DE3826192C2

DE3826192C2 -

Info

Publication number: DE3826192C2
Application number: DE19883826192
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr. 4200 Oberhausen De Stewen; Hans Klaus Dr. 4220 Dinslaken De Schott; Ernst-Wilhelm 4030 Ratingen De Franke
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1988-08-02
Filing date: 1988-08-02
Publication date: 1992-09-24
Also published as: EP0353702A1; DE3826192A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur weiteren Abkühlung von in einer Kokstrockenkühlanlage gekühltem Koks mittels Wasserbedüsung auf eine Temperatur von ≦ 80°C in einem Puffersilo, das aus einem Gehäuse mit einer Kokszuführung und einem Koksaustrag besteht mit im oberen Gehäuseteil angeordneten Wasserdüsen sowie mit Brüdenabzug. Eine solche Vorrichtung ist aus DE-OS 28 56 141 bekannt. Dabei ist es nachteilig, daß durch die Bewässerung ein vergleichsweise hoher Wassergehalt des Kokses verbleibt und sogar nach Wasserüberschuß unten aus dem Puffersilo ausgetragen wird (Übernässung).

Der Koks wird in Kokstrockenkühlanlagen trocken gekühlt. Bei der Kokstrockenkühlung handelt es sich zwar um eine seit langem bekannte Verfahrensweise, die aber noch keine große Verbreitung gefunden hat. Überwiegend wird der aus dem Ofen glühend anfal lende Koks mit Wasser noch abgelöscht. Bei der Kokstrockenkühlung wird zur Kühlung anstelle von Wasser ein Gas verwendet. Das Gas wird im Kreislauf geführt, wobei in dem Gaskreis auch Wärmetauscher und Entstauber vorgesehen sind. Die Wärmetauscher nehmen die in dem Gas enthaltene Wärme auf bzw. führen diese ab, so daß das Gas zur weiteren Wärmeaufnahme bzw. zur Rezierkulation und Kühlung geeignet ist. Die Entstauber verhindern, daß die Wärmetauscherflächen sich zusetzen bzw. mit einer starken, den Wärmeübergang hindernden Staubschicht belegt werden.

Der trockengekühlte Koks entwickelt beträchtliche Staubmengen. Diese Staubmengen bilden keinen Störfaktor, wenn der Koks über geschlossene Bandanlagen aus der Kokerei in eine verbundene Hochofenanlage transportiert wird. Störend wirkt der Staub jedoch bei verschiedenen Transporten und dergleichen vom Standort der Kokstrockenkühlanlage zum Standort der Hochofenanlage. Bei jedem Umschlagen des Kokses werden ganze Staubwolken frei. Die Staub wolken sind eine solche Umweltbelastung, daß zu deren Verhinde rung Maßnahmen getroffen werden müssen.

Zur Beseitigung des Staubes bestehen eine Reihe von Vorschlägen. Einer der Vorschläge beinhaltet das Abblasen des Staubes in der Sieberei durch Aufgabe von Gasimpulsen am Ende des jeweiligen Siebes. Die Sieberei ist Bestandteil der Kokerei. In der Sieberei findet eine Klassierung des Kokses durch Sieben statt.

Der Vorschlag, den Staub abzublasen, erscheint wenig geeignet. Der Koks ist nämlich mit Unterkorn behaftet. Bei jeder Belastung des Kokses aus Transport und Umschlag entstehen neue Unterkorn anteile. Verantwortlich hierfür sind die sehr dünnen und spröden Zellwände der einzelnen Koksstücke. Es kann beobachtet werden, daß die Bildung von Unterkornanteilen mit Zunahme der Belastungen des Koksstückes einen degressiven Verlauf nimmt. Es muß daher davon ausgegangen werden, daß sich das Kokskorn nicht stabili sieren läßt, sondern bei jeder Belastung Unterkorn bildet, bis es schließlich ganz aufgerieben ist.

Andere Vorschläge zur Staubvermeidung gehen dahin, den aus der Kokstrockenkühlanlage ausgetragenen Koks durch Bedüsung mit Staubbindemitteln zu umhüllen. Dieser Vorschlag konnte sich jedoch nicht durchsetzen, weil die Staubbindemittel zu erheblichen Kostenlasten führen. Darüber hinaus wird bislang befürchtet, daß die Staubbindemittel den Hochofengang negativ beeinflussen.

In Untersuchungen wurde weiterhin ermittelt, daß eine wirksame Reduzierung der Staubentwicklung beim Umschlag nur dann erreicht wird, wenn ein Koks mit Temperaturen von < 80 Grad C mit Wasser bedüst wird. Die Staubentwicklung beim Umschlag ist dann nur noch eine Funktion des Endwassergehaltes (in Gewichtspro zenten) des Kokses. Ermittelt wurde, daß bei einer solchen Verfahrensweise das Wasser nicht tief in den Koks eindringt, sondern sich in einer mehr oder minder dicken Randschicht der einzelnen Koksstücke befindet.

Für die Verwirklichung des oben beschriebenen Verfahrensweges bietet sich insbesondere eine Abkühlung auf dem Transportband zwischen der Kokstrockenkühlung und der Sieberei an. Dort ließe sich der etwa mit 200 Grad C aus der Kokstrockenkühlanlage anfallende Koks durch Aufdüsen von Wasser auf ca. 80 Grad C leicht abkühlen. Die notwendige Wassermenge kann dabei danach bestimmt werden, daß sie am Ende des Transportbandes vollständig verdampft ist. Im Gegenstrom zum Koks kann ein Trägergas (Luft) geführt werden, welches in der Lage ist, die gesamte entstehende Wasserdampfmenge aufzunehmen und möglichst ohne Taupunkt zur Unterschreitung abzutransportieren. Bei dem Engineering eines solchen Abkühlungsweges zeigen sich jedoch folgende Problem punkte:

- die gleichmäßige Beladung des Transportbandes,
- die erforderliche Einhausung des Bandes mit unkalkulierbarem Fremdluftzutritt durch die Absaugung, der besonders in kalter Jahreszeit im gesamten Band- und Einhausungsbereich auftretenden Kondensation, welche zur Korrosion führt,
- die Bildung von Schwaden und Brüden, besonders bei hohen Luftfeuchten im Winter,
- die Bestimmung der Bedüsungsintervalle, da zuviel Wasser auf einmal infolge des zu geringen Wärmeleitfähigkeitswertes des Kokses zur Übernässung des Kokskornes führt,
- das ungelöste Problem der Umschichtung der Koksstücke auf dem Band und die damit einhergehende einseitige Kühlung der Koksstücke,
- die unflexible Kühlung bei unterschiedlichem Austrag aus der Kokstrockenkühlkammer, besonders wenn unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten der Koksstücke vorliegen,
- die unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich großer Koksstücke, da der Wärmeausgleich unter den Koksstücken aus Zeitgründen nicht stattfinden kann,
- ohne Begleitheizung der Bandeinhausung unvermeidliche Taupunktunterschreitungen.

Ferner ist dieser Verfahrensweg mit erheblichen Investitions kosten belastet.

Ein ähnliches Verfahren wie das vorbeschriebene ist aus der DE 36 04 061 C2 bekannt, wobei die zugehörige Vorrichtung ein Siebband umfaßt, das den trockengekühlten Koks durch ein Gehäuse transportiert, in dem der Koks von oben mit Wasser bedüst und belüftet wird und die Brüden unten aus dem Gehäuse abgezogen werden. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Gefahr einer Übernässung des Kokses gegeben. Die erwünschte Restfeuchte soll 2-4% betragen, was ein vergleichsweise hoher Wert ist und oberhalb des für die Entstaubung optimalen Wertes <0,5% liegt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, einen einfachen, kostengünstigen und sicheren Weg zur weiteren Abkühlung des Kokses auf eine Endtemperatur von ≦80°C zu erreichen und zugleich eine Optimierung des Wassergehaltes des trockengekühlten Kokses auf einen Wert <0,5% zu erzielen, um während des Kokstransportes die Bildung von flugfähigem Koksstaub weitgehend zu vermeiden. Nach der Erfindung wird das mit den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 5.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Mit 1 ist ein Puffersilo bezeichnet, der ein Fassungsvolumen von 160 m³ aufweist. In dem Puffersilo 1 soll der aus der Kokstroc kenkühlanlage kommende Koks auf dem Weg zur Sieberei abgekühlt werden. Der Puffersilo 1 ist als Rundsilo ausgeführt und hat einen Durchmesser von ca. 5 m. Die zylinderische Höhe des Puf fersilos beträgt ca. 8 m. Ausgetragen wird der gekühlte Koks aus dem Puffersilo aus vier Ausläufen 2, um ein möglichst gleichmä ßiges Absinken der Koksschicht im Puffersilo 1 zu erreichen. Beschickt wird das Puffersilo von einem Bandförderer 3, dessen 1200 mm breites Band mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,4 m/sec. läuft. Im Abwurfbereich des Bandes 3 sind Wasserdüsen 4 instal liert, die die abgeworfene Koksschicht von beiden Seiten besprühen und eine Teilmenge des benötigten Wassers aufgeben. Vom Abwurf des Bandes gelangt der Koks auf eine Drehschurre 5, die den Koks in ständig neuen, aber dünnen Schichten in den den Puffersilo bildenden Bunker verteilt. Von der Decke aus sind weitere Wasserdüsen 6 installiert, die aktiviert werden, wenn die Drehschurre 5 sich unter ihnen befindet. Die Betätigung der Wasserdüsen 6 kann mit Zeitversatz erfolgen, z.B. um 180 Grad versetzt zur Drehschurre 5, um eine Nachkühlung durchzuführen.

Das Puffersilo 1 wird so gefahren, daß sein Füllstand möglichst gleichmäßig ist. Die zudosierte Wassermenge wird bestimmt über die durch eine Bandwaage im Band 3 ermittelte Koksmenge und die im Bereich der Bandwaage ermittelte Kokstemperatur. Die Kokstem peratur läßt sich z.B. mit einer Infrarot-Kamera feststellen.

Um den durch die Wasserverdampfung entstehenden Dampf zu entsor gen, wird eine Luftmenge von ca. 75 000 Nm³/h durch den Puffersilo 1 geleitet.

- Ca. ein Drittel der Luftmenge wird angesaugt über das ankommende Transportband 3,
- ca. zwei Drittel der Luftmenge werden angesaugt über die Austragkonen 2 des Puffersilos 1.

In etwa in Mitte des zylindrischen Teils des Puffersilos befindet sich ein Absaugkanal 7, der rings um den Puffersilo geführt ist und sektionsweise geöffnet oder geschlossen werden kann. Über den Absaugkanal 7 wird die gesamte Luft- und Dampfmenge entsorgt. Durch die Anordnung der Luftführung wird erreicht, daß der Puffersilo im oberen Teil im Gleichstrom und im unteren Teil im Gegenstrom durchströmt wird. Das hat zur Folge, daß die beim Wasseraufdüsen nicht an die Koksstücke gelangende Tröpfchen mit dem Luftstrom in die Koksschicht eingeleitet werden (im Gleich stromteil), daß die Dampfbrüden durch die Koksschicht gezogen werden und die restliche Kühlung und Trocknung des Kokses im Gegenstromteil erfolgt. Durch Differenzdruckmessung zwischen Ansaugkanälen und Absaugkanälen wird die Durchgasung des Puffer silos 1 derart eingestellt, daß die gewünschte Abkühlung des Kokses gleichmäßig über den Bunkerquerschnitt erreicht wird.

Der gesamte Puffersilo ist isoliert und mit einer Verschleiß schicht ausgekleidet. Im Bereich oberhalb der Absaugung 7 und der Decke wird die Bunkerwand begleitend beheizt. Hierzu wird Dampf verwendet, der kondensiert. Mit der Begleitbeheizung 8 von Decke und Wand sowie im Bereich der Materialübergabe zum Silo wird vermieden, daß sich ein Tropfsteinhöhleneffekt ausbilden kann und infolge dessen Korrosionsschäden im Puffersilo auftreten. Der Absaugeweg des Gases aus dem Puffersilo 1 ist als Wärmetauscher ausgeführt. Der Weg ist doppelwandig ausgelegt. Im äußeren ringförmigen Spalt wird Dampf kondensiert. Damit wird erreicht, daß die Abgase aus dem Bunker überhitzt werden, derart, daß ein Abstand zum Taupunkt von ca. 20 Grad C entsteht. Durch diese Erwärmung ist es möglich, als Entstaubungsaggregat einen Tuchfilter einzusetzten, der bei Reststaubgehalten von kleiner 25 mg/Nm³ trocken Koksstaub austrägt, welcher pneumatisch zum Staubsilo der Siebanlage gefördert wird. Der Filter ist komplett isoliert, im Reingasteil und im Austragkonus mit Dampf begleitbar beheizt. Hinter dem Filter schließt sich der Saugzug an, der die Durchströmung des Puffersilos und den Abtransport der Brüden besorgt. Der Saugzug leitet die Gase weiter zu einem Kamin. Der Kamin ist innenseitig gummiert, um ihn vor Korrosion zu schützen. Über den Kamin werden die rund 75 000 Nm³ Luft und die rund 13 000 Nm³ Dampf aus der Wasserverdampfung abgeleitet.

Aufgrund der oben beschriebenen Betriebsweise wird der Koks mit Temperaturen < 80 Grad C und einem Wassergehalt < 0,5% ausge tragen.

Claims

1. Vorrichtung zur weiteren Abkühlung von in einer Kokstrockenkühlanlage gekühltem Koks mittels Wasserbedüsung auf eine Temperatur von<80°C in einem Puffersilo, das aus einem Gehäuse mit einer Kokszuführung und einem Koksaustrag besteht mit im oberen Gehäuseteil angeordneten Wasserdüsen sowie mit Brüdenabzug, dadurch gekennzeichnet, daß Luftzuführungen (5; 2) sowohl im oberen als auch im unteren Gehäuseteil des Puffersilos (1) angeordnet sind, die Brüdenabsaugung (7) außen am mittleren Gehäuseteil des Puffersilos (1) angebracht ist und eine Bandwaage im Band (3) für die Ermittlung der Koksmenge sowie eine Infrarot-Kamera im Bereich der Bandwaage für die Ermittlung der Kokstemperatur angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehschurre (5) als Kokszuführung dient.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Wärmeisolierung (8) des Puffersilos (1).

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Begleitbeheizung oberhalb der Brüdenabsaugung (7) .

5. Vorrichtung nach Anspruch 45, gekennzeichnet durch eine doppelwandige Ausbildung der Brüdenabsaugung (7), wobei im äußeren ringförmigen Spalt die Dampfführung mit Kondensierung des Dampfes vorgesehen ist.