DE3123683A1

DE3123683A1 - Verfahren zum abloeschen von koks und waschen der dabei entstehenden gase

Info

Publication number: DE3123683A1
Application number: DE19813123683
Authority: DE
Inventors: Richard P. Fort Myers Fla. Tennyson
Original assignee: Munters Corp
Current assignee: Munters Corp
Priority date: 1980-06-18
Filing date: 1981-06-15
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE3123683C2; US4294663A; GB2078130B; BE889285A; GB2078130A; FR2485029A1

Description

Verfahren zum Ablöschen von Koks und Waschen der dabei entstehenden Gase

Die Erfindung bezieht sich auf Kokslöschtürme, und insbesondere einen Kokslöschturm, in dem Feststoffteilchen, FlUssigkeitstropfen und wasserlösliche Dämpfe aus den Koksablöschgasen entfernt werden.

Bei der Koksaufbereitung wird Kohle in Koksöfen während längerer Zeit, z.B. 16 - 17 Stunden, einer hohen Temperatur ausgesetzt. Der hierbei erhaltene heisse Koks wird dann gelöscht, um seine Temperatur schnell herabzusetzen. In der Regel geschieht dies durch Ueberführung des Kokses in einen Löschturm, in dem Wasser direkt auf den heissen Koks aufgespritzt wird, wobei er von ungefähr 1090⁰C auf 82 C abgekühlt wird. Die Wärme des Kokses wird in das Wasser übertragen, wobei ein Teil des Wassers verdampft und als Dampf durch das obere offene Ende des Turms austritt. Die austretenden Dämpfe enthalten unerwünschte Feststoffteilchen und Gase, die zu Verschmutzung der Aussenluft beitragen. Der typische Löschturm enthält ganz einfach Reihen von hölzernen Umlenkklappen, die gegeneinander versetzt im oberen Endteil des Turms sitzen, um Wassertröpfchen und Feststoffteilchen bei deren Aufprall auf die Klappen aufzufangen und dort für nachfolgende Beseitigung zu sammeln. Wenn derartige Einrichtungen auch dazu dienlich sind, einige der unerwünschten Bestandteile der aus dem Löschturm austretenden Gase zu entfernen, sind sie nicht voll zufriedenstellend und können den neuen strengeren Masstäben zur Begrenzung von Luftverunreinigungen nicht mehr genügen.

Zur vollständigeren Erfassung derartiger Verunreinigungen ist nun ein Verfahren vorgeschlagen worden, das die Verwendung von konventionellen Gaswaschsystemen vorsieht, wie sie jetzt zum Einsatz auf anderen industriellen Gebieten erhältlich sind. Derartige allgemein gebräuchliche Systeme erfordern mit sehr grossem Druckabfall arbeitende Gaswäscher, bei denen Luftdüsen, starke Gebläse oder andere kostspielige Ausrüstung, die schwierig einzubauen und zu unterhalten sind,

zur Anwendung kommen. Derartige Gaswäscher wurden es ausschliessen, dass der Kokslöschturm mit natürlichem Zug betrieben werden könnte, wie es bei den meisten von ihnen der Fall ist, und würden daher deren Betrieb sehr erheblich verteuern.

Mit Hinblick hierauf bezweckt die vorliegende Erfindung in erster Linie die Schaffung eines Verfahrens zum Waschen von Gasen in einem Kokslöschturm, das verhältnismässig einfach im Aufbau und billig im Betrieb ist.

Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Gaswäsche in einem Kokslöschturm, das mit dem natürlichen Zug in dem Turm arbeiten kann.

Des weiteren bezweckt die vorliegende Erfindung die Schaffung eines verbesserten Gaswaschsystems für einen Gaslöschturm, das davon ausgeht, dass der Koks abgelöscht und die dabei gebildeten Gase gewaschen werden, indem der heisse Koks in einen Waschturm mit offenem oberen Ende, sonst aber herkömmlicher Bauart, eingespeist wird.

Wasser wird von oben auf den Koks niedergeschlagen, und Feststoffteilchen und wasserlösliche Dämpfe in den durch den Kontakt des Wassers mit dem heissen Koks gebildeten Gasen werden aus diesen Gasen entfernt, indem sie und das Wasser vor dessen Kontakt mit dem heissen Koks in Gegenstrom durch mindestens eine Platte eines aus gewellten Schichten gebildeten Kontaktkörpers für Flüssigkeit und Gas geleitet werden. Alle Wellungen in jeder dieser Schichten verlaufen in einem schrägen Winkel zur Waagerechten und jede der Wellungen erstreckt sich ununterbrochen längs im wesentlichen gerader Linien von einer Kante der Schichten zu einer ihrer anderen Kanten. Die Wellungen in jeder zweiten Schicht kreuzen die Wellungen in den dazwischen gelegenen Schichten. Die aus der Kontaktkörperplatte austretenden gewaschenen Gase werden dann durch einen Nebelabscheideeinrichtung geleitet, um aus ihnen noch verbliebene Wassertröpfchen zu entfernen.

Das Vorgesagte, sowie andere Zwecke, Eigentümlichkeiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die mitfolgende Zeichnung genauer hervor. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer, teilweise geschnittener Seitenansicht einen gemäss der Erfindung ausgeführten Kokslöschturm, und

Fig. 2 in leicht vergrössertem Masstab einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.

In der Zeichnung und insbesondere in der Figur 1 ist ein Kokslöschofen 10 dargestellt, der sich zur Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gut eignet. Der Mantel des Turms ist von allgemein üblicher , an sich bekannter Bauart. Tatsächlich ist das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung vornehmlich zur Anwendung in ihm gemäss umgebauten, schon vorhandenen Löschtürmen bestimmt, wenngleich es selbstverständlich auch in neugebauten Türmen verwendet werden kann.

Der Kokslöschturm ist wesensmässig ein grosses und hohes Holzbauwerk, das imstande ist, natürlichen Zug zu erzeugen. Das Bauwerk hat eine Öffnung 12 in Bodennähe und eine offenen oberen Endteil 14. Die öffnung 12 ermöglicht Zugang zum Innern des Turms für einen Eisenbahnwagen 16 oder ein ähnliches Transportmittel für den abzulöschenden Koks 18.

Das Waschsystem 20 gemäss der vorliegenden Erfindung befindet sich in dem oberen Endteil des Turms. Es enthält eine erste Verfahrensstufe 22, die bei der veranschaulichten Ausführung der Erfindung aus etwa 0,6 m dickem Material eines zu einem Plattenpaket geformten Kontaktkörpers für Flüssigkeit und Gas besteht.

Bei der veranschaulichten, de>r gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfasst das Plattenpaket 22 zwei flache-Einheiten oder Platten 24, 26 aus einem an sich bekannten Werkstoff, der als Einsatzfüllstoff bei Kühltürmen zur Anwendung kommt und aus gewellten Schichten eines hochtempe-

raturbeständigen Thermoplasts besteht, bei denen die Heilungen in jeder Schicht in einem schrägen Winkel zur Waagerechten verlaufen und jede der Wellungen sich ununterbrochen längs im wesentlichen geraden Linien von einer Kante der Schicht zu einer ihrer anderen Kanten erstreckt. Die Wellungen jeder zweiten Schicht kreuzen die Wellungen der dazwischen gelegenen Schicht in einer Art von Kreuzriefelung. Die Schichten in der Platte 24 sind senkrecht im Verhältnis zu denen in der Platte 26 angeordnet, um einen verlängerten Strömungsweg für die aus dem heissen Koks in dem Bahnwagen 16 aufsteigenden Gase zu schaffen und verbesserte Entfernung von Feststoffteilchen durch den Gegenstrom von Wasser und Gas in dem Kontaktkörper zustande zu bringen. Die Kontaktkörperplatten 24, 26 bestehen aus langen, rechteckigen Einheiten des oben erwähnten Einsatzfüllmaterials, beispielsweise in den Abmessungen 30 χ 30 χ 180 cm, die auf einem Gitter aus I-balken 28 aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit lotrecht verlaufenden Spalten ruhen, wobei dieses Gitter innerhalb des Turms in bekannter Weise befestigt ist.

Wasser wird dem Kontaktkörper von einem Wasserversorgungssystem 31 her zugeführt. Dieses System besteht aus einer Vielzahl von Verteilerrohren aus Kunststoff oder anderem zweckgeeigneten Werkstoff, auf denen an sich bekannte Spritzdüsen 32 in einer Verteilung mit einem Zentrumabstand von 90 cm sitzen. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt die Strömungsgeschwindigkeit an den Düsen 0,273 m /min je Düse bei einem Ueberdruck von 0,38 bar. Mit dieser Anordnung der Düsen und Einstellung des Wasserzuführdrucks wird das Plattenpaket

3 2 22 mit Wasser mit einer Gesamtmenge von 2,44 m /h per m benetzt. Die sich hierbei ergebende Drucksenkung durch diesen Teil des Turms hatte eine Grössenordnung von 3,80 mm Wassersäule.

Das Wasser wird aus den Düsen 32 auf der obere Oberfläche des Kontaktkörperplattenpakets 22 aufgespritzt und

fliesst durch die langen Durchlässe, die in dem Kontaktkörper durch die gewellten Schichten gebildet sind, entlang deren Oberflächen in Gegenstrom zu den aus dem heissen Koks aufsteigenden Gasen. Wenn das Wasser auf den Koks auftrifft, wird es teilweise verdampft, und Feststoffteilchen schweben mit den Wassergasen aufwärts in das Kontaktkörperplattenpaket 22 hinein.

In dem Plattenpaket 22 findet ein Wärmeaustausch zwischen der Flüssigkeit und den Gasen statt, wodurch das Wasser erwärmt wird und die Gase gekühlt werden. Zusätzlich zu diesem Wärmeaustausch findet auch eine Massenübertragung statt, indem in dem Kontaktkörper herabfliessendes Wasser feste Schwebeteilchen aus den Gasen sowie wasserlösliche Dämpfe in den sich aufwärts bewegenden Gasen auffängt. Ferner werden einige Feststoffteilchen in dem Wasser aus ihrer Bewegung durch den Aufprall auf das feste Material des Plattenpakets aufgefangen.

Es wurde festgestellt, dass ein Plattenpaket 22 der vorbeschriebenen Beschaffenheit in einem Kokslöschturm im wesentlichen alle wasserlöslichen Dämpfe aus den vom heissen Koks aufsteigenden Gasen entfernt und ferner 99% aller Feststoffteilchen der Grössenordnung von sechs Mikron und mehr.

Eine zweite Verfahrensstufe in der Form einer Waschschicht 40 ist in dem Turm oberhalb des Wasserzuführsystems 31 vorgesehen. Diese Schicht dient dazu, aus dem den Turm verlassenden Gas Wassertröpfchen und/oder kondensierten Dampf zu entfernen und zu beseitigen. Diese gleichfalls paketförmige Schicht 40 kann eine herkömmlichen Nebel- oder Entnebelungseinrichtung aus einem thermoplastischen Material sein und besteht dann aus Reihen von in seitlichem Abstand voneinander angebrachten, im Profil längs der Mittlinie abgeknickten Streifen, wie aus der Fig. T ersichtlich ist, wobei die Oberflächen der Streifen wellenartig geformt sind. Diese Nebelauffangstreifen ruhen auf einem Gittersystem von I-Balken und lotrechten Spalten, das dem für das Kontaktkörperplattenpaket 22 benutzten ähnlich ist.

Vorzugsweise ist auch ein Spritzsystem für Bespritzung der Unterseite der Entnebelungsschicht 40 vorgesehen. Dieses in der Fig. 2 veranschaulichte System besteht aus einer Vielzahl selbsttätig arbeitender Düsen 42 in den Verteilerrohrsystem 31, die je nach Bedarf so eingestellt werden können, dass sie die Unterseite der Nebel auffangstreifen zu bestimmten Zeitabschnitten bespritzen, um alle auf den Streifen aufgefangenen Feststoffteilchen wegzuwaschen. Hindurch wird jeder Aufbau eines Belags aus Feststoffteilchen auf der Unterseite der Entnebelungseinrichtung 40 verhindert.

Wie festgestellt wurde, beträgt die Drucksenkung durch den Entnebelungsteil einer gemäss der Erfindung konstruierten Löschturms 2,54 mm Wassersäule so dass die gesamte Drucksenkung in dem Turm nur etwa 6,35 mm Wassersäule gross wird. Daher kann mit der Konstruktion gemäss der vorliegenden Erfindung der Turm mit natürlichem Zug betrieben werden, obwohl, falls gewünscht, ein Ventilatorsystem für künstlich verstärktes Ziehen von Luft durch den Turm benutzt werden kann.

In dem gemäss der Erfindung eingerichteten Löschturm übt das zum Waschen verwendete Wasser eine zusätzliche Kühlwirkung auf die vom heissen Koksbett aufsteigenden Dämpfe aus und kondensiert zusätzlich Wasserdämpfe und verringert dadurch den Kondensationsregen, der sich über solchen Türmen beim Ausströmen der Dämpfe durch das offene Ende des Turmoberteils bilden. Ausserdem wird das Gas weitgehend von Feststoffteilchen und wasserlöslichen Gasen reingewaschen. Dies geschieht dank der Ausnutzung des natürlichen Zuges im Turm zu verhältnismässig sehr niedrigen Kosten.

Wenngleich im Vorstehenden ein erläuterndes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die mitfolgende Zeichnung beschrieben wurde, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Ausführung begrenzt; es können vielmehr Änderungen und Abwandlungen innerhalb ihres durch die beigefügten Patentansprüche bestimmten Rahmens vorgenommen werden,

ZUSAMMENFASSUNG - 10 -

Leerseite

Claims

] .'ng. H. Hauck Dipi. FUys. W Schrri Dipl. Ing. E. Graair, Dipl. Ing. W. THE MUNTERS CORPORATION ■·" "y- V/. P. O. Box 6428 Ft. Myers, Florida 33901,USA München,15.Juni 19 81 Anwaltsakte: M-5495 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Ablöschen von Koks und Waschen der dabei entstehenden Gase, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Vorrat von heissem Koks in einem ummantelten Turm mit offenem oberen Endteil eingebracht wird, sodann Wasser von oben auf diesen Koks durch mindestens eine Platte eines Kontaktkörpers für Flüssigkeit und Gas geleitet wird, wobei dieser Körper aus derart angeordneten gewellten Schichten eines Materials gebildet ist, dass die Wellungen in allen benachbarten Schichten einander kreuzen, während gleichzeitig aus dem gelöschten Koks aufsteigende Gase in Gegenstrom zu diesem Wasser durch den Kontaktkörper geleitet werden, um in dem Kontaktkörper die Gase von Festenstoffteilchen, Flüssigkeitstropfen und wasserlöslichen Dämpfen zu befreien, wonach die Gase durch eine Nebelabscheideeinrichtung geleitet werden, um aus ihnen Wassertröpfchen zu entfernen.

2. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksenkung beim Durchgang durch den Kontaktkörper ungefähr 3,80 mm Wassersäule beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksenkung durch den Nebelabscheider ungefähr 2,55 mm Wassersäule beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass die Durchleitung des Wassers durch den Kontaktkörper in der Zuführung von Wasser zu dem Kontaktkörper in einer Menge von 2,44 m /h'm vorgenommen wird,

5. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, dass die Nebelabscheideeinrichtung, wenigstens zeitweilig, von unten her bespritzt wird.

6. Verfahren zum Ablöschen von Koks und zum Waschen der dabei entstehenden Gase, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Vorrat von heissem Koks in einen Ablöschturm mit offene Oberende eingebracht wird, und dass dann Wasser von oben her auf dem Koks niedergeschlagen wird und Feststoffteilchen, Flüssigkeitstropfen und Wasserlösliche Dämpfe aus den durch den Kontakt des Wassers mit dem heissen Koks gebildeten Gasen entfernt werden, indem diese Gase und das Wasser vor dessen Kontakt mit dem heissen Koks in Gegenstrom durch mindestens eine Platte eines Kontaktkörpers für Flüssigkeit und Gas geleitet werden, der aus gewellten Schichten eines Materials gebildet ist, bei dem alle Wellungen in jeder dieser Schichten in einem schrägen Winkel zur Waagerechten angeordnet sind und jede der Wellungen sich ununterbrochen längs im wesentlichen gerade Linien von einer Kante der Schichten zu einer ihrer anderen Kanten erstreckt, wobei die Weliungen in jeder zweiten Schicht die Wellungen in den dazwischen liegenden Schichten kreuzen, und dass diese Gase danach durch eine Nebelabscheideeinrichtung hindurchgeleitet werden, um aus ihnen Wassertröpfchen zu entfernen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchleiten des Wassers und der Gase durch wenigstens eine Platte eines Kontaktkörpers für Flüssigkeit und Gas darin besteht, dass das Wasser und die Gase in Gegenstrom durch zwei Platten eines Kontaktkörpers für Flüssigkeit und Gas hindurchgeleitet werden, bei dem die gewellten Schichten in jeder Platte in einem Winkel von 90° zu den Schichten in der anderen Platte gestellt sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksenkung durch den Kontaktkörper und die Nebelabscheideeinrichtung ungefähr 6,35 mm Wassersäule gross ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksenkung durch den Kontaktkörper hindurch ungefähr 3,80 mm Wassersäule gross ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennz e i c h η e t, dass die Durchleitung des Wassers durch den Kontaktkörper durch Zuführung von Wasser zu dem Kontaktkör pe
wird.

3 2 körper in einer Menge von 2,44 m /h-m vorgenommen.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennz ei c h η e t, dass die Nebelabscheideeinrichtung wenigstens zeitweilig von unten her bespritzt wird.

Beschreibung