DE3726870A1

DE3726870A1 - Kontinuierlicher koksofen

Info

Publication number: DE3726870A1
Application number: DE19873726870
Authority: DE
Inventors: Shinpei Makino
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 1986-08-15
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1988-02-18
Also published as: CN87105585A; JPS6348389A; KR900004504B1; JPH0114271B2; KR880002976A

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen einen Koksofen und im speziellen einen kontinuierlichen Koksofen zum Verkoken von geformter Kohle.

Ein bekannter kontinuierlicher Koksofen zur Herstellung von Koks aus geformter Kohle, die in Form von eiförmi gen Briketts, Barren, Platten oder dgl. vorliegt, ist z.B. in der japanischen Patentveröffentlichung (Tokkosho) Nr. 49-21 083 beschrieben.

Der in der vorgenannten Veröffentlichung beschriebene kontinuierliche Koksofen hat eine Karbonisierkammer zum Verkoken der geformten Kohle, wobei die Kammer in eine Anzahl von Zonen aufgeteilt ist, die jeweils eine Anzahl von Direktbrennern beinhalten, zumindest eine Auslaß öffnung und eine Heiztemperatursteuerung. Bei einem derartigen kontinuierlichen Koksofen sind die geformten Kohlen auf einem Maschenband einer Fördervorrichtung inner halb des Ofens angeordnet, wodurch sie nacheinander transportiert werden, so daß die geformten Kohlen zur Verkokung von der Umgebungstemperatur auf etwa 1000° C erhitzt werden können.

Es ist allgemein bekannt, daß es bei der Verkokung der geformten Kohle nicht nur erforderlich ist, lediglich Koks von hoher Qualität zu erhalten, sondern auch nutz bare Nebenprodukte, wie während der Behandlung erzeugte Koksofengase, zu sammeln.

Bei dem vorgenannten konventionellen kontinuierlichen Koksofen werden jedoch, da die Direktbrenner in der ge samten Karbonisierkammer angeordnet sind, Abgase oder Verbrennungsgase der Brenner mit den während der Ver kokung erzeugten Koksofengasen vermischt, und es ist folglich unmöglich, effektiv Koksofengase in hoher Quali tät aufzufangen.

Obwohl für die effektive Gewinnung von Koksofengasen mit hoher Qualität die Durchführung der Verkokung durch indirekte Heizung mit indirekten Heizmitteln wie Strahlungs rohren, die in der gesamten Karbonisierkammer angeordnet sind, in Betracht gezogen wurde, besteht Explosionsge fahr, wenn Außenluft während des Betriebes durch eine Be- oder Entladungsöffnung eintritt, da die Koksofen gase brennbar sind. Des weiteren hat das indirekte Heizen den weiteren Nachteil, daß die Heizeffektivität relativ gering ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen, mit dem vorbekannten kontinuier lichen Koksofen verbundenen Nachteile zu beseitigen und einen verbesserten kontinuierlichen Koksofen zu schaffen, bei dem bei der Verkokung von geformten Kohlen die er zeugten Koksofengase mit relativ geringen Kosten und in zuverlässiger Weise effektiv in hoher Qualität aufge fangen werden können.

Es ist eine weitere wichtige Aufgabe der Erfindung, einen kontinuierlichen Koksofen der oben genannten Art zu schaffen, bei dessen Betrieb die Sicherheit gewährleistet ist und eine hohe Heizeffektivität beibehalten wird.

Zur Lösung dieser Aufgaben weist der erfindungsgemäße kontinuierliche Koksofen eine Karbonisierkammer auf, die unterteilt ist in eine erste Direktbefeuerungsheizzone, die eine Abgasöffnung auf ihrer Zuführungsseite aufweist, eine Radiatorrohrheizzone, die zumindest einen Koks ofengasauslaß aufweist, und eine zweite Direktbefeuerungs heizzone, die eine Abgasöffnung an ihrer Abführungs öffnung aufweist, wobei eine Anzahl von Brennern in der ersten und der zweiten Direktbefeuerungsheizzone ange ordnet ist und das Befeuern mit einem geringen Luftüberschußver hältnis durchführt. Bei einem derartigen kontinuierlichen Koksofen werden die geformten Kohlen durch sukzessiven Transport einer Verkokungsbehandlung unterworfen.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der bei gefügten Zeichnungen erläutert, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines kontinuierlichen Koksofens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4; und

Fig. 6 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 4.

Im folgenden wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in deren Fig. 1 eine Karbonisierkammer 1 eines kontinuier lichen Koksofens gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist.

Die Karbonisierkammer 1 ist im wesentlichen zusammenge setzt aus einer ersten Direktheizzone 2 A, einer Radia torheizzone 6 und einer zweiten Direktheizzone 2 B, wobei die drei Zonen 2 A, 6 und 2 B nacheinander von der Zu führungsseite der Karbonisierkammer 1 in Richtung auf ihre Abführungsseite angeordnet sind.

Die vorgenannten Zonen 2 A, 6 und 2 B sind durch eine An zahl von Trennwänden 14 so voneinander abgeteilt, daß die Atmosphäre innerhalb des Ofens zwischen der Radiator heizzone 6 und der ersten Direktheizzone 2 A und zwischen der ersteren und der zweiten Direktheizzone 2 B nicht aus getauscht wird.

Die erste Direktheizzone 2 A ist mit einem Gasauslaß 3, der an der Zuführungsseite angeordnet ist und eine Ver schlußklappe 4 aufweist, versehen und beinhaltet eine Anzahl von Direktbefeuerungsbrennern 5. Die zweite Direktheizzone 2 B besitzt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die erste Direktheizzone 2 A, wobei aber der Gasauslaß 3 an der Abführungsseite der zweiten Zone 2 B angeordnet ist.

Die Radiatorheizzone 6 beinhaltet eine Anzahl von Radia torrohren 7 und ist in ihrem Deckenbereich mit einer Dampfversorgungseinrichtung 10 und einer Anzahl von Koksofengasauslässen 8, die jeweils eine Verschluß- bzw. Drosselklappe 9 beinhalten, versehen.

Ein Paar von Vorkammern 1 a und 1 b sind an der Be- bzw. Entladungsseite des Ofens vorgesehen, um das Ausströmen der Ofenatmosphäre bzw. das Einströmen der Luft außerhalb des Ofens soweit wie möglich zu verhindern, so daß die Arbeitsbedingungen und der sichere Betrieb in gewünschter Weise sichergestellt werden können. Ein Maschenband 11 ist als Fördermittel innerhalb des Ofens angeordnet und bewegbar auf einer Anzahl von Walzen 12 gelagert. Des weiteren ist ein Bunker 13 zur Aufnahme der geformten Kohle an der Beladungsseite des Koksofens vorgesehen.

Im folgenden wird der Betrieb des oben beschriebenen kontinuierlichen Koksofens erläutert.

Eine große Menge geformter Kohlen aus eiförmigen Briketts, die in dem Bunker 13 aufgenommen sind, wird zunächst durch die beladungsseitige Vorkammer 1 a über das Maschen band 11 in die Karbonisierkammer 1 eingebracht und dann durch die Brenner 5, die Radiatorrohre 7 und die Brenner 5 nachfolgend aufgeheizt, wodurch sie karbonisiert oder verkokt werden, bis sie durch die entladungsseitige Vor kammer 1 b abgeführt werden.

In der ersten und der zweiten Direktheizzone 2 A und 2 B führen die Brenner 5 das Heizen bei einem geringen Luftüberschuß verhältnis von etwa µ = 1,1 durch und halten die Tempera tur innerhalb dieser Zone über 800° C. Die durch das Heizen erzeugten Verbrennungsgase strömen in Richtung von der Radiatorheizzone 6 weg und werden durch die Gasauslässe 3 abgeführt.

Dementsprechend behinhalten die Koksofengase wie CH_4, C_n H_m -Kohlenwasserstoffe, CO, H₂ und dgl., die in der Radiatorheizzone 6 erzeugt wurden und einen großen Raum der Karbonisierkammer 1 einnehmen, kaum Verbrennungs gase und werden deshalb als Koksofengase mit hoher Quali tät durch Koksofengasauslässe 8 abgeführt und an einem vorgegebenen Ort gesammelt.

Obwohl Brenngase mit einer großen Explosionsgefahr so wohl in der ersten als auch in der zweiten Direktheiz zone 2 A und 2 B erzeugt werden, ergibt sich keine Explo sionsgefahr, da die Brenner 5 das Heizen mit einem ge ringen Luftüberschußverhältnis durchführen und die Temperatur innerhalb dieser Zonen über 800°C halten, so daß nicht nur die Dichte der Brennstoffe vermindert wird, sondern sie auch in diesen Zonen abbrennen. Es soll festgestellt werden, daß in jeder Direktheizzone 2 A und 2 B ein Brennstoffdetektor und/oder ein O₂-Detektor an geordnet ist, um das Luft/Brennstoffverhältnis (µ) der Brenner 5 durch die Dichten der brennbaren Stoffe und/oder des O₂ so zu steuern, daß die brennbaren Stoffe vorzugs weise abbrennen.

Da die Koksofengase Kohlenwasserstoffe und CO beinhalten und somit eine hohe Aufkohlungsfähigkeit haben, sind bei langem Gebrauch das Maschenband 11, die Stützrollen 12, die Radiatorrohre 7, andere Stahlelemente innerhalb des Ofens und dgl. aufgekohlt und korrodiert.

Wenn der Taupunkt der Atmosphäre innerhalb des Ofens er höht wird, wird jedoch ihre Aufkohlungsfähigkeit herab gesetzt, und dementsprechend ist in dieser Ausführungs form eine Dampfversorgungseinrichtung an die Radiator heizzone 6 angeschlossen, um das Kohlenstoffpotential, d.h. die Dichte des Kohlenstoffs in der Atmosphäre innerhalb des Ofens, zu vermindern, so daß für die vorgenannten Stahlelemente eine Aufkoh lung, gefolgt von einer Korrosion, verhindert werden kann.

Des weiteren kann bei der Verkokung der geformten Kohle, obwohl ggf. H₂S erzeugt wird und eine Schwefelkorrosion auftreten kann, eine derartige Korrosion durch Umwand lung des H₂S in SO₂ durch den zugeführten Dampf verhindert werden.

Fig. 4 zeigt einen kontinuierlichen Koksofen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Obwohl in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung ein Maschenband 11 als Fördermittel innerhalb des Ofens vorgesehen ist, können die geformten Kohlen auch auf einer Anzahl von Ablagen 22, die durch eine Anzahl von Herd sohlenrollen 21 transportiert werden, wie in Fig. 4 dar gestellt ist, angeordnet werden. Wenn die geformte Kohle in Form von Barren oder Platten verwendet wird, können die Ablagen 22, auf denen die geformte Kohle abgelegt ist, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, übereinandergeschich tet werden, und die von den Direktbrennern 5 erzeugten Brenngase und die von den Radiatorrohren 7 erzeugte Hoch temperaturofenatmosphäre können gegen die geformten Kohlen durch an den Seitenteilen der Karbonisierkammer 1 a angebrachte Leitanordnungen 24 mittels einer Anzahl von Umlaufgeblä sen 23, die an ihrer Decke befestigt sind, gerichtet werden.

Wenn die Kohlen so bearbeitet werden, daß sie auf den übereinander gestapelten Ablagen in dem oben genannten Sohlenrollenofen angeordnet sind, kann eine Vorkammer 1 a,, bei der die Atmosphäre durch ein Edelgas ersetzt ist, an der Be- und Entladungsseite der Karbonisierkammer 1′, wie in Fig. 4 dargestellt ist, vorgesehen sein, und zusätz lich kann eine Kühlzone an der Entladungsseite der zwei ten Direktheizzone 2 B oder 2 B′ in jedem der oben genannten Koksöfen 1 oder 1′ vorgesehen sein.

Gemäß der Erfindung ist die Karbonisierkammer zusammen gesetzt aus einer ersten Direktheizzone, einer Radiator heizzone und einer zweiten Direktheizzone. In der ersten und der zweiten Direktheizzone ist eine Anzahl von Bren nern vorgesehen, um das Aufheizen bei einem geringen Luft überschußverhältnis durchzuführen, wobei die Verbrennungs gase an der Be- und der Entladungsseite des Ofens abge führt werden. Folglich können die in der Radiatorheiz zone erzeugten Koksofengase in hoher Qualität ohne Ver mischung mit den Verbrennungsgasen erhalten werden. Ob wohl ein Teil des Koksofengases in die erste und die zwei te Direktheizzone eindringt, haben die Abgase nicht nur eine geringe O₂-Dichte, sondern des weiteren sind die Koks ofengase vermischt und mit den Abgasen kombiniert, so daß die Dichte der brennbaren Gase verringert werden kann. Dementsprechend ist die Karbonisierkammer gemäß der Erfindung keiner Explosionsgefahr ausgesetzt, und die Sicherheit des Ofens ist während seines Betriebs gewährleistet.

Da Direktbefeuerungsbrenner als Heizeinrichtungen zur Heizung der geformten Kohle zu Beginn des Aufheizens, wobei ein erheblicher Anteil von Heizenergie benötigt wird, verwendet werden, ist die Heizeffizienz hoch, und die Energieeinsparung kann bei geringen Kosten er reicht werden.

Claims

1. Kontinuierlicher Koksofen mit einer Karbonisier kammer (1, 1′), die in drei Zonen aufgeteilt ist, ge kennzeichnet durch
eine erste Direktheizzone (2 A, 2 A′) mit einer Abgasöffnung (3) an ihrer Zuführungsseite,
eine Radiatorzone (6, 6′) mit einer Anzahl von Koksofen gasauslässen (8),
eine zweite Direktheizzone (2 B, 2 B′) mit einer Abgas öffnung (3) an ihrer Abführungsseite, und
eine Anzahl von Brennern (5), die in der ersten und in der zweiten Direktheizzone (2 A, 2 A′, 2 B, 2 B′) angeordnet sind und mit einem geringen Luftüberschußverhältnis be trieben werden,
wobei die geformte Kohle durch aufeinanderfolgenden Transport einer Verkokungsbehandlung unterworfen wird.

2. Kontinuierlicher Koksofen nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Radiator heizzone (6, 6′) mit einer Dampfversorgungseinrichtung (10) versehen ist.