EP0073368B1 - Erwärmung von Kohle - Google Patents

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EP0073368B1
EP0073368B1 EP82107206A EP82107206A EP0073368B1 EP 0073368 B1 EP0073368 B1 EP 0073368B1 EP 82107206 A EP82107206 A EP 82107206A EP 82107206 A EP82107206 A EP 82107206A EP 0073368 B1 EP0073368 B1 EP 0073368B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coal
line
heating
coke
solids
Prior art date
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Expired
Application number
EP82107206A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0073368A2 (de
EP0073368A3 (en
Inventor
Vladan Dr. Dipl.-Ing. Petrovic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krupp Koppers GmbH
Original Assignee
Krupp Koppers GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Krupp Koppers GmbH filed Critical Krupp Koppers GmbH
Priority to AT82107206T priority Critical patent/ATE24331T1/de
Publication of EP0073368A2 publication Critical patent/EP0073368A2/de
Publication of EP0073368A3 publication Critical patent/EP0073368A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0073368B1 publication Critical patent/EP0073368B1/de
Expired legal-status Critical Current

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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
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/18—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact
    • F26B3/20—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor
    • F26B3/205—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by conduction, i.e. the heat is conveyed from the heat source, e.g. gas flame, to the materials or objects to be dried by direct contact the heat source being a heated surface, e.g. a moving belt or conveyor the materials to be dried covering or being mixed with heated inert particles which may be recycled

Definitions

  • the invention relates to the heating of cold, moist coal for subsequent coking.
  • the coal intended for coking is generally at ambient temperature (0 - 20 ° C) with a water content of up to 15% and a particle size distribution of 1-10 mm, with about 85% of the particle sizes being ⁇ 3 mm.
  • the coking properties are important for their use in the coke oven, characterized by dilatation, degree of swelling, fluidity etc. It is known that by heating the coal to 200-250 ° C the cooking time of the coke in the oven can be significantly reduced, e.g. from 20 h to 14 h by removing the water to a slight residual content by heating. It is important that the coking properties of the coals are not impaired when heated. On the contrary, it has been found that the coking of the coal in the coke oven can be improved by appropriate heating, so that even coals which are difficult to coke without pretreatment can be used successfully in the coke oven.
  • coal heating During heating, particularly when the individual coal particles are heated up in a shock-like manner, comminution of the same takes place, which is undesirable because it increases the proportion of fine grains in an unacceptable manner. Coal heating must therefore be carried out carefully. In order to prevent oxidation, coal heating must be operated largely free of oxygen.
  • a number of process principles are known for carrying out coal heating, some of which are already being carried out on an industrial scale, e.g. heating by hot gases in the entrained flow or by indirect heating via heat exchange surfaces in dryers or by direct heating by hot gases in moving bed, for example in a rotating drum.
  • a plant for heating coal can be operated particularly advantageously with regard to the energy consumption of the coking plant if the energy obtained in cooling the coke produced can be used to heat the coal.
  • the invention has for its object to provide a way to heat coal, which combines economical energy consumption with low investment costs and which ensures the protection of the coking technology valuable properties of coal and avoids comminution of the coal particles.
  • the ceramic solids can also be of natural origin, e.g. Pebbles.
  • the operating temperature of the heat-transferring solid bodies is limited. It has proven to be advantageous not to raise the temperature of the solids above 500 ° C. and to select solids from a material whose heat penetration number and temperature coefficient allow slow and gentle transfer of the thermal energy stored in the solid to the coal.
  • the vapors formed during the evaporation of the coal moisture shield the coal particles as a protective gas against the disadvantageous influence of atmospheric oxygen on the properties of the coal that are valuable in terms of coking technology.
  • the ceramic solids can be heated in any way.
  • a preferred embodiment provides for the use of the hot cooling gases occurring here in the presence of a coke dry cooling system within the coking plant. These cooling gases can be introduced into a container holding the solid and release some of their sensible heat there before they flow back to the coke-drying cooling system.
  • Another way to heat the Solid body consists in providing a separate combustion chamber and bringing the flue gases generated there by means of a solid, liquid or gaseous fuel into heat exchange with the solid body.
  • a combustion chamber is also recommended if a dry coke cooling system is available.
  • This combustion chamber ensures that the coal is heated to the desired extent even in the event of a failure or malfunction of the coke-drying cooling system. Since the flue gases generated during combustion are too high at around 1400 ° C to heat the coal, this can be reduced to the required value, for example by adding water vapor.
  • the moist coal from the coal bunker A is fed to the device for heating the coal F via the metering device B with the heated ceramic solids from the solid state heater C via a metering device D by means of a suitable distributor device E by means of a suitable distributor device E.
  • Coal and solids pass through this facility in direct current. The solids give off part of the energy stored in them to the coal. The expelled coal moisture is drawn off via suitable vapor rooms.
  • the coal thus heated is passed through a suitable separating device G, e.g. a vibrating screen, separated from the solids and fed to the coke oven in a suitable manner.
  • the solids are fed back to the solids heater C again, for example by a bucket elevator H.
  • the solid-state heater C can be operated with flue gases from a furnace. It is particularly advantageous with regard to the energy consumption of the coking plant to use the hot gases from dry coke cooling.
  • the heating gas supply is designated 1, the heating gas outlet K.
  • Fig. 2 1 denotes the feed bunker, from which the moist coal is continuously introduced via a cellular wheel sluice 2 into the traveling bed dryer 3, which is designed as an upright, cylindrical container.
  • the spherical ceramic solids are also continuously fed from the heater 4 to the traveling layer dryer via the cellular wheel sluice 5.
  • the coal and the admixed balls flow continuously through the traveling layer dryer from top to bottom, whereby coal and balls are constantly kept in motion by the agitator 6 with the agitator arms 7.
  • the drive of the agitator is designated 8.
  • the agitator thus ensures that new coal grains always come into contact with the hot balls, so that the coal. overall undergoes a substantially uniform heat treatment.
  • the resistance to the downward flow of the coal is overcome by its own weight and the weight of the balls, the variable residence time of the coal in the traveling bed dryer being determined by the withdrawal of the coal and the balls in the lower region.
  • coal and balls are discharged from the traveling layer dryer 3 by means of a screw conveyor 9, which leads to a pneumatic separating device 10.
  • the coal which is now heated to approximately 200 ° C., is separated from the balls with the aid of the carrier gas supplied through line 11 and transported via line 12 to the coal tower (not shown here) with an upstream separator.
  • the specifically heavier balls fall into the collecting container 13 and are returned to the heater 4 by the transport device 14 (chain conveyor, bucket elevator or the like).
  • the discharge of coal and balls from the traveling bed dryer can also be supported by a bunker emptying device 15 of a suitable design arranged in its lower region.
  • the vapor-containing vapors separated in the moving layer dryer 3 from the moist coal are drawn off at different levels via the line 16 and the collecting line 17 and pass via the cyclone 18, the line 19 and the blower 20 into the circuit washer 21, in which, in addition to condensation, the leaching of contamination.
  • a venturi washer could of course also be used.
  • the carbon grains separated in the cyclone 18 pass via the rotary valve 22 and the line 23 to the separating device 10, from where they are conveyed together with the heated coal to the coal tower already mentioned.
  • the liquid flowing out of the circuit washer 21 is discharged via the line 24 and the Pump 25 placed on the cooling tower 26, in which the further cooling takes place to about 20 ° C.
  • the cooled liquid is then introduced into the cooling water distributor 28 via the line 27. From here, the required cooling water is fed back to the various levels of the circuit washer 21 via the lines 29-31.
  • the gases escaping from the circuit washer are drawn off through line 32 and passed to the chimney, not shown.
  • the hot stream of the cooling gases emerging from the upper part of the coke dry cooler 33 at a temperature of approximately 800 ° C. is drawn off through the line 34. From this branches off the line 35, through which a partial flow of the gases is passed over the heat exchanger 36 and is then reintroduced into the coke dryer cooler.
  • the remaining hot cooling gases pass through line 37 to heater 4, where they are used for heat transfer to the balls located therein. These gases leave the heater through line 38 and, after passing through blower 39, are introduced into line 35 at a temperature of approximately 220 ° C. From this line a part of the gases is introduced through line 61 into the middle and another part through line 63 into the lower part of the coke oven cooler.
  • Line 40 branches off from line 38, through which a partial flow of the gas can be blown off through the chimney 41 into the atmosphere.
  • a bypass line 42 is provided behind the blower 39, which is connected to the line 37 to the heater 4. This bypass line allows cold gas from line 38 to be added to the hot gas flowing through line 34 from the coke dry cooler for temperature control purposes.
  • a combustion chamber 43 is additionally provided, to which a gaseous, liquid or solid fuel is fed via line 44 and the necessary combustion air is fed via line 45 becomes. Since the hot flue gases produced during the combustion are too high at approx. 1400 ° C., water vapor is supplied through line 46, which is branched off from line 19. By adding water vapor, the flue gas temperature can be reduced to the desired value, for example 800 - 900 ° C. At this temperature, the flue gas is then fed via line 47 into line 37 leading to heater 4. Finally, a control flap (not shown here) is also provided in line 47, so that the amount of gas released may also be throttled accordingly and the combustion chamber 43 can also be used as an additional heater if necessary.
  • FIG. 3 differs from that according to FIG. 2 only in that a vibrating screen 48 is provided as a separating device below the traveling layer dryer. From this, the balls in turn fall into the collecting container 13, while the coal passes via line 49 to a bucket elevator 50, which transports it to the coal tower (not shown).
  • a vibrating screen 48 is provided as a separating device below the traveling layer dryer. From this, the balls in turn fall into the collecting container 13, while the coal passes via line 49 to a bucket elevator 50, which transports it to the coal tower (not shown).
  • FIG. 4 again shows an upright traveling layer dryer 3, in which, however, the separating device in the form of a vibrating screen 51 is installed in the lower region of the traveling layer dryer itself.
  • the separated balls return to the collecting container 13.
  • the coal is transported to the bucket elevator 50 by means of a screw conveyor 52 and the line 49.
  • the residence time of the coal in the moving bed dryer is determined on the one hand by the conveyor screws 52 and on the other hand by the position of the throttle caps 54 in the interior of the traveling bed dryer.
  • the traveling layer dryer 3 is designed as a floor dryer.
  • the added coal and the balls are mixed by the agitator 6 with the agitator arms 7 and move through openings in the floors 55 from floor to floor.
  • a numerical embodiment is shown in the following table, based on a quantity of coal to be heated of 100 t / h and silica stone balls used as solids.

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Description

  • Die Erfindung betrifft die Erwärmung kalter, feuchter, zzur nachfolgenden Verkokung bestimmter Kohle.
  • Die zur Verkokung vorgesehene Kohle liegt im allgemeinen bei Umgebungstemperatur (0 - 20° C) mit einem Wassergehalt von bis zu 15 % und in einer Korngrößenverteilung von 1 -10 mm vor, wobei ca. 85 % der Korngrößen < 3 mm sind. Für ihren Einsatz im Koksofen sind die kokereitechnischen Eigenschaften wichtig, gekennzeichnet durch Dilatation, Blähgrad, Fluidität etc. Es ist bekannt, daß man durch Erwärmung der Kohle auf 200 - 250° C die Garungszeit des Kokses im Ofen erheblich reduzieren kann, z.B. von 20 h auf 14 h, indem durch Erwärmung das Wasser bis auf geringfügige Restgehalte entfernt wird. Es ist wichtig, daß bei der Erwärmung die kokereitechnischen Eigenschaften der Kohlen nicht beeinträchtigt werden. Im Gegenteil, es wurde gefunden, daß durch sachgerechte Erwärmung die Verkokung der Kohle im Koksofen verbessert werden kann, so daß auch Kohlen, die ohne Vorbehandlung schlecht verkokbar sind, mit Erfolg im Koksofen eingesetzt werden können.
  • Bei der Erwärmung kann, insbesondere bei schockartiger Aufheizung der einzelnen Kohlepartikel, eine Zerkleinerung derselben stattfinden, die unerwünscht ist, weil sie den Feinkornanteil in unzulässiger Weise erhöht. Die Kohleerwärmung muß deshalb schonend durchgeführt werden. Um Oxidation zu verhüten, muß die Kohleerwärmung weitgehend sauerstofffrei betrieben werden.
  • Zur Durchführung der Kohleerwärmung sind eine Reihe von Verfahrensprinzipien bekannt, die zum Teil auch bereits großtechnisch durchgeführt werden, wie z.B. die Erwärmung durch heiße Gase im Flugstrom oder durch indirekte Beheizung über Wärmeaustauschflächen in Trocknern oder durch direkte Beheizung durch heiße Gase in bewegter Schüttung, beispielsweise in einer rotierenden Trommel.
  • Alle diese Verfahren zeichnen sich durch hohe Investitionskosten, durch erheblichen maschinellen Aufwand und durch großen Energieaufwand aus. Außerdem tritt eine Verschiebung der Kornverteilung zum Feinkorn hin auf. Andere kokereitechnische Eigenschaften, wie z.B. Dilatation und Fluidität, werden beeinträchtigt.
  • Besonders vorteilhaft bezüglich des Energieverbrauches der Kokerei läßt sich eine Anlage zur Erwärmung von Kohle betreiben, wenn die beim Kühlen des erzeugten Kokses gewonnene Energie zur Erwärmung der Kohle eingesetzt werden kann.
  • Aus der GB-A 407 665 ist es auch bereits bekannt, Kohle dadurch zu erwärmen, daß man sie mit heißem Koks mischt und dieses Gemisch dann durch eine rotierende Trommel leitet, an deren Ausgang die Trennung von Koks und Kohle erfolgt. Es ist ferner die Vergasung von festen Brennstoffen mittels beigemischter heißer Festkörper in einer abwärts gerichteten Wanderschicht bekannt (GB-A 744 742). Schließlich ist auch bereits die Pyrolyse von festen kohlenstoffhaltigen Materialien, wie Ölschiefer, in Gegenwart heißer Festkörper in einer rotierenden Trommel vorgeschlagen worden (GB-A 1 023491).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Erwärmung von Kohle zu schaffen, die mit niedrigen Investitionskosten einen sparsamen Energieverbrauch verbindet und die den Schutz der kokereitechnisch wertvollen Eigenschaften der Kohle gewährleistet und eine Zerkleinerung der Kohlepartikel vermeidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Verwendung von aus keramischem Material bestehenden, einen Durchmesser von kleiner als 40 mm aufweisenden Festkörpern mit Kugelform zur direkten Erwärmung kalter, feuchter, zur nachfolgenden Verkokung bestimmter Kohle in einer abwärts gerichteten Wanderschicht vorgeschlagen.
  • Zur guten Durchmischung der Kohle mit den wärmeübertragenden Feststoffen ist es zweckmäßig, Festkörper mit einem engen Größenspektrum einzusetzen.
  • Die keramischen Festkörper können auch natürlichen Ursprungs sein, z.B. Kieselsteine.
  • Wesentlich bei der Wahl des keramischen Werkstoffes für die Festkörper ist, daß dieser abriebfest ist. So werden mechanische Abriebfestigkeiten nach DIN 52108 von kleiner als 0,45 cm3/cm2 bevorzugt.
  • Um zu verhüten, daß die kalte, feuchte Kohle einem Wärmeschock ausgesetzt wird, sind der Einsatztemperatur der wärmeübertragenden Festkörper Grenzen gesetzt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Temperatur der Festkörper nicht über 500° C zu steigern und Festkörper aus einem Material zu wählen, deren Wärmeeindringzahl und Temperaturleitzahl eine langsame und schonende übertragung der im Festkörper gespeicherten Wärmeenergie auf die Kohle gestattet.
  • Die bei der Verdampfung der Kohlefeuchte entstehenden Brüden schirmen als Schutzgas die Kohlepartikel gegen den nachteiligen Einfluß des Luftsauerstoffs auf die kokereitechnisch wertvollen Eigenschaften der Kohle ab.
  • Das Aufheizen der keramischen Festkörper kann an sich auf beliebige Art erfolgen. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht bei Vorhandensein einer Kokstrockenkühlanlage innerhalb des Kokereibetriebes die Verwendung der hier anfallenden heißen Kühlgase vor. Diese Kühlgase können in einen die Festkörper aufnehmenden Behälter eingeleitet und dort an diese einen Teil ihrer fühlbaren Wärme abgeben, bevor sie zur Kokstrockenkühlanlage zurückströmen.
  • Eine andere Möglichkeit zum Aufheizen der Festkörper besteht darin, eine separate Verbrennungskammer vorzusehen und die dort mittels eines festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes erzeugten Rauchgase in Wärmeaustausch mit den Festkörpern zu bringen. Die Installation einer solchen Verbrennungskammer empfiehlt sich im übrigen auch dann, wenn eine Kokstrockenkühlanlage vorhanden ist. Durch diese Verbrennungskammer ist dann auch bei einem Ausfall oder einer Betriebsstörung der Kokstrockenkühlanlage die Erwärmung der Kohle in gewünschtem Maße gesichert. Da die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase mit ca. 1400°C für die Erwärmung der Kohle eine zu hohe Temperatur aufweisen, kann diese beispielsweise durch Zumischen von Wasserdampf auf den erforderlichen Wert gesenkt werden.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise veranschaulicht. Dabei zeigen:
    • Fig. 1 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Verfahrens und
    • Fig. 2 -5 Fließ-Schemen von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Im einzelnen zeigen hierbei:
    • Fig. 2 Den Einsatz eines senkrecht stehenden Behälters als Wanderschichttrockner,
    • Fig. 3 den Wanderschichttrockner nach Fig. 2 mit einer anderen Austrage- und Trennvorrichtung,
    • Fig. 4 den Wanderschichttrockner nach Fig. 2 mit eingebautem Schwingsieb,
    • Fig. 5 den Einsatz eines Etagentrockners.
  • Gemäß Fig. 1 wird die feuchte Kohle aus dem Kohlenbunker A über das Zuteilorgan B mit den erhitzten keramischen Festkörpern aus dem Festkörpererhitzer C über ein Dosiergerät D mittels einer geeigneten Verteilervorrichtung E gemeinsam der Einrichtung zur Erwärmung der Kohle F zugeführt. Kohle und Festkörper durchwandern im Gleichstrom diese Einrichtung. Dabei geben die Festkörper einen Teil der in ihnen gespeicherten Energie an die Kohle ab. Die ausgetriebene Kohlefeuchte wird über geeignete Brüdenräume abgezogen.
  • Die so erwärmte Kohle wird in einer geeigneten Trenneinrichtung G, z.B. einem Schüttelsieb, von den Festkörpern getrennt und auf geeignete Weise dem Koksofen zugeführt. Die Festkörper werden, beispielsweise durch ein Becherwerk H, dem Feststofferhitzer C wieder zugeführt.
  • Der Festkörpererhitzer C kann mit Rauchgasen aus einer Feuerung betrieben werden. Besonders vorteilhaft bezüglich des Energieverbrauches der Kokerei ist es, die heißen Gase einer Kokstrockenkühlung einzusetzen. Die Heizgaszufuhr ist mit 1, der Heizgasaustritt mit K bezeichnet.
  • Die nachstehend dargestellten Ausführungsalternativen des erfindungsgemäßen Verfahrens haben alle den Einsatz von Gasen aus einer Kokstrockenkühlung zum Gegenstand.
  • In Fig. 2 ist mit 1 der Aufgabebunker bezeichnet, aus dem kontinuierlich die feuchte Kohle über eine Zellenradschleuse 2 in den Wanderschichttrockner 3, der als aufrecht stehender, zylindrischer Behälter ausgebildet ist, eingeleitet wird. Ebenfalls kontinuierlich werden aus dem Erhitzer 4 die kugelförmigen keramischen Festkörper über die Zellenradschleuse 5 dem Wanderschichttrockner zugeführt.
  • Die Kohle und die beigemischten Kugeln fließen kontinuierlich durch den Wanderschichttrockner von oben nach unten, wobei Kohle und Kugeln durch das Rührwerk 6 mit den Rührarmen 7 ständig in Bewegung gehalten werden. Der Antrieb des Rührwerkes ist mit 8 bezeichnet. Durch das Rührwerk wird somit gewährleistet, daß immer neue Kohlekörner mit den heißen Kugeln in Berührung kommen, so daß die Kohle. insgesamt eine im wesentlichen gleichmäßige Wärmebehandlung erfährt. Die Widerstände beim Abwärtsfließen der Kohle werden durch deren eigenes und das Gewicht der Kugeln überwunden, wobei die variable Verweilzeit der Kohle im Wanderschichttrockner vom Abzug der Kohle und der Kugeln im unteren Bereich bestimmt wird.
  • Die Austragung von Kohle und Kugeln aus dem Wanderschichttrockner 3 erfolgt bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung mittels einer Förderschnecke 9, die zu einer pneumatischen Abscheideeinrichtung 10 führt. In dieser wird die nunmehr auf ca. 200°C erwärmte Kohle mit Hilfe des durch die Leitung 11 zugeführten Trägergases von den Kugeln getrennt und über die Leitung 12 zum hier nicht dargestellten Kohlenturm mit vorgeschaltetem Abscheider transportiert. Die spezifisch schwereren Kugeln fallen dagegen in den Auffangbehälter 13 und werden durch die Transportvorrichtung 14 (Kettenförderer, Becherwerk oder dergl.) wieder dem Erhitzer 4 zugeführt. Die Austragung von Kohle und Kugeln aus dem Wanderschichttrockner kann noch durch eine in dessen unterem Bereich angeordnete Bunkerentleerungseinrichtung 15 geeigneter Bauart unterstützt werden.
  • Die im Wanderschichttrockner 3 aus der feuchten Kohle abgeschiedenen abgashaltigen Brüden werden in verschiedenen Ebenen über die Leitung 16 und die Sammelleitung 17 abgezogen und gelangen über den Zyklon 18, die Leitung 19 und das Gebläse 20 in den Kreislaufwascher 21, in dem neben einer Kondensation die Auswaschung von Verunreinigungen erfolgt. Statt der dargestellten Wascherkonstruktion könnte natürlich auch eine andere Ausführungsform, beispielsweise ein Venturiwascher, eingesetzt werden.
  • Die im Zyklon 18 abgeschiedenen Kohlekörner gelangen über die Zellenradschleuse 22 und die Leitung 23 zur Abscheideeinrichtung 10, von wo aus sie zusammen mit der erwärmten Kohle zum bereits erwähnten Kohlenturm gefördert werden.
  • Die aus dem Kreislaufwascher 21 ablaufende Flüssigkeit wird über die Leitung 24 und die Pumpe 25 auf den Kühlturm 26 aufgegeben, in dem die weitere Abkühlung bis auf ca. 20°C erfolgt. Die gekühlte Flüssigkeit wird sodann über die Leitung 27 in den Kühlwasserverteiler 28 eingeleitet. Von hier wird das erforderliche Kühlwasser über die Leitungen 29 - 31 wieder auf die verschiedenen Ebenen des Kreislaufwaschers 21 aufgegeben. Die aus dem Kreislaufwascher entweichenden Gase werden durch die Leitung 32 abgezogen und zum nicht dargestellten Kamin geleitet.
  • Der aus dem oberen Teil des Kokstrockenkühlers 33 mit einer Temperatur von ca. 800°C austretende heiße Strom der Kühlgase wird durch die Leitung 34 abgezogen. Hiervon zweigt die Leitung 35 ab, durch die ein Teilstrom der Gase über die Wärmeaustauscher 36 geleitet und dann in den Kokstrockenkühler wieder eingeführt wird. Die übrigen heißen Kühlgase gelangen durch die Leitung 37 zum Erhitzer4, in dem sie zur Wärmeübertragung an die darin befindlichen Kugeln genutzt werden. Diese Gase verlassen den Erhitzer durch die Leitung 38 und werden nach Passieren des Gebläses 39 mit einer Temperatur von ca. 220° C in die Leitung 35 eingeleitet. Von dieser Leitung wird ein Teil der Gase durch die Leitung 61 in den mittleren und ein anderer Teil durch die Leitung 63 in den unteren Teil des Kokstrockenkühlers eingeführt. Von der Leitung 38 zweigt die Leitung 40 ab, durch die ein Teilstrom des Gases durch den Kamin 41- in die Atmosphäre abgeblasen werden kann. Außerdem ist hinter dem Gebläse 39 eine Bypass-Leitung 42 vorgesehen, die mit der Leitung 37 zum Erhitzer 4 in Verbindung steht. Durch diese Bypass-Leitung kann dem durch die Leitung 34 aus dem-Kokstrockenkühler ausströmenden heißen Gas zwecks Temperaturregelung kaltes Gas aus der Leitung 38 zugemischt werden.
  • Damit das Aufheizen der Kugeln im Erhitzer 4 bei einem Ausfall bzw. einer Betriebsstörung des Kokstrockenkühlers 33 nicht beeinträchtigt wird, ist zusätzlich eine Verbrennungskammer 43 vorgesehen, der über die Leitung 44 ein gasförmiger, flüssiger oder fester Brennstoff sowie über die Leitung 45 die erforderliche Verbrennungsluft zugeführt wird. Da die bei der Verbrennung entstehenden heißen Rauchgase mit ca. 1400° C eine zu hohe Temperatur aufweisen, wird Wasserdampf durch die Leitung 46 zugeführt, der aus der Leitung 19 abgezweigt wird. Durch diese Wasserdampfzugabe kann die Rauchgastemperatur auf den gewünschten Wert von beispielsweise 800 - 900° C gesenkt werden. Mit dieser Temperatur wird das Rauchgas sodann über die Leitung 47 in die zum Erhitzer 4 führende Leitung 37 eingespeist. In der Leitung 47 ist schließlich noch eine hier nicht dargestellte Regelklappe vorgesehen, so daß die abgegebene Gasmenge gegebenenfalls auch entsprechend gedrosselt und die Verbrennungskammer43 im Bedarfsfall auch als Zusatzheizung eingesetzt werden kann.
  • Die Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 2 lediglich dadurch, daß als Abscheideeinrichtung unterhalb des Wanderschichttrockners ein Schwingsieb 48 vorgesehen ist. Von diesem fallen die Kugeln wiederum in den Auffangbehälter 13, während die Kohle über die Leitung 49 zu einem Becherwerk 5o gelangt, das sie zu dem nicht dargestellten Kohlenturm transportiert.
  • Fig. 4 zeigt wiederum einen aufrecht stehenden Wanderschichttrockner 3, bei dem jedoch die Abscheideeinrichtung in Form eines Schwingsiebes 51 im unteren Bereich des Wanderschichttrockners selbst eingebaut ist. Die abgeschiedenen Kugeln gelangen wieder in den Auffangbehälter 13. Die Kohle wird mittels einer Förderschnecke 52 und der Leitung 49 zum Becherwerk 50 transportiert.
  • Die Verweilzeit der Kohle im Wanderschichttrockner wird bei dieser Ausführungsform einmal durch die Förderschnekke 52 und zum anderen durch die Stellung der Drosselkappen 54 im Inneren des Wanderschichttrockners bestimmt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist der Wanderschichttrockner 3 als Etagentrockner ausgebildet. Die aufgegebene Kohle und die Kugeln werden hierbei von dem Rührwerk 6 mit den Rührarmen 7 vermischt und wandern durch Öffnungen in den Etagenböden 55 von Etage zu Etage.
  • Als Vorteile der Erfindung sind zu nennen:
    • a) die große spezifische Wärmeaustauschfläche, die abhängig vom Kugelradius-200 - 600 m2/m3 beträgt,
    • b) der große Wärmeaustauschkoeffizient von 80-400 W/m2K,
    • c) das vergleichsweise kleine Trocknungsvolumen (4 -16 m3 bezogen auf 100 t/h Trockenkohle),
    • d) die große Leistungsdichte von 1050 - 3200
      Figure imgb0001
    • e) niedriger Verbrauch an elektrischer Energie, nämlich 20 - 60 kW für den Transport der Feststoffwärmeträger bei einem Gesamtverbrauch von ca. 600 kW (bezogen auf 100 t/h Kohle),
    • f) geringer Personalaufwand für die Bedienung und Wartung der Anlage, demzufolge auch geringe Wartungskosten,
    • g) geringe Umweltschutzprobleme und
    • h) keine Gefahr der Beeinträchtigung der kokereitechnischen Eigenschaften der Kohle, weil die Eintrittstemperatur der Feststoffwärmeträger maximal nur ca. 400° C beträgt.
  • Ein zahlenmäßiges Ausführungsbeispiel ist der folgenden Tabelle zu entnehmen, wobei eine zu erwärmende Kohlenmenge von 100 t/h zugrunde gelegt und als Festkörper Silicasteinkugeln verwendet werden.
    Figure imgb0002

Claims (1)

  1. Verwendung von aus keramischem Material bestehenden, einen Durchmesser von kleiner als 4o mm aufweisenden Festkörpern mit Kugelform zur direkten Erwärmung kalter, feuchter, zur nachfolgenden Verkokung bestimmter Kohle in einer abwärts gerichteten Wanderschicht.
EP82107206A 1981-08-25 1982-08-10 Erwärmung von Kohle Expired EP0073368B1 (de)

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