RU2605125C2 - Способ сухого тушения кокса посредством пара с последующим использованием образующегося синтез-газа - Google Patents

Способ сухого тушения кокса посредством пара с последующим использованием образующегося синтез-газа Download PDF

Info

Publication number
RU2605125C2
RU2605125C2 RU2014118737/05A RU2014118737A RU2605125C2 RU 2605125 C2 RU2605125 C2 RU 2605125C2 RU 2014118737/05 A RU2014118737/05 A RU 2014118737/05A RU 2014118737 A RU2014118737 A RU 2014118737A RU 2605125 C2 RU2605125 C2 RU 2605125C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coke
gas
quenching
steam
dry quenching
Prior art date
Application number
RU2014118737/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014118737A (ru
Inventor
Хольгер Тилерт
Original Assignee
Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг
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 Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг filed Critical Тиссенкрупп Индастриал Солюшнз Аг
Publication of RU2014118737A publication Critical patent/RU2014118737A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2605125C2 publication Critical patent/RU2605125C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/02—Dry cooling outside the oven
    • 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
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/006—Reducing the tar content by steam reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Coke Industry (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области коксохимии. Нагревают уголь (2) в коксовой печи (1). Полученный кокс (5а) выгружают в коксотушильный вагон (6) и перемещают в коксотушильное устройство (7). Раскаленный кокс (5а) тушат до температуры ниже температуры воспламенения посредством водяного пара (8) в условиях исключения воздуха. Предварительно водяной пар (8) для тушения разделяют, по меньшей мере, на два частичных потока. Один частичный поток пара (8) поступает в коксотушильное устройство (7) снизу вверх в вертикальном направлении потока, а второй частичный поток пара (8) поступает в часть коксотушильного устройства (7), в котором подлежащий тушению кокс (5а) имеет температуру от 500 до 900°C. Получают синтез-газ (9). Изобретение позволяет эффективно утилизировать тепло кокса. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к способу сухого тушения кокса посредством пара с последующим использованием образующегося синтез-газа, причем вышеупомянутый способ включает циклическое коксование угля, превращающегося в кокс, и кокс направляется в тушильное устройство после выгрузки из коксовой печи, пар вводится в тушильное устройство для сухого тушения, таким образом, образуя синтез-газ, состоящий из монооксида углерода (CO) и водорода (H2), посредством реакции водяного газа, и образующийся синтез-газ направляется на дальнейшее использование. Данный способ позволяет использовать тепло, образующееся в процессе коксования, для производства полезного синтез-газа, который, в свою очередь, можно использовать для следующей цели или в процессе нагревания, таким образом, обеспечивая в целом предельно равный энергетический баланс всего процесса.
Большинство способов производства кокса осуществляются в больших батареях коксовых печей или блоках коксовых печей, которые включают камеры коксовых печей традиционного типа или камеры коксовых печей «теплоутилизационного» или «нециркуляционного» типа. В традиционных камерах коксовых печей коксовый газ собирают и обрабатывают, в то время как коксовый газ в батареях коксовых печей «теплоутилизационного» или «нециркуляционного» типа сжигают в коксовой печи, чтобы производить тепло для нагревания вышеупомянутой печи. Здесь, согласно многочисленным вариантам осуществления, нагревание коксовой печи осуществляется в несколько стадий в газовом пространстве над коксовым пирогом и на поде коксовой печи под камерой коксовой печи.
Процесс коксования осуществляют циклически, причем циклы представляют собой загрузку, коксование, выгрузку и тушение. После коксования кокс выгружают из камеры коксовой печи при температуре, составляющей приблизительно 1100°C. Кокс выгружают в тушильный вагон, который собирает коксовый пирог и перемещает его в тушильное устройство. Согласно многим вариантам осуществления, оно представляет собой влажную тушильную колонну, в которой коксовый пирог орошают водой, которая испаряется и охлаждает коксовый пирог до температуры ниже температуры воспламенения кокса, таким образом, что его можно перемещать на открытый воздух, не создавая опасности. После тушения температура кокса неравномерно распределяется в коксовом пироге но, как правило, она составляет менее чем 100°C.
Патентная заявка ФРГ DE19614482C1 предлагает один вариант осуществления влажной тушильной башни. Эта заявка описывает установку для влажного тушения горячего кокса в процессе коксования угля с использованием коксового лотка и коксового перегрузочного лотка, который расположен в тушильной башне с подающим воду устройством. На другой стороне желоб проходит в коксотушильный вагон, оборудованный в нижней части коксоразгрузочным устройством и выпускающими воду клапанами. Подающая воду система расположена непосредственно у перегрузочного желоба и опустошается в коксотушильный вагон, который может иметь водонепроницаемую герметизацию, причем вышеупомянутый вагон оборудован системой управления, которая сохраняет выпускающие кокс клапаны в закрытом водонепроницаемом состоянии, в то время когда поступает вода, и открывает выпускающие воду клапаны, как только завершается поступление воды. Когда воду используют для тушения, вся тепловая энергия, которая содержится в коксовом пироге, теряется и не используется.
По этой причине в последнее время предпринимается все большее число попыток сухого тушения горячего кокса с использованием газов вместо воды. Здесь газы пропускают через горячий кокс и собирают или выделяют до тех пор, пока кокс не охлаждается до температуры ниже своей температуры воспламенения. Горячий газ, как правило, пропускают через теплоутилизационный блок, в котором образуется пар, и таким образом, утилизируется тепловая энергия. В свою очередь, пар можно использовать для приведения в движение вспомогательных блоков или для производства электроэнергии. Для этих целей часто используются инертные газы, такие как азот или доменный газ.
Международная патентная заявка WO 9109094B1 описывает способ сухого тушения кокса в тушильной камере с помощью циркуляции тушильного газа, причем вышеупомянутый способ позволяет регулировать скорость газа, поступающего из кокса, таким образом, что размер зерен (частиц) захваченной коксовой пыли составляет менее чем 3 мм, и когда горячий тушильный газ поступает в теплоутилизационный котел, размер зерен захваченной коксовой пыли составляет менее чем 1 мм, вышеупомянутый способ, включающий пропускание этого газа через устройство, которое состоит из тушильной камеры и форкамеры с круглым поперечным сечением приблизительно равного размера и цилиндрической внешней оболочкой, изготовленной из металла, и, в частности, кровля тушильной камеры находится в наклонном положении, таким образом, что она поднимается в канал горячего газа, увеличивая при этом поперечное сечение кольцевого газ-канала выше коксового столба в достаточной степени, чтобы обеспечивать регулирование скорости газа для горячего тушильного газа в процессе тушения, таким образом, чтобы она оставалась практически однородной по всей длине.
Международная патентная заявка WO 8602939A1 описывает способ сухого тушения кокса с использованием тушильного газа, причем вышеупомянутый способ включает введение кокса и тушильного газа в противоположных направлениях через двухступенчатое тушильное устройство, в котором на первой ступени осуществляют тушение кокса до температуры, составляющей приблизительно 800°C, после чего тушильный газ пропускают через вторую ступень тушения с использованием пара, и контур тушильного газа, таким образом, непосредственно соединяется со стадией термической обработки, в течение которой пар вводят таким образом, что практически не требуется выжигание угля, что обеспечивается тушением на первой ступени тушения, которое осуществляется исключительно с помощью косвенного теплообмена между коксом и хладагентом, который осуществляется на стенках теплообменника, и тушение на второй ступени осуществляется исключительно посредством содержащего пар тушильного газа.
Согласно предшествующему уровню техники, способы сухого тушения кокса могут включать разнообразные варианты осуществления. Европейская патентная заявка EP 0317752 A2 описывает способ повышения эффективности сухих коксотушильных устройств, который включает измельчение горячего кокса перед поступлением в тушильную колонну. Патентная заявка ФРГ DE 3030969 A1 описывает способ сухого тушения горячего необработанного кокса, который выталкивают из камер батареи коксовых печей и выгружают в тушильную камеру, где его тушат, используя непосредственный и/или косвенный контакт с тушильным средством, и, таким образом, необработанный кокс предварительно классифицируют по размерам частиц, получая две или большее число фракций, перед введением в тушильную камеру, причем индивидуальные разделенные по размерам частиц фракции подвергают тушению в отдельных тушильных камерах.
Следующие варианты осуществления относятся к утилизации тепла или очистке тушильного газа. Патентная заявка ФРГ DE 2435500 A1 описывает способ предварительного нагревания коксующегося угля с использованием отходящего тепла перегретого пара, который образуется в сухом коксотушильном устройстве, посредством выпуска кокса при температуре на наиболее высоком уровне, причем некоторая часть его тепла переходит к стенкам паровой рубашки. Патентная заявка ФРГ DE 3217146 A1 описывает устройство для удаления пыли из циркулирующего газа сухого коксотушильного устройства, в котором впускающий газ-канал и выпускающий газ-канал расположены под прямым углом друг относительно друга, причем выпускающий газ-канал непосредственно соединен через коническое расширение с впускным отверстием теплоутилизационного котла, интегрированного в газовый контур, и пылесборная камера с наклонной областью выгрузки пыли находится на противоположной стороне относительно впускающего газ-канала.
Однако вышеупомянутые способы и их варианты осуществления имеют недостаток, заключающийся в том, что в процессе тушения тепло кокса невозможно утилизировать, или тепло кокса можно утилизировать лишь неэффективным образом, поскольку в процессе тушения образуется большой объем газа, который требуется пропускать через теплоутилизационный блок, делая тушение технически затруднительным или экономически неэффективным. По этой причине было бы предпочтительным использование тепла, которое содержится в выгружаемом коксе, посредством эндотермической химической реакции, которая делает эту энергию доступной в химической форме.
Одна подходящая эндотермическая химическая реакция представляет собой реакцию водяного газа с соответствующим равновесием между водой и газом. Для осуществления этой реакции пар (H2O) пропускают через горячий кокс, который реагирует с паром (H2O), образуя водород (H2) и монооксид углерода (CO). Эта реакция является эндотермической и протекает следующим образом:
C+H2O↔H2+CO; ΔH=+131,3 кДж/моль
Последующая реакция между паром и коксом с образованием диоксида углерода и двух эквивалентов водорода является возможной, но, согласно настоящему изобретению, как правило, она не происходит вследствие соответствующей дозировки и соответствующей скорости потока пара. Эта реакция является сильно эндотермической, и ее можно осуществлять только посредством дополнительного нагревания кокса.
Британская патентная заявка GB 347601 A описывает способ производства газовой смеси, состоящей из азота и водорода, которая является подходящей для синтеза аммиака, который образуется в коксотушильном устройстве, причем кокс орошают водой и продувают воздухом, и монооксид углерода направляют в секцию установки, в которой монооксид углерода образует эквивалентное количество водорода посредством последующей конверсии монооксида углерода с использованием пара. Здесь пар для конверсии монооксида углерода образуется из воды, которой орошают коксовый пирог, чтобы осуществлять тушение кокса. В данной заявке не описано тушение коксового пирога посредством продувания водяного пара.
Таким образом, задача заключается в том, чтобы предложить способ, согласно которому в циклическом режиме осуществляют карбонизацию угля и используют водяной пар (H2O) для сухого тушения горячего кокса после цикла коксования, и, таким образом, пар (H2O) реагирует, по меньшей мере, частично с коксом, образуя водород (H2) и монооксид углерода (CO) согласно равновесию между водой и газом, причем получаемый водород (H2) собирают, и получаемую таким способом газовую смесь используют для следующей цели. Таким путем получают синтез-газ.
Согласно настоящему изобретению, тушение кокса с использованием пара происходит в тушильном устройстве, которое предпочтительно сконструировано как тушильная колонна. После коксования угля и завершения процесса коксования коксовый пирог перемещают или выгружают в тушильный вагон, который перемещает коксовый пирог в тушильное устройство. Здесь коксовый пирог герметически отделяется от окружающей атмосферы, и через него пропускают водяной пар. Предпочтительно это осуществляют в вертикальном восходящем направлении потока газа, таким образом, что более плотный пар вытесняется менее плотным водородом в течение процесса тушения. Пар может представлять собой газовую смесь в любом состоянии, и он даже может присутствовать в смеси с другими газами, но его предпочтительно используют в чистом виде.
В частности, заявлен способ сухого тушения кокса, в котором:
- уголь нагревают в коксовой печи в процессе нагревания, используя имеющий высокую теплотворную способность газ, и кокс получают посредством циклического коксования, причем вышеупомянутый кокс выгружают в коксотушильный вагон после завершения коксования, и
- раскаленный кокс перемещают в коксотушильное устройство в коксотушильном вагоне, в котором вышеупомянутый раскаленный кокс тушат до температуры ниже температуры воспламенения посредством тушильного газа, причем вышеупомянутый процесс отличается тем, что:
- водяной пар (H2O) используют в качестве тушильного газа в условиях исключения воздуха, причем вышеупомянутый пар реагирует, по меньшей мере, частично с раскаленным коксом (C) согласно реакции водяного газа, образуя синтез-газ, состоящий из водорода (H2) и монооксида углерода (CO), и
- поскольку сухое тушение осуществляют в коксотушильном устройстве, получаемый водородсодержащий тушильный газ собирают, и
- получаемую таким способом газовую смесь используют для следующей цели.
Образующийся синтез-газ может также содержать примеси, но если реакцию осуществляют правильно, он состоит, главным образом, из таких компонентов, как водород (H2) и монооксид углерода (CO).
Для осуществления данного способа пар предпочтительно производят в паровом котле. Вышеупомянутый пар сохраняют в горячем состоянии, используя подходящие устройства для промежуточного хранения, и затем вводят в коксотушильное устройство под давлением, используя дозирующее устройство. Чтобы предотвратить конденсацию пара при его введении в коксотушильное устройство, согласно предпочтительному варианту осуществления, питающие трубы можно нагревать. Когда пар реагирует с горячим коксом, образуются водород (H2) и монооксид углерода (CO). Согласно предпочтительному варианту осуществления, используемый водяной пар является сухим, т.е. в нем отсутствуют захваченные капли воды или аэрозоль. Осуществляя способ согласно настоящему изобретению, тепловую энергию кокса, которая высвобождается в процессе тушения после процесса коксования, используют для получения полезных продуктов. В результате можно улучшать энергетический баланс всего процесса производства кокса.
Образующийся синтез-газ и содержащийся в нем водород можно использовать для любой следующей цели. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, использование этой газовой смеси для следующей цели включает его введение в топливный газ коксовой печи (печей). При этом коксовую печь нагревают, используя газ, образующийся в процессе тушения кокса. Для этой цели водород, используемый для нагревания коксовой печи, можно смешивать с углеводородным топливным газом перед его поступлением в коксовую печь. Согласно примерному варианту осуществления, топливный газ представляет собой природный газ. Согласно следующему варианту осуществления, топливный газ представляет собой коксовый газ. Кроме того, является возможным использование доменного газа из процесса доменной печи в качестве топливного газа вместо углеводородного топливного газа.
Согласно следующему варианту осуществления, синтез-газ вводят в теплоутилизационный процесс перед его использованием для следующей цели или введением в коксовую печь для целей нагревания. Это можно осуществлять, например, посредством пропускания газа через теплоутилизационный котел. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, пар образуется в течение теплоутилизационного процесса. Согласно типичному варианту осуществления, пар затем используют для производства механической энергии, приводя в движение турбину. Это можно, в свою очередь, использовать для производства электроэнергии. Кроме того, можно направлять образующийся синтез-газ через теплообменник, в котором пар, используемый для тушения, предварительно нагревают в противоточном направлении.
Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения реакцию конверсии водяного газа проводят для превращения монооксида углерода (CO) в диоксид углерода (CO2) после тушения кокса паром (H2O). В результате получают газовую смесь. Эта газовая смесь состоит, главным образом, из водорода (H2) и диоксида углерода (CO2), и из нее можно легко получать чистый водород, например, посредством адсорбции при переменном давлении. Здесь, согласно одному варианту осуществления, пар, требуемый для данной цели, можно добавлять в избытке для процесса тушения или вводить в уже произведенный синтез-газ. Его можно также распылять в форме жидкой воды после того, как кокс оказывается потушенным.
Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения использование для следующей цели относится к конверсии монооксида углерода с паром и к последующей очистке водорода, получаемого в процессе конверсии, в блоке адсорбции переменного давления. Водород можно затем использовать, например, в химическом процессе в последующем применении. Блоки адсорбции переменного давления для очистки водорода от водородсодержащих газов хорошо известны на предшествующем уровне техники. Международная патентная заявка WO 2006066892 A1 описывает один пример способа очистки водорода посредством адсорбции при переменном давлении.
Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения, пар разделяют, по меньшей мере, на два частичных потока для тушения. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, частичный поток пара вводят в коксотушильное устройство снизу в вертикально восходящем направлении потока, а следующий частичный поток пара вводят в часть колонны, в которой подлежащий тушению кокс имеет температуру от 500 до 900°C. Это можно осуществлять, например, используя, питающие сопла, установленные на стороне колонны, которые вводят пар непосредственно в кокс.
Согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, коксотушильное устройство представляет собой коксотушильную колонну. Согласно следующему примерному варианту осуществления настоящего изобретения, коксотушильное устройство представляет собой коксотушильную камеру. Кроме того, это устройство может быть оборудовано, например, форкамерой. Тушильное устройство или последующую транспортную линию для водорода можно также оборудовать удаляющим пыль устройством. Это позволяет сократить содержание пыли, если используется насыщенный пылью уголь, или пыль образуется в больших количествах в процессе тушения.
Для использования в осуществлении данного способа батарея коксовых печей или блок коксовых печей может иметь любую конструкцию и конфигурацию любого типа. Батарея коксовых печей, из которых поступает кокс, и которые нагревают, используя синтез-газ, может представлять собой, например, батарею коксовых печей, в которых коксовый газ собирают и обрабатывают. Блок коксовых печей, из которых поступает кокс, может представлять собой, например, батарею коксовых печей «теплоутилизационного» типа». Наконец, блок коксовых печей, из которых поступает кокс, может представлять собой также батарею коксовых печей «нециркуляционного» типа. Даже коксовые печи, которые расположены в батарее или блоке коксовых печей, могут, в конечном счете, иметь любую конструкцию, при том условии, что они являются подходящими для производства кокса и нагревания посредством синтез-газа, когда это целесообразно. Выдачу кокса можно также осуществлять, используя другие батареи или блоки коксовых печей, в которых не получают синтез-газ в процессе тушения, но это не представляет собой обычную практику.
Кроме того, вспомогательные устройства, такие как резервуары для хранения жидкостей или газов, насосы, клапаны, нагревательные или тушильные устройства, газожидкостные сепараторы или устройства для измерения температуры или концентрации составляющих компонентов газа, можно использовать в любой точке процесса согласно настоящему изобретению.
Настоящее изобретение обладает преимуществом использования тепловой энергии кокса после коксования посредством эндотермической химической реакции, и, таким образом, тепловую энергию горячего кокса можно использовать значительно эффективнее, чем в способах предшествующего уровня техники. Кроме того, настоящее изобретение обладает преимуществом получения водорода в качестве полезного продукта без введения дополнительной энергии, и, таким образом, обеспечивается улучшение энергетического баланса всего процесса. Таким образом, может быть значительно повышена экологическая совместимость данного способа.
Далее настоящее изобретение разъясняется посредством чертежа, причем данный чертеж просто представляет примерный вариант осуществления и не ограничивает его.
Чертеж представляет коксовую печь, которая служит для карбонизации угля. Чертеж представляет камеру коксовой печи (1), в которой находятся угольный пирог (2), дверцы камеры коксовой печи (3), первичное нагревательное пространство (4) над коксовым пирогом (2) и вторичное нагревательное пространство (5) под коксовым пирогом (2). Тушильный вагон (6), в который собирают коксовый пирог (2) для тушения, устанавливают перед камерой коксовой печи (1). Вышеупомянутый тушильный вагон (6) устанавливают перед коксотушильной камерой (7), и коксовый пирог (2) выгружают в коксотушильную камеру (7) посредством впускного клапана (7a). Вышеупомянутый клапан (7a) закрывают, как только коксотушильная камера (7) оказывается заполненной. Пар (8, H2O) затем поступает в коксотушильную камеру (7) снизу и реагирует с горячим коксовым пирогом (5a) согласно равновесию между водой и газом, образуя смесь водорода и монооксида углерода (9, H2 и CO), представляющую собой синтез-газ. Пар (8) производят посредством парового котла (10) с установленным ниже по потоку дозирующим устройством (10a). Синтез-газ (9), образующийся в процессе тушения, выводят по направлению вверх, и после отделения пыли в отделяющем пыль блоке (11) его направляют во вторичное нагревательное пространство (5) коксовой печи (1) в качестве топливного газа (9a). Это осуществляют посредством теплообменника (12), который в противоточном режиме осуществляет предварительное нагревание пара (8), поступающего для тушения кокса (2). Здесь его вводят в частично сгоревший коксовый газ, который уже был введен во вторичное нагревательное пространство (5) из первичного нагревательного пространства (4) и сожжен. В результате это способствует нагреванию коксового пирога (2) через пол камеры коксовой печи (1). После сгорания полностью сожженный коксовый газ выводят из вторичного нагревательного пространства (5) как отходящий газ (13) и направляют в газоочистительное устройство (14). Очищенный отходящий газ (14a) выводят из газоочистительного устройства (13) и направляют в теплоутилизационный блок (15). Здесь генератор (15a), который производит электроэнергию, приводят в движение посредством турбины. Охлажденный отходящий газ (15b) выводят через дымовую трубу (16). Потушенный кокс (5a) или подлежащий тушению кокс (5a) выводят посредством выпускного клапана (7b) и направляют на заключительное тушение.
Список условных номеров и обозначений
1 - Камера коксовой печи
2 - Угольный или коксовый пирог
3 - Дверцы камеры коксовой печи
4 - Первичное нагревательное пространство
5 - Вторичное нагревательное пространство
5a - Подлежащий тушению кокс
6 - Тушильный вагон
7 - Коксотушильная камера
7a - Впускной клапан
7b - Выпускной клапан
8 - Пар
9 - Синтез-газ
9a - Топливный газ для вторичного нагревательного пространства
10 - Паровой котел
10a - Регулирующий клапан для пара
11 - Накопительный резервуар
12 - Теплообменник
13 - Отходящий газ
14 - Газоочистительное устройство
14a - Очищенный отходящий газ
15 - Теплоутилизационный блок
15a - Генератор
15b - Охлажденный отходящий газ
16 - Дымовая труба.

Claims (12)

1. Способ сухого тушения кокса (5а), в котором:
- уголь (2) нагревают в коксовой печи (1) в процессе нагревания, используя имеющий высокую теплотворную способность газ, и кокс (5а) получают посредством циклического коксования, причем вышеупомянутый кокс выгружают в коксотушильный вагон (6) после завершения коксования, и
- раскаленный кокс (5а) перемещают в коксотушильное устройство (7) в коксотушильном вагоне (6), в котором вышеупомянутый раскаленный кокс (5а) тушат до температуры ниже температуры воспламенения посредством тушильного газа (8),
и который отличается тем, что:
- водяной пар (H2O) используют в качестве тушильного газа (8) в условиях исключения воздуха, причем вышеупомянутый пар реагирует, по меньшей мере, частично с раскаленным коксом (5а) согласно реакции водяного газа, образуя синтез-газ, состоящий из водорода (Н2) и монооксида углерода (СО), и
- поскольку сухое тушение осуществляют в коксотушильном устройстве (7), получаемый водородсодержащий тушильный газ (9) собирают, и
- полученную таким способом газовую смесь (9) используют для следующей цели, причем водяной пар (8) для тушения разделяют, по меньшей мере, на два частичных потока, причем один частичный поток пара (8) поступает в коксотушильное устройство (7) снизу вверх в вертикальном направлении потока, а второй частичный поток пара (8) поступает в часть коксотушильного устройства (7), в котором подлежащий тушению кокс (5а) имеет температуру от 500 до 900°C.
2. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 1, отличающийся тем, что использование для следующей цели относится к введению газовой смеси (9) в топливный газ (9а) коксовой печи (печей) (1).
3. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 2, отличающийся тем, что углеводородный топливный газ смешивают с синтез-газом (9), используемым для нагревания коксовой печи (1), перед его введением (9а) в коксовую печь (1).
4. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 3, отличающийся тем, что топливный газ представляет собой природный газ.
5. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 3, отличающийся тем, что топливный газ представляет собой коксовый газ.
6. Способ сухого тушения кокса (5а) по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что синтез-газ (9) вводят в теплообменник (12) перед использованием для следующей цели.
7. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 6, отличающийся тем, что водяной пар (8) предварительно нагревают в теплообменнике (12) в противоточном режиме.
8. Способ сухого тушения кокса (5а) по любому из пп. 1, 2, 3, 4, 5 или 7, отличающийся тем, что использование для следующей цели относится к конверсии монооксида углерода (СО), содержащегося в газовой смеси (9), с использованием пара (H2O), причем вышеупомянутый монооксид углерода (СО) превращается в диоксид углерода (CO2).
9. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 8, отличающийся тем, что использование для следующей цели относится к конверсии монооксида углерода (СО) с использованием пара (H2O) и последующей очистке водорода (Н2), получаемого в блоке адсорбции переменного давления.
10. Способ сухого тушения кокса (5а) по любому из пп. 1, 2, 3, 4, 5, 7 или 9, отличающийся тем, что коксотушильное устройство (7) представляет собой коксотушильную колонну.
11. Способ сухого тушения кокса (5а) по любому из пп. 1, 2, 3, 4, 5, 7 или 9, отличающийся тем, что коксотушильное устройство (7) представляет собой коксотушильную камеру.
12. Способ сухого тушения кокса (5а) по п. 11, отличающийся тем, что коксотушильная камера (7) оборудована форкамерой.
RU2014118737/05A 2011-10-12 2012-09-22 Способ сухого тушения кокса посредством пара с последующим использованием образующегося синтез-газа RU2605125C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011115698A DE102011115698A1 (de) 2011-10-12 2011-10-12 Verfahren zur trockenen Kühlung von Koks mit Wasserdampf mit anschliessender Verwendung des erzeugten Synthesegases
DE102011115698.8 2011-10-12
PCT/EP2012/003969 WO2013053427A1 (de) 2011-10-12 2012-09-22 Verfahren zur trockenen kühlung von koks mit wasserdampf mit anschliessender verwendung des erzeugten synthesegases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014118737A RU2014118737A (ru) 2015-11-20
RU2605125C2 true RU2605125C2 (ru) 2016-12-20

Family

ID=47022619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014118737/05A RU2605125C2 (ru) 2011-10-12 2012-09-22 Способ сухого тушения кокса посредством пара с последующим использованием образующегося синтез-газа

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140352207A1 (ru)
EP (1) EP2766453A1 (ru)
AR (1) AR088302A1 (ru)
DE (1) DE102011115698A1 (ru)
RU (1) RU2605125C2 (ru)
TW (1) TW201335353A (ru)
WO (1) WO2013053427A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011115699A1 (de) * 2011-10-12 2013-04-18 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren zur trockenen Kühlung von Koks mit Kohlendioxid mit anschließender Verwendung des erzeugten Kohlenmonoxids
CN103881735B (zh) * 2014-01-03 2016-03-30 科利特环能科技（大连）有限公司 防止红焦烧损及回收焦炭热能的熄焦工艺
CN104673333B (zh) * 2015-02-03 2017-10-10 天津大学 熄焦及回收能量的方法与装置
CN105754618B (zh) * 2016-03-30 2018-09-28 沈阳环境科学研究院 一种气相化学还原法熄焦工艺方法
CN106479542B (zh) * 2016-10-27 2019-08-20 武汉钢铁有限公司 基于干法熄焦及炼焦煤除湿的水煤气制备工艺
CN111019680A (zh) * 2019-12-10 2020-04-17 上海交通大学 一种促进煤炭焦化及提高煤气产量与品质的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE375785C (de) * 1921-01-03 1923-05-18 Sulzer Akt Ges Geb Verfahren zum Kuehlen von gluehendem Koks
SU802354A1 (ru) * 1977-03-01 1981-02-07 Украинский Научно-Исследовательскийуглехимический Институт Способ сухого тушени кокса и получени гАзОВ, СОдЕРжАщиХ ВОдОРОд и ОКиСьуглЕРОдА, и уСТРОйСТВО дл ЕгООСущЕСТВлЕНи
JPS5770186A (en) * 1980-10-21 1982-04-30 Kawasaki Steel Corp Preparation of coke gas utilizing quenching equipment of coke oven
JPS60110784A (ja) * 1983-11-22 1985-06-17 Sumitomo Metal Ind Ltd コ−クス乾式消火炉の排出ガス処理方法
CN101845307A (zh) * 2010-06-02 2010-09-29 北京硕人海泰能源环境技术研究院 干熄焦节能减排装置及利用其的炼焦节能减排工艺

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE510328C (de) * 1929-02-15 1930-10-18 Otto & Co Gmbh Dr C Vorrichtung zur Wassergaserzeugung aus gluehendem Koks
GB347601A (en) 1930-01-28 1931-04-28 Daniel Tyrer Improvements in and relating to the cooling of coke and obtaining a nitrogen hydrogen mixture
DE2435500A1 (de) 1974-07-24 1976-02-12 Hugo Dr Ing Schaefer Verfahren zur vorerhitzung von kokskohle unter benutzung von ueberhitztem abhitzedampf, der in einer trockenkokskuehlanlage in besonderer weise erzeugt wird
US3959084A (en) * 1974-09-25 1976-05-25 Dravo Corporation Process for cooling of coke
AT361892B (de) * 1975-06-13 1981-04-10 Waagner Biro Ag Verfahren und einrichtung zur kuehlung von heissen schuettguetern, insbesondere zum trockenen loeschen von heissem koks
DE3030969A1 (de) 1980-08-16 1982-04-01 Dr. C. Otto & Comp. Gmbh, 4630 Bochum Verfahren zur trockenen kuehlung von heissem rohkoks und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE3032212C2 (de) * 1980-08-27 1986-09-18 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur Herstellung von H↓2↓- und CO-haltigen Gasen durch Vergasung von Koks
DE3112256C2 (de) * 1981-03-27 1987-02-12 Hartung, Kuhn & Co Maschinenfabrik GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren zur Nutzung der Abwärme und zur Gewinnung von Wassergas beim Kühlen von aus einem Kammerofen ausgestoßenem glühenden Koks
US4627174A (en) * 1982-02-04 1986-12-09 Bergwerksverband Gmbh Process and system for the dry quenching of coke
DE3217146A1 (de) 1982-05-07 1983-11-10 Krupp-Koppers Gmbh, 4300 Essen Vorrichtung zur entstaubung von kreislaufgas einer kokstrockenkuehlanlage
DE3235261C2 (de) * 1982-09-23 1984-08-02 Hartung, Kuhn & Co Maschinenfabrik GmbH, 4000 Düsseldorf Verfahren und Einrichtung zur Nutzung der Abwärme und zur Gewinnung von Wassergas beim Kühlen von Koks
DE3441322C1 (de) 1984-11-12 1986-05-28 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Verfahren und Vorrichtung zur trockenen Kokskuehlung
DE3739789A1 (de) 1987-11-24 1989-06-08 Ruhrkohle Ag Kokstrockenkuehlung
DE3941453C1 (ru) 1989-12-15 1991-06-20 Didier Ofu Engineering Gmbh
DE19614482C1 (de) 1996-04-12 1997-06-26 Krupp Koppers Gmbh Anlage zum Naßlöschen von heißem Koks im Zuge der Verkokung von Steinkohle und Verfahren zum Betrieb der Anlage
DE102004062687A1 (de) 2004-12-21 2006-06-29 Uhde Gmbh Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoff und Energie aus Synthesegas
DE102009022509B4 (de) * 2009-05-25 2015-03-12 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Verfahren zur Herstellung von Synthesegas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE375785C (de) * 1921-01-03 1923-05-18 Sulzer Akt Ges Geb Verfahren zum Kuehlen von gluehendem Koks
SU802354A1 (ru) * 1977-03-01 1981-02-07 Украинский Научно-Исследовательскийуглехимический Институт Способ сухого тушени кокса и получени гАзОВ, СОдЕРжАщиХ ВОдОРОд и ОКиСьуглЕРОдА, и уСТРОйСТВО дл ЕгООСущЕСТВлЕНи
JPS5770186A (en) * 1980-10-21 1982-04-30 Kawasaki Steel Corp Preparation of coke gas utilizing quenching equipment of coke oven
JPS60110784A (ja) * 1983-11-22 1985-06-17 Sumitomo Metal Ind Ltd コ−クス乾式消火炉の排出ガス処理方法
CN101845307A (zh) * 2010-06-02 2010-09-29 北京硕人海泰能源环境技术研究院 干熄焦节能减排装置及利用其的炼焦节能减排工艺

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013053427A1 (de) 2013-04-18
US20140352207A1 (en) 2014-12-04
DE102011115698A1 (de) 2013-04-18
EP2766453A1 (de) 2014-08-20
TW201335353A (zh) 2013-09-01
RU2014118737A (ru) 2015-11-20
AR088302A1 (es) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2605125C2 (ru) Способ сухого тушения кокса посредством пара с последующим использованием образующегося синтез-газа
RU2546266C2 (ru) Способ производства железа прямого восстановления с ограниченными выбросами со2 в атмосферу
CN105567263B (zh) 一种焦化红焦干熄造气及焦化废水处理方法
CN101391746B (zh) 小型煤汽化制氢方法
CN103087776B (zh) 一种基于化学链燃烧的干煤粉加压气流床气化方法与装置
CN104803819B (zh) 一种利用粉煤制取乙烯的方法及系统
JP6242797B2 (ja) 生成される一酸化炭素の後続利用を含む二酸化炭素によるコークスの乾式急冷法
CN106047380A (zh) 一种焦化红焦干熄烟道气脱硫脱硝处理方法
CN108298505A (zh) 处理含h2s酸性气同时制取硫酸和硫磺的联合工艺
CN105129800B (zh) 一种氧/煤喷吹制备电石及乙烯的工艺和系统
US3661719A (en) Non-polluting by-product coal carbonization plant
CN104945215B (zh) 一种粉煤制备乙烯的方法及系统
KR101254977B1 (ko) 코크스 오븐 가스 처리 장치 및 방법
RU2800904C1 (ru) Способ утилизации конвертерных газов для производства жидкого топлива из водородсодержащего синтез-газа
CN203144349U (zh) 基于化学链燃烧的干煤粉加压气流床气化装置
US291264A (en) Johist addie and james addie
EA028730B1 (ru) Способ и устройство для секвестрации диоксида углерода из отработавшего газа
CN218058893U (zh) 一种利用干熄焦装置生产一氧化碳的系统
CN213772105U (zh) 竖炉还原气制备及干法脱硫系统
US607943A (en) Hermann mehner
CN114790396B (zh) 一种高效减排的干熄焦方法及生产一氧化碳的系统
CN109160493B (zh) So2冶炼烟气两段式沸腾还原制备硫磺的装置及其工艺
US20240001296A1 (en) Method and system to capture co2 in flue gases emitted intermittently
US997908A (en) Process of obtaining ammonia from coal.
CN106336902A (zh) 一种合成氨或甲醇系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170923