DE925247C - Verfahren und Vorrichtung zur Krafterzeugung bei der Verkokung fester Brennstoffe - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Krafterzeugung bei der Verkokung fester Brennstoffe Beim Verkoken von festen Brennstoffen, wie Torf, Braunkohle, Kennelkohle, bituminöse Kohlen, Schiefer und Holz, wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und der Anlage wesentlich durch den für die Trocknung und ,das Verkoken des Brennstoffes erforderlichen Wärmebedarf beeinflußt. Das trifft sowohl auf Verfahren zu, die für die Ausführung der Trocknung und des Verkokens die fühlbare Wärme von Gasen oder Dämpfen verwenden, als auch für solche Verfahren, die Heizgase indirekt zur Erhitzung von Retorten und zur Trocknung und Verkokung des Brennstoffes benutzen. Die Erfindung schafft die Möglichkeit, große Mengen heißer Gase und Dämpfe mit geringen Kosten zu erzeugen und zur Trocknung und Verkokung der Brennstoffe zu benutzen, gleichzeitig außer den üblichen Verkokungspro.dukten einen großen Überschuß an billiger Kraft zu erhalten und so die Wirtschaftlichkeit der Verkokung beträchtlich zu verbessern oder fernerhin die Trocknung und Verkokung solcher Brennstoffe zu gestatten, deren wirtschaftliche Trocknung und Verkokung im Hinblick auf die Kosten des Verfahrens und der Rohstoffe sowie den Kapitalaufwand für die Anlage bisher nicht möglich war. Es sind Schwelöfen bekannt, 'welche drei Zonen (Trocknungs-, Schwel-, Kühlzone) aufweisen. In diesen kann die Kühlung durch Generatorgas erfolgen und dieses in Mischung mit anderen. Gasen wieder in die Schwelzone des Ofens zurückgeführt werden. Der Wärmebedarf wird bei solchen Öfen zum Teil -durch das Schwelgas selbst und zum Teil durch in einem Gaserzeuger gewonnenes Zusatzgas gedeckt, wobei Teer und Leichtöle vor der Einführung in den Ofen abgetrennt werden. Die gewünschten Trocken- und Schweltemperaturen werden durch entsprechendes Mischen von frischen Verbrennungsgasen mit umgewälztem Schwelgas eingestellt.
• Erfindungsgemäß läßt man die aus der Verkokungszone eines Ofens abgezogenen Gase zunächst nach passender Einstellung der Temperatur durch zwischengeschaltete Wärmeaustauscher in zwei hintereinandergeschalteten Turbinen Arbeit leisten und führt sie dann über einen bzw. mehrere weitere Wärmeaustauscher in den Ofen zurück. Hierdurch wird eine außerordentlich günstige Wärmeausnutzung erzielt.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Krafterzeugung bei der Verkokung von festen Brennstoffen umfaßt folgende Stufen: die Einführung des zu verkokenden Brennstoffes in eine Anlage, die Trocknungs-, Verkokungs- und Kühlzonen, welche der Brennstoff nacheinander passiert, enthält; die Entfernung von Gasen und Dämpfen durch eine Vielzahl von Abzügen in der Verkokungszone; die Abtrennung der Öle und Teere aus den Gasen; die Komprimierung der Gase; die Erhitzung der komprimierten Gase in einem Wärmeaustauscher; den Durchgang der heißen komprimierten Gase durch eine Hochdruckturbine; die Erhitzung der Abgase aus dieser Turbine in einem zweiten Wärmeaustauscher; den Durchgang der erhitzten Gase durch eine zweite Turbine und die Überführung der Abgase aus der zweiten Turbine in die Trocknungs- und in die Verkokungszone der Verkokungsanlage; die Verbrennung von aus einem Gaserzeuger bzw. Generator stammenden Gas in einer Verbrennungskammer; die Verwendung eines Teils der fühlbaren Wärme der Verbrennungsgase zur Erhitzung .der aus der zweiten Turbine in die Verkokungszone der Verkokungsanlage ziehenden Gase durch Wärmeaustausch; dann die Führung der genannten Verbrennungsgase durch den erwähnten zweiten Wärmeaustauscher und darauf d ürcli den erwähnten ersten Wärmeaustauscher, ferner gegebenenfalls durch eine dritte Turbine und die Verwendung der Abgase aus dieser dritten Turbine zur Vortrocknung des Brennstoffes.
• Der Gaserzeuger bzw. Generator kann unter Druck betrieben und heiße Gase oder Dämpfe können in jedem beliebigen Stadium des Verfahrens abgezogen und zugegeben werden.
• Die Erfindung ist vorzugsweise für die Behandlung von minderwertigen Brennstoffen mit hohem Wassergehalt, z. B. Torf, anwendbar, und eine Ausführungsform wird nachstehend unter besonderer Bezugnahme auf die Behandlung von Torf und unter Hinweis auf die Zeichnung -beschrieben, die eine Anlage nach der Erfindung schematisch darstellt.
• Nach der Zeichnung..wird eine Verkokungsanlage, z: B. ein Tunnelofen, verwendet. Der Ofen besteht aus drei Zonen, nämlich einer Trocknungszone i, einer Verkokungszone 2 und einer Kühlzone 3. Für die Verkokung wird die fühlbare Wärme von Gasen verwendet. Der sich aus dem Feuchtigkeitsgehalt des Brennstoffes bildende Dampf wird unter Druck aus der Trocknungszone durch Leitung q. entfernt, überhitzt und zur Krafterzeugung verwendet, bevor man ihn wieder zum Trocknen oder Vortrocknen benutzt. Vor der Verwendung zur Krafterzeugung kann der Dampf von Staub, Sand u. dgl. befreit werden.
• Die die Verkokungszone verlassenden Gase, bestehend aus den von dem Brennstoff erzeugten Gasen und Dämpfen sowie den zurückgeleiteten und für die Verkokung benutzten Gasen, werden an mehreren Stellen durch Leitungen 5, 6 und 7 abgezogen und durch Sammelleitung 8 in die schematisch durch g wiedergegebenen Kühl-, Kondensations-, Säuberungs-, Reinigungs- und Fällungsanlagen geführt, wo 01 und Teere und alle anderen Bestandteile, die man gewinnen will, von den Gasen abgetrennt und durch Leitung ro entfernt werden. Die Gase werden dann durch Leitung i i in einen Gasbehälter 1a geführt, von wo sie durch Leitung 13 zu einem Gaskompressor 1q. gelangen, in dem sie komprimiert werden. Aus dem Gaskompressor gelangen die Gase durch Leitung 15 zu einem ersten Wärmeaustauscher 16, der durch Gase erhitzt wird, die.einen zweiten Wärmeaustauscher 17 durch Leitung 18 verlassen. Zusätzliches Gas kann durch Leitung 1g eingeleitet werden. Nachdem die Gase den ersten Wärmeaustauscher 16 durch Leitung 2o verlassen haben, passieren sie eine ersteTurbine2i, in der sie sich teilweise expandieren und Kraft erzeugen, und gelangen dann durch Leitung 22 in den zweiten Wärmeaustauscher 17, der durch Gase erhitzt wird, die aus einem drittenWärmeaustauscher 23 über Leitung a4 kommen. Zusätzliches Gas kann durch Leitung 25 zugeführt werden. Nachdem die Gase in dem zweiten Wärmeaustauscher 17 erhitzt wurden, erreichen sie durch Leitung 26 eine zweite Turbine 27, wo sie sich teilweise expandieren und Kraft erzeugen. Die aus der Turbine 27 durch Leitung 28 abziehenden Gase gelangen über die Leitungen 29, 30, 31, 3'2 und 33 zu der Trocknun:gs-und der Verkokungszone-des Ofens; wo sie an verschiedenen - Stellen längs des Ofens eingeleitet werden. Der durch Leitung 33 ziehende Teil der Gase wird in dem dritten Wärmeaustaüscher 23 durch Gase vorerhitzt, die über Leitung 34. aus einer Verbrennungskammer 35 kommen. Die durch Leiturig 37 herangeführten Verbrennungsgase werden aus den in dem Generator 36 unter Druck erzeugten und unter Zumischung von aus einem Luftkompressor 38 durch Leitung 39 . gelieferter Preßluft verbrannten Gasen erhalten. Der Generator wird durch die Zuleitung 40 mit festem Brennstoff; Öl oder Teer, beschickt, und Dampf oder Kohlendioxyd wird durch Leitung41 eingelassen. Die Luft für die Verbrennungskammer wird auch durch Leitung 42 aus dem Luftkompressor erhalten, der ein Zuleitungsrohr 43 hat. Die unter Druck stehenden, den ersten Wärmeaustauscher durch Leitung 44 verlassenden Verbrennungsgase werden in die dritte Turbine 45 und gegebenenfalls durch einen weiteren Wärmeaustauscher und eine weitere Turbine (in der Zeichnung nicht angegeben) geleitet und die aus der dritten Turbine durch Leitung 46 abziehenden Gase in einen Vortrockner 47 geschickt, der mit der Trocknungszone i des Tunnelofens durch Leitung 48 verbunden ist. Gase, Dämpfe, Verbrennungsgase und Luft können an verschiedenen Stellen, z. B. durch Leitung 49, in die Anlage eingeleitet werden, falls dies erforderlich ist. Außerdem kann unter Druck stehender Dampf aus dem Vortrockner 47 durch Leitung 5o entfernt werden.
• Der Durchgang des Torfs durch die Anlage ist folgender: Feuchter Torf wird durch die Zuleitung 51 in den Vortrockner 47 gegeben. Der den Trockner verlassende Torf geht zum Teil durch Leitung 53 zu einer Brikettieranlage 52 und zum Teil durch die Verkokungsanlage, oder der gesamte vorgetrocknete Torf geht zu einer Brikettieranlage und von dort durch Leitung 54 zur Verkokungsanlage, und zwar zuerst in die Trocknungszone, dann von dieser in die Verkokungs- und von da in die Kühlzone. Der die Kühlzone durch Leitung 55 verlassende Koks kann gesiebt oder in dem Generator zur Gaserzeugung verwendet werden. Der abgesiebte Feinkoks kann für sich oder gemischt mit getrocknetem oder rohem Torf brikettiert werden.
• Obwohl die Erfindung in bezug auf Torf beschrieben wurde, lassen sich selbstverständlich auch andere Brennstoffe so behandeln. Die Brennstoffe können, nachdem sie bis zu einem gewissen Grad getrocknet worden sind, vor der Verkokung eine Extraktionsbehandlung erfahren. Die Abgase aus den Turbinen können mit oder ohne weitere Vorheizung in .der Anlage verwendet werden. Der im Generator benutzte Brennstoff kann ein in dem Verfahren erhaltener oder irgendein anderer, vorzugsweise minderwertiger Brennstoff sein. Teer und Öle lassen sich gegebenenfalls verwenden, und wenn dies geschieht, kann der Teer oder das Öl unter Anwendung von Trägergasen verdampft oder vergast werden. Wird fester Brennstoff im Generator benutzt, so kann er in Form einer festliegenden Schicht verwendet werden, oder man kann gepulverten Brennstoff benutzen und im Generator als schwebende Masse bewegen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Krafterzeugung bei der Verkokung fester Brennstoffe, wobei der Brennstoff in einer aus Tro-cknungs-, Verkokungs- und Kühlzonen bestehenden Anlage verkokt wird, der Wärme teils durch die Destillationsgase im Kreislauf und teils durch in einem Gaserzeuger, z. B. Generator, erzeugte Gase zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase und Dämpfe durch mehrere Abzüge aus der Verkokungszone entfernt, Öle und Teere aus den Gasen abgetrennt, -die Gase komprimiert, die komprimierten Gase in einem ersten Wärmeaustauscher erhitzt, die erhitzten komprimierten Gase durch eine Hochdruck-,und Niederdruckturbine geleitet und die Abgase aus der Niederdruckturbine in die Trocknungs- und Verkokungszone der Verkokungsanlage geführt werden, wobei ein Teil dieser Abgase vorher aufgeheizt wird, das in einer Verbrennungskammer verbrannt ist und nach dem Aufheizen dann im Gegenstrom durch den zweiten Wärmeaustauscher geführt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ,den ersten Wärmeaustauscher verlassenden Gase durch eine dritte Turbine geschickt und die Abgase aus der dritten Turbine zur Vortrocknung des zu verkokenden Brennstoffes benutzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaserzeuger bzw. Generator unter Druck betrieben wird.
4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zu verkokender Brennstoff Torf verwendet wird.
5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 4, gekennzeichnet durch Leitungen (29, 30, 31, 32, 33) zum Einführen von Gasen und Dämpfen in die Trocknungs- und Verkokungszone (1, 2) und zum Entfernen derselben (5, 6, 7) aus der Verkokungszone (2) an mehreren Stellen, die mit einem Kondensator (9) oder Wäscher für die Abtrennung von Ölen und Teeren verbunden sind, der seinerseits mit einem Gasbehälter (12) und einem Gaskompressor (14) in Verbindung steht, der in .Reihe mit zwei Turbinen (21, 27) verbunden ist, wobei die Niederdruckturbine (27) mit den Zuleitungen für die Verkokungsanlage verbunden ist, und ferner durch einen ersten Wärmeaustauscher (16) zwischen dem Gaskompressor (14) und der Hochdruckturbine (21), einen zweiten Wärmeaustauscher (17) zwischen der Hochdruck- und der Niederdruckturbine (21, 27), einen Gaserzeuger bzw. Generator (36), einen Luftkompressor (38) und einer Verbrennungskammer (35), die mit einem oder mehreren Wärmeaustauschern (23., 17, 16) für die Erhitzung der Zuleitungen (33) der Verkokungszone (2) verbunden ist, wobei der Wärmeaustauscher (213) in Reihe mit dem genannten zweiten und ersten Wärmeaustauscher (17 bzw. 16) verbunden ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine dritte Turbine (45) und einen Vortrockner (47), wobei die dritte Turbine mit dem ersten Wärmeaustauscher (16) und dem Vortrockner (47) in Verbindung steht,