DE3516227C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von Koks aus Kohle durch Verkokung der Kohle und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Verfahrensstufen wie eine der Verkokung vorgeschaltete Trocknung und Vorerhitzung der Kohle sowie gegebenenfalls eine der Verkokung nachgeschaltete trockene Kokskühlung.

Bisher erfolgte die Erzeugung von Koks bei dem eingangs genannten Verfahren in der Weise, daß die Kohle, sofern sie nicht als Naßkohle eingesetzt wird, in einem Behältnis zunächst getrocknet und vorerhitzt wird. Die vorerhitzte Kohle wird dann bei herkömmlichen Koksofenbatterien in eine der Kammern eines mit einer großen Anzahl von parallelen Kammern ausgestatteten Verkokungsofens eingefüllt. Die Beheizung der Kohle erfolgt indirekt durch Aufheizen der Kammerwände, deren Abstand voneinander relativ groß ist. Der Verkokungsprozeß verläuft relativ langsam und meistens in den benachbarten Kammern zeitlich versetzt zueinander. Nach dem Verkoken wird der fertige Koks durch die seitlichen Kammertüren abgeworfen und gegebenenfalls feucht oder trocken in einer besonderen Kokskühlanlage gekühlt. Die Erzeugung von Koks erforderte bisher also einen verhältnismäßig großen Anlagen- und Energieaufwand. Das Verkoken in Koksofenbatterien erlaubt ferner nur schwierig eine Anpassung an unterschiedlichen Abnahmebedarf, da die einzelnen Kammern nicht abgeheizt werden dürfen, oder es erfolgt ein nutzloser Energieverbrauch. Dieses Erfordernis, die einzelnen Kammern nicht abheizen zu dürfen, bringt auch Probleme bei einer eventuell erforderlichen Reparatur, bei welcher das Personal in den noch sehr heißen Ofen einsteigen muß.

Aus der FR-PS 8 08 309 ist es bekannt, einen Kanalofen mit mehreren verschließbaren, zum Vorerhitzen und Verkoken von Kohle und zum Trockenkühlen des Kokses bestimmten Kammern auszustatten, die in Reihe angeordnet sind und durch die nacheinander oben offene Kipploren mit einer Kohlefüllung fahren. Diese Kohlefüllung ruht auf einem Bodenrost der Kipploren, durch den von unten ein Inertgas eingeleitet wird. Beim Durchströmen des Inertgases durch die Kohlefüllung von unten nach oben erfolgt ein direkter Wärmeaustausch. Jede Ofenkammer hat einen Rohranschluß für die Kipploren zum Einleiten des passenden Gases für die Beheizung der Kohle oder die Kühlung des Kokses.

Die wesentlichen Nachteile dieses Kanalofens sind der nicht mehr zeitgemäße hohe Aufwand für die Anlage und die unwirtschaftliche Prozeßführung, weil selbst mit einem hohen Energieaufwand bei diesem Ofensystem kein ausreichend gleichmäßiger Verkokungsprozeß erreicht werden kann. Denn die Gase müssen nicht nur die Kipploren, sondern auch die relativ großräumigen Ofenkammern durchströmen, um in ihnen die passende Heiz- bzw. Kühlatmosphäre zu schaffen. Hinzu kommt, daß für die Verkokung zweckmäßig wenigstens bei leichtem Oberdruck von 0,2-0,3 bar gefahren wird, was bei den offenen Kipploren und den großräumen Kammern sehr aufwendig ist. Auch ist keine Maßnahme für eine wirtschaftliche Beheizung von feinkörniger Kohle während der plastischen Phase vorgesehen, in der ein ausreichendes Durchströmen des heißen Gases das erforderliche Lückenvolumen fehlt.

Ferner ist aus der US-PS 33 98 058 auch der Transport der Kohle in Retorten durch die Behandlungsstufen für das Vorerhitzen und Verkoken von Kohle bekannt. Die Kohle ist in einer Anzahl Retorten eingefüllt, die in Reihe durch einen Kanalofen bewegt werden und deren Füllung anfangs vorerhitzt und danach in einem senkrechten Abschnitt verkokt wird. Die Retorten erhitzen sich gegenseitig während der Transportbewegung zunehmend bei Annäherung an eine Heizquelle, wobei das erhitzte Destillationsgas jeder Retorte gegen die nachfolgende Retorte strahlt, dabei verbrennt und deren Kohlefüllung ebenfalls zunehmend indirekt über die Retorten-Außenwand erhitzt. Auch dieses Verfahren ist unwirtschaftlich und ohne die erforderliche Gewähr, einen ausreichend gleichmäßigen Verkokungsverlauf zu bieten, wie auch der Aufwand für die Anlage viel zu hoch ist.

Die GB-PS 4 28 840 offenbart ein Verfahren zum kontinuierlichen Verkoken von Kohle in einem Tunnelofen mit durchlaufenden Wagen (Herdwagen) und darauf mit um senkrechte Rohre geschichteter Kohle. Die Rohre sitzen in Bodenöffnungen und gewähren einen freien Durchtritt des Heißgases von unten nach oben, das danach von Gebläsen durch Heizelemente zurück in den Unterofen unter die Wagen geleitet wird, um im Kreislauf erneut von unten durch die Rohre in den Oberofen zu gelangen, wobei die Erhitzung der Kohle erfolgt. Dieses Verfahren ist nicht ausreichend effektiv, weil bei hohem Energieaufwand der Durchsatz zu gering ist und durch die Beschichtung der Wagen wie die gesamte Ofenanlage einen viel zu großen vorrichtungsmäßigen Aufwand erfordert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches wirtschaftlicher, d. h. insbesondere mit geringem Anlagen- und Verfahrenaufwand, ausführbar ist; vorzugsweise soll auch eine leichtere Anpassung an den Abnahmebedarf und eine leichtere und bequemere Reparatur möglich sein.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf die vorrichtungs- bzw. anlagenmäßige Einrichtung zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens zur Lösung der gestellten Aufgabe.

Bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Verkokung und gegebenenfalls eine oder mehrere der weiteren Verfahrensstufen in einem druckdicht geschlossenen Gefäß mittels jeweils eines durch das Gefäß hindurchleitbaren Gases, vorzugsweise Inertgases, durch direkten und/oder indirekten Wärmeaustausch ausgeführt wird bzw. werden, wobei die Kohle für das Verkoken (Stückkoksbildung) in dem Gefäß mindestens im Temperaturbereich zwischen eta 250°C und 500°C nur durch indirekte Beheizung aufgeheizt wird.

Hierdurch läßt sich die Wirtschaftlichkeit der Koksherstellung erheblich verbessern. Die Verkokung erfolgt also nicht wie in herkömmlichen Verkokungsöfen durch bloßes Erhitzen der relativ weit voneinander weg angeordneten Kammerwände, sondern durch Einleiten entsprechend temperierter Gase in das Innere des Gefäßes, wo die Gase entweder direkt die Gefäßfüllung durchströmen und mit der Kohle oder dem Koks in Berührung treten oder die Gase ihre Wärme indirekt beim Durchströmen von relativ eng nebeneinander in die Gefäßfüllung eingreifenden Rohrleitungen an den Gefäßinhalt abgeben. Dies ermöglicht entsprechend dem Verkokungsverlauf eine wirtschaftlich angepaßte Beheizung derart, daß vor und nach der plastischen Phase, in der nur indirekt beheizt werden soll, je nach Zweckmäßigkeit für die eine oder mehrere Verfahrensstufen die direkte oder indirekte oder beide Beheizungsarten zugleich wie auch die Trockenkühlung entsprechend variiert werden kann. Durch Verwendung eines druckdichten Gefäßes kann hierbei ohne Beeinträchtigung der zweckmäßigen Beheizungsart der Ablauf der Verkokung und gegebenenfalls der weiteren Verfahrensstufen mit Unterdruck oder unter mehr oder weniger erhöhtem Druck erfolgen.

Hierdurch erhält man auch für den reinen Verkokungsprozeß eine Erhöhung des Mengendurchsatzes, zumal dieses Gefäß eine Druckerhöhung zuläßt, die bei den bisherigen Kokskammeröfen nicht möglich ist. Die Erfindung erlaubt ferner, daß außer der Verkokung auch die anderen Verfahrensstufen, nämlich die gegebenenfalls der Verkokung vorgeschaltete Trocknung und/oder Vorerhitzung der Kohle und/oder auch die gegebenenfalls der Verkokung nachgeschaltete trockene Kokskühlung in ein und demselben Gefäß ausgeführt werden kann. Es ist dann kein Umfüllen der Kohle bzw. des Kokses von einer Anlage in eine andere erforderlich, um beispielsweise nacheinander das Trocknen, Vorerhitzen und Verkoken und gegebenenfalls auch das trockene Kokskühlen vornehmen zu können. Das Gefäß kann verhältnismäßig klein sein, etwa nach Größe und Art einer Stahlpfanne. Je nach der erforderlichen Leistung können mehrere gleichartige, aber im Gegensatz zu einem üblichen Verkokungsofen voneinander unabhängige Einzelgefäße eingesetzt werden. Ist nur ein geringer Bedarf vorhanden, können einzelne Gefäße ohne weiteres stillgelegt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bzw. werden eine oder mehrere der Verfahrensstufen in einem Druckgefäß ausgeführt, das zweckmäßig transportierbar und/oder kippbar ist. Hierdurch ist es möglich, auch unter hohem Druck zu fahren. Ferner ist es möglich, den fertig gegarten Koks unmittelbar mit Hilfe des Gefäßes selbst dem Abnehmer, beispielsweise einem Hochofen zuzuführen. Das Verkokungsgefäß dient dabei also selbst zumindest als Teil einer Transport- oder Fördervorrichtung für den fertig gegarten Koks.

Eine besonders wirtschaftliche Verfahrensführung erhält man dann, wenn man gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens mehrere, vorzugsweise sämtliche Verfahrensstufen in ein und demselben Gefäß ausführt.

Ferner wird mit der Erfindung zur weiteren Verbesserung der Wirtschaftlichkeit vorgeschlagen, die Trocknung und/oder die Vorerhitzung und/oder die Verkokung und/oder die gegebenenfalls vorgesehene trockene Kokskühlung mittels Inertgases auszuführen, welches in einem geschlossenen Kreislauf eines Hochtemperaturreaktors geführt wird, in welchem das Inertgas jeweils auf eine für die betreffende Verfahrensstufe(n) angepaßte Temperatur erhitzt bzw. gekühlt wird. Auf diese Weise ist der Aufwand für Anlagenerstellung und Betriebsweise besonders niedrig. Hochtemperaturreaktoren zur Erzeugung heißer Inertgase sind an sich bekannt und bedürfen keiner Neuentwicklung.

Das Inertgas kann aber auch durch eine Zusatzeinrichtung im Kreislauf hinter dem Hochtemperaturreaktor und vor seinem Einsatz in dem Gefäß für die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder trockene Kokskühlung auf ein höheres und/oder niedrigeres Temperaturniveau gebracht werden. Hierbei und allgemein kann bei einem Verfahren zur Erzeugung von Koks aus Kohle durch Verkokung der Kohle und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Verfahrensstufen, wie eine der Verkokung vorgeschaltete Trocknung und Vorerhitzung der Kohle sowie gegebenenfalls eine der Verkokung nachgeschaltete trockene Kokskühlung, wobei die Verkokung und eine oder mehrere der weiteren Verfahrensstufen in mindestens einem Gefäß mittels eines durch das Gefäß sowie eine Zusatzeinrichtung geleitetes und auf ein höheres oder niedrigeres Temperaturniveau einstellbares Gas ausgeführt werden, die Zusatzeinrichtung beispielsweise ein gleichartiges Nachbargefäß sein, in welchem ein gleichartiger Verkokungsprozeß in einer anderen Verfahrensstufe durchgeführt wird.

Bevorzugt verwendet man nach der Erfindung als Gas Helium.

Es ist aber auch möglich, als Gas Kohleentgasungsgas, z. B. aus einem anderen gleichartigen Gefäß für die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder trockene Kokskühlung einzusetzen.

Mehrere gleichartige Gefäße können in unterschiedlichen Verfahrensstufen im Strömungsweg des Gases so hintereinandergeschaltet werden, daß das Gas aus einem oder mehreren vorgeschalteten Gefäßen als Prozeßgas für ein oder mehrere nachgeschaltete Gefäße dient.

Die Verfahrensführung wird vorteilhafterweise so ausgeführt, daß die Kohle für das Trocknen und/oder Vorerhitzen in dem Gefäß unterhalb des Temperaturbereiches zwischen etwa 150 und 250°C, vorzugsweise bis etwa 200°C, mittels des Gases durch direkte und/oder indirekte Beheizung aufgeheizt wird. In diesem Temperaturbereich ist es bei Verwendung eines Inertgases durchaus möglich, sowohl die direkte als auch die indirekte Beheizung oder auch Kombinationen davon einzusetzen. Dieser Vorgang kann beispielsweise nach Art einer Wirbelbetttrocknung und/oder -vorerhitzung erfolgen.

Während der Stückkoksbildung sollte die Kohle von Gasströmen möglichst unbeeinträchtigt sein, zumal in der plastischen Phase, die je nach Kohleart und Körnung im Temperaturbereich von 250°C bis 500°C eintritt, das Lückenvolumen für den Gasdurchtritt durch die Kohlefüllung fehlt. Deswegen wird gemäß der Erfindung die Kohle für das Verkoken bis zur Stückkoksbildung mindestens in dem genannten Temperaturbereich zwischen etwa 250°C und 500°C mittels des Gases nur durch indirekte Beheizung aufgeheizt, während danach der etwa 500°C heiße Koks wieder ein Lückenvolumen bildet, das dem Gasdurchtritt und damit eine gleichmäßige direkte Beheizung zuläßt.

Oberhalb dieses relativ kritischen Temperaturbereiches, der mindestens bis etwa 500°C reicht, ist es nach einer Weiterentwicklung des Erfindungsvorschlags möglich, die Kohle bzw. den Koks für das Nachverkoken (Garen) in dem Gefäß bis auf den Temperaturbereich zwischen etwa 1100 und 1300°C, vorzugsweise bei etwa 1200°C, mittels des Gases wiederum durch direkte und/oder indirekte Beheizung aufzuheizen, was zu einer relativ kurzzeitigen Nachverkokung führt.

Da das Verfahren in einem druckdichten Gefäß ausgeführt wird, ist es ohne weiteres möglich, die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder die Verkokung der Kohle und/oder die trockene Kokskühlung in mindestens einem Gefäß je nach Erfordernis mit Unterdruck oder unter erhöhtem Druck auszuführen.

Das Gas kann vorteilhafterweise nach dem Hindurchführen durch das Gefäß, gegebenenfalls nach Reinigung und/oder Abkühlung, in den Prozeß zurückgeführt werden.

Der fertig gegarte Koks wird nach einer weiteren Verfahrensvariante, gekühlt oder ungekühlt, mit Hilfe des, z. B. als Transport- und/oder Kippgefäß ausgebildeten, Gefäßes einem Hochofen oder anderen Abnehmern, z. B. einem anderen gleichartigen Gefäß, zugeführt. Hierdurch ist es möglich, diesen Koks aus dem Gefäß direkt in den Hochofen oder anderen Abnehmern oder auf eine Förderanlage zu dem Hochofen oder anderen Abnehmern nach Kippen des Gefäßes durch eine obere Öffnung (Einfüllöffnung) oder durch Entleeren durch eine im Boden verschließbar angeordnete Auslaßöffnung abzugeben.

Ein geringer Anlagenaufwand wird insbesondere dann gewährleistet, wenn das Gas gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, für den direkten oder indirekten Wärmeaustausch durch in der Gefäßwandung, z. B. im Boden, vorgesehene Einführöffnungen oder durch vorzugsweise von oben in das Gefäß hineinragende oder absenkbare Leitungen in das Gefäßinnere eingeführt und durch Abführöffnungen oder die Leitungen wieder aus dem Gefäßinneren abgeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Gefäß zur Durchführung eines Verfahrens der zuvor geschilderten Art. Es zeichnet sich dadurch aus, daß es druckdicht ausgebildet ist, indem es einen, gegebenenfalls mit feuerfestem Futter versehenen Blechmantel mit wenigstens einer oberen Einfüllöffnung für die Kohle sowie Öffnungen oder Leitungen für das Ein- bzw. Abführen der Gase aufweist, wobei insbesondere die obere Einfüllöffnung für die Kohle druckdicht verschließbar ist.

Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gefäßes weist dieses eine druckdicht verschließbare, z. B. abschwenkbare Bodenklappe zum bodenseitigen Entleeren des Gefäßes auf.

Damit das Gefäß selbst als Teil der Fördereinrichtung für die Kohle bzw. den Koks verwendet werden kann, ist es nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens vorteilhafterweise transportierbar und/oder kippbar.

Das Gefäß ist vorteilhafterweise dem Abnehmer benachbart, z. B. benachbart der oberen Einfüllöffnung eines Hochofens oder eines anderen Abnehmers bzw. deren Förderanlage für die Zuführung der vorbehandelten Kohle und/oder des Kokses zu dem Hochofen oder anderen Abnehmern, angeordnet, so daß es z. B. ausreicht, daß das Gefäß nur kippbar ist, um den fertig gegarten Koks aus der oberen Einfüllöffnung des Gefäßes für die Kohle an den Abnehmer abgeben zu können.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Anlage zur Durchführung des eingangs geschilderten Verfahrens unter Verwendung eines Gefäßes der zuvor näher gekennzeichneten Art. Diese Anlage zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß das eine oder die zu mehreren angeordneten Gefäße entweder einzeln zu dem Abnehmer transportierbar und/oder daß sie einer, vorzugsweise gemeinsamen Förderanlage für die behandelte Kohle und/oder den Koks zu dem Abnehmer zugeordnet sind.

Ein weiterer Erfindungsgedanke bei dieser Anlage besteht darin, daß das eine oder die zu mehreren angeordneten Gefäße nacheinander in vorgegebene Stationen transportierbar sind, in welchen sie jeweils an Leitungen für die Zuführung und Abführung wenigstens eines der Prozeßgase anschließbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, jeweils eine der Stationen kontinuierlich oder diskontinuierlich mit einem der Prozeßgase von einem entsprechenden Generator zu versorgen, während die Gefäße nacheinander die erforderlichen Behandlungsstationen, z. B. Trocknung, Vorerhitzung, Verkokung, trockene Kokskühlung oder Kombinationen davon durchlaufen.

Die Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 schematisch im Vertikalschnitt ein erfindungsgemäßes Gefäß zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel, und

Fig. 2 eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung von erfindungsgemäßen Gefäßen entsprechend Fig. 1, ebenfalls gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel.

Das Gefäß 1 für die Ausführung eines Verfahrens zur Erzeugung von Koks durch Verkoken von Kohle, gegebenenfalls eine der Verkokung vorgeschaltete Trocknung und/oder Vorerhitzung der Kohle und gegebenenfalls eine der Verkokung nachgeschalteten trockenen Kokskühlung, ist im wesentlichen hohlzylinderförmig mit einer oberen Einfüllöffnung 4 für die noch feuchte oder gegebenenfalls schon getrocknete und/oder vorerhitzte Kohle bzw. für noch nachzuverkokenden Koks. Eine untere Auslaßöffnung 5 dient zur Entleerung für die schon getrocknete und/oder vorerhitzte Kohle oder den fertig gegarten Koks. Die Einfüllöffnung 4 und die Auslaßöffnung 5 sind mittels eines schwenkbaren Deckels 14 bzw. einer schwenkbaren Bodenklappe druckdicht verschließbar. Die Wandungen des Gefäßes 1 einschließlich von Bodenklappe 11 und Deckel 14 weisen einen mit einem entsprechend temperaturbeständigen bzw. feuerfesten Futter 2 ausgestatteten Blechmantel 3 auf.

Ober Öffnungen 6 in der Bodenklappe 11 können von Leitungen 12 aus die für die Prozeßführung erforderlichen Gase, also das Trockengas, das Vorerhitzungsgas, das Verkokungsgas und das Kühlgas zum Zwecke der direkten Beheizung und/oder Kühlung der Kohle bzw. des Kokses in das Gefäßinnere 15 eingeleitet werden. Hierdurch kann die darin befindliche Kohle in ein und demselben Gefäß 1 nacheinander getrocknet, vorerhitzt und verkokt sowie danach der Koks trocken gekühlt werden. Das jeweilige Gas, das von unten nach oben durch die in dem Gefäßinneren 15 nach dem Einfüllen der Kohle von oben durch die Einfüllöffnung 4 gebildete Kohleschüttung hindurchströmt, verläßt das Gefäßinnere 15 gegebenenfalls zusammen mit dem Destillationsgas durch obere, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang der Seitenwandung des Gefäßes verteilte Öffnungen 7 und sich daran anschließende Leitungen 13.

Statt über Leitungen 12 und Öffnungen 6, welche sich in der Bodenklappe 11 befinden, können die für die jeweiligen Verfahrensstufen erforderlichen Gase zum Zwecke der indirekten Beheizung und/oder Kühlung der Kohle bzw. des Kokses auch von oben über Leitungen 18 und deren anschließende wärmetauscherschlangenartig ausgebildete Leitungen 16 bis in den unteren Teil des Gefäßinneren 15 eingeleitet werden. Die Leitungen 16 können beispielsweise mit dem Deckel 14 durch Relativbewegung von Deckel 14 und dem restlichen Teil des Gefäßes 1 in das Gefäßinnere 15 absenkbar und mit diesem auch wieder nach oben herausfahrbar sein. In diesem Falle ist der Deckel 14 zweckmäßigerweise nicht schwenkbar an dem Behälterkörper angelenkt, sondern vertikal anhebbar und absenkbar. Die gegebenenfalls für ein abdichtendes Verschließen der Einfüllöffnung 4 und der Auslaßöffnung 5 mittels des Deckels 14 und der Bodenklappe 11 erforderliche Verriegelungen sind zeichnerisch nicht dargestellt.

Während der Trocknung und/oder Vorerhitzung der Kohle bis zu einer Temperatur von etwa 250°C und während der Nachverkokung im Temperaturbereich oberhalb von etwa 500°C bis zu etwa 1300°C kann man problemlos die direkte oder indirekte Beheizung oder Kombinationen davon anwenden, ebenso wie die Kühlung durch direkte und/oder indirekte Wärmeübertragung erfolgen kann. Bei der Verkokung in dem dazwischen befindlichen Temperaturbereich von etwa 250 bis 500°C bis zur Stückkoksbildung wird jedoch die Beheizung nur indirekt vorgenommen, um nicht infolge der in diesem Temperaturbereich auftretenden plastischen Phase und des damit verbundenen mangelhaften Lückenvolumens, das einen gleichmäßigen Gasdurchtritt durch die Kohleschüttung nicht zuläßt, die Übergangsphase von feinkörniger Kohleschüttung in stückigen Koks zu stören. Sowohl bei der direkten als auch bei der indirekten Beheizung und Kühlung verwendet man ein bezüglich der Kohle inertes Gas. Bei dem direkten Wärmeaustausch ist dies selbstverständlich. Aber auch bei dem indirekten Wärmeübergang, bei welchem die Gase mit der Kohle und/oder dem Koks nicht in Berührung kommen, ist die Verwendung von Inertgas von Vorteil, um Gefahren bei Leckagen des Leitungssystems vorzubeugen.

Fig. 2 zeigt, wie mehrere Gefäße 1 der in Fig. 1 veranschaulichten Art im Rahmen einer Gesamtanlage beispielsweise verwendet werden können. Die Gefäße 1, die ihrer Größe und ihrem Gewicht nach an sich transportabel sind, sind in diesem Falle stationär nebeneinander über dem horizontalen Abschnitt einer Förderanlage 10 angeordnet. Während die Erzeugung des Kokses jeweils z. B. in ein und demselben Gefäß durch Trocknen, Vorerhitzen, Verkoken und gegebenenfalls trockene Kokskühlung erfolgt, wird der fertig gegarte Koks nach unten durch Öffnen der Bodenklappe 11 auf die Förderanlage 10 abgeworfen. Die Prozesse können in den einzelnen Gefäßen 1 z. B. zeitlich versetzt zueinander ablaufen, so daß dem Verbraucher, im dargestellten Falle einem Hochofen 9 mit einer Einfüllöffnung 8, der fertig gegarte Koks verhältnismäßig gleichmäßig über einen schräg nach oben verlaufenden Abschnitt der Förderanlage 10 zugeführt wird.

Abgesehen von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Gefäße 1 selbst transportabel auszubilden und anzuordnen und das jeweilige Gefäß 1 mit fertig gegartem Koks über die Einfüllöffnung 8 des Abnehmers, im dargestellten Falle eines Hochofens 9, zu fördern, wo der Koks entweder durch Öffnen der Bodenklappe 11 an der unteren Auslaßöffnung 5 oder durch Abkippen aus der oberen Einfüllöffnung 4 an den Abnehmer abgegeben werden kann. In diesem Fall ist die Förderanlage 10 entbehrlich, es müssen jedoch Mittel zum Transportieren und gegebenenfalls Kippen der Gefäße vorgesehen sein.

Während bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 die Gefäße 1 jedenfalls während der Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder der Verkokung und der gegebenenfalls trockenen Kokskühlung jeweils stationär verbleiben und ihnen in zeitlichen Abständen nacheinander die Gase zum Trocknen, Vorerhitzen, Verkoken und gegebenenfalls trockenen Kokskühlung zugeführt werden, ist es auch möglich, daß die einzelnen Gefäße beispielsweise nacheinander vier Verfahrensstationen durchlaufen, wobei in der ersten Station die Trocknung, in der zweiten Station die Vorerhitzung, in der dritten Station die Verkokung und in der vierten Station die gegebenenfalls vorgesehene trockene Kokskühlung erfolgt. Ersichtlich ist es auch möglich, beispielsweise die Verfahrensstufen Trocknung und Vorerhitzung in einer Station zusammenzufassen oder nur eine Verfahrensstufe, z. B. die trockene Kokskühlung, in einer Station und die anderen Verfahrensstufen in einer gemeinsamen Station auszuführen. Die Zuführung und Abführung der Behandlungsgase erfolgt nach der Erfindung für die direkten Trocknungs-, Vorerhitzungs- und Verkokungsstufen über die anschließbaren Leitungen 12 und 13 und für die indirekten Trocknungs-, Vorerhitzungs- und Verkokungsstufen zweckmäßigerweise über die anschließbaren Leitungen 18 im geschlossenen Kreislauf eines an sich bekannten Hochtemperaturreaktors 17, welcher Inertgase mit der für die jeweilige Verfahrensstufe erforderlichen Temperatur liefert. In den geschlossenen Kreislauf der Prozeßgase können auch zusätzliche Heiz- oder Kühleinrichtungen, z. B. ein oder mehrere Nachbargefäße, eingeschaltet sein, wobei diese Nachbargefäße auch aus solchen Materialien hergestellt sein können, daß sie den jeweils herrschenden Temperaturen am besten angepaßt sind. Die entsprechend temperierten Inertgase für den Wärmeübergang können auch von einer gesonderten Inertgasquelle 19, der die erforderlichen Heiz- und/oder Kühleinrichtungen zugeordnet sind, geliefert werden.

Claims (23)

1. Verfahren zur Erzeugung von Koks aus Kohle durch Verkokung der Kohle und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Verfahrensstufen wie eine der Verkokung vorgeschaltete Trocknung und Vorerhitzung der Kohle sowie gegebenenfalls eine der Verkokung nachgeschaltete trockene Kokskühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokung und gegebenenfalls eine oder mehrere der weiteren Verfahrensstufen in einem druckdicht geschlossenen Gefäß mittels jeweils eines durch das Gefäß hindurchleitbaren Gases, vorzugsweise Inertgases, durch direkten und/oder indirekten Wärmeaustausch ausgeführt wird bzw. werden, wobei die Kohle für das Verkoken (Stückkoksbildung) in dem Gefäß mindestens im Temperaturbereich zwischen etwa 250°C und 500°C nur durch indirekte Beheizung aufgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Verfahrensstufe(n) in einem Druckgefäß ausgeführt wird bzw. werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Verfahrensstufe(n) in einem transportierbaren und/oder kippbaren Gefäß ausgeführt wird bzw. werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise sämtliche Verfahrensstufen in ein und demselben Gefäß ausgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder die gegebenenfalls vorgesehene trockene Kokskühlung mittels eines Inertgases ausgeführt werden, welches in einem geschlossenen Kreislauf eines Hochtemperaturreaktors geführt wird, in welchem das Inertgas jeweils auf eine für die betreffende Verfahrensstufe(n) angepaßte Temperatur erhitzt bzw. gekühlt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas durch eine Zusatzeinrichtung im Kreislauf hinter dem Hochtemperaturreaktor und vor seinem Einsatz in dem Gefäß für die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder trockene Kokskühlung auf ein höheres und/oder niedrigeres Temperaturniveau gebracht wird.

7. Verfahren zur Erzeugung von Koks aus Kohle durch Verkokung der Kohle und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Verfahrensstufen, wie eine der Verkokung vorgeschaltete Trocknung und Vorerhitzung der Kohle sowie gegebenenfalls eine der Verkokung nachgeschaltete trockene Kokskühlung, wobei die Verkokung und eine oder mehrere der weiteren Verfahrensstufen in mindestens einem Gefäß mittels eines durch das Gefäß sowie eine Zusatzeinrichtung geleitetes und auf ein höheres oder niedrigeres Temperaturniveau einstellbares Gas ausgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzeinrichtung ein anderes gleichartiges Gefäß für die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder trockene Kokskühlung verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Helium verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Kohleentgasungsgas, z.B. aus einem anderen gleichartigen Gefäß für die Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder trockene Kokskühlung verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Gefäße in unterschiedlichen Verfahrensstufen im Strömungsweg des Gases so hintereinandergeschaltet werden, daß das Gas aus einem oder mehreren vorgeschalteten Gefäßen als Prozeßgas für ein oder mehrere nachgeschaltete Gefäße dient.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle für das Trocknen und/oder Vorerhitzen in dem Gefäß unterhalb des Temperaturbereiches zwischen etwa 150 und 250°C, vorzugsweise bis etwa 200°C, mittels des Gases durch direkte und/oder indirekte Beheizung aufgeheizt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle bzw. der Koks oberhalb der Temperatur von etwa 500°C für das Verkoken (Garen) in dem Gefäß bis in den Temperaturbereich zwischen etwa 1100 und 1300°C, vorzugsweise bis etwa 1200°C, mittels des Gases durch direkte und/oder indirekte Beheizung aufgeheizt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Trocknung und/oder Vorerhitzung und/oder Verkokung und/oder trockene Kokskühlung in mindestens einem Gefäß unter erhöhtem Druck ausgeführt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas nach dem Hindurchführen durch das Gefäß, gegebenenfalls nach Reinigung und/oder Abkühlung in den Prozeß zurückgeführt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der fertig gegarte Koks, gekühlt oder ungekühlt, mit Hilfe des z. B. als Transport- und/oder Kippgefäß ausgebildeten Gefäßes einem Hochofen oder sonstigen Abnehmer, z. B. einem anderen gleichartigen Gefäß, zugeführt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der fertig gegarte Koks, gekühlt oder ungekühlt, aus dem Gefäß in den Hochofen oder anderen Abnehmer oder auf eine Förderanlage zu dem Hochofen oder dem anderen Abnehmer nach Kippen des Gefäßes durch eine obere Öffnung (Einfüllöffnung) oder durch Entleeren durch eine im Boden verschließbar angeordnete Auslaßöffnung abgegeben wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, für den direkten oder indirekten Wäremaustausch durch in der Gefäßwandung, z. B. im Boden, vorgesehene Einführöffnungen oder durch vorzugsweise von oben in das Gefäß hineinragende oder absenkbare Leitungen in das Gefäßinnere eingeführt und durch Abführöffnungen oder die Leitungen wieder aus dem Gefäßinneren abgeführt wird.

18. Gefäß zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es druckdicht ausgebildet ist, indem es einen, gegebenenfalls mit feuerfestem Futter (2) versehenen Blechmantel (3) mit wenigstens einer oberen Einfüllöffnung (4) für die Kohle sowie Öffnungen (6, 7) oder Leitungen (16) für das Ein- bzw. Abführen der Gase aufweist, wobei insbesondere die obere Einfüllöffnung (4) druckdicht verschließbar ist.

19. Gefäß nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer druckdicht verschließbaren, z. B. abschwenkbaren Bodenklappe (11) zum bodenseitigen Entleeren des Gefäßes (1) versehen ist.

20. Gefäß nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß es transportierbar und/oder kippbar ist.

21. Gefäß nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß es benachbart dem Abnehmer, z. B. benachbart der Einfüllöffnung (8) eines Hochofens (9) oder eines anderen Abnehmers bzw. deren Förderanlage (10) für die die Zuführung der vorbehandelten Kohle und/oder des Kokses zu dem Hochofen (9) oder anderen Abnehmer, angeordnet ist.

22. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17 mit wenigstens einem Gefäß (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das eine oder die zu mehreren angeordneten Gefäße (1) entweder einzeln zu dem Abnehmer transportierbar und/oder einer, vorzugsweise gemeinsamen, Förderanlage (10) für die behandelte Kohle und/oder den Koks zu dem Abnehmer zugeordnet sind.

23. Anlage nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das eine bzw. die zu mehreren angeordneten Gefäße (1) nacheinander in vorgegebene Stationen transportierbar sind, in welchen sie jeweils an Leitungen (12, 13, 18) für die Zuführung und Abführung wenigstens eines der Prozeßgase anschließbar sind.