung von Hochofenkoks einfacher, wirtschaftlicher und umweltfreundlich« ή machen, vor allem aber seine Kohlebasis zu verbreitern.

Heute erfolgt die Verkokung der Kokskohle durchweg in Horizontalkammerofen. Ursprünglich bestand die Kokskohle nur aus gut backender (verkokbarer) Kohle. Heute enthält sie in der Regel neben backender Kohle auch schwach und/oder nicht backende Sorten, gelegentlich auch Schwelkoks oder Feinkoks aus der eigenen Herstellung. Bitumenträger (Pech, Teer) ersetzen backende Sorten, Vorerhitzen und Teilbrikettieren der Kokskohle ebenso. Diese Möglichkeiten, »künstliche« Kokskon.e zu bereiten, haben die beherrschende Stellung des Horizontalhamme jfens ausgebaut.

Bekannt sind zahlreirhe Formkoksverfahren. Sie brikettieren kalt oder heiß Kohl mischungen. Manche Verfahren verkoken solche Briketts. Bisher hat sich kein Verfahren im größeren Umfang eingeführt, weil die wenigsten Formkokse dem Hochofenkoks aus Horizontalkammerofen gleichwertig sind.

Bisher haben Vorschläge, die Nachteile der Horizontalkammerofen zu vermeiden, indem man die Vorteile der Kanalöfen zum Verkoken nutzt, keinen Eingang in die Praxis gefunden. Die nachstehenden zwei Patciite sind Beispiele dafür:

Der »Kanalofen mit fahrbaren Retorten zum ununterbrochenen Verkoken bitumenhaltiger Brennstoffe« nach DE-PS 3 46 240 sieht vor, mit Retortenwägen zu arbeiten, die in parallelen, bau- und wärmetechnisch voneinander getrennten Gängen im Kreislauf geführt werden. An den gegenüberliegenden Enden der parallelen Gänge (der Ofenräume) werden die Retorten in gemeinsamen Vorkammern gefüllt und entleert, wodurch sie sich nur unwesentlich abkühlen. Folglich wird der Koks heiß ausgetragen. Der Vorteil des Kanalofens (Tunnelofens), nämlich das Gut kalt auszutragen, ist hier gegeben und damit kein Vorteil mehr dem Horizontalkammerofen gegenüber erkennbar

Der »Ofen /um Schwelen und Verkoken von Brennstoffen« nach DE-PS 6 97 947 sieht ebenfalls zwei paralleie Bahnen vur, ist aber im wesentlichen ein Muffelöfen, der VonVoben, Unten und seillich beheizt Wird. Außerdem sind die Bahnen voneinander Wärme·' technisch getrennt. Der Koks wird heiß ausgetragen. Der Vorteil des Tunnelofens, das Gut kalt auszutragen, ist nicht gegeben. Damit bietet dieser Vorschlag keine wärmetechnischen Vorteile dem Horizontalkammer

ofen gegenüber.

Die Horizontalkammeröfen bestehen aus vielen schmalen und hohen Kammern, in denen die Verkokung abläuft. Zwischen den Kammern sind Heizzüge ■ angeordnet, mit denen sie beheizt werden. Unter jeder Kammer und unter jedem Heizzug befinden sich Regeneratoren, welche die Abwärme der Heizzüge nutzen, um Luft (und Gas) für die Verbrennung vorzuwärmen. Jede einzelne Kammer ist an den ι) Schmalseiten mit Türen versehen und an der Oberseite mit verschließbaren Füllöchern. Mit der Vielzahl seiner Kammern, Heizzügen und Regeneratoren ist der Horizontalkammerofen verwickelt und sehr aufwendig, besonders seine feuerfeste Zustellung. i> Beim Füllbetrieb wird die Kokskohle aus dem Füllwagen von oben her durch die Füllöcher in die Kammer geschüttet. Beim Stampfbetrieb wird die Kokskohle außerhalb der Kammer in einem Stampfkasten zu einem »Riesenbrikett« verdichtet, das von der .*) Seite her in die Kammer geschoben wird.

In den geschlossenen Kammern wird die Kokskohle von den Heizzügen durch die Wände hindurch erhitzt, ihre fluchtigen Bestandteile entweichen dabei, werden als Rohgas gefaßt, und zu Koksofengas und Teer ?"> aufgearbeitet. (Wertstoffe.) Zumeist sind die Kammern 450 mm breit und die Heizzüge 1250°C heiß. Die Verkokung dauert rund 19 Stunden. (Garzeit).

Nach vollendetem Garen wird der iieiße Kokskuchen in den Löschwagen gedrückt, zum Löschturm gefahren )o und mit aufgebraustem Wasser gelöscht. Nach dem Ausdampfen wird der Koks gesiebt

Jede Kammer wird einzeln bedient und mit einzelnen Chargen gefahren, was mit Nachteilen verbunden ist, die nur schwer abzustellen sind.

ü Horizontalkammeröfen verbrauchen viel Wärme. Obwohl beim Verkoken je Kilogramm feuchter Kokskohle bis zu 21OkJ in exothermer Reaktion frei werden, ist man gezwungen bis zu 2 184 kj zuzuheizen (»Unterfeuerung«), vor allem weil mit dem abgezogenen Rohgas und dem gedrückten Koks viel fühlbare Wärme verlorengeht.

Herkömmliche Kokereien belasten die Umwelt schwer. Beim Füllen der Kokskohle qualmen die Kammein, und manchmal auch ungare Nester im Koks beim Drücken. Beim Löschen des Kokses entstehen saure Brüden, die als Wolken ins Freie entweichen. Kohle und Koks stauben beim Brechen. Sieben und Fördern.

Das Stauben gilt als beh^rrschbar. Den Qualm

v) einzufangen gelingt nur mit großen und aufwendigen Absaugevorrichtungen Die Brüden vom Löschen lassen sich durch »trockenes« Kühlen mit inertem Gas vermeiden. Derart ist die fühlbare Wärme des Kokses zum Teil zu nutzen, doch der Aufwand dafür ist groß und

>5 das Verfahren umständlich. Daher greift die Fachwelt nur sehr zögernd diese Möglichkeit auf. obwohl der Schutz der Umwelt es gebietet

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Hochofenkoks /u vereinfachen, ihren ho Wärmeverbrauch /u vernnge.n und sie umweltfreund lieh zu machen.

Diese Aufgabe wird gelost durch die Verwendung eines direkt beheizten Gegenlauföfens der Keramikin- . dustrie, bei dem das in zwei einander entgegengesetzten ^] Richtungen durch den Öfenraum bewegte Gut durch einen kreisenden Querstrom der Öfengase beaufschlagt Und durchströmt Wird, Wobei ein Wärmeaustausch zwischen den Guiströmen bewerkstelligt wird, für das

Verkoken von Form!!.-τπ aus verkokharen Kohlegemischen.

Der bisher nur für die Keramikindustrie vorgesehene Gegenlaufofen ist im wesentlichen ein Doppelkanal-Tunnelofen mit zwei nebeneinander angeordneten Gleisen, auf denen das Gut, auf Brennwägen gestapelt, gegenläufig durch den Ofen fährt.

Die Feuerzone 3 ist für beide Gleise 1, 2 in der Mitte der Kanäle angeordnet- Die Aufheizzone 4 vom Gleis 1 befindet sich neben der Kühlzone 5 vom Gleis 2 und neben der Kühlzone 6 vom Gleis 1 liegt die Aufheizzone 7 vom Gleis ZBiId 1. Das Kühlen und das Aufheizen bewirkt der kreisende Querstrom 8, der sich einstellt, weil das Gut auf den nebeneinander stehenden Brennwägen unterschiedlich heiß ist. Bi Id 2 skizziert, daß im heißeren (gebrannten) Stapel 9 das Gas wärmer wird und aufsteigt (Auftrieb) und im kälteren (aufzuheizenden) Stapel 10 Wärme abgibt, dadurch kälter wird und absteigt (»Abtrieb«). Je größer der Unterschied der Temperaturen der nebeneinander befindlichen Stapel ist, um so lebhafter kreist der Querstrom 8. Kühlen und Aufheizen werden also im Gas, das den Ofen füllt, vollzogen. Nur Brennluft wird in die Feiⁱerzon^<: eingebracht und nur der aliquote Teil Abgas abgeführt, womit der Abgasverlust des Gegenlaufofens sehr klein wird. Zum Brennen von Ziegeln erfordert er nur ein Drittel etwa des Brennstoffs, den der herkömmliche Tunnelofen verbraucht. Der Gegenlaufofen wurde für das keramische Brennen geschaffen. Heute ist er dabei, sich im Ziegeleiwesen einzuführen.

Es wurde nun gefunden, daß dieser Gegenlaufofen sich vorzüglich zum Herstellen von Hochofenkoks eignet. Dem Horizontalkammerofen ist er technisch und wirtschaftlich sehr überlegen, noch mehr aber den zwei genannten öfen nach DE-PS 3 46 240 und DE-PS 6 97 947. Folgende Eigenheiten begründen diese Vorteile:

Das Pressen der Kokskohle zu Ziegeln erweitert die Basis der Kokskohle weit über den Bereich hinaus, den Vorerhitzen, Stampfen. Teilbrikettieren und Bitumenträger möglich machen.

Der Gegenlaufofen fährt kontinuierlich. Er ist einfach zu betreiben und leicht zu steuern.

Sein Wärmeverbrauch ist sehr gering. Die exotherme Reaktion beim Verkoken entlastet stark den Wärmebedarf.

Die Temperatur der Verkokung IaHt sich beliebig einstellen. Sie kann um vieles höher sein als im Horizontalkammerofen.

An beliebigen Stellen entlang des Ofens kann das Gas bei beliebiger Temperatur abgezogen werden, als teerhaltiges Rohgas aus den kühleren Zonen und als Klargas aus den heißeren Bereichen.

Der Koks wird kalt und somit umweltfreundlich ausgetragen.

Die direkte Heizung ändert die Zusammensetzung des Rohgases kaum, besonders wenn man mit technischem Sauerstoff statt Brennluft fährt

Das folgende Beispiel zeigt den Fortschritt dieser Erfindung deutlicher:

Preßrechte Kokskohle wird mit 40 N/mm² Preßdruck zu Ziegeln mit 250 χ 13Ox 100 mm geformt.

Die Ziegel werden auf Brennwägen derart gestapelt, daß der Stapel auch lotrecht durchströmt werden kann.

Die beladenen Brennwägen werden in den Gegenlaufofen eingebracht, und im Gegensinn aneinander vorbeigefahren.

Die Zeit fürs Aufheizen der Kokskohle, zum Garen und Kühlen des Kokses beträgt im Gegenlaufofen rund 20 Stunden.

Der Koks ist beim Ausfahren aus dem Gegenlaufofen nur noch 80° C warm.

Die Koksziegel werden gebrochen und gesiebt.

In der Feuerzone des Gegenlaufofens wird bei 1250° C verkokt und gegart.

Beheizt wird der Gegenlaufofen mit Teer und Sauerstoff auf 1,0 t feuchter Kokskohle bezogen mit 50,0 kg Teer und mit 40,0 Nm³ technischem Sauerstoff, aus denen 160,0 Nm³ Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehen

Von den Aufheiz- und Kühlzonen wird Rohgas mit 400° C abgezogen. Es ist teerhaltig.

Bezogen auf 1,0 kg feuchter Kokskohle und bei vergleichbaren Zuständen ergeben Gegenlaufofen und Horizontalkammerofen nachstehende Wärmebilanzen:

35	Gegenlaufofen (kJ)	Horizontal kammerofen (kJ)
Abgaswärme ⁴⁰ Rohgaswärme Wandverluste KokswHrme Wage η wärme	336 42 84 84	315 672 126 1239
⁴⁵ Wärmebedarf Reaktionswärme	546 -210	2352 -210
Heizbedarf	336	2142

Hier verbraucht der Gegenlaufofen kaum ein Sechstel der Wärme, die der Horizontalkammerofen verlangt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines direkt beheizten Gegenlaufofens der Keramikindustrie, bei dem das in zwei einander entgegengesetzten Richtungen durch den Ofenraum bewegte Gut durch einen kreisenden Querstrom der Ofengase beaufschlagt und durchströmt wird, wobei ein Wärmeaustausch zwischen den Guiströmen bewerkstelligt wird, für das Verkoken von Formungen aus verkokbaren Kohlegemischen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Temperaturen über 1100⁰C verkokt und gegart wird.