EP0177524A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von aktivformkoks als granulat auf der basis vorbehandelter steinkohle - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von aktivformkoks als granulat auf der basis vorbehandelter steinkohle

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Publication number
EP0177524A1
EP0177524A1 EP85901432A EP85901432A EP0177524A1 EP 0177524 A1 EP0177524 A1 EP 0177524A1 EP 85901432 A EP85901432 A EP 85901432A EP 85901432 A EP85901432 A EP 85901432A EP 0177524 A1 EP0177524 A1 EP 0177524A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
grate
grate bars
granules
piles
Prior art date
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Ceased
Application number
EP85901432A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Sundermann
Hanno Laurien
Hans Reye
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.)
Perfluktiv Technik AG
Original Assignee
Perfluktiv-Consult AG
Perfluktiv Technik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Perfluktiv-Consult AG, Perfluktiv Technik AG filed Critical Perfluktiv-Consult AG
Publication of EP0177524A1 publication Critical patent/EP0177524A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/142—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving along a vertical axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/312—Preparation
    • C01B32/336—Preparation characterised by gaseous activating agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/39—Apparatus for the preparation thereof

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing active molded coke as granules on the basis of pretreated hard coal, in which preformed granules are conveyed through different treatment zones of a shaft and heated in these zones by gases or vapors fed in and out laterally, heated. with steam or C0 ? -Gas or a mixture of water vapor and CO -Gas activated and aftertreated and cooled.
  • the material to be treated which is conveyed through the shaft, is deflected several times in opposite directions in the form of a column of material in order to achieve a larger reaction area and an effective mixing of the reactants, and the gases or vapors flow through it in the direction transverse to the column of material.
  • the material to be treated is passed through sleeve-shaped internals which pass centrally over the shaft from top to bottom and the column of material is acted upon and flowed through by treatment gases introduced from the side.
  • the invention is based on the object of developing a method of the type described in the introduction in such a way that the aforementioned disadvantages are avoided and in all treatment zones a uniform application or flow around all the granules with very favorable fluid-mechanical effectiveness, i.e. a favorable ratio of transmitted power to applied mechanical power is achieved.
  • the method mentioned at the outset is characterized by the features mentioned in the characterizing part of claim 1.
  • the shaping of the granules with a uniform size results in approximately equal gap spaces in the individual piles, which are of particular importance for the gases or vapors to flow through the piles in the individual treatment zones.
  • the flat piles with the same layer thickness over their cross-section there is approximately the same flow resistance at all points across the cross-sectional area of the piling, so that even flow through the piles is achieved with a uniform flow.
  • the uniform inflow of the individual piles in the area of the introduction of the gases or vapors into the shaft is ensured by the supply of the gases or -. -
  • Vapors reached in the free spaces between adjacent heaps When several gases are stacked on top of one another through the gases or vapors, any irregularities in the flow, i.e. locally different flow velocities or local differences in the pressure of the gases or vapors emerging from the previous heap are compensated again, so that these irregularities cannot have a disadvantageous effect over the entire flow path of the gases until they are removed.
  • the piles maintain a constant layer thickness as they travel through the treatment zones.
  • the controlled moving out of at least some of the grate bars from the grate level results in a dissolution of the pile located on these grate bars, wherein the control of the movement of the grate bars mentioned achieves the desired uniform trickle flow and on the next one Rust can in turn form a pile with the same layer thickness over the cross-section.
  • the most favorable movement sequence of the grate bars can be determined by appropriate previous trickle tests and the control for the movement of the grate bars can then be set accordingly.
  • the movable grate bars also simultaneously dissolve any good bridges that may have arisen.
  • a time-controlled lowering or a time-controlled lifting of the movable grate bars can be provided.
  • the carbonization gas is therefore directed through the piles in the opposite direction to the conveying direction of the granules when they are transferred from rust to rust.
  • the smoldering zone can comprise several heaps through which the smoldering gas flows in succession.
  • the carbonization gas usually has a temperature of around .00 ° C.
  • the countercurrent flow of the carbonization gas through the heaps allows the granules in the pile to be reached or slightly exceeded when the flow rate of the gases is set, so that the granules in the carbonization zone are caked or glued together by adjusting the flow rate of the carbonization gas accordingly largely prevented can be.
  • the flow rate based on the free cross-section of the shaft, can be up to 5 m / sec. be.
  • the piles are partially and locally shielded from flowing through the smoldering gases and flowed through in the respective other areas until the loosening point is reached or exceeded.
  • an alternating partial movement of the granules in the pile or else a partial shifting from the areas through which the flow is flowing to the areas through which no flow occurs can be achieved, with the return of the previously shifted granules always being able to be achieved by the local change in the partial flow.
  • the piles in the heating, activation and post-treatment zone are flowed through in one direction during one or a few dwell times and in the opposite direction during other dwell times, since this results in Heat gradients in the piles is reduced.
  • the heaps in the cooling zone are sprayed with water and the water vapor generated in the cooling zone is fed to the heaps of at least one of the preceding treatment zones.
  • the water vapor generated in the cooling zone is fed to the heaps of at least one of the preceding treatment zones.
  • the device for supplying and evenly distributing the pre-dosed piles of egg nem in an entry lock over the shaft cross-section has a movable box with a grate as the bottom, which corresponds to the rust in the shaft in its design and can be operated in the same way.
  • a partition wall formed from pivotable slats and which can be moved into the closed and open positions by adjusting the slats.
  • Such dividing walls can also be provided in the area of the entry of the piles into the shaft and their discharge from the shaft. These dividing walls make it possible in a particularly simple manner to separate the treatment gases which are led through the piles in the individual zones and which have a different composition and also different temperatures.
  • the shaft In order to be able to vary the height of the shaft in accordance with the respective requirements and also to enable prefabrication, the shaft must be in an appropriate configuration of the device.
  • ring-shaped closed module parts each with a grate, and in at least some of the module parts in the walls the passage openings for the supply and discharge of the gases are provided.
  • the grids are designed as structural units which can be inserted laterally through closable window openings into the shaft walls.
  • the grate bars In order to prevent the granules from closing the gap spaces between the grate bars with certainty, it is advisable to design the grate bars so that they have an undercut profile in cross-section in their upper part and with interchangeable, rider-shaped profile parts are equipped. These are expediently formed as horseshoes with projections pointing in the longitudinal direction of the grate bars as stops with adjacent profile parts. By means of these rider-shaped profile parts, the proportion of the free flow area as a whole or else locally per grate can be changed while the spacing of the grate bars remains the same.
  • rider-shaped profile parts of different cross-sections on one and the same grate can influence the formation of the trickle stream when the movable grate bars are transferred into the opening position. It is therefore possible to use the rider-shaped profile parts to act both on the flow through the piles and on the formation of the trickle stream in order to achieve uniformity.
  • the drawing shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a device for carrying out the method and details of this device.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a shaft for the production of active molded coke as granules according to the invention with a schematic representation * of the process gas guide,
  • FIG. 2 an enlarged view of part of the sectional image according to FIG. 1 at the level of a grate from which details of the grate arrangement can be seen,
  • FIG. 3 is a plan view of the arrangement of FIG. 2,
  • FIG. 5 is a perspective view of two grate bars with partly mounted rider-shaped profile parts
  • FIG. 6 shows a partial top view of two parallel grate bars according to FIG. 4 with rider-shaped profile parts applied
  • Fig. 7 shows a partial longitudinal section through the shaft
  • FIG. 8 shows a view from below against the flaps according to FIG. 7 arranged distributed over the shaft cross section
  • Fig. 9 is an enlarged cross sectional view showing one of the flaps By J of FIGS. 6 and 7 "
  • Fig. 10 is a partial longitudinal section through a shaft with grids that can be inserted laterally.
  • the shaft shown in FIG. 1 has a shaft opening designated overall by 1 and has a square or rectangular cross section.
  • grids 2 are arranged at intervals one above the other in the walls so that chambers 3 are formed between adjacent grids, which only partially. are filled by flat piles 4 from the granules to be treated in the shaft on the basis of pretreated hard coal for the production of active molded coke, so that a free space remains between the adjacent piles 4.
  • the shaft is composed of module parts 5, which are closed in a ring and are arranged one above the other, each with a grate 2 held therein, so that the shaft is provided by a corresponding number of module parts 5 at different heights and with correspondingly different. Number of floors can be er ⁇ .
  • the shaft has an outlet opening 9 that can be closed by a slide 10 equipped for the discharge of the activated coke granules treated in the shaft.
  • a conveyor 10a for the further conveyance of the granules emerging from the shaft can be seen below the shaft.
  • the shaft is closed at the top by an end housing designed as an entry lock 6.
  • an end housing designed as an entry lock 6.
  • metering device 7 in which the quantity of the pretreated granules intended for a pile 4 is received and from which it forms a flat pile with the same layer over the cross section thickness is transferred into a sliding mold box 8.
  • a grate 2a which corresponds to the grates 2 in the module parts 5 of the shaft 1 and which is equipped with the same actuating devices to be described as the grilles 2 in the shaft, so that after the transfer of the molding box 8 in the position above the free shaft cross-section to transfer the pile located in the mold box 8 onto the grate 2 which limits the top chamber 3a upwards while maintaining a uniform layer thickness over the cross-section of the pile.
  • the metering device 7 can have a grate corresponding to the grates 2 in the shaft and an additional device for leveling the surface of the pile to be picked up.
  • the interior of the shaft 1 with the piles 4 located therein can be divided into a total of five zones, from top to bottom into zones I to V indicated on the right next to FIG. 1.
  • the top zone I forms the smoldering zone.
  • Zone II which adjoins at the bottom, is the heating zone.
  • Zone III is the activation zone. This is followed by the post-treatment and cooling zones as zones IV and V.
  • the zones I to V mentioned in the interior of the shaft 1 are each separated from one another in terms of flow technology by dividing walls 11 formed from pivotable slats and which can be moved into the closed and open positions by adjusting the slats. All slats are located in FIG. 1 in the closed position so that the partitions 11 are effective.
  • a further similar partition 11a which brings the smoldering zone I together with a barrier pile located under the partition 11a and not flowed through upwards against the respectively newly introduced into the shaft Heap limited and fluidically delimited.
  • grate-shaped inserts 12 can be seen in connection with flaps 13 ' , which allow a partial flow through the piles located on these grates in the smoldering zone I. Details of the grid-shaped input 'sets 12 and the flaps 13 are described in connection with Figures 7 through. 9
  • the grids arranged in the shaft 1 consist, according to FIGS. 2 to 4, partly of fixed grate bars 14 and partly of movable grate bars 15 and 16. The latter can be moved upwards relative to the fixed grate bars 14 from the ros plane in order to free the spaces between adjacent ones Temporarily enlarge grate bars.
  • FIG. 2 the position of the grate bars 14 to 10 in the grate plane is shown in the left part, while in the right part the grate bars 15 and 15 are shown in differently raised positions with respect to the grate plane.
  • Crank or swivel arms 18 are provided in niche-shaped recesses 17 on the inside of the shaft for lifting the grate bars 15 and 1 ⁇ and can be pivoted from the outside via an actuating shaft 19.
  • the movable grate bars 15 and I ⁇ are elongated compared to the fixed grate bars 14 and are combined to form a unit which can be raised and lowered, the extensions of the grate bars 15 and 16 taking the form of bent portions 15s of different lengths. or 16a. The result of this is that when the crank arm ⁇ is pivoted about the pivot axis 19, the
  • Grate bars 15 and 1 can be transferred to different heights, as can be seen in the right half of FIG. 2.
  • a lowering of these grate bars can also be provided in such a way that the grate bars 15 and 1 assume different positions relative to one another.
  • 4 shows four variants of these different positions of the grate bars 14 to 10 relative to one another, the starting position of the grate bars and the hatched possible end positions of the grate bars being shown in dashed lines.
  • the grate bars shown schematically in FIGS. 2 and 3 have the shape shown in FIGS. 5 and ⁇ .
  • the grate bars can be designed as solid or hollow profile bars, the possible cavity in the case of the hollow profiles being shown in dashed lines in the hatched sectional area in FIG. 5
  • the grate bars have an undercut profile
  • rider-shaped profile parts 21 which are held interchangeably on the grate bars, have a horseshoe shape and show projections 22 pointing in the longitudinal direction of the grate bars as stops with adjacent rider-shaped profile parts.
  • rider-shaped profile parts 21 When the rider-shaped profile parts 21 are packed tightly on the grate bars, the grate bars have a shape which can be seen in the top view of FIG. 6 on two adjacent grate bars. 6 also shows that in the case of adjacent grate bars the tab-shaped profile parts are expedient
  • the rider-shaped profile parts 21 cause the bottom in each pile layer of the granules can not striglie ⁇ SEN the spaces between adjacent grate bars, but the 'granules are forced into a mutually offset position so that the most in the sau ⁇ layer between the granules remaining interstices enable a uniform inflow and inflow of the treatment gases into the piles located on the grates.
  • the rider-shaped profile parts 21 can have a different diameter at a predetermined spacing of the grate bars, so that the percentage of the free flow cross-section through the grates can be adjusted accordingly or changed overall or locally.
  • FIGS. 7 to 9 The arrangement and design of the grate-shaped inserts 12 and the flaps arranged therein, as are used in the smoldering zone I, can be seen from FIGS. 7 to 9.
  • Due to the grating-shaped insert 12 flows running parallel to one another over the entire cross-sectional area of the grating 2 or pile 4 channels 23 are formed, in each of which one of the pivotable flaps 13 is held.
  • the flaps 13 are held in the flow channels 23 corresponding to the fields of a chess board so that flaps lying next to one another each have a different position.
  • two superimposed horizontal axes 24, 25 according to FIG. 9 are provided, on which the flaps 13 of each row are held alternately.
  • the flaps 13 held on the axis 25 accommodate the axis 24 of the respectively adjacent flaps in a recess, without these axes 24 hindering the pivoting movement of the flaps 13 held on the axes 25. In this way it is possible to move all flaps into the locked position or all flaps into the open position or the adjacent flaps into different positions.
  • the shaft wall can also be designed as a continuous wall and, in accordance with the example in FIG. 10, have window openings 2 ⁇ into which the gratings 2 are in the form of the structural units already mentioned can be inserted laterally.
  • the gratings 2 are held in groove-shaped recesses 27 of the side shaft walls via support devices 28.
  • an adapted filler piece 29 is used in connection with a cover plate 30 which can be screwed to the shaft wall after the filler piece 29 has been inserted.
  • the aforementioned design makes it possible to replace the grids 2 designed as a structural unit at short notice with little effort.
  • FIG. 1 An example of the method designed according to the invention will now be described in connection with FIG. 1.
  • a possible process gas flow for the production of activated coke granules is shown schematically and simplified in FIG. 1 in the shaft shown.
  • the respective arrows indicate the direction of flow of the gases or vapors.
  • all gas inflow openings 31 are located in the right-hand shaft wall, while the outflow openings 32 are shown in the left-hand shaft wall.
  • zones I to IV which are similar in structure to one another.
  • a mixture of water vapor and CO 2 is used as the activation gas. It is assumed that a mixture of water vapor and CO p is used as the inert gas for the smoldering zone I and for the preheating zone II. And finally also for the aftertreatment zone IV as inert gas.
  • the blowers are each with G
  • the heat exchangers with W and the mixing devices in which water vapor and CO- are mixed with the fuel gases are designated by M.
  • the supply lines for air have the label L
  • the lines carrying the water vapor D and the lines supplying the CO p gas have the label C.
  • the water vapor is generated, which is led to a smaller part in the circuit, while the predominant part is led via the line D starting from the cooling zone to the circuits of zones I to IV, so that in the Process shown the required steam for the process in the cooling zone V is generated.
  • the aggregates are flowed through in counterflow.
  • the heaps are cooled down to approximately 120 ° C. before the lowest heap is transferred to the further conveyor 10a through the opening of the grate using the movable grate bars via the discharge opening 9 with the slide 10 open. After returning the grate bars of the lowest grate to the closed position, the grates that follow upwards are opened one by one and the partitions
  • the partition walls 11 and 11a are brought back into the closed position by pivoting the slats and the flaps 13 in the grate-shaped inserts 12 are brought into the desired position for the respective process in the smoldering zone Position transferred depending on whether a partial movement of the granules of the piles located in this zone is desired or not.
  • the smoldering zone in the example shown, two pebbles are flowed through in succession by the smoldering gas.
  • the carbonization gases have a temperature of around 400 ° C.
  • a pile is provided below the partition 11a, which is not flowed through by the carbonization gases and serves as a bulky charge.
  • the heaps in the smoldering zone are flowed through over a period of two dwell times and from there reach heating zone II, in which, according to the example, they are again flowed through during two dwell times. Here, however, the flow takes place in opposite directions on the two grates provided there.
  • the inert gas consisting of water vapor and CO p flows through the heaps at a temperature of 900 ° C.
  • the activation gas supplied has a temperature of approximately a9. ö ° C.
  • the reaction gas emerging from the activation zone which is produced in a larger volume as a result of the chemical reaction than the supplied activation gas, can differ from the illustration 1 in the circuit of the heating zone in order to at least partially cover the gas required there.
  • the subsequent post-treatment zone IV in turn provides that the piles are post-treated on four floors, that is to say they spend four dwell times in this zone, the piles being flowed through from floor to floor in opposite directions, namely by a post-treatment gas at one temperature of about 800 C.
  • Cooling zone is arranged so that the water vapor arising in this zone is heated by the countercurrent flow in the upper store in the cooling zone before it is passed on via line D to the previous zones described.
  • the hard coal used to produce the granules to be activated in the shaft can be pretreated in a known manner by extraction or oxidation. Depending on the intended subsequent use of the activated coke particles, their treatment after activation in the aftertreatment zone is possible with very different gases or gas compositions and can also be carried out at very different temperatures.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aktivformkoks als Granulat auf der Basis vorbehandelter Steinkohle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Aktivformkoks als Granulat auf der Basis vorbehandelter Steinkohle, bei dem vorgeformte Gra¬ nulate durch verschiedene Behandlungszonen eines Schachtes hindurchgefördert und in diesen Zonen durch seitlich zu- und abgeführte Gase bzw. Dämpfe geschwelt, erhitzt, mit Wasserdampf oder C0?-Gas oder einem Gemisch aus Wasser¬ dampf und CO -Gas aktiviert sowie nachbehandelt und ge¬ kühlt werden.
Es ist bekannt, auf der Basis vorbehandelter Steinkohle Aktivformkoks als Granulat bzw. als kornförmiges Produkt herzustellen, indem die Steinkohle pulverisiert mit einem Bindemittel angeteigt und in die Form von Granulaten über- führt wird, welche nachfolgend geschwelt und aktiviert werden, um ein entsprechend körniges bzw. granuliertes Produkt zu erhalten. Bei der Vorbehandlung der Steinkohle kann zusätzlich vor der Pulverisierung eine Entaschung oder Extraktion bzw. Oxidation erfolgen. Als Bindemittel für das Anteigen der pulverisierten Steinkohle sind u.a. Steinkohle- und Holzteer, anorganische Gele,' wie Kiesel¬ gel,und Eisen- oder Aluminiumhydroxide, auch in Verbin¬ dung mit neutralisierenden Substanzen, wie Natronlauge oder Kalk, bekannt.
Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von Aktivkoks die hierzu vorgesehenen vorbehandelten Produkte durch einen Schacht hindurchzufördern, welcher die obengenannten ver¬ schiedenen Behandlungszonen aufweist, in denen das Schwe- len, Erhitzen und Aktivieren durch seitlich zu- und abge¬ führte Gase bzw. Dämpfe erfolgt. Bei dem bekannten Ver¬ fahren wird das durch den Schacht hindurchgeförderte Be¬ handlungsgut in Form einer Gutsäule zur Erzielung einer größeren Reaktionsfläche und einer wirksamen Durchmischung der Reaktionspartner mehrfach in gegeneinanderweisende Richtungen umgelenkt und in Richtung quer zur Gutsäule von den Gasen bzw. Dämpfen durchströmt. Bei einer anderen Ausführung wird das zu behandelnde Gut durch einander übergreifende zentrisch den Schacht von oben nach unten durchsetzende hülsenfδrmige Einbauten hindurchgeführt und die Gutsäule durch seitlich eingeleitete Behandlungs¬ gase beaufschlagt und durchströmt.
Die bekannten Verfahren erfordern zur Erzielung des notwen- digen Wärme- und Stoffaustausches relativ lange Verweil¬ zeiten in den einzelnen Zonen, insbesondere wenn die Durchstrδmung in Höhenrichtung der Gutsäule erfolgt, so daß ein großer Energieaufwand sowohl für die Erzielung der Strömung als auch für die zu übertragende Wärme er- forderlich sind. Außerdem erfolgt eine ungleichmäßige Behandlung der in der Gutsäule befindlichen Gutteilchen durch das ausgeprägte Strδmungsprofil. Schließlich ergeben sich bereits bei der Herstellung des Aktivkokes erhebli¬ che Abriebverluste, da die im unteren Bereich der Gutsäule befindlichen Gutteilchen unter dem statischen Druck der Gutsäule stehen und bei ihrer Bewegung en sprechend hohe Reibungskräfte mit benachbarten Gutteilchen oder den Ein¬ bauten im Schacht unvermeidbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art so auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile vermieden und in allen Behandlungs¬ zonen eine jeweilig gleichmäßige Beaufschlagung bzw. Um¬ strömung aller Granulate bei sehr günstiger strömungsmecha- nischer Effektivität, d.h. einem günstigen Verhältnis von übertragener Leistung zu aufgewendeter mechanischer Leistun erreicht wird.
Zur Lösung vorstehender Aufgabe kennzeichnet sich das ein- gangs genannte Verfahren durch die im Kennzeichen des An¬ spruches 1 genannten Merkmale.
Durch die Formung der Granulate mit einheitlicher Größe er¬ geben sich in den einzelnen Haufwerken jeweils etwa gleich große Lückenräume, welche für die Durchstrδmung der Hauf¬ werke von den Gasen bzw. Dämpfen in den einzelnen Behand¬ lungszonen von besonderer Bedeutung sind. In Verbindung mit den flachen Haufwerken mit über ihrem Querschnitt glei¬ cher Schichtdicke ergibt sich über die Querschnittsfläche des Haufwerkes gesehen an allen Stellen ein etwa gleicher Strömungswiderstand, so daß bei einer gleichmäßigen An- strömung der Haufwerke auch eine gleichmäßige Durchstrδmung erreicht wird. Das gleichmäßige Anströmen der einzelnen Haufwerke im Bereich der Einleitung der Gase oder Dämpfe in den Schacht wird durch die Zuführung der Gase bzw. - . -
Dämpfe in die freien Zwischenräume zwischen jeweils be¬ nachbarte Haufwerke erreicht. Bei der Durchströmung meh¬ rerer übereinander befindlicher Haufwerke durch die Gase oder Dämpfe werden evtl. auftretende Unregelmäßigkeiten der Strömung, d.h. örtlich unterschiedliche Strömungsge¬ schwindigkei en bzw. örtliche Unterschiede im Druck der aus dem vorhergehenden Haufwerk austretenden Gase oder Dämpfe wieder ausgeglichen, so daß diese Unregelmäßig¬ keiten sich nicht über den gesamten Strδmungsweg der Gase bis zu ihrer Abführung nachteilig auswirken können.
Infolge der gleichmäßigen Behandlung aller Granulate und infolge der intensiven Durchströmung der Lückenräume bei gleichzeitiger Verwirbelung des Gases in diesen Räumen gelangen immer wieder frische Gasteilchen mit den Ober¬ flächen der Granulate in Berührung, so daß ein sehr inten¬ siver Wärme- und Stoffaustausch erreicht wird, durch den eine erhebliche Verminderung der Reaktionszeit erzielt wird.
Die Unterteilung des zu behandelnden aus den Granulaten bestehenden Gutes in flache und ebene sowie mit Abstand voneinander angeordnete Haufwerke führt ferner dazu, daß die Granulate in keinem Stadium ihrer Behandlung einem erhöhten statischen Druck ausgesetzt sind, der zu den un¬ erwünschten Abrieberscheinungen führen würde.
Wichtig ist jedoch, daß die Haufwerke über ihren Weg durch die Behandlungszonen eine gleichbleibende Schicht- dicke beibehalten. Durch das gesteuerte Herausbewegen wenigstens eines Teiles der Roststäbe aus der Rostebene wird eine Auflösung des auf diesen Roststäben befindli¬ chen Haufwerkes erreicht, wobei man durch die genannte Steuerung der Bewegung der Roststäbe den angestrebten gleichmäßigen Rieselstrom und auf dem nächstfolgenden Rost die Bildung eines Haufwerkes wiederum mit über den Querschnitt gleicher Schichtdicke erreichen kann. In Abhängigkeit von der Form und der Größe der Gutteilchen kann man durch entsprechende vorherige Rieselversuche den jeweils günstigsten Bewegungsablauf der Roststäbe ermitteln und die Steuerung für die Bewegung der Rost¬ stäbe dann entsprechend einstellen. Bei der Auflösung der Haufwerke wird durch die beweglichen Roststäbe auch gleichzeitig eine Auflösung evtl. entstandener Gutbrücken erzielt. Dabei kann ein zeitlich gesteuertes Absenken oder auch ein zeitlich gesteuertes Anheben der bewegli¬ chen Roststäbe vorgesehen sein.
Die Bildung eines Haufwerkes mit über den Querschnitt gleichbleibender Schichtdicke muß bereits bei der Über¬ führung der Granulate in den Schacht nach der erfolgten. Dosierung der für das Haufwerk erforderlichen Granulate erfolgen.
Zweckmäßig ist es, wenn die Haufwerke während der Ver¬ weilzeiten in der Schwelzone von dem Schwelgas im Gegen- • ström durchströmt werden. Das Schwelgas wird also ent¬ gegengesetzt zur Förderrichtung der Granulate bei ihrer Überführung von Rost zu Rost durch die Haufwerke hin- durchgeleitet. Die Schwelzone kann dabei mehrere Hauf¬ werke umfassen, welche nacheinander von dem Schwelgas durchströmt werden. Das Schwelgas hat in der Regel eine Temperatur von etwa .00°C. Die Gegenstromführung des Schwelgases durch die Haufwerke ermöglicht bei entspre- chender Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit der Gase das Erreichen oder geringfügige überschreiten des Lockerungspunktes der Granulate in dem Haufwerk, so daß ein Zusammenbacken oder Zusammenkleben der Granulate in der Schwelzone durch entsprechende Einstellung der Strö- mungsgeschwindigkeit des Schwelgases weitgehend verhindert werden kann. Die Strömungsgeschwindigkeit kann, bezogen auf den freien Querschnitt des Schachtes, bis zu 5 m/Sek. betragen.
Besonders günstig ist es, wenn die Haufwerke während der Verweilzeiten in der Schwelzone örtlich abwechselnd par¬ tiell gegen ein Durchströmen der Schwelgase abgeschirmt und in den jeweilig übrigen Bereichen bis zum Erreichen oder überschreiten des Lockerungspunktes durchströmt wer- den. Auf diese Weise kann eine abwechselnde partielle Bewegung der Granulate in dem Haufwerk oder aber auch eine partielle Umschichtung aus den jeweils durchströmten Bereichen in die nichtdurchströmten Bereiche erreicht werden, wobei durch den örtlichen Wechsel der partiellen Durchströmung immer wieder eine Rückführung der zuvor umgeschichteten Granulate erzielbar ist.
Während der Behandlung der Granulate ist es zweckmäßig, wenn die Haufwerke in der Erhitzungs-, Aktivierungs- und Nachbehandlungszone während einer oder einiger Verweil¬ zeiten in der einen Richtung und während anderer Verweil¬ zeiten in der entgegengesetzten Richtung durchströmt wer¬ den, da hierdurch das Wärmegefälle in den Haufwerken ver¬ mindert wird.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn bei einer Weiterbil¬ dung der Erfindung die Haufwerke in der Kühlzone mit Wasser besprüht werden und der in der Kühlzone entstehende - Wasserdampf den Haufwerken wenigstens einer der vorher- gehenden Behandlungszonen zugeführt wird. Hierdurch gewinn man neben dem Kühleffekt wenigstens einen erheblichen An¬ teil des für die vorherige Behandlung der Granulate erfor¬ derlichen Wasserdampfes und erzielt somit eine beachtli¬ che En^rgieersparnis. Vorrichtungen zur Durchführung des vorstehend beschrie¬ benen Verfahrens gehen aus von einem Einbauten aufwei¬ senden Schacht zur Aufnahme der durch den Schacht hin¬ durchzufördernden Granulate, der mit Einrichtungen zur Zu- und Abführung der Gase und/oder Dämpfe verbunden und mit seitlichen Ein- und Austrittsöffnungen für die Gase ausgerüstet ist. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich er¬ findungsgemäß durch die im Anspruch 6 genannten Merkmale.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn die Einrichtung zur Zuführun und gleichmäßigen Verteilung der vordosierten Haufwerke ei nem in einer Eintragschleuse über den Schachtquerschnitt verfahrbaren Formkasten mit einem Rost als Boden aufweist, welcher in seiner Ausbildung den Rosten in dem Schacht entspricht und in gleicher Weise betätigbar ist.
Es ist ferner vorteilhaft, wenigstens zwischen benachbar¬ ten Rosten unterschiedlicher Behandlungszonen jeweils eine aus schwenkbaren Lamellen gebildete und durch Verstellen der Lamellen in die Schließ- und Offenstellung überführ¬ bare Trennwand vorzusehen. Derartige Trennwände können auch zusätzlich im Bereich des Eintritts der Haufwerke in den Schacht und ihres Austrages aus dem Schacht vorge¬ sehen sein. Diese Trennwände ermöglichen auf besonders einfache Weise eine strömungstechnische Trennung der in den einzelnen Zonen durch die Haufwerke hindurchgeführten Behandlungsgase, welche eine unterschiedliche Zusammen¬ setzung und auch unterschiedliche Temperaturen haben.
Um die bereits beschriebene partielle Durchströmung der in der Schwelzone vorgesehenen Haufwerke zu ermöglichen, empfiehlt es sich, unmittelbar unterhalb der Roste in der Schwelzone des Schachtes jeweils einen gitterförmigen Einsatz zur Bildung paralleler Strömungskanäle vorzusehen und um horizontale Achsen drehbare Klappen in den Strö- mungskanälen anzuordnen, welche den Feldern eines Schach¬ brettes entsprechend wechselweise in Gruppen in die Schachtebene oder senkrecht hierzu verschwenkbar sind. Eine einfache konstruktive Lösung für die Anordnung der verschwenkbaren Klappen ergibt sich, wenn je Klappen¬ reihe zwei übereinander angeordnete horizontale Achsen für die wechselweise Anordnung und gruppenweise Ver- sc wenkung der Klappen vorgesehen sind.
Weitere Einzelheiten über die besondere Ausbildung der Roste mit ihren beweglichen Roststäben und ihre Ausge¬ staltung in Form von Baueinheiten ergeben sich aus den Ansprüchen 11 bis 15.
Um die Höhe des Schachtes den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend variieren zu können und auch eine Vorferti¬ gung zu ermöglichen, ist bei einer zweckmäßigen Ausge- staltung der Vorrichtung der Schacht aus. ringförmig ge¬ schlossenen Modulteilen mit jeweils einem Rost aufgebaut, und es sind in wenigstens einigen der Modulteile in den Wandungen die DurchtrittsÖffnungen für die Zu- und Ab¬ führung der Gase vorgesehen.
Bei einer anderen Variante des Schachtaufbaues sind die Roste als seitlich durch verschließbare Fensteröffnungen in die SchachtWandungen einschiebbare Baueinheiten aus¬ geführt. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Roste relativ einfach ausgetauscht werden können, wenn sie un¬ brauchbar werden, oder aber wenn Roste mit anderen Ab- ständen der Roststäbe aufgrund unterschiedlichen Gutes in dem Schacht verwendet werden sollen.
Durch die Belassung der jeweils zwischen benachbarten Haufwerken vorgesehenen freien Zwischenräume ist es möglich, jeweils unterhalb der festen Roststäbe in den Schachtwandungen auf der Schachtinnenseite Ausnehmungen zur Aufnahme der Betätigungseinrichtungen für die beweg¬ lichen Roststäbe bzw. für die von diesen gebildeten Bau¬ einheiten vorzusehen und außerhalb der Schachtwandung An- triebsvorrichtungen für die Betätigungseinrichtungen an¬ zuordnen.
Um ein Verschließen der zwischen den Roststäben befindli¬ chen Spalträume durch die Granulate mit Sicherheit zu ver- meiden, empfiehlt es sich, die Roststäbe so auszubilden, daß sie im Querschnitt gesehen in ihrem oberen Teil eine hinterschnittene Profilierung aufweisen und mit aufge¬ schobenen austauschbaren, reiterförmigen Profilteilen aus¬ gerüstet werden. Diese sind zweckmäßigerweise hufeisen- för ig mit in Längsrichtung der Roststäbe weisenden Vor¬ sprüngen als Anschläge mit benachbarten Profilteilen aus¬ gebildet. Durch diese reiterförmigen Profilteile kann' bei gleichbleibendem Abstand der Roststäbe der Anteil der freien Durchströmfläche insgesamt oder aber auch örtlich je Rost verändert werden. Außerdem läßt sich durch Ver¬ wendung von reiterförmigen Profilteilen unterschiedlichen Querschnittes auf ein und demselben Rost die Ausbildung des Rieselstromes bei Überführung der beweglichen Rost¬ stäbe in die öffnungsStellung beein lussen. Man hat somit die Möglichkeit, mit Hilfe der reiterförmigen Profilteile sowohl auf die Durchströmung der Haufwerke als auch auf die Ausbildung des Rieselstromes im Sinne der Erzielung einer Gleichförmigkeit einzuwirken.
Da in dem Schacht Temperaturen zwischen 400 und 950°C herr¬ schen, müssen entsprechend wärmefeste Werkstoffe für die Einbauten im Schacht vorgesehen sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Roststäbe sowie die übrigen tragenden Teile der Roste und die gitterrostförmigen Einsätze sowie die darin gehaltenen Klappen aus keramischen Werkstoffen bestehen. Um die bereits oben beschriebene Kühlung der im Schacht untersten Haufwerke in besonders wirkungsvoller Weise zu erreichen und gleichzeitig auch wenigstens einen Teil des in den vorherigen Behandlungszonen benötigten Wasser- dampfes zu erzeugen, empfiehlt es sich, oberhalb wenig¬ stens eines der Haufwerke der Kühlzone eine Sprüheinrich¬ tung für die Zuführung von Wasser vorzusehen.
Die Zeichnung gibt in schematischer Darstellung ein Aus- führungsbeispiel einer Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens und Einzelheiten dieser Vorrichtung wieder.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schacht zur Herstel¬ lung von Aktivformkoks als Granulat gemäß der Er¬ findung mit schematischer Darstellung* der Prozeßgas¬ führung,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung einen Teil des Schnitt¬ bildes gemäß Fig. 1 in Höhe eines Rostes, aus dem Einzelheiten der Rostanordnung erkennbar sind,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 2,
Fig. 4 insgesamt vier mögliche Stellungen der Roststäbe bei ihrer Anordnung und Ausbildung gemäß den Fig. 2 und 3,
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung zwei Roststäbe mit teils aufgebrachten reiterförmigen Profil¬ teilen,
Fig. 6 eine Teildraufsicht auf zwei parallel verlaufende Roststäbe gemäß Fig. 4 mit aufgebrachten reiter¬ förmigen Profilteilen, Fig. 7 einen Teillängsschnitt durch den Schacht gemäß
Fig. 1 im Bereich eines Haufwerkes der Schwelzone,
Fig. 8 eine Ansicht von unten gegen die über den Schacht- querschnitt verteilt angeordneten Klappen gemäß Fig. 7,
Fig. 9 in vergrößerter Darstellung einen Querschnitt durc eine der Klappen nach den Fig. 6 und 7»
Fig. 10 einen Teillängsschnitt durch einen Schacht mit seitlich einschiebbaren Rosten.
Der in Fig. 1 wiedergegebene Schacht weist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Schacht andung auf und hat einen quadra¬ tischen oder rechteckigen Querschnitt. In dem Schacht sind in Abständen übereinander in den Wandungen Roste 2 so angeordnet, daß zwischen benachbarten Rosten jeweils Kammern 3 entstehen, welche nur z.T. durch ebene Haufwerke 4 aus den in dem Schacht zu behandelnden Granulaten auf der Basis vorbehandelter Steinkohle zur Herstellung von Aktivformkoks gefüllt sind, so daß zwischen den benach¬ barten Haufwerken 4 jeweils ein freier Zwischenraum ver¬ bleibt.
In dem dargestellten Beispiel ist der Schacht aus ring¬ förmig geschlossenen und übereinander angeordneten Modul¬ teilen 5 mit jeweils einem darin gehaltenen Rost 2 zu¬ sammengesetzt, so daß der Schacht durch eine entsprechende Anzahl der Modulteile 5 in unterschiedlichen Höhen und mit entsprechend unterschiedlicher. Anzahl von Etagen er¬ stellt werden kann.
An seinem unteren Ende ist der Schacht mit einer durch einen Schieber 10 verschließbaren Austrittsöffnung 9 für den Austrag der in dem Schacht behandelten Aktiv¬ koksgranulate ausgerüstet. Unterhalb des Schachtes ist ein Förderer 10a für die Weiterfδrderung der aus dem Schacht austretenden Granulate erkennbar.
Nach oben hin ist der Schacht durch ein als Eintrag - schleuse 6 ausgebildetes Abschlußgehäuse verschlossen. In dem seitlich ausladenden Teil des Abschlußgehäuses 6 ist eine schematisch nur angedeutete Dosiereinrichtung 7 vorgesehen, in welcher die jeweils für ein Haufwerk 4 vorgesehene Menge der vorbehandelten Granulate aufge¬ nommen wird und von der es unter Bildung eines flachen Haufwerkes mit über den Querschnitt gleicher Schicht¬ dicke in einen verschiebbaren Formkasten 8 überführt wird. Dieser ist nach unten hin durch einen Rost 2a abge¬ schlossen, welcher den Rosten 2 in den Modulteilen 5 des Schachtes 1 entspricht und der mit den gleichen noch zu beschreibenden Betätigungseinrichtungen wie die Roste 2 im Schacht ausgerüstet ist, um nach der Überführung des Formkastens 8 in die Stellung oberhalb des freien SchachtquersOhnittes das in dem Formkastn- 8 befindliche Haufwerk auf den die oberste Kammer 3a nach oben begren¬ zenden Rost 2 unter Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Schichtdicke über den Haufwerksquerschnitt zu überführen.
Die Dosiereinrichtung 7 kann wie der Formkasten einen den Rosten 2 im Schacht entsprechenden Rost und eine zusätzliche Vorrichtung zum Ebnen der Oberfläche des aufzunehmenden Haufwerkes aufweisen. Das Innere des Schachtes 1 mit den darin befindlichen Haufwerken 4 kann insgesamt in fünf Zonen unterteilt werden,und zwar von oben nach unten in die rechts neben der Fig. 1 ange¬ deuteten Zonen I bis V. Die oberste Zone I bildet die Schwelzone. Die sich nach unten anschließende Zone II ist die Erhitzungszone. Die daran sich nach unten weiter anschließende Zone III ist die Aktivierungszone. An diese schließen sich die Nachbehandlungs- und die Kühlzone als Zonen IV.und V an.
In dem dargestellten Beispiel sind die genannten Zonen I bis V im Inneren des Schachtes 1 jeweils durch aus schwenkbaren Lamellen gebildete und durch Verstellung der Lamellen in die Schließ- und Offenstellung überführ¬ bare Trennwände 11 strδmungstechnisch voneinander getrenn In der Fig. 1 befinden sich alle Lamellen in der Schlie߬ stellung, so daß also die Trennwände 11 wirksam sind.
Zwischen dem im Schacht obersten Haufwerk und dem darunte befindlichen weiteren Haufwerk ist eine weitere gleich- artige Trennwand 11a angeordnet, welche die Schwelzone I zusammen mit einem unter der Trennwand 11a bef ndlichen und nicht durchströmten Sperrhaufwerk nach oben hin gegen das jeweils neu in den Schacht eingebrachte Haufwerk be¬ grenzt und strömungstechnisch abgrenzt.
Unmittelbar unter den Rosten der Schwelzone I sind jeweils gitterrostförmige Einsätze 12 erkennbar in Verbindung mit Klappen 13» durch die eine partielle Durchströmung der au diesen Rosten in der Schwelzone I befindlichen Haufwerke ermöglicht wird. Einzelheiten der gitterrostförmigen Ein- 'sätze 12 und der Klappen 13 werden im Zusammenhang mit den Figuren 7 bis 9 beschrieben.
Die in dem Schacht 1 angeordneten Roste bestehen gemäß den Fig. 2 bis 4 teils aus fesfstehenden Roststäben 14 und teils aus beweglichen RostStäben 15 und 16. Letztere sind gegenüber den feststehenden Roststäben 14 aus der Ros ebene nach oben bewegbar, um die freien Zwischenräume zwischen benachbarten Roststäben vorübergehend zu ver- größern. In Fig. 2 ist im linken Teil die Stellung der Roststäbe 14 bis lβ in der Rostebene wiedergegeben, während im rechten Teil die Roststäbe 15 und iβ in unterschiedlich angehobener Position gegenüber der Rostebene dargestellt sind. Zum Anheben der Roststäbe 15 und lβ dienen in ni- schenförmigen Ausnehmungen 17 auf der Innenseite der Schacht andung vorgesehene Kurbel- bzw. Schwenkarme 18, die von außen über eine Betätigungswelle 19 verschwenk¬ bar sind. Die beweglichen Roststäbe 15 und Iβ sind gegen- über den festen RostStäben 14 verlängert ausgebildet und jeweils zu einer heb- und senkbaren Baueinheit zusammen¬ gefaßt, wobei die Verlängerungen der Roststäbe 15 und 16 die Form unterschiedlich langer Abkröpfungen 15s. bzw. l6a aufweisen. Dies hat zur Folge, daß bei einer Schwenk- bewegung der Kurbelarmelδ um die Schwenkachse 19 die
Roststäbe 15 und lβ in unterschiedliche Höhenlage über¬ führt werden, wie dies aus Fig. 2 in der rechten Hälfte ersichtlich ist.
Statt eines Anhebens der beweglichen Roststäbe 15 und Iβ kann umgekehrt auch eine Absenkung dieser Roststäbe vorgesehen sein in derWeise, daß die Roststäbe 15 und lβ unterschiedliche Positionen zueinander einnehmen. In Fig. sind vier Varianten dieser unterschiedlichen Positionen der Roststäbe 14 bis lβ zueinander wiedergegeben, wobei gestrichelt jeweils die Ausgangsstellung der Roststäbe und schraffiert die möglichen Endstellungen der Rost¬ stäbe wiedergegeben sind.
Die in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellten Rost¬ stäbe weisen in der Praxis die in den Fig. 5 und β wiedergegebene Form auf. Die Roststäbe können als Voll¬ oder Hohlprofilstäbe ausgebildet sein, wobei im Falle der Hohlprofile der mögliche Hohlraum in der schraffier- ten Schnittfläche der Fig. 5 gestrichelt wiedergegeben ist Die Roststäbe weisen eine hinterschnittene Profilierung
20 auf und sind mit reiterförmigen Profilteilen 21 ausge¬ rüstet. Diese reiterförmigen Profilteile 21, welche aus¬ tauschbar auf den Roststäben gehalten sind, weisen eine Hufeisenform auf und zeigen in Längsrichtung der Roststä¬ be weisende Vorsprünge 22 als Anschläge mit benachbarten reiterförmigen Profilteilen. Bei dichter Packung der reiterförmigen Profilteile 21 auf den Roststäben ergibt sich für die Roststäbe eine Form,wie sie in der Drauf- sieht der Fig. 6 auf zwei benachbarte Roststäbe ersicht¬ lich ist. Die Fig. 6 zeigt dabei auch, daß bei benachbar¬ ten Roststäben zweckmäßig die reiterförmigen Profilteile
21 in Längsrichtung der benachbarten Stäbe gesehen gegen¬ einander versetzt angeordnet sind.
Die reiterförmigen Profilteile 21 bewirken, daß die in jedem Haufwerk unterste Schicht der Granulate nicht die Zwischenräume zwischen benachbarten Roststäben verschlie¬ ßen kann, sondern die' Granulate in eine gegeneinander versetzte Lage gedrängt werden, so daß die in der unter¬ sten Schicht zwischen den Granulaten verbleibenden Zwi¬ schenräume eine gleichmäßige Anströmung und Einströmung der Behandlungsgase in die auf den Rosten befindlichen Haufwerke ermöglichen. Die reiterförmigen Profilteile 21 können bei vorgegebenem Abstand der Roststäbe einen unter¬ schiedlichen Durchmesser aufweisen, so daß hierdurch der prozentuale Anteil des freien Durchströmquerschnittes durch die Roste entsprechend eingestellt bzw. insgesamt oder aber auch örtlich verändert werden kann.
Die Anordnung und Ausbildung der gitterrostförπigen Ein¬ sätze 12 und der darin angeordneten Klappen, wie sie in der Schwelzone I verwendet werden, gehen aus den Fig. 7 bis 9 hervor. Durch den gitterrostfδrmigen Einsatz 12 wer- den über die gesamte Querschnittsfläche des Rostes 2 bzw. Haufwerkes 4 parallel zueinander verlaufende Strömungs- kanäle 23 gebildet, in denen jeweils eine der schwenkba¬ ren Klappen 13 gehalten ist. Die Klappen 13 sind in den Strδmungskanälen 23 entsprechend den Feldern eines Schach¬ brettes so gehalten, daß nebeneinanderliegende Klappen jeweils eine unterschiedliche Stellung einnehmen. Um die stellungsgleichen Klappen 13 einer jeden Reihe gemeinsam verstellen zu können, sind zwei übereinandeijfengeordnete horizontale Achsen 24,25 gemäß Fig. 9 vorgesehen, auf denen die Klappen 13 jeder Reihe wechselweise gehalten sind. Bei der praktischen Ausführung gemäß Fig. 9 nehmen die auf der Achse 25 gehaltenen Klappen 13 in einer Aus¬ sparung die Achse 24 der jeweils benachbarten Klappen auf, ohne daß diese Achsen 24 die Schwenkbewegung der auf den Achsen 25 gehaltenen Klappen 13 behindern. Auf diese Weise ist es möglich, alle Klappen in die Sperr¬ stellung oder alle Klappen in die Offenstellung bzw. die benachbarten Klappen in unterschiedliche Positionen zu überführen.
Statt der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Modul¬ bauweise des Schachtes 1 kann die Schachtwandung auch als durchgehende Wandung ausgebildet sein und entsprechend dem Beispiel der Fig. 10 Fensteröffnungen 2β aufweisen, in welche die Roste 2 in der Form der bereits genannten Bau- einheiten seitlich einschiebbar sind. Dabei werden die Roste 2 in nutförmige Ausnehmungen 27 der seitlichen SchachtWandungen über Trageinrichtungen 28 gehalten. Zum Verschließen der Fensteröffnungen 2β in der Schachtwan¬ dung 1 dient ein angepaßtes Füllstück 29 in Verbindung mit einer Deckplatte 30, welche mit der Schachtwandung nach Einsetzen des Füllstückes 29 verschraubt werden kann. Durch die vorgenannte Ausbildung ist es möglich, mit geringem Aufwand die als Baueinheit ausgebildeten Roste 2 kurzfristig auszutauschen. Im Zusammenhang mit der Fig. 1 wird nunmehr ein Beispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Verfahrens beschrieben. Zu diesem Zweck ist in der Fig. 1 schematisch und verein¬ facht eine mögliche Prozeßgasführung für die Herstellung von Aktivkoksgranulaten in dem wiedergegebenen Schacht dargestellt. Die jeweiligen Pfeile zeigen die Strömungs¬ richtung der Gase bzw. Dämpfe an.
In dem Beispiel befinden sich alle GasZuströmöffnungen 31 in der rechten Schachtwandung, während die Abströmöff¬ nungen 32 in der linken Schachtwandung wiedergegeben sind.
Gemäß dem wiedergegebenen Beispiel sind für die Zonen I bis IV getrennte Gaskreisläufe vorgesehen, welche in ihrem Aufbau einander ähneln. In dem dargestellten Beispie wird eine Mischung von Wasserdampf und C02 als Aktivie¬ rungsgas verwendet. Dabei wird davon ausgegangen, daß als inertes Gas für die Schwelzone I und für die Vorwärmzone II .sowie schließlich auch für die Nachbehandlungszone IV als Inert as eine Mischung von Wasserdampf und COp zur Anwendung kommt.
In den einzelnen Kreisläufen sind die Gebläse jeweils mit G, die Brenner,in denen die Nachverbrennung der je- weilig aus dem Schacht austretenden Reaktionsgase erfolgt, mit B, die Wärmetauscher mit W und die Mischeinrichtungen, in denen Wasserdampf und CO- mit den Brenngasen vermischt werden, mit M bezeichnet. Die Zuführungsleitungen für Luft tragen die Kennzeichnung L, die den Wasserdampf führenden Leitungen D und die das COp-Gas zuführenden Leitungen die Kennzeichnung C.
Die mögliche Verkettung der Wärmetauscher W ist in der Zeichnung nicht wiedergegeben. In dem Beispiel ist angenommen, daß in der Kühlzone V die Kühlung der dort befindlichen Haufwerke ausschließlich durch die Besprühung eines Haufwerkes mittels der Sprüh¬ einrichtung 33 mit Wasser erfolgt, so daß in der Kühlzone, in welche die Haufwerke mit einer Temperatur von etwa
800 C eintreten, der Wasserdampf erzeugt wird, welcher zu einem geringeren Teil im Kreislauf geführt wird, während der überwiegende Teil über die von der Kühlzone ausgehen¬ de Leitung D zu den Kreisläufen der Zonen I bis IV gelei- tet wird, so daß bei dem dargestellten Verfahren der be¬ nötigte Wasserdampf für den Prozeßablauf in der Kühlzone V erzeugt wird. In der Kühlzone werden die Haufwerke im Gegenstrom durchströmt. Dabei erfolgt eine Abkühlung der Haufwerke bis auf etwa 120°C, ehe das unterste Haufwerk durch die Öffnung des Rostes mit Hilfe der beweglichen Roststäbe über die Austragsöffnung 9 bei geöffnetem Schieber 10 auf den weiteren Förderer 10a überführt wird. Nach Rückführung der Roststäbe des untersten Rostes in die Schließstellung werden etagenweise die nach oben hin folgenden Roste nacheinander geöffnet und die Trennwände
11 bzw. 11a in die Offenstellung der Lamellen überführt. Auch die Klappen 13 in den gitterrostförmigen Einsätzen
12 werden sämtlich in die Offenstellung überführt, so daß die Haufwerke ungehindert nacheinander jeweils in Form eines Rieselstromes auf den nächstfolgenden Rost über¬ führt werden können, um dort erneut ein Haufwerk mit über den Querschnitt gleichbleibender Schichtdicke zu bilden. Wenn die Überführung der Haufwerke auf den nächstfolgen¬ den Rost beendet ist, werden die Trennwände 11 und 11a durch Verschwenken der Lamellen wieder in die Schließstel¬ lung gebracht und die Klappen 13 in den gitterrostförmigen Einsätzen 12 in die für den jeweiligen Prozeßablauf in der Schwelzone gewünschte Stellung überführt je nachdem, ob eine partielle Bewegung der Granulate der in dieser Zone befindlichen Haufwerke angestrebt wird oder nicht. Der oberste durch die Bewegung der Haufwerke freigeworde¬ ne Rost wird erneut durch Überführung des zwischenzeitlich aus der Dosiereinrichtung 7 mit einem Haufwerk gefüll¬ ten Formkastens 8 beschickt, wobei die Überführung des Haufwerkes aus dem Formkasten 8 in der gleichen V/eise erfolgt, wie dies im Zusammenhang mit den anderen Rosten 2 in dem Schacht 1 bereits beschrieben wurde.
In der Schwelzone werden in dem dargestellten Beispiel zwe Haufwerke im Gegenstrom von dem Schwelgas nacheinander durchströmt. Die Schwelgase haben dabei eine Temperatur von etwa 400°C. Um einen Austritt der Schwelgase nach oben hin mit Sicherheit zu vermeiden, ist unterhalb der Trennwand 11a ein Haufwerk vorgesehen, welches von den Schwelgasen nicht durchströmt wird und als Sperrhaufwerk dient.
Die Haufwerke in der Schwelzone werden über die Dauer von zwei Verweilzeiten durchströmt und gelangen von dort aus in die Erhitzungszone II, in der sie gemäß dem Beispiel wiederum während zwei Verweilzeiten durchströmt werden. Hierbei erfolgt die Durchströmung jedoch auf den beiden dort vorgesehenen Rosten gegensinnig. In der Erhitzungs¬ zone werden die Haufwerke von dem aus Wasserdampf und COp bestehenden Inertgas bei einer Temperatur von 900 C durchströmt.
In der nachfolgenden Aktivierungszone sind in dem Beispiel vier Roste vorgesehen, so daß die Haufwerke dort während vier Verweilzeiten von dem Aktivierungsgas durchströmt werden, und zwar wiederum von Etage zu Etage in wechseln¬ der Richtung. Das zugeführte Aktivierungsgas hat dabei eine Temperatur von et a9. ö°C. Das aus der Aktivierungs¬ zone austretende Reaktionsgas, welches durch die chemische Reaktion in einem größeren Volumen anfällt als das zuge¬ führte Aktivierungsgas, kann abweichend von der Darstel- lung der Fig. 1 in den Kreislauf der Erhitzungszone über¬ führt werden, um den Bedarf des dort erforderlichen Gases zumindest teilweise zu decken.
Die anschließende Nachbehandlungszone IV sieht wiederum vor, daß die Haufwerke in vier Etagen nachbehandelt wer¬ den, also vier Verweilzeiten in dieser Zone verbringen, wobei die Haufwerke von Etage zu Etage in entgegenge¬ setzten Richtungen durchströmt werden, und zwar von einem Nachbehandlungsgas bei einer Temperatur von etwa 800 C.
Es folgt die Kühlung der Haufwerke in zwei Etagen mit Hilfe des eingesprühten Wassers, wie dies bereits be¬ schrieben wurde. Dabei ist vorgesehen, daß die Sprühein- richtung 33 oberhalb des untersten Haufwerkes in der
Kühlzone angeordnet ist, so daß der in dieser Zone entste¬ hende Wasserdampf durch die Gegenstromführung in dem in der Kühlzone oberen Kaufwerk erhitzt wird, ehe er über die Leitung D in die beschriebenen vorhergehenden Zonen weitergeleitet wird.
Die für die Herstellung der in dem Schacht zu aktivieren¬ den Granulate verwendete Steinkohle kann in bekannter Weise vorbehandelt sein durch Extraktion oder Oxidation. Ihre Behandlung nach der Aktivierung in der Nachbehand¬ lungszone ist je nach der vorgesehenen späteren Verwen¬ dung der Aktivkoksteilchen mit sehr unterschiedlichen Gasen bzw. Gaszusammensetzungen möglich und auch bei sehr verschiedenen Temperaturen durchführbar.
In allen Etagen des Schachtes nach Fig. 1 erfolgt eine intensive Durchströmung der Haufwerke, und zwar jeweils in Richtung senkrehct zur Schichtebene, wobei durch die Zu- und Abführung der Gase und durch die zwischen den Haufwerken befindlichen freien Zwischenräume ein gleich- mäßiges An- und Abströmen über die Querschnittsfläche der Haufwerke sichergestellt wird. Der Abrieb der Granulate ist bei der Behandlung in der beschriebenen Weise außer¬ ordentlich gering, da die Granulate keinem größeren statischen Druck ausgesetzt sind und nicht unter einem solchen Druck bewegt werden müssen, wie dies bei durch¬ gehenden Schüttungen bzw. Gutsäulen der Fall ist.
Infolge der intensiven Durchströmung der Haufwerke mit den einzelnen Gasen und infolge der intensiven und gleich¬ mäßigen Umströmung aller einzelnen Granulate der Haufwerke ergeben sich außerordentlich geringe Reaktions- und damit entsprechend geringe Verweilzeiten. Dabei können die Gas¬ zusammensetzungen, ihre Temperaturen und auch die Strö- mungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Zonen in weiten Grenzen variiert und den jeweiligen Erfordernissen zur Erzielung einer besonders hohen Effektivität angepaßt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Aktivformkoks als Granu¬ lat auf der Basis vorbehandelter Steinkohle, bei dem vorgeformte Granulate durch verschiedene Behandlungs¬ zonen eines Schachtes hindurchgefördert und in diesen Zonen durch seitlich zu- und abgeführte Gase bzw. Dämpfe geschwelt, erhitzt, mit Wasserdampf oder COp- Gas oder einem Gemisch aus Wasserdampf und COp-Gas ak- tiviert sowie nachbehandelt und gekühlt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Granulate einheitlicher Größe mit Längs- und Querab¬ messungen bzw. einem Durchmesser von 6 bis 25 mm ge¬ formt und in ebene, dem Schachtquerschnitt angepaßte flache Haufwerke mit über dem Querschnitt gleicher Schichtdicke überführt und im Schacht jeweils durch Roste etagenweise übereinander unter Belassung freier Zwischenräume abgestützt und nach vorbestimmten Ver¬ weilzeiten in den einzelnen Etagen mit dem untersten Haufwerk durch dessen Austrag beginnend von oben nach unten durch den Schacht hindurchgefördert werden, daß die Haufwerke während der Verweilzeiten auf den Rosten in den Behandlungszonen von den Gasen bzw. Dämpfen durch Einführung in die freien Zwischenräume zwischen benachbarte Haufwerke und Abführung aus anderen Zwi¬ schenräumen jeweils senkrecht zur Schichtebene durch¬ strömt werden, und daß die Haufwerke nach der jeweili¬ gen Verweilzeit auf den einzelnen Rosten durch ein zeitlich gesteuertes Herausb-ewegen wenigstens eines Teiles der Roststäbe aus der Rostebene aufgelöst und die Granulate in Form eines gleichmäßigen Rieselstro¬ mes auf den jeweils nächstfolgenden Rost so überführt werden, daß sie wiederum Haufwerke mit über dem Quer¬ schnitt gleicher Schichtdicke bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Haufwerke während der Verweilzeiten in der Schwelzone von dem Schwelgas im Gegenstrom durchströmt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Haufwerke während der Verweilzeiten in der Schwelzone örtlich abwechseln partiell gegen ein Durchströmen der Schwelgase abge- schirmt und in den jeweilig übrigen Bereichen bis zum Erreichen oder überschreiten des Lockerungspunktes durchströmt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haufwerke in der Erhifezungs-, Aktivierungs- und Nachbehandlungszone während einer oder einiger Verweil¬ zeiten in der einen Richtung und während anderer Ver¬ weilzeiten in der entgegengesetzten Richtung durch- strömt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Haufwerke in der Kühlzone mit Wasser besprüht werden und der in der Kühlzone entstehende Wasserdampf den
Haufwerken wenigstens einer der vorgeordneten Behand¬ lungszonen zugeführt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Einbauten aufweisenden
Schacht zur Aufnahme der durch den Schacht hindurchzu¬ fördernden Granulate, der mit Einrichtungen zur Zu- und Abführung der Gase und/oder Dämpfe verbunden und mit seitlichen Ein- und Austrittsöffnungen für die Gase ausgerüstet ist, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß der Innenraum des Schachtes (1) durch Roste (2) in Kammern unterteilt ist und im oberen Teil des Schachtes eine Einrichtung (7,8) zur Zuführung vordosierter, die Kammern jeweils nur teilweise füllender Haufwerke der Granulate und zur gleichmäßigen Verteilung der Granulate über den Schachtquerschnitt auf den obersten Rost vorgesehen ist, daß alle Roste wenigstens teilweise aus bewegliche Roststäben (15,lβ) mit Betätigungseinrichtungen (18,19) und diesen zugeordneten steuerbaren Antriebseinrichtun- gen zur vorübergehenden und zeitlich gesteuerten Ver¬ größerung der freien Zwischenräume zwischen benachbar¬ ten Roststäben durch Herausbewegen eines Teiles der Roststäbe aus der Rostebene bestehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch.6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einrichtung zur Zuführung und gleichmäßigen Verteilung der vordo¬ sierten Haufwerke einen in einer Eintragschleuse (β) über den Schachtquerschnitt verfahrharen Formkasten (8) mit einem Rost (2a) als Boden aufweist, welcher in seiner Ausbildung den Rosten (2) in dem Schacht (1) entspricht und in gleicher Weise betätigbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens zwischen benachbarten Rosten (2) unterschiedlicher Behandlungs¬ zonen (I bis V) jeweils eine aus schwenkbaren Lamellen gebildete und durch Verstellen der Lamellen in die Schließ- und Offenstellung überführbare Trennwand (11; 11a) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 8, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß un¬ mittelbar unterhalb der Roste (2) in der Schwelzone (I) des Schachtes (1) jeweils ein gitterrostförmiger Ein¬ satz (12) zur Bildung paralleler Strömungskanäle (23) vorgesehen ist, und daß um horizontale Achsen (24,25) drehbare Klappen (13) in den Strömungskanälen vorge¬ sehen sind, welche den Feldern eines Schachbrettes entsprechend wechselweise in Gruppen in die Schacht- ebene oder senkrecht hierzu verschwenkbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß je Klappenreihe zwei übereinander angeordnete horizontale Achsen (24, 25) für die wechselweise Anordnung und gruppenweise Verschwenkung der Klappen (13) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beweglichen Roststäbe (15»l6) eines jeden Rostes (2) durch eine Verbindung ihrer Enden wenigstens eine Baueinheit bilden, welche durch die Betätigungseinrich- tung(en) . (18,19) und die steuerbare Antriebseinrich¬ tung aus der Ebene der festen Roststäbe (14) heraus- bewegbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die oder jede aus de beweglichen RostStäben (15»lβ) gebildete Baueinheit mittels einer Hubeinrichtung in eine Ebene außerhalb der Ebene der festen Roststäbe (14) anhebbar und in die Ebene der festen Roststäbe rückführbar gehalten ist.
13 i Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a' d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beweglichen Roststäbe (15jlβ) der oder jeder Baueinheit über die festen Roststäbe (14) hinaus ver¬ längert ausgebildet und über diese Verlängerungen (15a,lβa) miteinander verbunden sind, und daß als Hubeinrichtung ein an den miteinander verbundenen Enden der Roststäbe angreifender Kurbeltrieb (18,19) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Baueinheiten beweglicher Ros stäbe (15,16) je Rost (2) vorgesehen und in verschiedene Ebenen außerhalb der Ebene der festen Roststäbe (14) überführ- bar sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Roststäbe (14 bis 16) als Hohlprofilstäbe ausge- bildet sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e ke n n z e i c h n e t , daß der Schacht (1) aus ringförmig geschlossenen Modulteilen (5) mit jeweils einem Rost (2) aufgebaut ist und in wenigstens einigen der Modulteile in den Wandungen Durchtrittsöffnungen (31,32) für die Zu- bzw. Abführung der Gase vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Roste (2) als seitlich durch verschließbare Fenster¬ öffnungen (26) in die Schachtwandungen einschiebbare Baueinheiten ausgebildet sind.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils unterhalb der festen Roststäbe (14) in den Schachtwandungen auf der Schachtinnenseite Ausnehmungen (17) zur Aufnahme der Betätigungseinrichtungen (18,19) für die beweglichen Roststäbe (15,lβ) bzw. für die von diesen gebildeten Baueinheiten vorgesehen und außerhalb der Schachtwandung Antriebsvorrichtungen für die Betätigungseinrichtungen angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Roststäbe (14 bis Iβ) im Querschnitt gesehen in ihrem oberen Teil eine hinterschnittene Profilierung (20) aufweisen und mit aufgeschobenen, austauschbaren, reiterförmigen Profilteilen (21) ausgerüstet sind, welche ein Verschließen der Zwischenräume zwischen be¬ nachbarten RostStäben durch das Gut verhindern.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß die reiterförmigen
Profilteile (21) hufeisenförmig mit in Längsrichtung der Roststäbe weisenden Vorsprüngen (22) als Anschläge mit benachbarten Profilteilen ausgebildet sind.
21. Vorrichtung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Roststäbe (14 bis lβ) sowie die übrigen tragenden Teile der Roste und die gitterrostförmigen Einsätze (12) sowie die darin gehaltenen Klappen (13) aus keramischen Werkstoffen bestehen.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß oberhalb wenigstens eines der Haufwerke der Kühlzone (V) eine Sprüheinrichtung (33) für die Zuführung von Wasser vorgesehen ist.
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