DE3612922A1

DE3612922A1 - Kokstrockenkuehleinrichtung

Info

Publication number: DE3612922A1
Application number: DE19863612922
Authority: DE
Inventors: Karl Remmers; Felix Dr Ing Schoenmuth; Erich Dr Ing Hoffmann
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-10-22
Also published as: EP0241688A3; BR8701815A; DE3762423D1; KR870010156A; CN87102637A; KR930011918B1; PL264668A1; EP0241688A2; EP0241688B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kokstrockenkühleinrichtung, bestehend aus Vorkammer mit Koksaufgabe, unterhalb der Vorkammer angeordneter Kühlkammer, die in ihrem unteren Bereich einen Koksaustrag und eine Inertgaszuführung auf weist, sowie aus einem an die Vorkammer angeschlossenen Inertgasabzug, wobei in der Vorkammer ein vertikal ausge richteter und den Koksschüttkegel begrenzender Mantel angeordnet ist, der im Bereich des Inertgasabzuges mit der Wandung der Vorkammer einen Ringraum als Weg für das Inertgas bildet und der durch von Kühlwasser durchström ten Rohren begrenzt ist, die an obere und untere Sammler angeschlossen sind, wobei wenigstens eine Luftzuführung in den Ringraum mündet und wobei das Inertgas nach Abküh lung und Entstaubung wieder der Inertgaszuführung aufgege ben wird, nach Patent ... (Patentanmeldung P 35 33 079.1).

Beim Gegenstand des Hauptpatentes wird der den Koksschütt kegel begrenzende Zylindermantel bzw. das darin fließende Kühlwasser zum Teil durch Strahlungswärme und zum Teil auch direkt durch den heißen Koks aufgeheizt. Zusätzlich wird der Mantel von den durch den Ringraum strömenden Inertgasen aufgeheizt, wobei die Inertgase einen Teil ih rer fühlbaren Wärme abgeben. Bevor die Inertgase den Ring raum verlassen, wird ihnen Luft zugeführt, so daß ein Teil der brennbaren Bestandteile verbrennt und die Temperatur des Inert gasstromes sich wieder erhöht. Diese zusätzliche Wär me wird anschließend wieder zurückgewonnen. Dazu wird das Inertgas zunächst zur Grobentstaubung durch einen Vorent stauber geleitet, bevor es in einen Abhitzekessel gelangt, in dem es in mehreren Stufen abgekühlt wird. Dem Abhitze kessel ist ein Feinentstauber nachgeschaltet, so daß der staubfreie Inertgasstrom mit Hilfe eines Gebläses wieder der Inertgaszuführung aufgegeben werden kann.

Diese Kokstrockenkühleinrichtung ist kostenaufwendig und hat einen verhältnismäßig großen Raumbedarf für die Ent staubung und die Abkühlung der Inertgase. Das bedeutet lange Wege für den Inertgasstrom und auch relativ hohe Druckver luste, für die der Vorentstauber, der Abhitzekessel und auch der Feinentstauber verantwortlich sind. Dementsprechend hoch ist der Energieaufwand für den Betrieb.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kosten, den Platzbedarf und den Energieaufwand für den Betrieb einer Kokstrocken kühleinrichtung zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ringraum als Nachverbrennungskammer ausgebildet ist, in die mehrere von der Vorkammer oberhalb des Koksschüttkegels ausgehen de Gasleitungen sowie im Wechsel dazu Luftzuführungen mün den.

Durch Verbrennung eines Teiles der brennbaren Bestandteile, die vom Inertgas mitgeführt werden, im Ringraum und durch gleichzei tige Abkühlung der Inertgase im Ringraum kann bereits ein wesentlicher Teil der Wärme der im Kreislauf geführ ten Inertgase ausgekoppelt werden. Damit kann nicht nur die Inertgasmenge reduziert werden, sondern es können auch die nachgeschalteten Aggregate, wie Entstauber, Ab hitzekessel, Gebläse und Leitungen, entsprechend verklei nert werden.

Es hat sich gezeigt, daß in den Gasleitungen, die von der Vorkammer oberhalb des Koksschüttkegels ausgehen und die in den Ringraum münden, keinerlei Gebläse erforderlich sind, weil in der Vorkammer oberhalb des Koksschüttkegels ein Druck vorhanden ist, der etwa 20 bis 50 mm WS höher ist als der Druck im Ringraum. Die Nachverbrennung im Ringraum unterhält sich praktisch selbst, wenn nur genü gend Luft zugeführt wird. Vorzugsweise sollen die Gaslei tungen und die Luftzuführungen von oben in den Ringraum münden.

Die im Ringraum freigesetzte Wärme wird vom Kühlwasser aufgenommen, welches die den Ringraum auskleidenden Rohre durchströmt. Die Rohre im Ringraum sind an obere und unte re Sammler angeschlossen, wobei die oberen Sammler in be kannter Weise mit einem Verbraucher oder mit einer Dampf trommel verbunden sind.

Besonders günstige Verhältnisse im Hinblick auf Reduzie rung des Platzverbrauches und des Energieaufwandes entste hen dann, wenn in Kombination zu den beschriebenen Maßnah men direkt hinter dem Inertgasabzug wenigstens ein Zyklon entstauber für die Feinentstaubung der Inertgase angeord net ist, dessen innere Wandung aus vom Kühlwasser durch strömten Wärmetauschern besteht. Der Zyklonentstauber kann an dieser Stelle ohne weiteres neben der Grobentstau bung auch die Feinentstaubung übernehmen, weil die im Ringraum nur teilweise abgekühlten Inertgase immer noch eine so hohe Temperatur besitzen, daß sie eine verhältnis mäßig geringe Zähigkeit besitzen, die die Feinentstaubung ebenso unterstützt, wie die hohe Gasgeschwindigkeit im Zy klonentstauber. Folglich kann auf einen gesonderten Vorent stauber mit hohem Druckverlust verzichtet werden. Der an seiner inneren Wandung mit Wärmetauschern versehene Zyklon entstauber eignet sich wegen der hohen Turbulenz aber gleichzeitig in hervorragender Weise für die Abkühlung der Inertgase bei minimalem Druckverlust, so daß es grundsätzlich auch möglich ist, auf einen gesonderten Abhitzekessel zu ver zichten.

Die Wärmetauscher des Zyklonentstaubers können doppelwan dige Wärmetauscherflächen aufweisen. Vorzugsweise beste hen die Wärmetauscher jedoch aus Rohren, die insbesondere an obere und untere Sammler angeschlossen sind.

Man kann im Zyklonentstauber auch mehrere Gruppen von Wärmetauschern übereinander anordnen, - um damit Dampf unterschiedlicher Qualität zu gewinnen, der gegebenenfalls verschiedenen Verbrauchern zugeführt wird. So kann z.B. der Wärmetauscher in einem an den Inertgasabzug anschließenden zylindrischen Bereich als Überhitzer ausgebildet sein.

Zweckmäßig ist es, wenn die Wärmetauscher auf ihrer vom Inertgas beaufschlagten Seite einen Verschleißschutz auf weisen.

Je nach den Umständen, nach denen die Kokstrockenkühlein richtung betrieben wird, kann dem Zyklonentstauber auch ein Abhitzekessel nachgeschaltet sein.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus führungsbeispiel der Erfindung erläutert; die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Vertikal schnitt durch eine Kokstrockenkühleinrichtung.

Zu der dargestellten Kokstrockenkühleinrichtung gehört ein Schacht mit einer Vorkammer 1 und einer darunter an geordneten Kühlkammer 2. Die Vorkammer 1 besitzt am obe ren Ende eine Koksaufgabe 3. In der Vorkammer 1 ist ein Mantel 6 angeordnet, der so groß ist, daß zwischen der Wandung 14 der Vorkammer 1 und dem Mantel 6 ein Ringraum 15 verbleibt. In vertikaler Richtung endet der Mantel 6 mit Abstand über der Kühlkammer 2 im Bereich eines Inert gasabzuges 16.

Der untere Teil 20 der Kühlkammer 2 ist kegelförmig aus gebildet und endet über einem Koksaustrag 21. Oberhalb des Koksaustrages 21 verläuft um den unteren Teil 20 der Kühlkammer 2 herum eine Ringleitung 22, von der in die Kühlkammer 2 mündende Gasauslässe ausgehen, die nicht dargestellt sind. Dargestellt ist lediglich ein mittiger Gasauslaß 26. Jeder Gasauslaß kann eine verstellbare Absperrklappe aufweisen. Die Ringleitung 22 ist an eine Inertgaszuführung 28 mit Gebläse 40 angeschlossen.

Von der Vorkammer 1 gehen oberhalb des Koksschüttkegels 42 mehrere Leitungen 43 aus, die durch eine Einschnürung 30 der Wandung 14 von oben in den Ringraum 15 münden. Die Leitungen 43 sind über den Umfang des Ringraums 15 gleich mäßig verteilt und im Wechsel mit Luftzuführungen 18 an geordnet, die in gleicher Weise von oben in den Ring raum 15 münden. Der Ringraum 15 ist innenseitig und außen seitig sowie oben mit vom Kühlwasser durchströmten Roh ren 44 ausgekleidet, die an untere Sammler 45 und obere Sammler 46 angeschlossen sind. Den unteren Sammlern 45 wird bei 47 Wasser zugeführt. Die oberen Sammler 46 sind über eine Leitung 48 an eine Dampftrommel 49 angeschlos sen.

Da in der Vorkammer 1 oberhalb des Koksschüttkegels 42 ein Druck herrscht, der etwa 20 bis 50 mm WS kleiner ist als der Druck im Inertgasabzug 16, werden Gase aus der Vorkammer 1 über die Leitung 43 in den Ringraum 15 gesaugt. Durch gleichzeitige Luftzuführung wird ein Teil der brennbaren Bestandteile dieser Gase sowie auch der direkt von unten in den Ringraum 15 gelangenden Gase verbrannt,und die dabei entstehende Wärme wird aus dem weiter unten zu be schreibenden Inertgaskreislauf ausgekoppelt. Es können bis zu 30% der gesamten, im Kreislauf anfallenden Wärme ausgekoppelt werden.

Unmittelbar an den Inertgasabzug 16 ist ein Zyklonentstau ber 50 angeschlossen. Der Zyklonentstauber 50 besitzt ei nen zylindrischen Teil 51 in Höhe des Inertgasabzuges 16 und darunter den üblichen konischen Teil 52. Die innere Wandung des Zyklonentstaubers 50 ist aus vom Kühlwasser durchströmten Wärmetauschern gebildet. Die Wärmetauscher sind gruppenweise übereinander angeordnet. Bei der darge stellten Ausführung bestehen die Wärmetauscher aus verti kal angeordneten Rohren 53 im zylindrischen Teil 51 und entsprechend angeordneten Rohren 54 im konischen Teil 52. Die Rohre 53 bzw. 54 sind jeweils an untere Sammler 55 bzw. 56 und obere Sammler 57 bzw. 58 angeschlossen. Wie dargestellt, wird den unteren Sammlern 55, 56 bei 59 bzw. 60 Wasser zugeführt, welches der Dampftrommel 49 entnom men wird. Der obere Sammler 57 des zylindrischen Teils 51 ist an eine Verbraucherleitung 61 angeschlossen, der obe re Sammler 58 des konischen Teils 52 ist über eine Lei tung 62 mit der Dampftrommel 49 verbunden. Bei der dar gestellten Ausführung ist der Wärmetauscher des zylindri schen Teils 51 als Überhitzer ausgebildet und der Wärme tauscher des konischen Teils 52 als Verdampfer.

Die Rohre 53, 54 sowie ihre Sammler 55 bis 58 sind bei der dargestellten Ausführung in die Wandung des Zyklon entstaubers 50 eingebettet, so daß sie gleichzeitig mit einem Verschleißschutz 63 versehen sind. Der Zyklonent stauber 50 besitzt am unteren Ende einen üblichen Staub austrag 64. An den zylindrischen Teil 51 des Zyklonent staubers 50 ist oben ein weiterer Wärmetauscher 65 angeschlossen, der über entsprechende Leitungen 66, 67 mit der Dampf trommel 49 verbunden ist.

Im Zyklonentstauber 50 können 35 bis 50% der im Kreis lauf geführten Wärmemenge ausgekoppelt werden. Die rest liche Wärmemenge,wird über den Wärmetauscher 65 abgeführt.

Das Inertgas, dessen brennbare Bestandteile zum Teil be reits im Ringraum 15 verbrannt worden sind, gelangt über den Inertgasabzug 16 in den Zyklonentstauber 50. Dort erfolgt nicht nur eine Grobentstaubung, sondern auch eine Feinentstaubung und eine weitgehende Abkühlung, so daß das staubfreie und ab gekühlte Inertgas den nachgeschalteten Wärmetauscher 65, der entsprechend klein ausgelegt sein kann, mit gerin gem Druckverlust passiert und in die zum Gebläse 40 füh rende Leitung 68 gelangt, damit es der Inertgaszuführung 28 wieder aufgegeben werden kann.

Bezugszeichenliste 1 Vorkammer
2 Kühlkammer
3 Koksaufgabe
6 Mantel
14 Wandung
15 Ringraum
16 Inertgasabzug
18 Luftzuführung
20 unterer Teil
21 Koksaustrag
22 Ringleitung
26 Gasauslaß
28 Inertgaszuführung
30 Einschnürung
40 Gebläse
42 Koksschüttkegel
43 Leitung
44 Rohre
45 unterer Sammler
46 oberer Sammler
47 Wasserzuführung
48 Leitung
49 Dampftrommel
50 Zyklonentstauber
51 zylindrischer Teil
52 konischer Teil
53 Rohr
54 Rohr
55 unterer Sammler
56 unterer Sammler
57 oberer Sammler
58 oberer Sammler
59 Wasserzuführung
60 Wasserzuführung
61 Verbraucherleitung
62 Leitung
63 Verschleißschutz
64 Staubaustrag
65 Wärmetauscher
66 Leitung
67 Leitung

Claims

1. Kokstrockenkühleinrichtung, bestehend aus Vorkammer (1) mit Koksaufgabe (3), unterhalb der Vorkammer (1) ange ordneter Kühlkammer (2), die in ihrem unteren Bereich (20) einen Koksaustrag (21) und eine Inertgaszufüh rung (28) aufweist, sowie aus einem an die Vorkammer (1) angeschlossenen Inertgasabzug (16), wobei in der Vorkammer (1) ein vertikal ausgerichteter und den Koksschüttkegel (42) begrenzender Mantel (6) angeord net ist, der im Bereich des Inertgasabzuges (16) mit der Wandung (14) der Vorkammer (1) einen Ringraum (15) als Weg für das Inertgas bildet und der durch vom Kühl wasser durchströmten Rohren (44) begrenzt ist, die an obere und untere Sammler (45, 46) angeschlossen sind, wobei wenigstens eine Luftzuführung (18) in den Ring raum (15) mündet und wobei das Inertgas nach Abküh lung und Entstaubung wieder der Inertgaszuführung (28) aufgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring raum (15) als Nachverbrennungskammer ausgebildet ist, in die mehrere von der Vorkammer (1) oberhalb des Koks schüttkegels (42) ausgehende Gasleitungen (43) sowie im Wechsel dazu Luftführungen (18) münden.

2. Kokstrockenkühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (44) im Ringraum (15) an obere und untere Sammler (45, 46) angeschlossen sind.

3. Kokstrockenkühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasleitungen (43) und die Luftzuführungen (18) von oben in den Ringraum (15) münden.

4. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß direkt hinter dem Inertgasabzug (16) wenigstens ein Zyklonentstauber (50) für die Feinentstaubung der Inertgase angeordnet ist, dessen innere Wandung aus vom Kühlwasser durch strömten Wärmetauschern (53, 54) besteht.

5. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher doppelwandige Wärmetauscherflächen aufweisen.

6. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher von Rohren (53, 54) gebildet sind.

7. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (53, 54) an obere und untere Sammler (55-58) ange schlossen sind.

8. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklonentstau ber (50) mehrere Gruppen (53, 54) von Wärmetauschern aufweist, die übereinander angeordnet sind.

9. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (53) in einem an den Inertgasabzug (16) anschließen den zylindrischen Teil (51) als Überhitzer ausgebil det ist.

10. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (53, 54) auf ihrer vom Inertgas beaufschlagten Seite einen Verschleißschutz (63) aufweisen.

11. Kokstrockenkühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zyklonentstau ber (50) ein Wärmetauscher (65) nachgeschaltet ist.