DE824486C - Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen mit gekoppelter Feuerung - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen mit gekoppelter Feuerung 1)1c I?rtindung heZlellt sich auf die Kopplung einer Schwelvorrichtung mit einer Industriefeuerung, insbesondere für Dampfkessel, und bezweckt, Steinkohle unter besonders vorteilhaften wirtschaftlichen fledingungen bei gleichzeitiger Gewinnung eines Höchstmaßes vors Kohlenwertstoffen und Gas unmittelbar in einer angeschlossenen Feuerung auszunutzen.
• Die Kopplung einer Schwelvorrichtung mit einer Danipfkesselfeuerung ist schon vor längerer Zeit vorgeschlagen worden. Es handelt sich dabei um einen Shiilgasscliweloferi, in welchem nichtbackende stückige Kohle (\ ußkolile) im Spülgasstrom zur !'erschwelung gelangt und der erzeugte Koks unmittelbar in der Dampfkesselfeuerung verbrannt wird. Das Verfahren konnte sich aus verschiedenen Gründen nicht durchsetzen, weil die von einem heißen Spülgasstrom zu behandelnden, in einem Schachtofen aufgeschichteten Kohlen gasdurchlässig sein müssen. Daher kommen für die Spülgasschwelung nur nichtbackende körnige Steinkohlen, das sind \'ußkohlen oder Briketts, einer höheren Preisstufe in Frage. Außerdem werden beim Spülgasverfahren geringwertige Kohlenwertstoffe gewonnen, so daß eine ausreichende Wirtschaftlichkeit bisher nicht erzielt werden konnte. Aus diesen Gründen wurde der in wärmewirtschaftlicher Beziehung vorteilhafte Gedanke einer Kopplung von Schwelvorrichtungen und Feuerungen bisher nicht weiterentwickelt.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich eine gute Wirtschaftlichkeit durch die Kopplung einer Schwelvorrichtung m,it einer Industriefeuerung, in welcher unmittelbar der erzeugte Koks verbrannt wird, erzielen läßt, wenn in bestimmter Weise ausgebildete und nach bestimmtem Verfahren arbeitende Schwelvorrichtungen verwendet werden, wenn weiter bestimmte Kohlensorten verschwelt und dem erzeugten Koks gewisse, für den Verwendungszweck besonders vorteilhafte Eigenschaften verliehen werden.
• Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung erreicht, indem schwelwürdige, backende, auch ballastreiche, also ungewaschene Steinkohle in Form von Feinkohle, d. h. in einer Korngröße, die kleiner als etwa 15 mm sein kann, in einem Heizflächenofen unter Bedingungen verschwelt wird, die einen, den Anforderungen der angeschlossenen Feuerung hinsichtlich Festigkeit, Korngröße und Verbrennungseigenschaften noch genügenden Koks ergeben, welcher in ungelöschtem Zustande unmittelbar der Feuerung zugeführt wird.
• Da bei Steinkohlen die Koksbildung und Koksfestigkeit einerseits von ihrer Backfähigkeit (Backziffer) und andererseits von der Verkokungsgeschwindigkeit abhängt, und da bekannt ist, daß die Gewinnung der wertvollen Kohlenwertstoffe bei Temperaturen von 5oo bis 55o° abgeschlossen ist, wobei im Koks nur noch ein Restgasgehalt, bestehend aus Wasserstoff und Methan, verbleibt, so wird zur Enreichung des Zieles vorgeschlagen, die Verschwelung mit einer auf die unterste Grenze gesenkten, die erforderliche Koksfestigkeit noch gerade ergebenden Verkokungsgeschwindigkeit vorzunehmen. Dies wird durch Anwendung entsprechender Kammerbreiten und. Schweltemperaturen erreicht. Dabei werden die Erfahrungen und Erkenntnisse, die in positivem Sinne bei der Verschwelung von schwachbackenden Steinkohlen für die Erzeugung von stückfesten Koksen schon angewandt worden sind, in. diesem Falle in negativem Sinn verwertet.
• Die Verschwelung der Kohle findet in Verkokungskammern zwischen beweglichen eisernen Heizwänden statt, und es sind Verbindungen bzw. Fördermittel vorgesehen, durch welche der aus dem Schwelofen ausgetragene Koks ungelöscht auf den Rost der Feuerung befördert wird.
• Die Kohle wird aus einem Vorratsbunker über geeignete Zuteilvorrichtungen ohne Entfernen der Deckelplatte des Ofenraumes den Verkokungskammern zugeführt, während der heiße Schwelkoks, gegebenenfalls mach Brechen, auf das der 'Feuerung angepaßte Maß -in einem unteren Vorratsbunker des Ofenraumes angesammelt wird, von dem er kontinuierlich oder nach Bedarf an die Feuerung abgegeben wird.
• Der im Vorratsbunker angesammelte Schwelkoks kann einer Nachentgasung durch Nacherhitzen mittels Zufuhr von kalter oder warmer Luft, von Luft und Wasserdampf oder von Rauchgas und eines Gemisches derselben unterworfen werden. Die Nachentgasung ist hierbei mit einer geringen Vergasung von Koks verbunden, wobei ein Mischgas mit einem Heizwert von 2000 bis 25oo kcal/cbm entsteht, welches für die Beheizung der Schweleinrichtung und für andere Zwecke verwandt werden kann.
• Die Nachentgasung kann auch durch Zufuhr heißer indifferenter Spülgase erfolgen.. Sie kann so gesteuert werden, daß das bei der Nachentgasung ausgetriebene Gas in Mischung mit dem seiner Kohlenwertstoffe entledigten Schwelgas ein Heizgas von Stadtgascharakter ergibt.
• Die vorgesehenen Maßnahmen ermöglichen es, für die Kopplung von Schwelvorrichtungen mit Industriefeuerungen das Heizflächenschwelverfahren heranzuziehen und durch Gewinnung hochwertigster Kohlenwertstoffe, die nur dieses Verfahren liefert, dieGrundlage für dieWirrschaftlichkeit zu schaffen. Ferner werden: durch die Möglichkeit der Verwendung billiger Kohlensorten, durch Wegfall jeder nennenswerten Aufbereitung, durch Herabsetzung der Leerzeiten des Schwelprozesses durch Anordnung eines Aufgabebunkers mit Zuteilvorrichtungen, durch die zusätzliche Gasgewinnung durch Nacherhitzen des Kokses und durch die unmittelbare Abgabe des Beißen Kokses an den Rost der Nutzfeuerung so viele Einsparungen gegenüber den bekannten Verfahren erzielt, dali die Anlagekosten der Schwelvorrichtung nicht mehr ins Gewicht fallen.
• Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen. In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Vorrichtung zur Durchführung des lreschrieleenen Verfahrens dargestellt, und zwar zeigt Fig. i eine mit einem Wasserroltrkessel kombinierte Schweleinrichtung, wobei sich der Wanderrost des Dampfkessels bis unter die Schweleinrichtung erstreckt, Fig.2 einen Teilausschnitt einer anderen Ausführungsform, hei welcher die Schweleinrichtung als Zusatzgerät zu einer bestehenden Dainpfkesselanlage ausgebildet ist, Fig. 3 und ,I eine S-eitcnausicllt und einen Grundriß einer Schwelofenl)atterie, die mit einer aus mehreren Kesseln bestehenden Kesselanlage vereinigt ist.
• In. einem Ofenraum 5 (Fig. t), welcher durch von einer Tragkonstruktion i getragene feuerfeste Wände 2, 3 und eine I)eckell)l<ttte d gebildet wird, sind in dessen oberem Teil in an sich bekannter Weise eiserne, innen lreltcizte lleizwände6 aufgehängt, die zwischen sich die im Querschnitt rechteckförmigen Verkokungskamntern 7 bilden. Diese Verkokungskammern sind unten durch an den N\'aiiden angebrachte Leisten S geschlossen. Durch Auseinanderschw-enken der Wände um obere Zufuhrstutzen 9 wird der fertige Schwelkoks entleert und fällt in einen Aufnahmeraum i i, welcher unten bunkerartig durch Schrä gwätt(ie i 2 abgeschlossen ist. Zur Erleichterung des .\brutschens des Kokses können die Schrägwände 12 aus Rollenwalzen bestehen. Unter der Öffnung zwischen den Schrägwänden ist ein Brecher 13 angeordnet, welcher den Koks auf (las gewünschte \lati zerkleinert.
• Aus dem Brecher gelangt der Koks in einen Vorratsbunker i.1, unter (lessett .\tlstrags<iffnung i; sich der Wanderrost i6 (1e" mit der Schweleinrichtung gekoppelten Dampfkessels 17 erstreckt. Die aus den Verkokungskamtnern 7 entweichen(ien Schwelgase werden in einer Vorlage i S aufgefangen und restlos der Weiterverarl)eitttng und Auswertung zugeführt. Die zu verkokende Kohle, bei der es sich um backende Kohle handelt, kann minderwertiger Natur sein, au, unreinen Flözen stammen, also ballastreich und ungewaschen sein. Sie bedarf keiner besonderen Aufbereitung, etwa einer Zerkleinerung auf Korngröße von o bis 3 mm und sorgfältiger Mischung und Verdichtung nach dem Füllen, wie dies für die Erzeugung von stück- und abriebfestem Schwelkokserforderlich ist, vielmehr kann eine Korngröße von o bis 15 min verwendet werden, da nur ein mäßig fester (mürber), den Bedürfnissen von Industriefeuerungen entsprechender Koks anzufallen braucht.
• Da die für den Transport und die Lagerung notwendige holte lioksfestigkeit nicht erforderlich ist, kann mit der X'erkokungsgeschwindigkeit bis an eine untere Grenze heruntergegangen werden, welche der hier noch zu erreichenden verminderten Koksfestigkeit entspricht. Das bedeutet, daß die Verkokungskainmerii eine gegenüber diesen Verkokungskaminern zur Erzeugung festen Kokses größere Breite aufweisen tin(1/oder nit einer geringeren Heiztemperatur von etwa 5oo bis 55o° beheizt werden können.
• Die zu verschwelende Kohle gelangt durch ein Förderband i< in einen Vorratsbunker 21 und von (la über Fiill@\ al-r_eiI 22 in Xleßbunker 23, von denen jedem eine, unterUniständen auch zwei Verkokungskamniern 7 zugeordnet sind. Nach Entleeren der Verkokungskammern 7 und Wiederzusammenschwenken der 1 Ieizw-inde 6 würden am unteren Ende der Meßbunker eingebaute Verschlußwalzen 24 geöffnet, währenddem die Fiillw-alzen 22 geschlossen gehalten werden, so daß der Inhalt der Meßbunker 23 sich über Durchtrittsöffnungen 25 in die einzelnen Kammern 7 entleeren kann.
• Die beschriebene l@ ülleinrichtung gewährt den Vorteil, dali (las sonst übliche Abheben des Deckels4 des ()fenratitnes nicht erforderlich ist und dadurch an Leerzeit gespart wird, die Wärmeverluste verringert werden tnid die Rauchbelästigung ausgeschaltet wird.
• Die Reizwände (> wer(len in bekannter Weise durch umlaufende Heizgase geheizt, die außen über Saniinelleittingeti 26, ein Gebläse 27 und einen Wiederaufheizbrenner 28 geleitet werden. Während zur I1nte.rfetierung des Aufheizbrenners bei den bekannten Schweleinrichtungen dieser Art ein Teil des Schwelreichga_ses oder in besonderen Generatoren erzeugtes Schwachgas herangezogen wird, wird im vorliegenden Falle der fertige Koks einer Nach- bzw. teilweisen Vergasung unterzogen und (las entstehende Schwachgas über einen Cyclon o. (lgl. 29 nach dem Brenner 28 geleitet.
• Zu diesem Zweck hestelit heim Ausführungsbeispiel der Fig. i ein Teil der Schrägwand des Vorratsbunkers 14 aus einer eisernen Platte 31, welche mit Durchtrittsöffnungen 32 versehen ist, die mit einer \'()rkammer 33 in Verbindung stehen, welcher über eine Leitteig 34 ein geeignetes Vergasungs- oder Entgasungstnittel zugeführt wird. Dieses kann bestehen aus kalter oder erwärmter Luft, Luft mit Wasserdampf, heißem Rauchgas oder vorerhitzten heißen Spülgasen, die sich gegenüber heißem Koks indifferent verhalten. Die beim Eintritt dieser Gase oder Gasgemische in dem heißen Koks stattfindenden Reaktionen, die endotherm oder exotherm verlaufen können, werden so geregelt, daß die Höhe der Temperatur entweder gleichbleibt oder auf das gewünschte Maß erhöht wird. Die Menge des Kokses wird dabei nur um einige wenige Prozent verringert.
• Was der Koks beider Ent- oder Nachvergasung an Zünd\villigkeit einbüßt, wird durch den mit der Nachentgasung verbundenen Temperaturanstieg des Kokses wieder wettgemacht, so daß der Abbrand des heiß aufgegebenen Kokses auf dem Wanderrost 16 in keiner Weise beeinträchtigt wird. Hinzu kommt, daß auf Grund des gewählten SChNvelVerfahrens ein poröser, graphitfreier Koks mit hoher Reaktionsfähigkeit entsteht, so daß sich für die Inbetriebnahme und Aufrechterhaltung der Feuerung auf dem Wanderrost 16 besonders günstige Bedingungen ergeben.
• Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit der Wiederaufheizung der umlaufenden Heizgase besteht insbesondere bei Kesselfeuerungen in der Verwendung von Verbrennungsabgasen, die an geeigneter Stelle dem Verbrennungsraum der Kesselfeuerung entnommen und dem umlaufenden Heizgasstrom der Schwelvorrichtung an der Stelle zugemischt werden, an welcher normalerweise der Wiederaufheizbrenner 28 angeordnet ist. ' Während bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel Schwelvorrichtung und Dampfkessel zu einer Baueinheit vereinigt sind, handelt es sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 2 um eine bestehende Dampfkesselanlage 17, welcher eine Schwelvorrichtung der beschriebenen Art vorgesetzt worden ist. Der \'orratsl)unker 14 dieser Bauart besitzt unten mehrere Austragsöffnungen 15, welche aus trichterförmigen Schrägflächen 35 aus feuerfestem Werkstoff gebildet sind. Die Schrägflächen decken Zugangsleitungen 36 für die Entgasungsmittel ab und sind mit entsprechenden öffnungen für den Durchgang dieser Mittel versehen. Der fertige heiße Koks gelangt aus den Austrags-Öffnungen 15 auf ein Fördermittel 37 in Gestalt eines endlosen Bandes, das z. B. als Kratzband, Fördergliedband o. dgl. ausgebildet sein kann und wird von diesem in den Kohlenschacht 38 abgeworfen, unter welchem sich der Wanderrost.16 erstreckt.
• Bei dier Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist eine aus mehreren Schwelöfen bestehende Batterie mit einer aus mehreren Dampfkesseln bestehenden Kesselanlage vereinigt. Unterhalb der Austragsöffnungen 15 der Schwelöfen, die in einer Reihe quer zur Dampfkesselbatterie angeordnet sind, ist ein Schienenstrang 39 vorgesehen, der nach dem Kesselhaus führt. Auf dem Schienenstrang sind auf Wagen 41 mit feuerfesten Isoliersteinen ausgemauerte Transportkübe142 verfahrbar, in welche der Koks aus den Kohlenschwelöfen entleert wird. In dem Kesselhaus werden die Transportkübel durch einen Laufkran 43 über die isoliert, feuerfest ausgemauerten Füllbunker 44 der Dampfkessel gebracht. Bei dieser Anordnung sind lange, leicht zu Betriebsstörungen Anlaß gebende Transportbänder vermieden, auch macht sich die Stillsetzung eines oder des anderen Schwelofens oder Dampfkessels nicht so störend bemerkbar, als wenn jedem Schwelofen ein bestimmter Dampfkessel zugeordnet wäre.
• Die Schweleinrichtung kann in der beschriebenen Weise außer mit einer Dampfkesselfeuerung mit allen industriellen Feuerungen kombiniert werden, welche sich für die Verfeuerung eines mürben, reaktionsfähigen Kokses eignen. Aber auch dort, wo ein festerer Koks vorausgesetzt wird, kommt die Schweleinrichtung infolge ihrer sonstigen Vorzüge für die Kopplung in Frage, wenn der Schwelprozeß durch entsprechende Bemessung der Verkokungsgeschwindigkeit so eingestellt wird, daß ein genügend fester Koks anfällt.

Claims (6)

1. PATEN TANSPRCCHE: i. Verfahren zum Schwelen von Steinkohle in einer mit einer Industriefeuerung gekoppelten Schwelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß schwelwürdige, backende, auch ballastreiche und ungewaschene Steinkohle in einer Stückgröße, die nicht kleiner als etwa 15 mm zu sein braucht, in einem Heizflächenofen unter Bedingungen verschwelt wird, die einen den Anforderungen der angeschlossenen Industriefeuerung hinsichtlich Festigkeit, Korngröße und Verbrennungseigenschaften noch genügenden Koks ergeben, welcher in ungelöschtem Zustande unmittelbar der Feuerung zugeführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dradurch gekennzeichnet, daß das Verschwelen mit einer auf die unterste Grenze gesenkten, für die erforderliche Koksfestigkeit noch gerade ausreichenden Verkokungsgeschwindigkeit erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschwelen in Verkokungskammern zwischen beweglichen eisernen Heizwänden ruhend stattfindet, denen aus einem Vorratsbunker über den einzelnen Kammern zugeordnete Meßbunker die Kohle ohne Entfernung der Deckelplatte des Ofenraumes zugeführt wird, während der heiße, unfeste, fertige Schwelkoks gegebenenfalls nach Brechen auf ein der Feuerung angepaßtes Maß in, einem Vorratsbunker des Ofenraumes angesammelt wird, von dem er laufend oder nach Bedarf an den Rost der Feuerung abgegeben wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Vorratsbunker des Ofenraumes angesammelte Schwelkoks einer teilweisen Vergasung und/oder Nachentgasung durch Nacherhitzen vermittels Zufuhr von kalter oder erwärmter Luft, Luft und Wasserdampf, Rauchgas oder einem Gemisch dieser mit gegenüber heißem Koks indifferenten Gasen unterworfen wird und das entstehende Schwachgas als Betriebsgas für den Schwelofen benutzt wird.
5. 5. Schwelvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche i bis 4, gekennzeichnet durch einen Heizflächenofen (i) mit senkrechten, innen beheizte» Heizwänden (6) für backende, auch ballastreiche und ungewaschene Steinkohle von der Stückgröße bis zu 15 mm, welche mit einer Verkokung:sgeschwindigkeit verschwelt wird, die einen den Anforderungen der angeschlossenen Industriefeuerung hinsichtlich Festigkeit, Korngröße und Verbrennungseigenschaften noch genügenden Koks .ergibt, und mit Verbindungsmitteln, durch welche der Koks ungelöscht auf den Rost (i6) der Feuerung entleert wird.
6. 6. Vorrichtung nach .`iisl>rtrcli 5, dadurch gekennzeichnet, daß die `erkokungskammern (9) eine gegenüber Verkoktrngskammern zum Erzeugen festen Kokses größere Breite aufweisen und mit einer geringeren Heiztemperatur von etwa 5oo bis 55o° beheizt werden. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem unterhalb der Schwelwände bunkerartig ausgebildeten Aufnahmeraum (i i) ein Brecher (13) vorgelagert ist, der den heißen Koks auf die für die Feuerung gewünschte Stückgröße bricht, wobei die Schrägwände des Bunkers mit Rollenwalzen ausgerüstet sein können. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwelofen (i bis 5) eine Baueinheit mit einem Dampfkessel (i7) bildet und der Wanderrost (i6) des Dampfkessels sich unter den Austrag (i5) des Vorratsbunkers (i4) des Schwelofens erstreckt. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 biss 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbunker (i4) Einrichtungen für die Nachentgasung und/oder teil«-eise Vergasung des im Bunker befindlichen heißen Kokse: aufweist und Verbindungsleitungen vorgesehen sind, welche die entstehenden Sclitvacligase der Unterfeuerung des Schwelofens zuführen. io. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabevorrichtung für den Schwelofen einen festen Bunker (2i) umfaßt, der durch lleßbunker (23) abgeteilte Kohlenmengen in die _Kohlenverkokungskammern entleert. i i. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 b,is io, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Ver- oder Entgastingsmittel durch eine in der Schfägwand des Vorratsbunkers (i4) eingesetzte eiserne Lochplatte (3i) mit vorgesetzter Vorkammer (33) erfolgt. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweleinrichtung als `'orsatzeinheit für eine vorhandene Feuerungsanlage ausgebildet ist, indem z. B. unterhalb des Vorratsbunkers (i4) ein endloses Förderorgan (37) in Gestalt eines Glieder- oder Kratzbandes o. dgl. angeordnet ist, welches den heißen Schwelkoks in den Kohlenschacht (38) der Feuerungsanlage abwirft. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dafä der Schwelofen in feuerfest ausgemauerte., fahrbare Transportkübel austrägt, die nach der Feuerungsanlage verfahrbar sind, und daß unter den Austragsöf£nungen (15) der Schwelöfen einer Schwelofenbatterie ein nach denn Kesselhause einer Dampfkesselbatterie führender Schienenstrang angeordnet ist und ein Laufkran vorhanden ist, mit dem die auf dem Schienenstrang ins Kesselhaus verfahrbaren Transportkübel über die Füllbunker der Kohlenfeuerungen gehoben und bewegt werden. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis i i, gekennzeichnet durch eine Mi!schervorrichtung an Stelle des Brenners (28), in der die Wiederaufhedzung der umlaufenden. Heizgase durch Zumischen der Verbrennungsäbgase der Feuerung erfolgt.