DE3921297C2 - Verfahren zum Entfernen von Koksstaub aus dem Kreislaufgas einer Kokstrockenkühlanlage und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Koksstaub aus dem Kreislaufgas einer Kokstroc­ kenkühlanlage mit Kreislaufgaskühlung und Kühlflä­ chenkühlung, bei dem das koksstaubbeladene Kreislauf­ gas aus einem Kokskühlschacht austritt, in einen Gas­ führungskanal umgelenkt und nach Entzug von Abhitze und einer Entstaubung zum Koksschacht zurückgeführt wird.

Bei der trockenen Kokskühlung wird der mit einer Temperatur von ca. 1000°C aus der Ofenkammer einer Koksofenbatterie kommende heiße Koks in einen Kokskühlschacht eingebracht und in diesem auf eine Temperatur unter 200°C gekühlt.

Aus der DE-A 36 26 120 ist eine Kokstrockenkühlan­ lage bekannt, bei der dem Kokskühlschacht wasser­ durchströmte Kühlflächen zugeordnet sind, auf die ein Großteil der Kokswärme direkt im Schacht über Strah­ lung übertragen wird. Damit kann die spezifische Um­ wälzmenge des Kreislaufgases erheblich gegenüber ei­ nem Kokskühlschacht ohne Kühlflächen im Koks­ schacht gesenkt werden.

Aufgrund der reduzierten Kreislaufgasmenge tritt das bei der Kühlung des Kok­ ses auf beispielsweise 900°C erwärmte Kühlgas mit einer niedrigeren Ge­ schwindigkeit aus der Koksschüttung aus, wodurch die mitgerissene Koks­ staubmenge, insbesondere der Grobkornanteil der Koksstaubmenge, relativ gering ist. Es ist daher versucht worden, auf eine erste Staubabscheidung zwi­ schen Kokskühlschacht und Abhitzekessel zu verzichten und nur eine Entstau­ bung hinter dem Entzug von Abhitze durchzuführen. Gewisse Erosionen am Abhitzekessel konnten jedoch nicht vermieden werden.

In der DE 32 17 146 C2 ist darüber hinaus ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Koksstaub aus dem Kreislaufgas einer Kokstrockenkühlan­ lage ersichtlich, bei dem das koksstaubbeladene Kreislaufgas in einen Gasfüh­ rungskanal im wesentlichen um 90° in Richtung auf den Gasaustrittskanal um­ gelenkt wird, wobei durch diese Umlenkung längs und in der Nähe der Innen­ wandung des Kanals der Koksstaub abgestreift und aus dem Gasführungska­ nal entfernt wird. Die Menge des hierbei im Kreislauf geführten Koksstaubes ist relativ hoch, so daß in Hinblick auf eine Verringerung des Kühlflächenbedarfes hier eine Verbesserung wünschenswert ist.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art anzugeben, bei dem auf einfache Weise die Staubentfernung verbessert wird, insbesondere eine einfache Grobstaubentfernung vor Entzug der Abhitze erreicht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß durch die Umlenkung in den Gasfüh­ rungskanal längs und in der Höhe der Innenwand des Kanales geführter Koks­ staub mit Hilfe eines Abstreifers abgestreift und aus dem Gasführungskanal entfernt wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß insbesondere die gröbere Fraktion des aus der Koksschüttung mitgerissenen Koksstaubes durch die Umlenkung in die Nähe bzw. an die Wandung der Gasführungsleitung gebracht wird und dort auf einfache Weise abgestreift werden kann. Dadurch wird auf einfache Weise sichergestellt, daß nur noch Feinstaub den Einbauten zum Ent­ zug von Abhitze zugeführt wird, daß heißt, die Erosion vermindert wird.

Der abgeschiedene Koksstaub kann alleine unter dem Einfluß der Schwerkraft entfernt werden; vorzugsweise wird er jedoch abgesaugt. Dabei wird wiederum bevorzugt, daß die Druckdifferenz über die Einrichtung zum Entzug der Abwärme ausgenutzt wird, indem der Koks­ staub der Entstaubung nach Abhitzeentzug zugeführt wird.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Kokstrocken­ kühlanlage mit einem Kühlflächen aufweisenden Koks­ kühlschacht mit einer Kreislaufgaszufuhr am unteren Ende und mindestens einer vorzugsweise seitlichen Kühlgasaustrittsöffnung am oberen Ende mit einem der Austrittsöffnung nachgeschalteten Heißgaskanal und einem zu einem Abhitzekessel führenden Gasführungs­ kanal, in den das Kühlgas unter Umlenkung, vorzugs­ weise um im wesentlichen 90°, eintritt, einem dem Ab­ hitzekessel nachgeschalteten und das Kreislaufgas zur Kreislaufgaszufuhr führenden Kreislaufgasgebläse mit vorgeschaltetem Staubabscheider.

Bei dieser Kokstrockenkühlanlage ist erfindungsge­ mäß vorgesehen, daß an der dem Eintritt des Heißgas­ kanales in den Gasführungskanal gegenüberstehenden Wandung des Gasführungskanales stromab des Eintrit­ tes ein in den freien Querschnitt des Gasführungskana­ les vorragender Abstreifer angeordnet ist, der sich quer zu der an der Wand anliegenden Strömung erstreckt und der von ihm erfaßten Koksstaub einer Austragsöff­ nung in dem Gasführungskanal zuführt.

Obwohl der Gasführungskanal auch andere Quer­ schnittsformen aufweisen kann, weist er vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf und ist der Abstrei­ fer als geradlinig längliches Abstreifelement ausgebil­ det, das an der dem Eintritt des Heißgaskanales gegen­ überliegenden Wandung befestigt ist.

In besonders zweckmäßiger Ausführungsform ist der Abstreifer als Fangrinne ausgebildet, die mit der sich im wesentlichen senkrecht erstreckenden zugeordneten Wandung des Gasführungskanales einen Eintrittsspalt begrenzt und einen gegenüber der Gasströmung abge­ schlossenen Fang- und Förderraum aufweist, dessen un­ teres Ende auf die Austragsöffnung im Boden des Gas­ führungskanales ausgerichtet ist.

Um das Fang- und Förderverhalten der Fangrinne zu verbessern, ist es zweckmäßig, daß die Fangrinne in Strömungsrichtung des Gases gesehen gegenüber der Vertikalen nach hinten geneigt ist.

Bei einem eckigen Kokskühlschacht kann eine Reihe von im wesentlichen in einer Ebene liegenden Gasaus­ trittsöffnungen vorgesehen sein, die jeweils über einen Heißgaskanal mit dem Gasführungskanal verbunden sind, und wobei der Abstreifer bezogen auf die Gasströ­ mungsrichtung im Gasführungskanal stromab des letz­ ten Eintritts eines Heißgaskanales in den Gasführungs­ kanal angeordnet ist. Während bei Anlagen mit kleine­ rem Koksdurchsatz die Abführung des heißen Kühlga­ ses aus dem eckigen Kokskühlschacht zum Abhitzekes­ sel über eine Reihe Austrittsöffnungen erfolgen kann, ist es bei größeren Koksdurchsatzleistungen aufgrund der größeren Gasvolumina von Vorteil, wenn auf gegen­ überliegenden Seiten des Kokskühlschachtes jeweils ei­ ne Reihe von Austrittsöffnungen vorgesehen ist und je­ der Reihe ein sich über die gesamte Schachtkammer­ breite erstreckender und das austretende Kreislaufgas sammelnder Gasführungskanal zugeordnet ist und die Gasführungskanäle vor dem Abhitzekessel zu einem Sammelkanal zusammengeführt werden.

Für die Entfernung des abgeschiedenen Staub es aus dem Gasführungskanal ist entweder vorgesehen, daß die Austragsöffnung über eine Leitung mit dem Einlaß des Staubabscheiders verbunden ist oder daß die Aus­ tragsöffnung über eine Leitung mit einer Austragsein­ richtung verbunden ist.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Fig. 1-3 näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Horizontalteilschnitt durch eine Kokstrockenkühlanlage,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch einen Gasführungs­ kanal mit Blick auf einen als Fangrinne ausgebildeten Abstreifer und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Zu der Kokstrockenkühlanlage gehört ein Kokskühl­ schacht 1, in den von oben zu kühlender Koks 2 einge­ führt wird. In dem Kokskühlschacht 1 sind wasserdurch­ strömte und sich vertikal erstreckende Kühlflächen 3 angeordnet, die einen Großteil der Kokswärme über Strahlung aufnehmen. Weiterhin wird dem unteren En­ de des Kokskühlschachtes 1 Kreislaufgas 4 zugeführt, das die Koksschüttung von unten nach oben durch­ strömt, wie dies durch das Kreissymbol 5 dargestellt ist. Das Kreislaufgas verläßt den Koksschacht am oberen Ende durch drei seitliche Austrittsöffnungen 6a-6c. Die Austrittsöffnungen 6 sind jeweils über einen Heißgaska­ nal 7a, 7b bzw. 7c mit einem das Heißgas sammelnden Gasführungskanal 8 über Eintrittsöffnungen 8a, 8b bzw. 8c verbunden. Der Gasführungskanal 8 erstreckt sich im wesentlichen horizontal über die gesamte Breite des Kokskühlschachtes und weist einen rechteckigen Quer­ schnitt auf.

Bei der in der Fig. 1 gezeigten Anlage ist auf der anderen Seite des Kokskühlschachtes eine entsprechen­ de Anordnung vorgesehen. Die beiden Gassammelka­ näle 8 sind über eine Gaszusammenführung 9 mit ei­ nem das Gas zu dem oberen Ende eines Abhitzekessels 40 führenden Querzug 11 verbunden. Wie durch das Kreissymbol 5′ dargestellt, wird der Abhitzekessel 10 von dem Kreislaufgas von oben nach unten durch­ strömt.

Das aus dem Abhitzekessel 10 unten austretende Kreislaufgas wird über einen als Feinstaubabscheider wirkenden Zyklon 12 und ein Kreislaufgebläse 13 zu dem Gaseintritt des Kokskühlschachtes 1 zurückge­ führt.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, erfolgt mittels der Heißgaskanäle 7a-7c und dem Gasführungskanal 8 ei­ ne Umlenkung des koksstaubbeladenen und aus dem Kokskühlschacht 1 austretenden Kreislaufgases um im wesentlichen 90°. Bei den vorhandenen Umlaufge­ schwindigkeiten des Kreislaufgases bewirkt die Umlen­ kung eine Aufkonzentration des Koksstaubgehaltes des Gases hinsichtlich der gröberen Fraktion an der den Eintritten 8a-8c gegenüberliegenden Vertikalwandung 8d des Gassammelkanales. Stromab des Eintrittes 8c ist an der Wandung 8d ein sich quer zu der an der Wandung anliegenden Strömung erstreckender Abstreifer 14 an­ geordnet, der den an der Wandung 8d anliegenden oder in ihrer Nähe geführten Koksstaub aus der Strömung des Kreislaufgases abstreift und einer Austragsöffnung 14′ in dem Boden 8f des Kanals 8 zuführt. In der Fig. 1 ist die gröbere Fraktion durch die gepunkteten Linien und die nicht vom Abstreifer erfaßte feinere Fraktion durch Kreuze dargestellt. Die feinere Fraktion wird durch den Zyklon 12 abgeschieden. Die in der Fig. 1 dargestellte Position des Abscheiders 14 ist eine bevor­ zugte Position, weil dort noch die auf die Zusammenfüh­ rung 9 ausgerichtete Krümmung des Gasführungskana­ les den Aufkonzentrierungseffekt unterstützt.

Die Austragsöffnung 14′ ist entweder über eine Lei­ tung 14a mit dem Eintrag des Zyklons 12 verbunden oder über eine Leitung 14b mit einer Austragsvorrich­ tung, wie sie in der Fig. 2 als Zellradschleuse 20 darge­ stellt ist.

Im ersten Falle wird das Druckgefälle zwischen der Position des Abstreifers 14 und dem Zyklon 12 ausge­ nutzt. Der erodierende Feststoff wird somit im wesentli­ chen am Abhitzekessel 10 vorbeigeführt.

Während in der Fig. 1 der Abstreifer als einfaches Blech 14 dargestellt ist, zeigen die Fig. 2 und 3 eine bevorzugte Ausführungsform des Abstreifers in Form einer Fangrinne 15.

Diese erstreckt sich von der Decke 8e zum Boden 8f des Gasführungskanales 8 und ist gegenüber der Verti­ kalen um einen Winkel α geneigt derart, daß das untere Ende der Fangrinne 15 in Strömungsrichtung des Kreis­ laufgases 4 gesehen stromab liegt.

Die Fangrinne 15 weist einen sich senkrecht von der Wand 8d fortstreckenden Bodenabschnitt 15a, einen sich parallel zur Wand 8d erstreckenden Wandabschnitt 15b und einen sich von der stromaufliegenden Kante des Wandabschnittes 15b auf den Bodenabschnitt 15a zu erstreckenden abgewinkelten Abschnitt 15c auf, der zusammen mit der Wand 8d einen Eintrittsspalt 16 und zusammen mit den Abschnitten 15a und 15b einen Fang- und Förderraum 17 begrenzt. Am unteren Ende der Fangrinne 15 ist in dem Boden 8f eine Austrittsöffnung 18 vorgesehen, die das über den Fang- und Förderraum abgeleitete Material in einem Sammelraum bzw. Koks­ staubabführungskanal 19 überführt. Wie in der Fig. 2 schematisch dargestellt, kann dem Sammelraum 19 eine Zellradschleuse 20 zugeordnet sein, über die der Fest­ stoff abgezogen wird.

Die Grobfraktion des Koksstaubes tritt durch den Eintrittsspalt 16 in die Fangrinne 15 ein und wird in dem Fang- und Förderraum 17 aufgefangen und rutscht ge­ führt durch die Innenwandung des Abschnittes 15c auf die Öffnung 18 zu.

Damit wird durch den Abstreifer ein wesentlicher An­ teil des aus dem Koksschacht 1 ausgetragenen Koks­ staubes auf einfache Weise aus dem dem Abhitzekessel 1 zuströmenden Kreislaufgas entfernt. Die Erosion im Abhitzekessel kann hierdurch verringert werden bzw. kann dieser für höhere Gasgeschwindigkeiten ausgelegt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Entfernen von Koksstaub aus dem Kreislaufgas einer Kokstrockenkühlanlage mit Kreislaufgaskühlung und Kühlflächenkühlung, bei dem das koksstaubbeladene Kreislaufgas aus einem Kokskühlschacht aus­ tritt, in einen Gasführungskanal umgelenkt, vorzugsweise um im wesentli­ chen 90°, und nach Entzug von Abhitze und einer Entstaubung zum Koks­ schacht zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Um­ lenkung in den Gasführungskanal längs und in der Nähe der Innenwandung des Kanals geführter Koksstaub mit Hilfe eines Abstreifers abgestreift und aus dem Gasführungskanal entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der abgestreifte Koksstaub abge­ saugt und der Entstaubung zugeführt wird.

3. Kokstrockenkühlanlage mit einem Kühlflächen aufweisenden Kokskühlschacht mit einer Kreis­ laufgaszufuhr am unteren Ende und mindestens ei­ ner vorzugsweise seitlichen Kühlgasaustrittsöff­ nung am oberen Ende, mit einem der Austrittsöff­ nung nachgeschalteten Heißgaskanal und einem zum Abhitzekessel führenden Gasführungskanal, in den das Kühlgas unter Umlenkung, vorzugsweise um im wesentlichen 90°, eintritt, einem dem Abhit­ zekessel nachgeschalteten und das Kreislaufgas zur Kreislaufgaszufuhr führenden Kreislaufgasgebläse mit vorgeschaltetem Staubabscheider, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der dem Eintritt (8a; 8b; 8c) des Heißgaskanales (7a; 7b; 7c) in den Gasfüh­ rungskanal (8) gegenüberstehenden Wandung (8d) des Gasführungskanales (8) stromab des Eintritts ein in den freien Querschnitt des Gasführungskana­ les vorragender Abstreifer (14) angeordnet ist, der sich quer zu der an der Wand anliegenden Strö­ mung erstreckt und der von ihm erfaßten Koks­ staub einer Austragsöffnung (14′; 18) in dem Gas­ führungskanal zuführt.

4. Kokstrockenkühlanlage nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal einen rechteckigen Querschnitt aufweist und der Abstreifer (14) als geradlinig längliches Abstreifele­ ment ausgebildet ist, das an der dem Eintritt des Heißgaskanales gegenüberliegenden Wandung be­ festigt ist.

5. Kokstrockenkühlanlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstreifer als Fangrinne (15) ausgebildet ist, die mit der sich im wesentlichen senkrecht erstreckenden zugeordne­ ten Wandung (8d) des Gasführungskanales (8) ei­ nen Eintrittsspalt (16) begrenzt und einen gegen­ über der Gasströmung abgeschlossenen Fang- und Förderraum (17) aufweist, dessen unteres Ende auf die Austragsöffnung (18) im Boden (8f) des Gasfüh­ rungskanales (8) ausgerichtet ist.

6. Kokstrockenkühlanlage nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fangrinne (14) in Strömungsrichtung des Gases gesehen gegenüber der Vertikalen nach hinten geneigt ist.

7. Kokstrockenkühlanlage nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem eckigen Kokskühlschacht (1) eine Reihe von im wesentlichen in einer Ebene liegen­ den Gasaustrittsöffnungen (6a; 6b; 6c) vorgesehen sind, die jeweils über einen Heißgaskanal (7) mit dem Gasführungskanal verbunden sind, und daß der Abstreifer (14), bezogen auf die Gasströmungs­ richtung im Gasführungskanal (8), stromab des letzten Eintritts (8c) eines Heißgaskanales (7c) in den Gasführungskanal angeordnet ist.

8. Kokstrockenkühlanlage nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsöffnung (14′) über eine Leitung (14a) mit dem Einlaß des Staubabscheiders (12) ver­ bunden ist.

9. Kokstrockenkühlanlage nach einem oder mehre­ ren der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsöffnung (14′; 18) über eine Leitung (14b; 19) mit einer Austragsvorrichtung (20) ver­ bunden ist.