DE3942515A1 - Verfahren zur entfernung von koksstaeuben aus dem kuehlgasstrom bei der trockenen kokskuehlung, das dabei gewonnene, staubhaltige produkt und dessen verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung feiner Koksstäube aus dem Kühlgasstrom bei der trockenen Kokskühlung, das dabei gewonnene, diesen Staub enthaltende Produkt und dessen Verwendung.

Es ist bekannt, aus Umweltschutzgründen und zur Energierückgewinnung den glühenden Koks aus der Kokskammer in einen verschließbaren Behälter auszustoßen und mit einem Inertgas zu kühlen. Das Inertgas wird dabei mittels eines Gebläses im Kreislauf über einen Wärmeaustauscher geführt, um Dampf zu erzeugen. Das Kühlgas enthält jedoch einen hohen Anteil an Feinkoks, der starke Erosionen in den Leitungen, in dem Wärmeaustauscher und dem Gebläse verursacht. Bei den Leitungen kann dieses Problem durch eine Auskleidung mit Schmelzbasalt gelöst werden. Da dabei aber der Wärmedurchgangskoeffizient vermindert wird, ist dies bei dem Wärmeaustauscher nicht sinnvoll. Auch bei dem Gebläse ist eine solche Panzerung nicht möglich.

Es ist daher vorgeschlagen worden, den Feinkoks aus dem dem Koksbehälter verlassenden Kühlgas in Zyklonen abzuscheiden. Für gröbere Partikel ist dieses Verfahren gut geeignet, aber feinste Koksstäube mit einem Partikeldurchmesser von 10 µm und weniger verbleiben in dem Kühlgas und reichern sich dort an.

Ein weiteres Problem ergibt sich aus der weiteren Handhabung des Zyklonstaubes, bei seiner Lagerung und weiteren Verarbeitung, da er wegen seiner Feinheit der Kokskohle nicht zugemischt werden kann.

Es bestand daher die Aufgabe, die Abscheidung des Koksstaubes aus dem Kühlgas zu verbessern, den Koksstaub in eine leicht handhabbare Form zu bringen und geeignete Anwendungsgebiete für das staubhaltige Produkt aufzufinden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kühlgasstrom, ggf. nach einer Vorreinigung mit Zyklonen 3, mit heißem, flüssigem Steinkohlenteerpech gewaschen wird, das beladene Steinkohlenteerpech zumindest teilweise ausgeschleust und danach, ggf. nach Zumischen von Koksstaub aus den Zyklonen 3, abgekühlt, kompaktiert oder/und zerkleinert wird.

Als Steinkohlenteerpech kann ein solches mit einem Siedebeginn von mindestens 250°C verwendet werden, wobei das Pech beim Waschen eine Temperatur von 200°C haben kann. Da der Kühlstrom zumindest zeitweise bei dem Waschvorgang gekühlt wird, ist es sinnvoll, ein höher siedendes Pech mit einem Siedebeginn von mehr als 350°C bei höheren Temperaturen zu verwenden, wobei das Pech ggf. mit nassem Niederdruckdampf gekühlt wird. Auf diese Weise läßt sich ein energiereicher Dampf erzeugen.

Die Koksstäube agglomerieren im Pech und sedimentieren im Sumpf des Wäschers, von wo sie mit dem anhaftenden Pech ausgeschleust werden können. Es ist ebenfalls möglich, den Koksstaubgehalt z. B. unter Verwendung von Dekantern zu erhöhen. Der optimale Koksgehalt des kompaktierten oder zerkleinerten Gemisches ist natürlich abhängig von dem Erweichungspunkt des verwendeten Peches. Die Versuche haben gezeigt, daß bei Weichpech mit einem Erweichungspunkt (Krämer-Sarnow) von 40°C mindestens 45 Gew.-% und bei Normalpech mit einem Erweichungspunkt (K.-S.) von 70°C mindestens 35 Gew.-% des Gemisches aus Kokstaub bestehen sollten, um eine gute Mahlbarkeit und Lagerungsstabilität zu erhalten.

Das Gemisch aus Steinkohlenteerpech und Koksstaub wird vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 50 und 100°C abgekühlt und ohne weitere Zusätze pelletiert oder zu Briketts bzw. Strängen verpreßt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur ist es in dieser Form gut lagerungsfähig. Besonders geeignet für die Kompaktierung ist ein Kollergang mit Siebboden, dessen Lochdurchmesser 5 bis 10 mm betragen. Falls es für die weitere Verwendung notwendig sein sollte, können die so erzeugten Formkörper noch in geeigneten Mühlen zerkleinert werden. Das Kompaktieren ist zwar nicht erforderlich, wenn das erkaltete Gemisch gemahlen werden soll, es erleichtert aber gegenüber schollenförmigen Bruchstücken die Handhabung und Dosierung.

Das leicht handhabbare staubfreie Produkt kann als Bindemittel für hitzebeständige, kohlenstoffhaltige Stampfmassen oder Steine verwendet werden. Zu diesem Zweck wird es in einem beheizten Kneter mit Koksgranulat, Schamotte und ähnlichem vermischt.

Eine andere Anwendung ist der Zusatz zu Kokskohlemischungen. Dadurch wird der Einsatz einer größeren Menge an nicht backender Steinkohle ermöglicht. Gegenüber der bekannten Verwendung von Steinkohlenteerpech oder anderen bituminösen Stoffen hat das erfindungsgemäße Gemisch den Vorteil, daß es leichter mahlbar und kalt dosierfähig ist und bereits Koks als Magerungsmittel enthält. Dadurch wird der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen im Kohlegemisch gesenkt.

Besonders vorteilhaft ist hierbei ein erfindungsgemäßes Gemisch, das mindestens 40 Gew.-% Steinkohlenteerpech enthält. Es wird auf eine Korngröße von etwa 3 mm zerkleinert und den Kohlekomponenten in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die fertige Einsatzmischung zugesetzt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele Beispiel 1

Die Anlage zur trockenen Kokskühlung besteht aus Koksbehälter 1 mit einem Kühlgaskreislauf 2, in dem in Strömungsrichtung ein Zyklon 3, ein Kaskadenwäscher 4, zwei Wärmeaustauscher 5 und 6 und ein Gebläse 7 angeordnet sind.

Der mehr als 1000°C heiße Koks wird in den Koksbehälter eingefüllt und von unten von dem auf 160°C gekühlten Inertgas durchströmt. Dabei kühlt sich der Koks bis auf 350°C ab. Der im Koks vorhandene und der durch die Abkühlung neu entstehende Koksstaub wird mit dem Inertgas ausgetragen. Die Beladung des Gases beträgt dabei im Mittel 0,9 g/m³. Davon werden 60 bis 65 Gew.-% im Zyklon 3 abgeschieden. Der Rest wird in dem Kaskadenwäscher 4 mit 330°C heißem Steinkohlenteernormalpech ausgewaschen. Das verwendete Pech hat einen Erweichungspunkt (K.-S.) von 70°C einen Gehalt an Chinolinunlöslichem von 5 Gew.-% und einen Siedebeginn von 380°C. Es wird aus dem Sumpf des Wäschers 4 mit der Zentrifugalpumpe 8 über den Wärmeaustauscher 9 wieder am Kopf des Wäschers 4 aufgegeben. Das gereinigte Inertgas wird in den Wärmeaustauschern 5 und 6 bei gleichzeitiger Dampferzeugung bis auf 160°C gekühlt und von dem Gebläse 7 wieder in den Koksbehälter 1 zurückgeführt. Zur Regelung der Pechtemperatur kann der Naßdampf aus dem Wärmeaustauscher 6 zumindest teilweise über den Wärmeaustauscher 9 geleitet werden.

Der Koksstaub aus dem Zyklon 3 und das mit Koksstaub beladene Pech werden in den gekühlten Kneter 10 abgelassen. Dabei wird das Mischungsverhältnis so eingestellt, daß das Gemisch 40 Gew.-% Normalpech enthält, was sich durch Extraktion mit Chinolin ermitteln läßt. Während des Mischvorganges wird die Masse auf etwa 120°C abgekühlt und in den Kollergang 11 gegeben, wo sie zu zylindrischen Teilchen mit einem Durchmesser von 10 mm kompaktiert wird. Die kompaktierten Teilchen kühlen auf dem Förderband 12 aus und können nun gelagert werden, ohne miteinander zu verkleben.

Als Wäscher können auch andere Bauarten wie beispielsweise Venturiwäscher verwendet werden, aber Kaskadenwäscher haben sich wegen des niedrigen Energiebedarfs und der geringen Anfälligkeit bei feststoffhaltigen Waschflüssigkeiten bewährt.

Beispiel 2

Die im Beispiel 1 erhaltenen kompaktierten Pech-Koksstaub-Teilchen werden auf einem Glattwalzwerk mit einer Spaltweite von 5 mm zerkleinert, und 8 mGew.-Teile des Granulats in einer üblichen Kokskohlemischanlage 73 Gew.-Teilen einer Gaskohle mit einem Flüchtigengehalt von 29% waf (waf= wasser- und aschefrei) und 15 Gew.-Teilen einer anderen Gaskohle mit einem Flüchtigengehalt von 33% waf zugesetzt. Das Gemisch wird ohne Verdichtung im Horizontalkammerofen verkokt.

Die Trommelfestigkeit des erhaltenen Kokses ist in Tabelle 1 der der verkokten Kohlemischung ohne Zusatz des erfindungsgemäßen Pech-Koksstaub-Gemisches gegenübergestellt.

Tabelle I

Claims (6)

1. Verfahren zur Entfernung von Koksstäuben aus dem Kühlgasstrom bei der trockenen Kokskühlung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlgasstrom, gegebenenfalls nach einer Vorreinigung mit Zyklonen (3), mit heißem, flüssigem Steinkohlenteerpech gewaschen wird, das beladene Steinkohlenteerpech zumindest teilweise ausgeschleust und danach, gegebenenfalls nach dem Zumischen von Koksstaub aus den Zyklonen (3), abgekühlt, kompaktiert oder/und zerkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steinkohlenteerpech einen Siedebeginn von mindestens 250°C aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steinkohlenteerpech beim Waschen eine Temperatur von mindestens 200°C hat.

4. Pech-Koksstaub-Gemisch hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens 35 Gew.-% Koksstaub enthält.

5. Verwendung des Pech-Koksstaub-Gemisches nach Anspruch 4 mit einem Gehalt an Steinkohlenteerpech von mindestens 40 Gew.-% als Zusatz zu Kokskohlemischungen in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% des Einsatzgemisches.

6. Verwendung des Pech-Koksstaub-Gemisches als Bindemittel für kohlenstoffhaltige Stampfmassen und Steine.