EP0033874A2 - Kühler für die Koks-Trockenkühlung - Google Patents

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EP0033874A2
EP0033874A2 EP81100484A EP81100484A EP0033874A2 EP 0033874 A2 EP0033874 A2 EP 0033874A2 EP 81100484 A EP81100484 A EP 81100484A EP 81100484 A EP81100484 A EP 81100484A EP 0033874 A2 EP0033874 A2 EP 0033874A2
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coke
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Wilhelm Jakobi
Bernard Heinrichs
Friedrich Dr. Dipl.-Ing. Jokisch
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Krupp Koppers GmbH
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Krupp Koppers GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/02—Dry cooling outside the oven

Definitions

  • the invention relates to a cooler for coke dry cooling, which has an annular installation in its upper part in the area of the exhaust line for the gaseous cooling medium.
  • cooler designs For dry coke cooling, cooler designs have been known for a long time, in which the gaseous cooling medium is drawn off from the upper part of the cooler via an annular channel arranged in the masonry of the cooler lining.
  • the disadvantages of this embodiment can be seen above all in the fact that a large number of complicated stone shapes are required for the lining of the ring channel and that overall an extraordinarily large amount of refractory lining material is required for such an embodiment.
  • damage to the refractory lining almost always occurred, which can be repaired with this embodiment hardly or only with great difficulty and with a considerable expenditure of time and material .
  • the annular installation has a conical shape instead of the previously customary cylindrical shape, because this creates a relatively large annular space between the inside of the cooler and the outside of the annular installation, due to its conical shape already ensures a relatively good distribution of the gases escaping from the coke over the entire circumference.
  • the conical shape results in a smaller construction volume.
  • suitable internals can also be provided in the annulus to even out and / or throttle the gas flow. This can be done, for example, in a particularly simple form in that a support ring is fastened to the outside of the ring-shaped installation, while the opposite refractory radiator lining has a corresponding recess, so that the installations can rest loosely on the support ring and the opposite recess.
  • These internals can also consist of a heat-resistant metallic material. But it can also be fireproof shaped stones such. B. so-called slide stones come to use.
  • the connecting piece for the exhaust line for the gaseous cooling medium has a round cross section.
  • cooler shows as a longitudinal section only that part of the cooler which is necessary for explaining the design features essential to the invention.
  • the upper end of the cooler with the feed device for the coke to be cooled and the lower end of the cooler with the extraction device are not shown tion for the cooled coke and the gas inlet connection.
  • it is assumed that it is a cooler in which, in a manner known per se, the coke to be cooled, which is fed in from above, is treated with a gaseous cooling medium rising in countercurrent from the bottom up.
  • the invention is not tied to any specific embodiment.
  • the ring-shaped installation 1 has a conical shape.
  • the cone jacket 2 consists of a heat-resistant metallic material, for example heat-resistant steel.
  • the wear and heat protection layer 3 is attached to the inside of the cone jacket 2. This can consist of fireproof masonry or fireproof spray or ramming compound.
  • This protective layer it is also possible to protect this protective layer by so-called. Apply flame spray.
  • it does not have to be a completely homogeneous protective layer; B. also consist of two superimposed layers with different material properties.
  • the top layer can be distinguished by a particularly high wear resistance, while the layer underneath has a particularly good insulation capacity.
  • the ring-shaped installation 1 is suspended via the ring-shaped bracket 4, which is fastened to the outer radiator jacket 6 by the anchors 5. Between the upper edge of the conical jacket 2 or the console 4 and the cooler jacket 6 is still the gas-tight seal 16, which also provides a certain amount of heat insulation to the radiator jacket 6.
  • the cooler in the present case is not provided with a continuous outer cooler jacket 6, but consists of an upper part 7 and a lower part 8, which are connected to one another via the sliding joint 9.
  • the inner diameter of the upper part 7 is adapted to the outer diameter of the lower part 8, so that it can grow freely into the upper part 7 when the cooler is heated, without the latter having to change its position to the appropriate extent.
  • the conditions are also the same when cooling, when the lower part 8 is subjected to shrinkage.
  • the support ring 10 is attached to the outside of the cone jacket 2, while the opposite radiator lining 11 has a recess 12 at the height of the support ring 10.
  • the internals 13 required for the equalization and / or throttling of the gas flow.
  • These can, for example - as has already been established - from so-called slide stones or similar refractory shaped stones exist, which are simply loosely placed on the support ring 10 and the recess 12.
  • the internals 13 are evenly distributed over the entire cross section of the annular space between the cone jacket 2 and the radiator lining 11.
  • connection stub 15 preferably has a round cross section.
  • the hatched areas in the illustration each represent the radiator lining. It has been shown that using the construction according to the invention can save more than 50% of the previously required requirement for refractory material. Due to the arrangement of the Sliding joint 9 greatly reduces the susceptibility to repairs of the radiator caused by stress or expansion cracks in the refractory material of the radiator lining. If, contrary to expectations, damage should occur, it can be repaired relatively easily and at a relatively low cost due to the simplicity of the proposed construction and its good accessibility and due to the fact that only a small number of stone molds are required for the radiator lining .

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil im Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium einen ringförmigen Einbau (1) aus einem hitzebeständigen metallischen Werkstoff aufweist, der an seiner Innenseite mit einer geeigneten Verschleiß- und Hitzeschutzschicht (3) versehen ist. Der ringförmige Einbau (1) ist dabei über eine geeignete Befestigungsvorrichtung mit dem Oberteil (7) des Kühlers verbunden und zwischen dem Oberteil (7) und dem Unterteil (8) des Kühlers ist eine Gleitfuge (9) vorgesehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil im Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium einen ringförmigen Einbau aufweist.
  • Für die Koks-Trockenkühlung sind bereits seit längerer Zeit Kühlerkonstruktionen bekannt, bei denen der Abzug des gasförmigen Kühlmediums aus dem oberen Teil des Kühlere über einen im Mauerwerk der Kühlerauskleidung angeordneten Ringkanal erfolgt. Die Nachteile dieser Ausführungsform sind vor allem darin zu sehen, dass für die Ausmauerung des Ringkanals eine Vielzahl komplizierter Steinformen erfoderlich sind und dass insgesamt gesehen für eine derartige Ausführungsform ausserordentlich viel feuerfestes Auskleidungsmaterial erforderlich ist. Ausserdem traten bedingt durch die unterschiedliche Wärmedehnung zwischen dem inneren und dem äusseren Mantel des Kühlers beim Kaltfahren desselben fast immer Schäden an der feuerfesten Auskleidung auf, die sich bei dieser Ausführungsform kaum oder nur unter grössten Schwierigkeiten und mit einem erheblichen Aufwand an Zeit und Material reparieren lassen.
  • Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, den Kühler mit einem ringförmigen Einbau zu versehen, der von oben in das Innere des Kühlers bis in den Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium hineinragt. Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 1 der DE-OS 27 00 783 abgebildet. Dabei bildet der von oben in den Kühler eingefüllte heisse Koks beim Auslaufen aus dem ringförmigen Einbau eine Aufböschung, durch die ein geschlossener Ringraum zwischen der Kühle rinnenseite und der Aussenseite des ringförmigen Einbaus entsteht. Da sich in diesem Bereich auch der Anschluss der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium befindet, können die aus dem zu kühlenden Koks entweichenden heissen Gase über den Ringraum in die Abzugsleitung gelangen. Obwohl mit dieser Ausführungsform bereits eine gewisse Vereinfachung und Verbesserung gegenüber der weiter oben beschriebenen Konstruktion erreicht wird, ist auch sie noch nicht völlig frei von Nachteilen.
  • Bisher wurde nämlich der ringförmige Einbau zusammen mit der übrigen Kühlerauskleidung vollständig aus feuerfestem Mauerwerk gebildet. Das heisst, die weiter oben geschilderten Nachteile treten hier - wenn auch in abgeschwächter Form - ebenfalls auf.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die zuletzt beschriebene Ausführungsform eines Kühlers für die Koks-Trokkenkühlung konstruktiv zu verbessern, wobei insbesondere folgende Punkte berücksichtigt werden sollen :
    • 1.) Leichtere und unkompliziertere Konstruktion mit einem geringeren Bedarf an feuerfestem Material.
    • 2. ) Herabsetzung der durch Wärmedehung bedingten Reparaturanfälligkeit, insbesondere beim Heiss- und Kaltverfahren des Kühlers.
    • 3.) Gute Regelbarkeit des aus dem zu kühlenden Koks austretenden Gasstromes und damit günstige Beeinflussung der Strömungsverhältnisse im Kühler allgemein.
  • Der der Lösung dieser Aufgabe dienende Kühler ist erfindungsgemäss durch folgende Konstruktionsmerkmale gekennzeichnet :
    • a) Der ringförmige Einbau wird aus einem hitzebeständigen metallischen Werkstoff hergestellt und ist an seiner Innenseite mit einer geeigneten Verschleiss- und Hitze - schutzschicht versehen;
    • b) der ringförmige Einbau wird ledigleich an seinem oberen Ende über eine geeignete Befestigungsvorrichtung mit dem Oberteil des Kühlers verbunden

    und
    • c) zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Kühlers ist eine Gleitfuge vorgesehen.
  • Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, wenn der ringförmige Einbau anstelle der bisher üblichen zylindrischen Form eine konische Form aufweist, weil dadurch ein relativ grosser Ringraum zwischen der Kühlerinnenseite und der Aussenseite des ringförmigen Einbaus entsteht, der durch seine konische Formgebung bereits für eine relativ gute Verteilung der aus dem Koks entweichenden Gase auf den gesamten Umfang sorgt. Ausserdem ergibt sich durch die konische Form ein kleineres Bauvolumen.
  • Falls erfoderlich können zur Vergleichmässigung und/oder Drosselung der Gasströmung auch geeignete Einbauten in dem Ringraum vorgesehen werden. Das kann beispielsweise in besonders einfacher Form dadurch geschehen, dass an der Aussenseite des ringförmigen Einbaus ein Tragring befestigt wird, während die gegenüberliegende feuerfeste Kühlerauskleidung eine entsprechende Aussparung aufweist, so dass die Einbauten lose auf dem Tragring und der gegenüberliegenden Aussparung aufliegen können. Diese Einbauten können ebenfalls aus einem hitzebeständigen metallischen Werkstoff bestehen. Es können dafür aber auch feuerfeste Formsteine, wie z. B. sogenannte Schiebersteine, zur Anwendung gelangen.
  • Schliesslich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anschluss-Stutzen für die Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium einen runden Querschnitt aufweist.
  • Weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Kühlers sollen nachfolgend an Hand der Abbildung erläutert werden. Diese zeigt dabei als Längsschnitt nur jenen Teil des Kühlers, der für die Erläuterung der erfindungswesentlichen Konstruktionsmerkmale erforderlich ist. Nicht dargestellt sind dagegen das obere Ende des Kühlers mit der Aufgabevorrichtung für den zu kühlenden Koks sowie das untere En'de des Kühlers mit der Abzugsvorrichtung für den gekühlten Koks sowie dem Gaseintrittsstutzen. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass es sich um einen Kühler handelt, bei dem in an sich bekannter Weise der von oben aufgegebene zu kühlende Koks mit einem im Gegenstrom von unten nach oben aufsteigenden gasförmigen Kühlmedium behandelt wird. Selbstverständlich bestehen bezüglich der in der Abbildung nicht dargestellten Teile des Kühlers unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten. Die Erfindung ist hierbei jedoch an keine spezielle Ausführungsform gebunden.
  • In der Abbildung weist der ringförmige Einbau 1 eine konische Form auf. Der Konusmantel 2 besteht dabei aus einem hitzebeständigen metallischen Werkstoff, z.B. hitzebeständigem Stahl. Auf der Innenseite des Konusmantels 2 ist die Verschleiss- und Hitzeschutzschicht 3 angebracht. Diese kann aus einem feuerfesten Mauerwerk oder feuerfester Spritz- oder Stampfmasse bestehen. Es ist schliesslich auch möglich, diese Schutzschicht durch sogen. Flammenspritzen aufzutragen. Ausserdem muss es sich auch nicht um eine völlig homogere Schutzschicht handeln, sondern dieselbe kann z. B. auch aus zwei übereinanderliegenden Schichten mit unterschiedlichen Materialeigenschaften bestehen. So kann sich beispielsweise die oberste Schicht durch eine besonders hohe Verschleissfähigkeit auszeichnen, während die darunter liegende Schicht eine besonders gute Isolierfähigkeit aufweist. Die Aufhängung des ringförmigen Einbaus 1 erfolgt in diesem Falle über die ringförmige Konsole 4, die durch die Verankerungen 5 am äusseren Kühlermantel 6 befestigt ist. Zwischen der Oberkante des Konusmantels 2 bzw. der Konsole 4 und dem Kühlermantel 6 befindet sich dabei noch die gasdichte Abdichtung 16, die auch noch für eine gewisse Wärmeisolierung zum Kühlermantel 6 sorgt.
  • Im Gegensatz zu bekannten Konstruktionen ist der Kühler im vorliegenden Falle nicht mit einem durchgehenden äusseren Kühlermantel 6 versehen, sondern besteht aus einem Oberteil 7 und einem Unterteil 8, die über die Gleitfuge 9 miteinander in Verbindung stehen. Dabei ist der innere Durchmesser des Oberteils 7 dem äusseren Durchmesser des Unterteiles 8 angepasst, so dass dieses beim Aufheizen des Kühlers frei in den Oberteil 7 hineinwachsen kann, ohne dass dieser seine Position im entsprechenden Masse verändern muss. Entsprechend sind die Verhältnisse natürlich auch bei einer Abkühlung, wenn das Unterteil 8 einer Schrumpfung unterworfen wird.
  • Da die Aufhängung des ringförmigen Einbaus 1 nur in der weiter oben beschriebenen Art und Weise an der Konsole 4 erfolgt, wird dessen Position nur von der vertikalen Wärmedehnung beeinflusst, die im Bereich der Konsole 4 auftritt und auf die die Wärmedehnung des Unterteiles 8 keinerlei Einfluss mehr hat.
  • Am Konusmantel 2 ist aussen der Tragring 10 angebracht, während die gegenüberliegende Kühlerauskleidung 11 in Höhe des Tragringes 10 eine Aussparung 12 aufweist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die für die Vergleichmässigung und/oder Drosselung der Gasströmung erforderlichen Einbauten 13 anzubringen. Diese können beispielsweise - wie bereits festgestellt wurde - aus sogenannten Schiebersteinen oder ähnlichen feuerfesten Formsteinen bestehen, die einfach lose auf den Tragring 10 und die Aussparung 12 aufgelegt sind. Selbstverständlich sind die Einbauten 13 dabei gleichmässig über den gesamten Querschnitt des Ringraumes zwischen dem Konusmantel 2 und der Kühlerauskleidung 11 verteilt.
  • Die Wirkungsweise des in der Abbildung dargestellten Kühlers ist bereits weiter oben kurz erläutert worden. Das heisst, es wird auch hier der zu kühlende Koks von oben in den Kühler eingefüllt. Beim Auslaufen des Kokses aus dem ringförmigen Einbau 1 bildet dieser eine Aufböschung, die sich von der Kühlerauskleidung 11 bis zur Unterkante des Konusmantels 2 erstreckt. Dadurch entsteht oberhalb der in der Abbildung nicht dargestellten Aufböschung der geschlossene Ringraum 14, in dem sich die aus dem Koks aufsteigenden heissen Gase sammeln können, wobei die Einbauten 13 für eine gleichmässige Verteilung bzw. Drosselung des Gasstromes sorgen. In den Ringraum 14 mündet der Anschluss-Stutzen 15 für die nicht mehr dargestellte Abzugsleitung, durch die die heissen Gase aus dem Ringraum 14 abgezogen und einer geeigneten Wärmerückgewinnungseinrichtung zugeführt werden. Aus statischen Gründen weist der Anschluss-Stutzen 15 dabei vorzugsweise einen runden Querschnitt auf.
  • Die schraffierten Flächen in der Abbildung stellen jeweils die Kühlerauskleidung dar. Es hat sich gezeigt, dass dafür bei Anwendung der erfindungsgemässen Konstruktion mehr als 50 % des bisher üblichen Bedarfes an feuerfestem Material eingespart werden können. Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Gleitfuge 9 wird die durch Spannungs- bzw. Dehnungsrisse im feuerfesten Material der Kühlerauskleidung bedingte Reparaturanfälligkeit des Kühlers stark herabgesetzt. Sollten trotzdem wider Erwarten Schäden auftreten, so lassen sich dieselben wegen der Einfachheit der vorgeschlagenen Konstruktion sowie ihrer guten Zugänglichkeit und auf Grund der Tatsache, dass nur eine geringe Anzahl von Steinformen für die Kühlerauskleidung benötigt werden, verhältnis mässig leicht und mit einem relativ geringen Kostenaufwand beheben.

Claims (5)

1.) Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil im Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium einen ringförmigen Einbau aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsmerkmale :
a) Der ringförmige Einbau (1) wird aus einem hitzebeständigen metallischen Werkstoff hergestellt und ist an seiner Innenseite mit einer geeigneten Verschleiss- und Hitzeschutzschicht (3) versehen,
b) der ringförmige Einbau (1) wird lediglich an seinem oberen Ende über eine geeignete Befestigungsvorrichtung mit dem Oberteil (7) des Kühlers verbunden,

und
c) zwischen dem Oberteil (7) und dem Unterteil (8) des Kühlers ist eine Gleitfuge (9) vorgesehen.
2. ) Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Einbau (1) vorzugsweise eine konische Form aufweist.
3.) Kühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringraum (14) zwischen der Innenseite des Kühlers und der Aussenseite des ringförmigen Einbaus (1) Einbauten (13) zur Vergleichmässigung und/oder Drosselung der Gasströmung angeordnet sind.
4.) Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten (13) aus einem hitzebeständigen metallischen Werkstoff und/oder feuerfesten Formsteinen bestehen und auf einem Tragring (10) sowie einer Aussparung (12) in der Kühlerauskleidung (11) lose aufliegen.
5.) Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss-Stutzen (15) an die Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium vorzugsweise einen runden Querschnitt aufweist.
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