DE973084C - Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung und Hochtemperaturverkokung von Steinkohlen in einem Schachtofen - Google Patents

Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung und Hochtemperaturverkokung von Steinkohlen in einem Schachtofen

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DE973084C
DE973084C DE1948P0006892 DEP0006892D DE973084C DE 973084 C DE973084 C DE 973084C DE 1948P0006892 DE1948P0006892 DE 1948P0006892 DE P0006892 D DEP0006892 D DE P0006892D DE 973084 C DE973084 C DE 973084C
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gases
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DE1948P0006892
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Inventor
Josef Dr Schmidt
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Carl Still GmbH and Co KG
Original Assignee
Carl Still GmbH and Co KG
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B51/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  • Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung und Hochtemperaturverkokung von Steinkohlen in einem Schachtofen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung und Hochtemperaturverkokung von Steinkohlen unter Verwendung eines Schachtofens mit ausschließlicher Beheizung durch unmittelbar einwirkende erhitzte eigene Destillationsgase. Bekannte Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung und Verkokung, bei denen als unmittelbar einwirkende Heizgase die heißen Verbrennungsgase einer Feuerung dienen, leiden an dem Mangel, daß die sich zugleich entwickelnden Destillationsgase durch die Verbrennungsgase zu stark verdünnt und verschlechtert werden. Man hat deswegen die Destillationsgase selbst als Heizgase verwendet, indem ein Teil von ihnen im Umlauf durch den Schacht gehalten und außerhalb desselben aufgeheizt wird, um als unmittelbar einwirkender Wärmeträger zu dienen. Ein hierzu dienendes Aufheizen der Destillationsgase, das unter mittelbarer Wärmeübertragung erfolgt, sei es durch Rekuperatoren oder Regeneratoren, führt wegen des Gaszustandes des Wärmeträgers zu beträchtlichen Schwierigkeiten, Verumständlichungen und Kosten. Unmittelbares Aufheizen, z. B. durch Verbrennen eines Teils der Umlaufgase oder auch fremder Gase auf gewöhnlichem Wege mittels Luft, ergibt aber wieder den eingangs dargelegten Mangel des Verdünnens oder Verschlechterns.
  • Ferner ist bereits bekannt, durch eine Trockenzone und eine anschließende Schwelzone getrennte Spülgasströme im Umlauf zu führen und den durch die Trockenzone geführten Spülgasstrom durch Zufuhr von Verbrennungsgasen aufzuheizen, die durch Verbrennung von Gas aus der Schwelzone erhalten werden. Bei dem in diesem Zusammenhang diskutierten Vorschlag, wonach durch diese Beheizungsart auch eine Nachentgasung des Schwelzonenrückstandes durchgeführt werden kann, soll ebenfalls nur ein Teil der Schwelgase verbrannt und zur Trocknung ausgenutzt werden, wobei aus der Trockenzone natürlich keine verbrennbaren Gase entweichen, für die ein Inertgasballast von Bedeutung ist.
  • Bei der für die Erfindung als bekannt vorausgesetzten kontinuierlichen Schwelung mit anschließender Hochtemperaturverkokung von Steinkohlen in einem Schachtofen ergibt sich ein Durchlauf der Kohle in dem Schacht durch eine Schwelungs- und Verkokungszone. Diese Grundlage wird für die Erfindung in der Weise ausgenutzt, daß die beiden beheizenden Umlaufgase durch Zumischen von Verbrennungserzeugnissen erhitzt werden, die durch Verbrennen von Destillationsgasen aus der Hochtemperaturverkokungszone mit Sauerstoff hoher Konzentration oder Anreicherung erzeugt werden. Durch die erfindungsgemäße Anwendung von Sauerstoff, sei es von hochkonzentriertem Sauerstoff, sei es von mit Sauerstoff stark angereicherter Luft, werden nur beschränkte Mengen von Verbrennungserzeugnissen, die fast nur aus Kohlensäure und Wasserdampf mit höchstens geringfügigen Beimengungen von Stickstoff und Sauerstoff bestehen, gebildet und den umlaufenden Destillationsgasen beigemischt. Das erfindungsgemäß zum Verbrennen zu benutzende Destillationsgas der Hochtemperaturverkokungszone besteht zum größten Teil, mindestens zu etwa 8o %, aus Wasserstoff und enthält nur einen kleinen Teil Kohlenstoffverbindungen, d. h. hauptsächlich Methan und Kohlenoxyd, daneben allenfalls auch wenig Kohlensäure. Ein solches in ausgeprägtem Maße wasserstoffreiches und an Kohlenstoffverbindungen armes Gas ergibt als Verbrennungserzeugnisse größtenteils Wasserdampf, der im Verlauf der späteren Verarbeitungen der Destillationsgase durch Kühlung als wäßriges Kondensat verschwindet, und nur sehr wenig allein verdünnend wirkende Kohlensäure, wodurch es als Verbrennungsstoff zur unmittelbaren Aufheizung der im Umlauf befindlichen Destillationsgase vorzüglich geeignet ist.
  • Dabei ist dieses zur Verbrennung und Aufheizung ausgewählte Destillationsgas der Hochtemperaturverkokungszone überhaupt viel weniger wertvoll als das übrige, insbesondere das aus der Schwelung hervorgehende Destillationsgas, welch letzteres dadurch für die nutzbare Gewinnung geschont wird und erhalten bleibt. In dieser Beziehung unterscheidet sich das Verfahren der Erfindung besonders vorteilhaft von bekannten, lediglich die Spülgasschwelung umfassenden Verfahren, wobei zur unmittelbaren Beheizung der Kohle das Destillationsgas unter Aufheizung des letzteren mit Sauerstoff verwendet wird.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschilderten erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das zum unmittelbaren Erhitzen der Hochtemperaturverkokung5zone bestimmte Umlaufgas zunächst im gekühlten Zustand zur unmittelbaren Kühlung des erzeugten Hochtemperaturkokses verwendet und erst danach durch Zumischen von Verbrennungserzeugnissen gemäß der Erfindung aufgeheizt wird. Durch diese Verwendung des Umlaufgases zur unmittelbaren Kokskühlung vor seiner Aufheizung wird eine beträchtliche, im ganzen Verfahren aus dem heißen Koks rückzugewinnende Wärmemenge dem Umlaufgas aufgeladen, und damit wird der in dasselbe von außen durch eine Gasverbrennung hineingetragene Wärmeaufwand verringert. Dies bedeutet nicht nur eine Wärmeersparnis im ganzen, sondern vor allem auch eine Verringerung der Anteilmenge der Verbrennungserzeugnisse in dem Umlaufgas, wodurch der aus der Sauerstoffverbrennung entspringende Erfolg wesentlich verbessert wird. Außerdem ergibt die zufolge der Kokskühlung eintretende Vorwärmung des Umlaufgases vor seiner Aufheizung höhere Temperaturen dieses Gases, die für die unmittelbare Wärmeübertragung aus dem Umlaufgas an die Kohle wegen der dann leichteren und durchgreifenderen Wärmeübertragung nützlich sind.
  • Eine weitere Verbesserung mit dem Ziel, die Menge der permanenten Verbrennungserzeugnisse zu verringern, ergibt sich nach einem weiteren Erfindungsgedanken dann, wenn in dem zum Verbrennen bestimmten Destillationsgas sein Methan, bekanntlich der im Steinkohlengas mit größter Anteilmenge vertretene Kohlenwasserstoff, und gegebenenfalls höhere Homologe durch thermische Behandlung zersetzt werden. Hierbei wird bekanntlich der Kohlenstoff der Kohlenwasserstoffe mindestens zum großen Teil in freier Form abgeschieden, während der daneben vorhandene Wasserstoff im Gas angereichert wird. Diese Vorbehandlung des zum Verbrennen bestimmten Destillationsgases ergibt daher Verbrennungserzeugnisse, die wenig Kohlensäure und mehr Wasserdampf enthalten.
  • Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird die zu verarbeitende Steinkohle kontinuierlich durch einen Schachtofen, der eine Verschwelungs-und Hochtemperaturverkokungszone enthält, hindurchgeleitet und danach in einem anschließenden Kühlschacht ebenfalls unter kontinuierlichem Durchgang unmittelbar gekühlt.
  • Das in der Verkokungszone des Schachtofens erzeÜgte Destillationsgas wird einer Verarbeitungsanlage zur vollständigen Kühlung und zur Entfernung des Teers und anderer Wert- und verunreinigender Stoffe zugeführt. Ein Teil des gekühlten Destillationsgases wird in die untere Zone des Schachtofens zur Kühlung des Kokses von unten eingeleitet. Nach Austritt aus dem Kokskühlschacht wird es, durch Beimischung der bei der Verbrennung einer entsprechenden gekühlten Destillationsgasmenge entstehenden Verbrennungsgase erhitzt, in die mittlere Hochtemperaturverkokungszone des Schachtes von unten eingeleitet.
  • Das aus der obersten Schachtzone abziehende Schwelgas wird ebenfalls einer Kühl- und Reinigungsanlage zugeführt und ein Teil des gereinigten Gases nach Erhitzung durch Beimischung der Verbrennungsgase aus einem weiteren Teil der Destillationsgase der Hochtemperaturverkokungszone in die Schwelzone des Schachtofens von unten zurückgeführt.
  • Zu der zwecks Erhitzung des Schachtofens durchgeführten Verbrennung der Gase aus der Hochtemperaturverkokungszone wird erfindungsgemäß jeweils reiner oder hochprozentiger Sauerstoff anstatt Luft verwendet, um die Destillationsgase mit möglichst geringen Inertgasmengen zu belasten.
  • Die erfindungsgemäße Destillation und Verkokung im Schachtofen kann bei gewöhnlichem Atmosphärendruck wie auch bei erhöhtem Druck durchgeführt werden. Das Arbeiten bei erhöhtem Druck ergibt gewisse Vorteile, z. B. größere Festigkeit des Kokses und Vergünstigungen bei der Verarbeitung der Destillationsgase.
  • Wenn man die gesamte Erzeugungsmenge der Kohle an Destillationsgas rechnerisch in Beziehung zu ihrem Wärmebedarf zum Verschwelen und Verkoken setzt, so findet man, daß eine Menge von etwa 8 Volumprozent des Destillationsgases mit hochprozentigem Sauerstoff verbrannt werden muß und daß die entstehenden Verbrennungserzeugnisse aus permanenten Bestandteilen, d. h. Kohlensäure und Stickstoff, ohne den Wasserdampf rd. 14 Volumprozent des als Erzeugnis abgehenden Destillationsgases ausmachen. Diese Anteilmenge ist für die meisten Verwendungszwecke durchaus tragbar; sie entspricht ungefähr dem, was man für Kohlendestillationsgas aus den Kammern gewöhnlicher Koksöfen gewohnt ist.
  • Gegenstand der Erfindung ist nur die Kombination der im Anspruch i genannten Maßnahmen sowie die Anwendung der in den Unteransprüchen beanspruchten Maßnahmen bei der Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch i. Die Einzelmaßnahmen sind selbständig nicht Gegenstand der Erfindung.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung von Steinkohle mit anschließender Hochtemperaturverkokung unter Verwendung eines Schachtofens mit ausschließlicher Beheizung durch unmittelbar einwirkende erhitzte, im Umlauf geführte eigene Destillationsgase, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schwelzone und durch die Verkokungszone jeweils aus den betreffenden Zonen stammende Destillationsgase ausschließlich getrennt im Umlauf geführt werden und daß beide Umlaufgasströme durch Zumischen von Verbrennungserzeugnissen erhitzt werden, die durch Verbrennen von Destillationsgasen aus der Hochtemperaturverkokungszone mit Sauerstoff oder mit an Sauerstoff angereicherter Luft erzeugt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Hochtemperaturverkokungszone geführte Umlaufgas zunächst in gekühltem Zustand zur unmittelbaren Kühlung des erzeugten Hochtemperaturkokses verwendet und erst danach durch Zumischen von Verbrennungserzeugnissen aufgeheizt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu verbrennende Destillationsgas durch thermische Zersetzung seines Methans und gegebenenfalls höherer Kohlenwasserstoffe wasserstoffreicher und kohlenstoffärmer gemacht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 35o 678, 454 404, 722 459; »Kohlenschwelung«, Thau, 1938, S.21; »Das Gas- und Wasserfach«, 1941, S. 536. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 899 791.
DE1948P0006892 1948-10-02 1948-10-02 Verfahren zur kontinuierlichen Schwelung und Hochtemperaturverkokung von Steinkohlen in einem Schachtofen Expired DE973084C (de)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE350678C (de) * 1919-11-28 1922-03-24 Hermann Pape Verfahren zum Entschwelen von Kohlen und anderen Teer abgebenden Stoffen durch unmittelbare Einwirkung heisser brennbarer Gase
DE454404C (de) * 1923-09-04 1928-01-07 Hinselmann Koksofenbaugesellsc Verfahren zur Erzeugung von metallurgischem Koks
DE722459C (de) * 1939-05-27 1942-07-10 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zur Spuelgasschwelung von festen, bituminoesen Brennstoffen, insbesondere Braunkohle
DE899791C (de) * 1942-08-01 1953-12-17 Metallgesellschaft Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schwelen fester Brennstoffe

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