WO2018188998A1 - Device and method for recovering gases during coking of carbon-containing feedstock, and use - Google Patents

Device and method for recovering gases during coking of carbon-containing feedstock, and use Download PDF

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WO2018188998A1
WO2018188998A1 PCT/EP2018/058529 EP2018058529W WO2018188998A1 WO 2018188998 A1 WO2018188998 A1 WO 2018188998A1 EP 2018058529 W EP2018058529 W EP 2018058529W WO 2018188998 A1 WO2018188998 A1 WO 2018188998A1
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gas
furnace chamber
furnace
height
briquettes
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PCT/EP2018/058529
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French (fr)
Inventor
Ronald Kim
Uwe TSCHIRNER
Mathias SCHELLER
Matthias SPÖTTLE
Fabian GRAW
Joanna KÜHN-GAJDZIK
Hans-Werner Schröder
Volker Herdegen
Franz FEHSE
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • C10B1/02Stationary retorts
    • C10B1/04Vertical retorts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
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    • C10B27/02Arrangements for withdrawal of the distillation gases with outlets arranged at different levels in the chamber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
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    • C10B47/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge
    • C10B47/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials with indirect heating, e.g. by external combustion with stationary charge in shaft furnaces
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    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/08Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form in the form of briquettes, lumps and the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10Drying

Definitions

  • the invention relates to a device and a method in each case for the use of carbonaceous feedstock and the related use of the feedstock or gases obtained therefrom.
  • the invention relates to apparatus and methods for the recovery or use of (by-) products in the production of coke from feedstocks, which hitherto can not be used as standard, or which have not yet provided a satisfactory end product.
  • the invention relates to an apparatus and a method according to the preamble of the respective independent claim.
  • the invention relates to the use of individual components or devices especially in connection with these alternative starting materials.
  • Coke and coal-containing or carbonaceous feedstocks are currently and in the future for most economies of our earth indispensable raw materials or already present as such recyclables per se. So far, mainly hard coal with high baking capacity (so-called fat coals) are coked. However, it is to be expected that certain types of coke will become scarcer on the world market within a short time. In particular, a declining availability of coking coal that is well suited for coking must be expected, with the result that in the future also badly baking or strongly driving coals or other carbon carriers must be used, in particular for the production of blast furnace coke.
  • Coke ovens for producing coke can, as mentioned, be designed as so-called vertical chamber furnaces.
  • Vertical chamber furnaces are loaded with raw material briquettes or coal briquettes from above.
  • Vertical chamber furnaces can have a considerable height, for example in the range of 30 to 40m.
  • the briquettes are placed for example with a crane above the furnace and slip, in particular by gravity, through the coking shaft (furnace chamber), in particular over a period of several hours, for example 12 or 15 hours, according to the time required to convert the charge into coke.
  • the briquettes a temperature change, in particular from initial temperatures below 300 ° C to final temperatures between 900 and 1100 ° C.
  • two to ten furnace chambers are combined to form a so-called furnace battery of a coke oven.
  • the shaft of a respective furnace chamber may have a height of in particular 3.5m to 10m, and a width of in particular 150 to 600mm. It can be seen that the briquettes have high frictional and compressive forces when coking. The strength of the briquettes should therefore be very high.
  • the raw material can be minced in advance, in particular in hammer mills, in particular on particle sizes of 0 to 1 mm
  • the briquettes are subsequently compacted in presses by crimping the grains, hitherto in many cases a briquette geometry in the manner of an elongated cuboid having optionally rounded corners or rounded edges has proved advantageous by means of roller presses.
  • the coke was either in gas ovens with vertical chambers, or in coke ovens with horizontal chambers.
  • the latter can be classified into two types: horizontal chamber (composite) ovens with narrow oven chambers and vertically heated, indirectly heated batch, and so-called heat (non-) recovery ovens with vault-like oven chambers and flat lying therein batch, at least can be heated directly from above.
  • horizontal chamber composite ovens with narrow oven chambers and vertically heated, indirectly heated batch
  • heat (non-) recovery ovens with vault-like oven chambers and flat lying therein batch
  • a furnace device with at least one vertical furnace chamber, in particular a coke oven, for producing coke from at least one solid starting material, in particular from the group: brown coal, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coke; comprising at least one for tempering of the Briquette driers equipped with feed stock and at least one oven chamber with heating walls coupled in particular below the briquette drier to the briquette dryer; wherein the briquette dryer has a heating device and a briquette reservoir heatable therewith, and wherein the briquette dryer is set up to set a continuously or stepwise increasing temperature in the briquette reservoir in the conveying direction of the briquettes, in particular at least two or three temperature levels in the range of 60 to 200 ° C.
  • the oven device further comprises an entry system comprising at least one lock device, which entry system between the briquette reservoir and the (respective) oven chamber is arranged and adapted for supplying briquettes from the briquette reservoir to the (respective) oven chamber.
  • an entry system comprising at least one lock device, which entry system between the briquette reservoir and the (respective) oven chamber is arranged and adapted for supplying briquettes from the briquette reservoir to the (respective) oven chamber.
  • the temperature level can increase steadily, and / or predetermined temperature levels can be defined, in particular in different height levels of a reservoir, in which the briquettes are conveyed in the direction of gravity.
  • the desired temperature level can be set individually for each process or feedstock.
  • a Konti process for coking can be set.
  • the briquette bed moves through at least one temperature zone with increasing temperature.
  • the desired throughput can be adjusted and regulated in particular by means of a discharge system.
  • the conversion / upgrading of, for example, coal into coke can be carried out continuously. It can be carried out a temperature control, and in individual temperature zones can influence on the process taken and / or by-products can be evacuated.
  • the continuous process in the vertical chamber furnace has z. B. also in terms of temperature stress of the material of the furnace device, in particular silica advantages. The material can be maintained largely at temperatures above 600 ° C or even 800 ° C and need not be repeatedly cooled to lower temperatures below it. As a result, occur less stress / cracks in the material.
  • the oven apparatus may include a feed unit for providing the briquettes to the briquette dryer.
  • the feeder unit is, for example, also equipped to convey the briquettes produced from a press to the briquette dryer. At a minimum, the feeder unit is arranged to ensure continuous or batch feed of briquettes to the dryer.
  • a bunker Upstream of the dryer is a bunker, to which the briquettes can be fed continuously or batchwise, and from which the briquettes can be conveyed out continuously or in batches, in particular by the briquettes sliding into the briquette dryer.
  • the entry system can be arranged above the (respective) furnace chamber. This allows a supply based on gravitational forces.
  • the furnace device is completely formed as a vertical chamber furnace with vertical furnace chambers.
  • a vertical furnace chamber is a furnace chamber through which the briquettes are conveyed in the vertical direction, in particular based on gravitational forces.
  • feedstocks in particular the entire spectrum of soft, matte and lignite lignite as well as the flame coal can be mentioned. In particular, good results have already been achieved with Rhenish, Loessitzer and Indonesian lignite. It has also been shown that the devices and methods described herein are also suitable for the recovery of Russian brown and flame coals and petroleum coals.
  • the following types of coal and peat can be mentioned as feedstocks, based on a classification according to DIN, ASTM and UN-ECE, which is reproduced here schematically. It has been found in the context of the present invention, with reference to the German DI N, especially the lignite coal classified therein, matte lignite, Glanzbraunkohlen and flame coals as particularly useful. Cabbages and peat volatile
  • a meandering in several height levels extending heating channel which heating channels each individually heated by at least one burner are.
  • This type of heating can provide a variety of the benefits described herein, especially regardless of a particular design or operation of the briquette dryer.
  • the briquette dryer provides advantages in particular with regard to the preparation of the briquettes prior to feeding into the furnace chamber.
  • the heating channels then act on the briquettes present in the furnace chamber at a later stage of the process.
  • the briquette reservoir is at least comprised of: temperature, humidity, as a function of measured values measurable in the briquette reservoir from the group; for drying the briquettes to at least two different temperature levels, in particular controllably heated in at least two different height positions of the briquette reservoir, in particular a first temperature level between 60 and 105 ° C, in particular up to 95 ° C, a second temperature level between 105 and 200 ° C, and optionally at least one further temperature level comprising a temperature level between 95 and 105 ° C.
  • the upper limit of the last temperature level can be set such that a degassing is not yet caused.
  • the upper limit of the respective temperature level can be taken from temperature values determined in advance for a particular feedstock, for example stored in a data memory, or optionally specified during the process, in particular by means of at least one pressure and / or gas sensor and / or moisture sensor on / in the briquette. Dryer. This makes it possible to dry the briquettes continuously in a gentle way more continuously, without too high temperature or stress stress material.
  • the briquette reservoir can be heated depending on the measured values for controlled drying of the briquettes up to minimum moisture values of at most 1 to 5% by mass, in particular 2 to 4% by mass, at the outlet of the briquette drier.
  • moisture and / or temperature sensors can be provided in the briquette dryer, in particular at the respective height positions. It may be sufficient to carry out the temperature control solely as a function of the moisture content, assuming sufficient accuracy of the measurement.
  • capacitive or spectroscopic measuring methods can be used.
  • redundant measuring devices are preferably present, in particular for pressure, volume and / or temperature measurements. Preferably takes place the regulation at least via a temperature measurement, optionally exclusively via a temperature measurement.
  • drying is preferably carried out up to an upper temperature limit, from which the degassing (gas emission) begins with the respective starting material.
  • This upper temperature limit can be predefined for a particular feedstock, and in a control of the drying process, such upper limits can be retrieved from a data store and taken into account as a target specification.
  • the drying process can also be adapted specifically for each feedstock.
  • the aforementioned temperature and humidity ranges may e.g. Lignite or hard coal can be further restricted.
  • the starting materials have different H 2 O contents, and mass transport processes during drying are carried out specifically for each starting material, in particular due to different material structures (micro / meso / macropores).
  • brown coal it has been found that by means of the upper limit of 200 ° C, a good compromise can be found to effectively dry, but also, e.g. to effectively avoid degassing of H2S.
  • An avoidance of degassing of H2S may be particularly desirable if recycled flue gases are to be used for controlling the temperature of the briquette dryer.
  • the oven apparatus may include a controller and a measuring device coupled thereto configured to control drying or coking of the briquettes.
  • the control device can be set up or provided specifically for controlling / regulating the drying process based on the measured values.
  • the control device can also be set up or provided for each of the method steps described here, in each case in communication with corresponding sensors of the measuring device.
  • the briquette dryer has at least one dryer unit, in particular a roof dryer unit, which has a hot gas circuit, which is sealed off in particular by the briquettes, for introducing thermal energy into the briquettes.
  • a separation between hot gas and briquettes can take place.
  • the hot gas can be covered in by means of roofs or other bevelled channels Lines flow on which lines the briquettes can slip past without being left on the lines.
  • the dryer unit can be set up for continuous delivery of the briquettes based on gravitational forces (continuous operation), the briquette reservoir being integrated in the dryer unit, in particular separately from the hot gas cycle.
  • a fluidized bed drying e.g. a fluidized bed drying
  • the dryer unit described here allows gentle drying, with good controllability of the registered heat energy, and also with cost-effective and robust design of the unit.
  • the number / density of the heating lines can become larger towards the bottom in order to register more heat energy continuously, in particular without the need for a complex control.
  • the briquette dryer can also fulfill the function of buffering.
  • more layers of briquettes are always buffered above a highest / highest drying level, in particular also to avoid short-circuit flows of drying gases.
  • This multi-layered buffer of briquettes to be supplied also makes it possible to extract drying gases evenly distributed.
  • the geometry and arrangement, in particular the angle and the distances of individual roofs of a height level in the briquette dryer and the vertical distance of the drying levels can be designed such that there is no formation of solid bridges, and that the gravity movement of the briquettes can be carried out unhindered. It has been shown that a vertical or diagonal distance of at least a factor of 6 of the briquette diameter makes a good compromise between the temperature profile and (in particular solely gravity-driven) conveying or freedom of movement of the briquettes possible.
  • the respective drying circuit may have a fan and may be additionally supplied with fresh, dry exhaust gas (from heating the briquettes in the coking chambers) and / or externally generated, dry flue gas of a burner (especially intended exclusively for the dryer to ensure redundancy) become.
  • the briquette dryer has a dryer unit with a plurality of drying circuits each comprising at least two drying levels. This allows a particularly specific control of the respective temperature levels. According to one embodiment, the briquette dryer has a dryer unit with a plurality of drying circuits each comprising at least two drying levels. This provides maximum flexibility in setting a desired temperature profile in the briquette reservoir.
  • the dryer unit defines a plurality of drying levels, in particular at least four drying levels, in each of which hot gas lines are arranged, each drying level being adjustable to an individual temperature level, wherein the drying levels are preferably arranged at least 60 cm apart. This provides a good compromise between plant engineering effort and fineness of temperature control options.
  • the briquette dryer or the briquette reservoir has a height extent of at least 2m, preferably at least 2.5 or 3m. This makes it possible to set a temperature profile that is advantageous in the height direction, in particular for individual locally predefined drying levels. Between the drying levels, a temperature difference of at least 25 to 30 ° C and a maximum of 35 to 45 ° C is preferably set. It has been found that an advantageous drying process can be realized as a result, in particular when conveying the briquettes based on gravitational forces.
  • the dryer unit defines a plurality of drying levels, in particular in different height positions, in particular at least four drying levels, in each of which hot gas lines are arranged, each drying level being adjustable to an individual temperature level, for example by means of slides, flaps, flow regulators.
  • each drying level being adjustable to an individual temperature level, for example by means of slides, flaps, flow regulators.
  • the drying levels can specify discrete temperature values. Since the briquettes in the briquette dryer can be conveyed or shifted relative to the individual drying levels, in particular also continuously, the drying can also take place under comparatively homogeneous, constant temperature stress.
  • the briquette dryer or the entry system is connected to at least two of the furnace chambers, in particular two to six furnace chambers.
  • the entry system can serve at least two furnace chambers.
  • the entry system has a distributor for it.
  • the briquettes can be evenly distributed to the individual furnace chambers (in particular four to six chambers), supported by a geometry of the distributor which is preferably adapted for gravity-driven bulk material movements, eg by means of funnels, tubes, Filling.
  • the lock device can also be prevented that gas escapes.
  • the distribution of the briquettes on the furnace chamber (s) can preferably be realized without mechanically moving parts (points), in particular by means of so-called mandrels. In the respective lock device or arranged in front or behind mandrels can ensure a uniform, gravity-driven distribution of the briquettes. In this case, a transversely offset arrangement of the lock device can be realized, wherein the entry system has an outlet which is wider than half the width of a furnace chamber.
  • the most uniform possible distribution of the briquettes on the respective furnace chambers is also advantageous in that consistent process parameters can be ensured.
  • the operation of a furnace chamber is a sensitive interaction of various influencing factors. If the oven compartment is e.g. not completely filled, the manner of heat transfer changes, both in connection with a Rohgasabsaugung as well as with regard to the indirect supply of heat energy in the feedstock. If the furnace chamber is not completely filled, in particular the mass-specific heat input may increase.
  • the (respective) lock device has a double flap, by means of which at least two furnace chambers can be coupled to the briquette dryer or the device for Kokstrockkühlung. Gas tightness can be ensured between the individual components, in particular by means of suitable sealing means at the respective interface, which can be static, so that conventional sealing means such as e.g. Sealing rings can be used.
  • the double flap it is optionally possible to evacuate an internal volume of the chamber enclosed by the double flap, for example by means of a pump which is provided for evacuation or gas flow to further components of the furnace device.
  • the respective flap or a sluice gate valve can in particular have a square shape.
  • the furnace device can identify a double lock system below at least two furnace chambers, so that the coal / coke briquettes or the coke of at least two adjacent furnace chambers can be conveyed further, in particular into a dry cooling device.
  • the furnace device further comprises a discharge system comprising at least one lock device and is adapted for discharging briquettes or coke briquettes converted coal briquettes from the furnace chamber or from a Kokstrockenkühlung, in particular gravity-driven.
  • the respective lock device of the input / discharge system is preferably designed as a construction made of heat-resistant material with slip-promoting properties, for example with Teflon coating.
  • the lock device has, for example, slips with angles between 5 and 35 ° (in relation to the horizontal plane).
  • the lock device can be operated motor-controlled and can be operated manually (manual, push-button) or automatically (time or coke temperature controlled).
  • the corresponding engine control can, for. B. interact with a hydraulic, pneumatic, or electric drive.
  • the discharge system is preferably arranged below the (respective) furnace chamber or below a coking dry cooling.
  • the entry system and / or the discharge system can each be designed as a rocker, flap, lever, faucet, slide or pendulum construction.
  • a diverter or at least one mandrel may be provided, in particular in the manner of a triangular divider at the bottom of the briquette dryer or downstream of the oven chamber, whereby the briquettes can be distributed evenly by gravity into the sluices.
  • the furnace device downstream of the (respective) furnace chamber has a water-drivable coking dry cooling device which has at least one inlet and at least one outlet for cooling gas, in particular cooling inert gas.
  • the Kokstrockenkühlung allows efficient, but nevertheless gentle cooling.
  • the cooling can be carried out in countercurrent through the bed, in particular such that a continuous temperature profile is established, which is controllable in dependence on the amount of purge gas used.
  • the device for Kokstrockenksselung can be described as a solid heat exchanger with a steady temperature profile.
  • the device for coke dry cooling defines a cooling gas circuit for cooling gas flowing countercurrently through the briquette bed, in particular comprising at least one heat exchanger.
  • the device for dry cooling preferably comprises a heat exchanger configured for steam generation.
  • the means for Kokstrockenkschreibung may be coupled downstream of the furnace chamber to at least one of the furnace chambers, in particular by means of / a discharge system of the furnace device.
  • the Kokstrockenkschreibung means may be coupled to one to six furnace chambers.
  • the device for coking dry cooling has or defines a cooling gas circulation, in particular comprising at least one heat exchanger. This allows efficient use of recovered energy.
  • the (respective) furnace chamber in the conveying direction of the briquette in the (respective) furnace chamber in the conveying direction of the briquettes several temperature zones formed with increasing temperature, at least comprising a temperature zone at a first temperature level of 60 to 95 ° C and a temperature zone at a second temperature level of 95 to 125 ° C and a Temperature zone at a third temperature level of 125 to 200 ° C, and optionally one or two further temperature zones in between, each with the same temperature difference.
  • This allows a controlled heating, especially in a region of evaporation.
  • the device for dry cooling may comprise a cooling gas circuit with a heat exchanger, which heat exchanger is connected to a feedwater line.
  • the heat exchanger may consist of tube bundles and a steam drum, wherein the heat transfer from the cooling gas heated in the dry cooling device to feed water can take place in countercurrent, direct current or crossflow.
  • the device for dry cooling can have a plurality of cooling gas inlets and cooling gas outlets, which are arranged in such a way that the flow profile in the briquette bed which is flowed through can be adjusted by means of regulation of the respectively supplied or withdrawn volume flows.
  • At least one side of the (respective) furnace chamber in at least one of the heating walls formed a plurality of horizontal heating channels, which are preferably coupled to at least one vertical exhaust flue, and which are heated by burners, in particular at least three horizontal heating channels individually by at least one the burner.
  • a horizontal heating channel is to be understood a channel which does not extend or not appreciably in the vertical direction.
  • a horizontal heating channel extends substantially in a single height position or horizontal plane.
  • This older design or design of the heating channels has been found to be quite inflexible, and is at best optimizable to only one type of feedstock / coal (eg., Lusatian soft lignite). In this construction can not be sufficiently responded to different coal / feedstocks.
  • feedstock / coal eg., Lusatian soft lignite
  • an indirect heat transfer into the respective furnace chamber can take place.
  • an indirect heat transfer is to understand a heat transfer through at least one partition through, so based on heat conduction through the material of the furnace, in particular heat conduction in silica bricks.
  • the horizontal, individually heatable heating channels can define a degassing space or a degassing zone, in which strongly pre-dried briquettes are subjected to a comparatively high temperature stress or a comparatively high energy supply in order to be able to effect the degassing essentially in a lower section of the furnace chamber. Again, this can avoid Spülgasverkokung especially in an upper region of the oven chamber, in which the briquettes are still particularly sensitive to temperature stress.
  • the horizontal heating channels can each lead (in particular independently of one another) into a vertical exhaust gas duct, at which the gas can be taken off.
  • a drying circuit of the briquette dryer is coupled to at least one heating channel of the (respective) oven chamber. This allows use of the waste heat of the furnace chamber for tempering the briquette dryer. Flue gases from the heating of the furnace chamber can be used to maximize the cycles of the briquette dryer It has been shown that the temperature level of the flue gases removed is still high enough to operate the dryer circuits, which not only simplifies system configuration, but also increases energy efficiency Exhaust gases of the heating (or the flue gases) should have the lowest possible O 2 content, which can be ensured in particular by stoichiometric combustion, which makes it possible to prevent a risk of briquette fires.
  • the furnace device has at least one return line for gas emitted in at least one of the heating channels, which couples the (respective) heating channel to the briquette dryer.
  • the gas generated by burners can be fed into an exhaust gas collection channel or into a hot gas flue and from there via a connecting line to the briquette dryer.
  • a recirculation system By means of a recirculation system can be a crude gas treatment and further use of the treated gas, in particular as fuel for heating.
  • a drying circuit of the briquette dryer is coupled to at least one heating channel of the oven chamber. This can also achieve energy benefits.
  • At least one of the plurality of horizontal heating channels can be heated by a burner with flame monitoring arranged externally of the oven chamber, which burner is coupled to the respective heating channel, in particular by a burner operated by natural gas.
  • the energy input can be regulated in a relatively exact manner.
  • a temperature of at least 1000 ° C can be realized at the respective heating channel.
  • a very hot degassing zone can be set specifically in the lower region of the furnace chamber.
  • Burners with flame monitoring provide the advantage of high flexibility and accuracy with regard to tempering (heat input).
  • previously gas generation took place in separate arranged in front of the furnace chambers gas generators with appropriate piping to the furnace chamber.
  • the heating gas was generated by combustion of coal harmful to the environment.
  • mutually adjoining, mutually adjacent horizontal heating channels can be heated by burners arranged opposite one another. In this way, a comparatively homogeneous heat input can take place with respect to the total volume of the furnace chamber.
  • heating channels arranged on opposite sides at the same height position can be heated by burners arranged opposite one another. In this way, a comparatively homogeneous heat input can take place with respect to the total volume of the furnace chamber.
  • burners may be arranged diagonally opposite. At adjacent height positions of a furnace chamber, burners may be disposed at opposite edges / corners on one side of the furnace chamber. As a result, two-fold asymmetry can be generated, ie within the respective height level and with respect to adjacent height levels.
  • a heating channel is formed on at least one side of the (respective) furnace chamber, which extends meandering in several height levels and is arranged above at least two or three horizontal heating channels, and which is heated by at least one burner.
  • a temperature profile sloping upward in the height direction can be set in a simple manner.
  • a meander-shaped heating channel with inversion is formed, on which at least one of the reversals at least one measuring point is arranged, in particular at least one temperature and / or pressure measuring point. In this way, in particular the temperature profile can be measured.
  • a meander-shaped heating channel with at least one inversion is formed on at least one side of the furnace chamber, on which at least one of the reversals an observation point or a measuring point is arranged, in particular a externally operable, tightly closed observation point.
  • This provides a variety of options for monitoring and adjusting the operating parameters in the furnace chamber, particularly the temperature profile.
  • an observation point is arranged on at least one of the heating channels. The observation point allows visual control or visual insights. This provides options for monitoring and setting operating parameters.
  • a plurality of horizontal heating channels are provided in lateral heating walls of the oven chamber, in particular in opposite heating walls, of which the fourth fourth heating channel is meandering in several loops, wherein the fourth horizontal heating channel in the lower region of the furnace chamber at least one burner and in the upper Area of the furnace chamber connected to the briquette dryer line arrangement is connected.
  • a meander-shaped heating channel with at least one reversal is formed on at least one side of the (respective) furnace chamber, on which at least one of the reversals an observation point is arranged, in particular a externally operable, tightly closed observation point.
  • a temperature detection and monitoring can take place.
  • Several observation points can be provided in several height positions, in particular also to detect a temperature gradient. At the observation points, the condition of built-in stones can be inspected from the outside. Also, a measurement of the surface temperature of the stones may be made, e.g. Conclusions on emitted radiant heat allows.
  • At least one observation point is arranged on at least one of the heating channels.
  • one or more sensors can be installed there.
  • the respective observation point is accessible, for example, from the outside via a scaffold.
  • a plurality of horizontal heating channels are provided in lateral heating walls of the oven chamber, in particular in opposite heating walls, of which the fourth fourth heating channel is meandering in several loops, wherein the fourth horizontal heating channel in the lower region of the furnace chamber at least one burner and in the upper Area of the furnace chamber connected to the briquette dryer line arrangement is connected.
  • the temperature profile in the oven chamber can be set in a comparatively exact manner.
  • the highest temperatures can be achieved in a flexible manner, in particular to bring volatile constituents in the briquette to the desired contents of less than 10% by weight and bring the coking process to a close.
  • the number of three individually heatable horizontal channels has proven advantageous on the one hand with regard to the high degree of individual heating, and on the other hand with regard to the high heat energy which can be introduced thereby (for example, the desired briquette end temperature of about 1050 ° C.).
  • this type of heat input can take place over a relatively short distance (in the vertical conveying direction of the briquettes) by achieving furnace chamber temperatures of well over 1000 ° C. It has been found that this heat input can be ensured in a particularly expedient manner by means of a plurality of burners and a plurality of individual heating channels in the lower region (at the bottom) of the respective furnace chamber. With this configuration, it is also possible to respond flexibly to the final temperatures required individually per feedstock / coal grade. Our own investigations have shown that a combination of three horizontal heating channels and a meandering heating channel in relation to the achievable as homogeneous as possible temperature profile and the design effort provides many advantages.
  • a meander-shaped heating channel is understood to be a channel extending over a plurality of height levels, wherein the height levels are connected to one another by a loop-shaped or meandering course of the channel.
  • the channel can rise continuously in height.
  • the angle is in particular a maximum of 90 °.
  • a meandering heating channel on at least one side of the furnace chamber in at least one of the heating walls in a lower half, in particular a lower third at least three horizontal heating channels and above, in particular at least in an upper half or formed in a middle third, a meandering heating channel, which heating channels are individually heated by at least one burner, the meandering heating channel preferably reversing points with observation points arranged thereon or there measuring sensors.
  • the meandering heating channel preferably vertical passages are formed.
  • the meandering heating channel has reversal points with observation points with sensors arranged thereon or measuring there, in particular temperature sensors.
  • the meandering heating channel has at least one reversal point, at which a tightly closing observation point, which can be operated from outside in particular by means of a regulating slide, is arranged.
  • at least one observation point with a regulating slide (open, to, intermediate positions) for slide blocks and / or with measuring sensors is arranged on at least one of the heating channels, in particular on a turning point.
  • a manually accessible access channel for a regulating slide is coupled to at least one of the heating channels, in particular to the meandering heating channel.
  • the meandering heating channel has one or more vertical passages.
  • at least one adjusting element in particular a sliding block operable from the outside, can be arranged in each case.
  • the meandering heating channel is arranged to be shorted at one or more horizontal or vertical positions, in particular by releasing or blocking vertical passages.
  • At least one gas outlet for a gas discharge line is arranged on the (respective) oven chamber in at least three different height positions, the height positions in particular comprising a height position arranged at least approximately halfway up the furnace chamber.
  • the (respective) furnace chamber may have at least three gas outlets arranged in at least three different height positions of the furnace chamber, by means of which gas outlets at least three gases / gas species evacuable from the furnace chamber (a first gas and at least one further gas) can be provided.
  • the (respective) oven chamber has a plurality of gas outlets that can be arranged in at least one of the height positions at a plurality of locations, in particular circumferentially. This makes it possible to extract the gas in such a way that particularly little material transport takes place in the vertical or horizontal (or radial) direction. The coking process can thus be set even cleaner, more selective.
  • the gas outlets extend over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber, in particular over at least 50% of the height of the furnace chamber.
  • the withdrawal of the gas can take place in such a way that particularly little mass transport takes place in the vertical direction.
  • This also makes it possible to evacuate a wide range of different gases.
  • a first of the height positions is disposed in a lower third of the furnace chamber, and a second of the height positions is disposed in a middle third of the furnace chamber, and a third of the height positions is disposed in an upper third of the furnace chamber. This distribution along the height of the furnace chamber provides particularly many options when adjusting the coking process, or also with regard to the evacuation of usable gas types.
  • a first of the height positions seen from a bottom of a furnace chamber is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m, to a second of the height positions.
  • the first height position is arranged at a distance of 3 to 6 m, in particular 4 to 5 m, to a third of the height positions.
  • the second height position is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m to the third height position.
  • This particular distance is in many cases well suited to avoid Spülgasverkokung or unwanted temperature deviations. Although the distance may be less, especially at more than three height positions, but it has been shown that this distance provides a good compromise between plant / process engineering effort and simple design of the system.
  • the first height position is at a distance of 0 to 2m, in particular Im from the ground and / or the second height position at a distance of 0 to 0.5m with respect to the center and / or the third height position at a distance of 0 to 2m, in particular arranged from the head of the furnace chamber.
  • At least three height positions are defined, which are arranged in an upper half of the furnace chamber. This provides, in particular in an upper region of the furnace chamber, a high process reliability with comparatively fine adjustment with regard to evacuable gases or desired temperature profiles.
  • the height positions are each arranged at a distance from each other of at least 20 to 25% of the total height of the furnace chamber. This makes it possible to cover a large height range.
  • one of the height positions is provided at an upper end at the top of the furnace chamber, and a top gas emitted in the upper region of the furnace chamber is evacuatable from the furnace chamber via the corresponding gas outlet.
  • This makes it possible to set the temperature profile as precisely as possible, especially in the sensitive area of the lower temperatures of the furnace chamber.
  • the uppermost height position does not have to correspond to the uppermost end of the oven chamber, but may e.g. also be arranged slightly lower, depending on the feedstock and process management.
  • the furnace device is designed as a vertical chamber furnace, in which the briquette dryer is arranged above the (respective) furnace chamber. This makes it easier to feed briquettes.
  • the entire material flow can be regulated by means of a discharge system.
  • the temperature profile in the briquette dryer can be matched to the temperature profile in the oven chamber such that the desired temperature profile in the briquette dryer is set when setting the desired material flow in the oven chamber (briquette quantity / h).
  • the briquette dryer has or can define at least four drying levels or temperature levels. Then especially sensitive to changes in the material flow can be reacted.
  • a Kokstrockenkühlung / the device is arranged below the (respective) furnace chamber. As a result, the concept based on gravitational forces can be continued. The entire assembly becomes compact and the flow of material can be easily controlled.
  • the furnace device comprises a measuring device and a control device coupled thereto for controlling a drying of the briquettes in a temperature range of 60 to 200 ° C and / or in a humidity range of 1 to 5% by mass; and / or wherein the furnace device comprises a measuring device and a control device coupled thereto for setting a throughput or briquette material flow, in particular by means of a discharge system coupled to the control device.
  • the temperature regulation during drying and coking as well as the material flow can be regulated, in particular as a function of one another.
  • the (respective) furnace chamber or heating walls of the furnace chamber may be made of refractory silica material.
  • the bulk density of the briquettes in the furnace chamber may be in the range of 650 to 850 kg / m 3 , based on a density of 1,350 kg / m 3 of the respective briquette.
  • a process for the production of coke from at least one solid feedstock in particular from the group: brown coal, low-baking Hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; which feedstock is provided in the form of briquettes and is supplied to a vertical furnace chamber, in particular a coke oven, in particular to a furnace device as described above; wherein the briquettes are first fed to a briquette dryer, are dried therein according to a predefined temperature curve continuously according to the advance of the briquettes, in particular to at least two or three temperature levels in the range of 60 to 200 ° C, and then fed to the furnace chamber.
  • the briquettes can be pre-dried in a very vorgebare way pre-fabricate, and treat it gently.
  • the briquettes in the oven chamber according to the advance of the briquettes can be continuously tempered more.
  • a gradual increase in energy with the way allows an efficient process.
  • the energy supply can be increased in particular depending on the residual moisture content, for example by feeding individual heating levels with hotter gas, disproportionately hot gas in relation to the temperature gradient between previous heating levels.
  • Coking of lignite, low-grade coal or biomass is a process that should be controlled in a very precise manner, in particular to prevent the briquettes from softening (and disintegrating). Coking in the temperature range of the so-called "plastic zone" (in the case of certain lignites, in particular about 350 to 410 ° C.), in which the charge softens, should be avoided by adjusting the temperature control or heating curve.
  • the "plastic zone” In the "plastic zone", many of the feedstocks are subject to main degassing, so the structural composition of the briquette is most likely to be subject to change in the "plastic zone".
  • the "plastic zone” can be specifically assigned to a height position in the furnace chamber, in particular at the height of a meandering heating channel.
  • the evacuation of gases can also be carried out specifically in the area of the "plastic zone", in particular in combination with predefined temperature control within the furnace chamber or in combination with predefined indirect heating via individually controllable heating channels Height position, in particular the second height position of (further described in more detail below) gas discharge lines arranged especially in the "plastic zone", in particular centrally in this zone or at an upper end of this zone. At least one gas discharge line is then corresponding to a height position
  • the "plastic zone” is coupled to the furnace chamber, which effectively counteracts convective heating by rising raw gases.
  • the temperature profile can therefore be adjusted both by exhausting emission gases in the different height positions and by controlling / regulating the energy supplied by means of an external burner.
  • measures can also be taken in the meandering heating channel, such as e.g. enabling or blocking of vertical passages to reduce the energy input e.g. also in the "plastic zone" to be able to adjust.
  • briquettes are heated after drying in a briquette dryer according to their feed continuously stronger by tempering indirectly from the outside in the furnace chamber by at least one heating wall of the furnace chamber in a lower Half, in particular in a lower third at least one horizontal heating channel and above, in particular at least in an upper half or starting in a middle third, a meandering in several height levels extending heating channel are each individually fired by at least one burner. It has been found that in this configuration, the heating walls, even with indirect temperature control from the outside in a comparatively precise, homogeneous manner, a desired temperature profile in the furnace chamber is adjustable.
  • the series connection of the individual horizontal sections to a meandering heating channel allows for continuous heat transfer controlled cooling of the flue gases, with controlled over the height of the heating wall decreasing heat flux density.
  • the heat transferred indirectly via the heating channels can be supplied individually to the stocking (batch).
  • the ramp of the rising temperature in the briquettes can be set moderately so that evaporating residual moisture and escaping degassing products are gently expelled from the briquette with only moderate pressure.
  • the temperature or the indirect Heat energy supply are increased more, in particular to complete the degassing to a desired degree.
  • a weakening of the agglomerate structure of the briquettes is no longer to be feared thanks to the previously completed at least one first phase.
  • the determination of how high the rates of increase or how steep the respective temperature ramp can be selected, and in how many intervals with different temperature ramps along the height of the furnace chamber to be preferably adjusted, in particular by means of the device described herein flexible as a function of the selected feedstock or Temperature range are adjusted.
  • different steep temperature ramps are set in the furnace chamber, in particular a first temperature ramp with a slope in the range of 0.7 to lK / min and a second temperature ramp with a slope in the range of 2.5 to 3.5K / min, in particular at a limit temperature between the Ramps in the range of 300 to 350 ° C, in particular after a period of 5 to 7h, in particular exclusively by indirect temperature control on the one hand by means of the meandering heating channel and on the other hand by means of at least one horizontal heating channel.
  • the transition between the temperature ramps can be continuous or unsteady. It has been shown that a continuous transition can be realized, if only because of the continuous advance of the briquettes (slides down).
  • the heating of the briquettes in the briquette dryer is carried out at temperature curves of 0.4 to 2 K / min, in particular at 0.8 K / min.
  • the heat energy is preferably multistage (bottom hot, above less hot) introduced in heating cables of the briquette dryer.
  • emission gas from the furnace chamber and / or externally generated by burners exhaust gas can be used.
  • a temperature rise of 0.8 K / min is very advantageous.
  • this temperature ramp is also set in the oven chamber, in particular in an upper half or even in the two upper thirds. It has been found that this can be achieved by means of a meandering heating channel, in particular in a particularly effective manner in conjunction with an evacuation of gases at several height positions.
  • the briquettes in the briquette dryer are dried to a water content of less than 5% by mass before the briquettes are fed to the furnace chamber.
  • the briquettes can be treated very gently. It has been shown that it is advantageous as preparatory steps before the briquette dryer, when first heating and drying of the feed to 20Ma% water, and then heating and drying of the briquette compressed feed to HMa% water before the Briquettes are supplied to the briquette dryer, and before the briquettes are fed to the furnace chamber, in particular with a water content of less than 5Ma%.
  • the briquettes in the briquette dryer to water contents of 1 to 5Ma%, in particular 3Ma% dried and thereby or brought to a temperature of 120 to 180 ° C, in particular 150 ° C. This can ensure a particularly gentle treatment of the briquettes.
  • the heating of the briquettes in the furnace chamber takes place in particular with respect to the conveying direction of the briquettes or with respect to the vertical at temperature curves of 0.5 to 5 K / min, in particular at most 2 to 3 K / min; and / or wherein the briquettes in the oven chamber are heated for a period of 4 to 15 hours, in particular 6 to 9 hours; and / or wherein the briquettes, in particular with respect to the conveying direction of the briquettes or with respect to the vertical, of starting temperatures between 100 and 200 ° C or between 120 and 180 ° C, in particular from 150 ° C to final temperatures greater than 900 ° C, in particular heated between 900 and 1100 ° C in the furnace chamber.
  • the continuous process in the vertical chamber furnace (continuous process) enables a temperature gradient of eg 100 to 150 ° C per altitude meter.
  • a temperature ramp of 2 to 3 ° C can be passed through.
  • the coking process can also be used to further increase the (coke) compressive strength.
  • the compressive strength of eg 20 or 25 MPa can be increased by 30 to 50% to at least 35 MPa to 45 MPa.
  • the heating of the briquettes in the briquette dryer is carried out in several stages depending on the water content, in particular in two stages with the first stage to 15 to 10Ma%, especially H Ma% water and with the second stage to 1 to 5Ma% or to 2 to 4% by mass, in particular to 3% by mass of water. This allows to dry in a particularly gentle way.
  • the heating of the briquettes in the briquette dryer at several drying levels in different height positions is carried out in each case to a predefinable, individually controlled temperature level, in particular by means of one or more individually controllable drying gas circuits.
  • a predefinable, individually controlled temperature level in particular by means of one or more individually controllable drying gas circuits.
  • the regulation can take place via the volume flow, e.g. by means of sliders or flow regulators.
  • predrying Before the feedstock is pressed, predrying may also be carried out, in particular from 20 .mu.m% to HMa% water.
  • the heating of the feed can be carried out in several stages depending on the water content, in particular in two stages with the first stage to 20Ma% water and with the second stage to HMa% water.
  • the heating of the compacts takes place during the coking process to a maximum of 950 to 1100 ° C, in particular 1000 to 1050 ° C, preferably at most 1050 ° C. It has been shown that both the strength and the grain size of the coke depending on the feed at end temperatures above 1,100 ° C or even above 1,050 ° C were undesirably reduced and application of the coke in the blast furnace would be at risk.
  • high strength briquettes of feedstocks may be provided which may be considered as substitutes for prior blast furnace cokes.
  • the heating of the compacts takes place during the coking process such that the compacts during the coking process volume by 40 to 60%, in particular 50% shrink, and / or such that the compacts during the coking process by mass by 40 to 60%, in particular 50 % lose weight. It has been found that a volume change in this range is still tolerable in order to be able to ensure high strength values and good burning properties of the coke briquettes.
  • the pellets in the briquette dryer are dried to water contents of 1 to 5 .mu.m, in particular 3 .mu.m and thereby or by a temperature of 120 to 180 ° C, especially 150 ° C brought. This provides a good compromise between gentle and efficient / effective drying.
  • cooling gas in particular nitrogen to temperatures less than 200 ° C.
  • this provides an efficient process and, on the other hand, energy can also be recovered immediately after coking, be it for previous process steps or for other plants or processes. Condensation can be avoided in particular by the fact that the cooling takes place below 200 ° C, but the entire device remains temperature-controlled above the dew point.
  • one or more dew point sensors can be provided.
  • the discharge system can also accomplish the discharge from the device for dry cooling.
  • the cooling gas in particular nitrogen
  • the cooling gas can then be used in particular for steam generation.
  • a steam generation the use of steam for generating electrical power (relaxation in a steam turbine) can take place.
  • the electrical current may in turn be used to operate electrical consumers such as e.g. Pumps, compressors, blowers, locks, valves are used. Any surplus electricity can be fed into the local supply network.
  • use of the steam as heat tracing can be done, e.g. for the raw gas treatment of the white side of the furnace device.
  • use of the vapor as starting material can be carried out in a chemical process, e.g. Methanol synthesis (keywords: steam reforming / steam reforming, synthesis gas, H20 to increase the hydrogen yield (shift reaction), primary reformer).
  • coke in particular lignite coal coke with fixed carbon content Cfix of greater than 55% by mass is produced.
  • Cfix of greater than 55% by mass
  • coke in particular lignite coke with the smallest possible coke reactivity index (CRI) of less than 24% by mass and the highest possible strength index after reaction or a strength after reaction (CSR) greater than 65% by mass are produced.
  • CRI coke reactivity index
  • CSR strength after reaction
  • the CRI value is determined by heating the feed under predefined conditions to 1100 ° C. in particular, thereby determining the mass loss through outgassing.
  • the CSR value can be determined by spinning the outgassed material sample in a drum under predefined conditions, and is also quantified as a mass loss indication.
  • the coke downstream of the furnace chamber is cooled to temperatures below 200 ° C. by passing reaction inert cooling gas, in particular nitrogen, countercurrently through a briquette bed formed in a dry cooling device and downstream of a discharge system of the furnace device is evacuated from the device to dry cooling. This allows for a comparatively easy-to-control method in which energy can also be efficiently recovered.
  • the dry cooling device can be operated in a circuit, wherein the cooling gas accumulates due to Nachentgasungsvor réellen in the coke with combustible constituents such as H2 and CO.
  • the cooling gas can be evacuated from the bed and cleaned.
  • air-oxygen is added to the enriched cooling gas to combust the combustible components before the heat energy stored in the cooling gas can be transferred to feedwater in the heat exchanger.
  • the briquettes are converted into coke briquettes within a period of 4 to 15 hours, in particular 6 to 9 hours, on the conveying path from the briquette dryer to the (respective) oven chamber.
  • the (respective) oven chamber is operated continuously by the briquettes are continuously conveyed in the oven chamber (in particular down) and fed and discharged in batches, in particular via a lock device for at least two furnace chambers (double lock).
  • the bed can migrate continuously, and since input and discharge can be carried out batchwise, in particular 2 to 4 times per hour.
  • the rate of discharge can be used to control the residence time of the bed in the furnace chamber. It can also be taken into account that the mass and volume flow of the briquettes change in the course of the coking process, in particular due to Degassing and shrinkage.
  • the entry or supply can therefore be set at a higher mass flow than the discharge.
  • the briquettes are fed in the vertical direction by gravitational forces of the furnace chamber and / or discharged from the furnace chamber. This provides various advantages, especially with regard to self-regulating promotion and positioning of the briquettes within the device.
  • the feedstock or briquettes have or consist of low volatiles in the range of 28 to 45 mass% (waf) or 12 to 22 mass% (waf). Even with this particular composition, the advantages described above can be achieved.
  • the material flow of the feedstock is controlled or regulated by the (respective) oven chamber by means of a discharge system arranged below the (respective) oven chamber, in particular exclusively gravity-driven based on gravitational forces.
  • a discharge system arranged below the (respective) oven chamber, in particular exclusively gravity-driven based on gravitational forces.
  • gas is selectively withdrawn / evacuated from the furnace chamber at at least three different height positions. As a result, a desired temperature profile can be set or controlled even more effectively.
  • the object of the invention is to provide a device and a method with the features described above, which coking is also made possible by non-classical starting materials with process parameters that are as precisely adjustable as possible, in particular lignite and / or low-baking hard coal or biomass, in particular Vertikalhuntöfen.
  • the object can also be seen in preparing, providing and / or handling the non-classical starting materials in such a way that the entire process can also be regulated as precisely as possible or optimized in terms of energy, and that energy or by-products arising during the process can be used sustainably. It should be possible to proceed with the product obtained after coking as possible in a similar or the same way as before with classic feedstocks, eg, classic hard coal briquettes.
  • a Gasevakuieran Aunt for obtaining usable gases from a furnace device with at least one vertical furnace chamber in the coking of at least one solid feedstock from the group: lignite, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; to coke, wherein the gas evacuator assembly is adapted for coupling to at least one of the vertical furnace chambers of the furnace apparatus; wherein the gas evacuation assembly comprises at least three gas exhaust ducts arranged in at least three different height positions of the respective furnace chamber adapted to be coupled in the at least three height positions to the (respective) furnace chamber, the gas evacuator assembly being arranged to selectively handle at least three selectively by means of the respective gas exhaust duct evacuated gas types (a first gas and at least one other gas).
  • this enables the use of byproducts formed during the coking, on the other hand exact temperature control and regulation and control of the reactions taking place in the furnace chamber, in particular by avoiding (flushing) gases which propagate in the vertical direction.
  • the selective handling can be done by coupled to the gas exhaust ducts / detachable pumps, valves, mixers of Gasevakuieranaku.
  • the withdrawal of the gaseous products can be temperature-dependent, in order to ensure liquid and gaseous products in high quality of the products and to be able to utilize them in particular from an economic and / or ecological point of view. It has been shown that the release of gaseous emissions in coal is done in a very specific manner depending on the coalification level of the coal at different temperature levels, and that this effect can be exploited if the furnace chamber is heated as precisely and homogeneously as possible at the respective temperature level. can be held. Both the arrangement of the heating channels and the arrangement of gas vents / gas outlets has an effect on the setting options here.
  • this can be deducted hydrogen. Methanol can be won.
  • the gas evacuation arrangement therefore contributes to a comprehensive, sustainable use of the input material, and to a very efficient overall process, in particular including coking. In this way, a protection of the briquettes in the upper region of the furnace chamber before hot gases from the lower region can take place.
  • the briquettes can be passed more precisely along desired temperature curves. Thermal stress is reduced. Purge gas coking can be avoided.
  • it can also be avoided, for example, that emitted tar vapors condense on briquettes at a different altitude.
  • the gas evacuation arrangement can be set up for the selective forwarding or further processing of the at least three selectively evacuated gases.
  • the handling of the gases does not necessarily have to be selective, but the gases can be further processed or used individually. This option makes it possible to react flexibly to the potentially usable emitted by-products, depending on the application.
  • the Gasevakuieran Aunt may also be adapted for selectively setting process parameters individually at a respective height position, in particular a specific negative pressure. As a result, the evacuation of byproducts or the flow path of emitted gases in the furnace chamber can be adjusted even more precisely even with comparatively few (for example only three) height positions.
  • the selective handling can also include a use of the evacuated gases in connection with a method for operating the furnace device described here, for example as a fuel / fuel gas burner for the furnace device.
  • the raw gases may e.g. used as fuel for burners on the dryer. In terms of energy, it is advantageous to provide a cycle for this purpose.
  • the gas evacuation arrangement has a plurality of gas discharge lines that can be arranged in at least one of the height positions at a plurality of locations, in particular circumferentially.
  • the flow path of emitted gases in the radial direction can also be set or controlled.
  • the gas evacuation arrangement extends over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber, in particular over at least 75% of the height of the furnace chamber.
  • the Gasevakuieranssen extends over a height of at least 2m to 3m in furnace chambers with a height of 4m, or at least 5m to 8m in furnace chambers with a height of 10m.
  • a first of the height positions seen from a bottom of a furnace chamber is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m, to a second of the height positions. This allows for selective evacuation in a main degassing zone, especially in the area of individual, individually fired horizontal heating channels.
  • the first height position is arranged at a distance of 3 to 6 m, in particular 4 to 5 m, to a third of the height positions. This provides a large sphere of influence with only comparatively few height positions.
  • the second height position is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m to the third height position. This improves the accuracy and selectivity of the evacuation with respect to each type of gas.
  • the first height position is at a distance of 0 to 2m, in particular Im from the ground and / or the second height position at a distance of 0 to 0.5m with respect to the center and / or the third height position at a distance of 0 to 2m, in particular arranged from the head of the furnace chamber. This distribution provides a good compromise between plant engineering effort and selectivity and effectiveness in avoiding vertical gas flows. In particular, a selective evacuation of gases in a main degassing zone is made possible.
  • the gas evacuation assembly for the gas exhaust ducts defines at least three height positions, at least two of which are located in an upper half of the furnace chamber. This also provides an effective arrangement for avoiding purge gas coking.
  • the respective gas discharge line or related gas fittings or flanges or seals can be designed specifically for the relevant temperature range.
  • a first gas discharge line or first fittings temperature resistant to at least 900 ° C, in particular to 1000 or 1100 ° C a second gas discharge line or second fittings temperature resistant in the range of 300 to 600 ° C, and a third gas discharge line or third fittings temperature resistant in the range of at least 150 to 300 ° C.
  • each Gas discharge line or fitting can be designed specifically for the respective gas type (in particular also with regard to corrosive resistance) or specifically for the respective temperature regime.
  • the materials of the lines can be selected accordingly.
  • the optimum compromise of, for example, material, cost, durability can be selected by the skilled person based on the particular type of gas to be handled.
  • the height positions are each arranged at a distance from each other of at least 20 to 45% of the total height of the furnace chamber. In this way, a broad height section of the respective furnace chamber can be covered, in particular in conjunction with a pressure and / or volume flow-dependent regulation of the evacuation.
  • one of the height positions is provided at the top of the furnace chamber, wherein the gas evacuation assembly comprises at least one port or at least one gas withdrawal conduit arranged and adapted for coupling to a corresponding gas outlet at the top of the furnace chamber.
  • the gas evacuation assembly comprises at least one of the following components for handling the evacuated gases from the (respective) furnace chamber: separate raw gas cooling, tar catchment / separation vessel, tar discharge device, electrostatic precipitator adapted for dust reduction, desulfurization unit.
  • the further processing of evacuated gas can be gas-specific and individual.
  • the discharge device especially gases evacuated from certain height positions, it can be avoided that tar condenses in the lines placed in the ambient atmosphere and causes blockages therein.
  • the Gasevakuieran Aunt a plurality of parallel arrangement provided in the same function gas exhaust ducts, which can be coupled in the same height position to different furnace chambers, wherein the Gasevakuieran Aunt comprises a mixer to which the equal-functional gas exhaust ducts are coupled / coupled.
  • This arrangement allows the further handling of the same types of gas from a plurality of furnace chambers. This makes the arrangement more compact and handling becomes easier.
  • the aforementioned object is also achieved by a furnace device having at least one vertical furnace chamber, in particular by a previously described vertical chamber furnace device, with a gas evacuation arrangement described above. At least one of the objects described above is also achieved according to the invention by a coke oven, in particular a vertical chamber oven, with a previously described gas evacuation arrangement.
  • the coke oven preferably has vertically aligned furnace chambers, which can be tempered in the vertical direction specifically with respect to a respective height position.
  • the above object is also achieved by a method for recovering gases from a furnace apparatus with at least one vertical furnace chamber in the coking of solid feedstock, in particular starting material from the group: brown coal, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; to coke from the at least one vertical furnace chamber of the furnace device and to further handle the gases; wherein at least three different types of gas (a first gas and at least one further gas) are selectively withdrawn / evacuated from the (respective) furnace chamber at at least three different height positions of the furnace chamber and are selectively handled in subsequent process steps, in particular recycled, in particular by means of a previously described Gasevakuieran Aunt.
  • This provides benefits previously described.
  • the different gases can optionally be handled separately.
  • one (only) recyclable material can be recycled from two gases / gas types taken at different height positions.
  • the gases are in particular under the influence of temperature in the furnace chamber during the coking process resulting and rising upwards through the bed of raw gases.
  • the evacuated and handled gases / gas species may in particular be formed from one or more gases from the following group of gases: C 2 H 6, N 2, NH 3, CO, CH 4, H 2, H 2 S, CO 2, SO 2, C 2 H 2, C 2 H 4, C 3 H 6, C 3 H 8, in particular BTX (benzene, toluene, xylene) and other high hydrocarbons.
  • the evacuation takes place over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber in at least three height positions, of which at least two are arranged in an upper half of the furnace chamber, wherein the height positions each at a distance from each other of at least 20 to 45% of the total Are arranged at least three different types of gases from at least three different height positions each from a lower, middle and upper third of the furnace chamber.
  • a first gas in a temperature range of 150 to 300 ° C is selectively withdrawn, and selectively withdrawn another gas in a temperature range of 300 to 600 ° C, and another gas in a temperature range of 600 to 950 ° C or 700 selectively deducted up to 900 ° C.
  • This allows for the recovery of at least three selectively withdrawn gas types, on the other hand, but also in a very effective way, the avoidance of vertical convective heat transfer within the furnace chamber.
  • At least three different types of gases from at least three different height positions are each withdrawn from a height section over 20 to 30% of the height of the furnace chamber or from a lower, middle and upper third of the furnace chamber.
  • a first gas is selectively withdrawn in a first height position in a range of up to 2m below the head of the furnace chamber and another gas in a further height position in a range of 35 to 65%, especially 45 to 55% of the height the furnace chamber selectively withdrawn, and another gas in a further height position in one Range of up to 2m above the bottom of the furnace chamber is selectively subtracted, each with a furnace chamber with a height of at least 4 to 6m.
  • the handling of the at least three types of gas per gas type comprises an individual regulation of evacuated volume flows, in particular with regard to evacuated volumes. This can be influenced both on the composition of evacuated gases and on the temperature profile within the briquette bed.
  • at least one flow sensor can be provided on each gas discharge line.
  • the regulation also allows a targeted influence on possibly not completely preventable vertical gas flows. For example, a greater negative pressure can be built on a gas discharge line arranged further down than in a gas discharge line of a higher height position. Effect: A gas flow to vertical top can be counteracted, or the gas flow can even be reversed and used to influence the temperature profile in the briquette bed. In this context, it makes sense to individually measure the gas composition on each gas exhaust duct, in particular by means of at least one gas sensor or at least one gas analyzer (e.g., spectroscopically, chromatographically).
  • the (respective) furnace chamber from the (respective) furnace chamber withdrawn at least three different gases / gas species in the further handling chemical recyclables such.
  • gases / gas species such as methanol, di-methyl ether, olefins, humic acids or synthetic natural gas produced. Last but not least, this enables a sustainable, economic overall process.
  • At least one of the at least three different gases / gas types withdrawn from the (respective) furnace chamber is supplied as fuel to a burner which indirectly heats the furnace chamber.
  • the gas withdrawn for the burners may consist of the following components, in particular at least 97%: C2H6, N2, CO, CH4, H2, CO2.
  • the gas provided for the burner can be withdrawn at different height positions, in particular at three of the height positions.
  • a gas purification can take place, in particular with respect to BTX and high hydrocarbons. This improves the operation of the burner.
  • solid carbon coke coal (Cfix) of greater than 55Ma% is produced. The process makes it possible to provide high quality coke for wide use.
  • the reference quantity Cfix can also be defined as coke yield minus ash content.
  • a measurement in particular a temperature measurement, takes place in a meandering heating channel on at least one side of the oven chamber at points of reversal with observation points.
  • a regulation takes place in the meandering heating channel in at least one turning point, in particular by means of a regulating slide from the outside.
  • at least one heating channel carries out at least one measurement and / or at least one regulation by means of pusher blocks, namely at least one heating channel from the group of at least three horizontal heating channels and a meandering heating channel disposed above, in particular at a reversal point.
  • a short circuit or bypass takes place at one or more vertical passages of the meandering heating channel of the furnace chamber, in particular by releasing or blocking the vertical passages.
  • at least one adjusting element is arranged for regulation on one or more vertical passages of the meandering heating channel, in particular a sliding block actuatable from the outside.
  • At least one of the objects described above is also achieved by using a previously described gas evacuation assembly on at least one vertical furnace chamber for evacuating at least three types of gas from the furnace chamber to establish a vertical temperature profile within a briquette bed in the furnace chamber.
  • At least one of the objects described above is also achieved by using at least one gas species evacuated from a vertical furnace chamber by means of a previously described gas evacuation arrangement to provide fuel gas to at least one burner indirectly heating the furnace chamber.
  • a furnace assembly for producing coke briquettes comprising a gas evacuation arrangement described above and a furnace device, which furnace device on at least one side of the furnace chamber in at least one heating wall in a lower half, in particular a lower third at least one horizontal heating channel and above, in particular at least in an upper half or beginning in a middle third, a meandering in several Has height levels extending heating channel, which heating channels are individually heated by at least one burner, in particular by evacuated from the furnace chamber gas.
  • At least one of the objects described above is also achieved according to the invention by a process for producing briquettes from carbonaceous solid feedstocks, comprising both the drying of feed briquettes in a briquette dryer and the coking of the briquettes into coke briquettes in a furnace chamber, wherein At least three distributed over at least half the height of the furnace chamber height positions of the furnace chamber gas is evacuated, which gas is at least partially performed to heat the furnace chamber to the furnace chamber arranged burners.
  • This method can be carried out by means of a previously described furnace arrangement.
  • the raw material briquettes are passed through the respective furnace chamber in a period of 4 to 15 hours, in particular from 6 to 9 hours.
  • the raw material briquettes are heated from initial temperatures between 100 to 200 ° C, especially 150 ° C to final temperatures between 900 and 1100 ° C, in particular multi-stage.
  • the required heat can be generated in two laterally to the respective chamber arranged channels, which can be heated by a plurality of external burners, and transmitted indirectly through a stone partition into the respective furnace chamber.
  • 2 to 10 in particular 4 to 6 manhole chambers are connected together to form a furnace battery.
  • the respective shaft has a height of 3.5 to 10m, in particular a height of 5 to 8m.
  • the respective shaft has a width of 150 to 600 mm, in particular a width of 200 to 400 mm.
  • Binders can be added to the weakly-baked coal in a preceding mixing process, thereby increasing the adhesion or baking property of the carbon particles during the briquetting process. Due to their crucible coke properties, especially the charcoal is a good baking coal (classic "coking coal") .Also the so-called “Ess” and “Gas” coals are good baking coals All other types of coals are referred to in this description as low baking coals
  • the briquettes are also made from types of hard coal such as anthracites (fB ⁇ 12%), malt coals (12% ⁇ fB ⁇ 19%), gas coals (28% ⁇ fB ⁇ 35%), gas flame coals (35% ⁇ fB ⁇ 45 %) or alternatively may consist of a mixture of these types of coal, optionally also using high quality fat (coke) carbons (19% ⁇ fB ⁇ 28%). These percentages, based on standards for carbon species, allow even more specific assignment.
  • hard coal such as anthracites (fB ⁇ 12%), malt coals (12% ⁇ fB ⁇ 19%), gas coals (28% ⁇ fB ⁇ 35%), gas flame coals (35% ⁇ fB ⁇ 45 %) or alternatively may consist of a mixture of these types of coal, optionally also using high quality fat (coke) carbons (19% ⁇ fB ⁇ 28%).
  • the raw material can be comminuted in a perforated disc roller mill to pellets, in particular with a grain size of 0 to 2mm. It has been found that pellets / grains produced by means of a perforated disc mill are particularly easy to bond (they cake easily) and therefore simplify the downstream briquetting process (compression).
  • This compacting process is preferably carried out in a molding channel stamp press. It has been found that it is possible to realize particularly pressure-resistant briquettes by means of a channel template geometry in the manner of a Venturi tube with a cross-sectional constriction and an expansive cross-sectional enlargement. Other types of press could not deliver comparably good results.
  • briquettes in flat cylindrical form provide particularly good strength values, be it before or after coking.
  • a ratio of briquette diameter to briquet height of 1 to 5, in particular 2 to 3 gives good results also with regard to the heating and coking process.
  • the briquette preferably has a diameter of 20 to 100 mm.
  • the briquette is produced in particular from coal grain sizes between 0 and 2mm. Should it be shown that the required strength can also be achieved by another die or another type of press, the briquettes can optionally also have a different geometry, such as, for example, cubes, cuboids, platelets, mussels, pillows , spherical or egg-shaped geometries. In previous experiments, however, the best experiences were made with the puck shape.
  • the pressing takes place in particular at pressures of 120 to 150 MPa, in particular at 140 MPa.
  • the pressing takes place in particular at temperatures between 60 and 100 ° C.
  • the compression takes place for a period of up to 15 seconds.
  • At least one coking aid is added to the briquetting process (during pressing), in particular to improve the efficiency of the subsequent coking process.
  • Coking auxiliaries can be selected individually or in combination, in particular from a group of coking aids which have hitherto been regarded as useful in connection with conventional starting materials.
  • Back (adhesive) and coking auxiliaries are preferably added to the raw material before the pressing and coking process in single or multi-stage mixing processes, in particular in order to improve the quality of the coke produced or to facilitate the briquetting process from low-baking coals.
  • adjuvants are preferably added before briquetting at temperatures in the range of 30 to 120 ° C.
  • the auxiliaries can be selected in particular from the following group, optionally in combination: molasses, sulfite liquor, sulfate liquor, propane bitumen, cellulose fibers, HSC (High Conversion Soaker Cracking) residue, HSC / ROSE (Residue Oil Supercritical Extraction) mixed residues from the oil industry.
  • molasses sulfite liquor, sulfate liquor, propane bitumen, cellulose fibers
  • HSC High Conversion Soaker Cracking residue
  • HSC / ROSE Residue Oil Supercritical Extraction
  • the subsequent briquetting takes place in particular in the temperature range between 40 to 90 ° C, in particular between 55 to 65 ° C.
  • the briquettes may be placed with a crane above a main dryer and may pass through the main dryer, through the coking pit and further into a coke drying cooling device. It has been shown that it is advantageous to gently dry the briquette in a main drying process after agglomeration to water contents of 2 to 4% by mass.
  • the main drying process of the briquettes is done in particular by roof dryer units and serves to further reduce the water content of the briquette of approx. 20Ma% to about 3Ma%. In this way it can be ensured that heat transferred into the chamber is not dissipated to a high proportion for water evaporation, which according to experience can also lead to breaking up of the briquette.
  • the main drying process takes place in particular in two stages, but can also take place in one or more stages.
  • the drying medium used is preferably hot exhaust gas / raw gas, which results from combustion processes in heating channels of the oven chamber arranged below the dryer and can be conducted upwards into the roof-shaped channels.
  • a main drying unit configured for main drying may be coupled to an external burner with flame monitoring, by means of which additional waste gas for all or several or even only one drying stage can be provided.
  • the main drying unit and the respective furnace chamber can be separated from one another by a hermetically sealable, in particular airtight, lock system.
  • the lock system can be coupled in particular in the form of a double flap to at least two furnace chambers.
  • the raw material / feedstock (or the briquettes) is preferably heated in the coking shaft (or furnace chamber) located below the main dryer by using a raw material-specific temperature regime.
  • a raw material-specific temperature regime provides advantages: In a first stage, in particular over a period of 0 to about 4 to 7 h, the briquettes are heated to a temperature range of 300 to 400 ° C, working with a temperature increase of 0.75 to 0.9 K / min becomes . In at least one further step, in which the briquettes are brought into the temperature range of 300 to 1100 ° C, is heated at a heating rate of 2.6 to 3 K / min.
  • the quality level defined by these limits could not be achieved so far with the described inferior coal qualities.
  • previous methods and devices have led to crack formation in the briquette or even complete destruction of the briquette form. Mass and volume changes can take place here in particular in the same ratio. Thanks to the method described here, the briquette shape (puck shape) can be maintained, with the result that pressure loss, heat transfer, flow profile and other process parameters remain predefinable.
  • the respective furnace chamber consists in particular of refractory silica material.
  • Heating channels can be arranged integrated into the wall on the side of the respective furnace chamber, in particular on both sides.
  • the heating channels can be fired by at least one, preferably four, external burners.
  • the burners are in particular coupled one above the other to horizontal heating channels.
  • the exhaust gases or flue gases from the heating walls can also be utilized energetically, including optionally a flue can be supported by a flue gas fan.
  • three burners are provided / coupled to three lower or lowest horizontal channels.
  • the lower three channels run horizontally to the opposite side of the oven chamber and go there in a respective upward leading vertical heating shaft. It has been found that the concentrated arrangement of three burners in the lower part of the shaft / furnace can form an intense heat source there, which results in temperatures of> 500 ° C. forming in the chamber, which are required for coke formation .
  • a meandering upwardly leading channel in the heating wall is formed above the lower or lowermost horizontal channels, in particular as a fourth channel (counted from below).
  • a burner can also be coupled to the meandering channel. It has been shown that an advantageous heat distribution can be ensured by means of this meandering channel, in particular in the vertical direction.
  • the exhaust gases produced by the corresponding (in particular fourth) burner can slowly cool down, whereby a gradual heat transfer into the charge / bed of the briquettes can be ensured in the vertical direction.
  • a step-shaped heat transfer provides various advantages, be it energy benefits, be it advantages in terms of dimensional stability of the briquettes or generally with regard to a gentle coking process.
  • the burners can in particular be fired with natural gas and / or coke oven gas from the coking shaft. Thanks to the configuration described above, it can be dispensed with to provide a previously used expensive generator gas system in front of the respective furnace chamber for generating combustion gas from coal, which would also disadvantages in terms of emissions.
  • resulting high-calorific gases are taken at 1 to 5 sampling points in different height positions, ie evacuated from the chamber and fed to further utilization.
  • a nozzle with a predetermined angle can be provided.
  • this measure has the advantage that the gases released in the individual stages of the coking process can be fractionally evacuated from the coking process and can thus be fed to a specific gas treatment or converted into chemical recyclables. Fractionated extraction is to be understood as a removal at different height positions and different types of gas or gas compositions. It has been shown that by means of a (per input material or type of coking process) predefinable spacing of the sampling points can make a very selective pre-selection with regard to the composition of the extracted gases.
  • one, several, or even all sampling points in the vertical direction are at least 50% above the manhole / floor outlet of the respective chamber.
  • This has advantages not least with regard to the arrangement of a pending zone in front of the discharge system.
  • raw gases can be sucked out of the upper areas and returned to the shaft via the lower "suction.”
  • the respective lower gas discharge line can also be converted into a gas supply line, thus allowing gases to be conducted locally over hot briquettes, which results in a quality-increasing effect leaves.
  • the following describes aspects related to the sustainable use of energy spent or given off in coking.
  • the use of the flue gases from the heating or from the coker for the circuits of the dryer can be done.
  • a controlled partial removal for dehumidification of the circulating drying gases take place.
  • the generation of steam can be carried out, in particular for steam stations for heating apparatus, pipelines, fittings.
  • steam can be recovered or used for raw gas treatment in the form of process steam.
  • a supply to a waste heat recovery unit can take place, or a supply of hot flue gases to a dry cooling device.
  • a gas-tight discharge system is arranged below the (respective) furnace chamber, through which the warm coke can be transferred into a dry cooling device.
  • the discharge system can be formed like a shaft.
  • the discharge system may be configured to receive the amount of coke of two adjacent chambers.
  • the coke is cooled from a temperature level in the range of> 900 ° C to a temperature level below 200 ° C, in particular by introducing cold inert gas, in particular introducing from below without addition of water.
  • a vacuum system may be provided, in particular in the form of a blower, which vacuum system may be coupled to the dry cooling device and / or the heat exchanger.
  • coking temperatures below the dry cooling device of less than 200 ° C can be realized. It can be used for coke withdrawal, e.g. a rocker or pendulum construction can be realized. This cold cold gas can be introduced via a free bed surface in the dry cooling device.
  • At least one of the objects described above is also achieved by a furnace assembly for producing briquettes, comprising a previously described furnace device and a Gasevakuieran extract described above, which is coupled by at least three gas discharge lines in at least three height positions to at least one furnace chamber of the furnace device.
  • At least one of the above-described objects is also achieved by a method of making briquettes of carbonaceous solid feedstock comprising both drying feedstock briquettes in a briquette dryer along a predefinable first temperature ramp and coking the briquettes into coke briquettes in one Furnace chamber along at least one predefinable second temperature ramp, wherein for adjusting the second temperature ramp to at least three over at least half the height of the furnace chamber distributed height positions of the furnace chamber gas is evacuated.
  • the method is carried out by means of a previously described furnace arrangement.
  • the briquettes are pre-dried with a water content of 10 to 12Ma% provided for the briquette dryer, and then there is a drying on less than 5% by mass before the briquettes are fed to the oven chamber. This allows a particularly gentle treatment of the starting material.
  • an adjustable temperature profile over the height of a furnace device according to an embodiment according to an embodiment comprising the furnace device according to an embodiment;
  • FIG. 1A an oven apparatus 10, in particular a coke oven with a plurality of vertical chambers 11 is shown.
  • Feedstock 1 in the form of briquettes 5 is supplied by means of a feed unit 10.1 a briquette dryer 15 and preheated therein, which briquette dryer 15 is disposed above the furnace chambers 11.
  • the pre-dried starting material 5 can then be coked by indirect heating via heating walls 12 of the furnace chambers 11, in particular according to an exactly predefinable temperature profile, as explained in more detail below (in particular FIGS. 4A, 4B). After coking, drying can take place.
  • a device for Kokstrockenkühlung 19 is coupled to the bottom of the respective furnace chamber 11.
  • the feeding and removal of the feedstock 1, 5, 6 can be done in an elegant manner by means of an entry system 16 and a discharge system 17 each comprising one or more locks 16.1, 17.1, in particular gravity-driven.
  • a collecting device 17.9 coked and dried briquettes 6 can be collected and stored.
  • the furnace device 10 has, for example, four to six vertically aligned, vertically loadable furnace chambers, which are each heated by two heating walls along the yz plane laterally (in the view of FIG. 1A, ie, from the right and left). The heat transfer takes place indirectly via the heating walls.
  • FIG. 1B indicates a temperature profile T over the height z, in which case six phases are emphasized.
  • phase I Drying takes place in the briquette dryer, here indicated schematically with a linear temperature profile, which temperature profile can optionally also not be linear.
  • phase II the feedstock is transferred into the respective furnace chamber, and thereby at least approximately at the final temperature of the phase I. held.
  • the entry system can optionally be tempered or have a heating device.
  • phase III is shown schematically that the dryer 15 may be coupled to a plurality of chambers 11.
  • the device for Kokstrockenkühlung 19 may be coupled to a plurality of chambers 11.
  • FIG. 1B indicates a temperature profile T over the height z, in which case six phases are emphasized.
  • phase II the feedstock is transferred into the respective furnace chamber, and thereby at least approximately at the final temperature of the phase I. held.
  • the entry system can optionally be tempered or have a heating device.
  • phase III In phase III.
  • a first coking phase is indicated, with a comparatively low temperature increase or a flat temperature ramp. This allows a particularly gentle heating and gentle expulsion of foreign substances / gas components done.
  • the temperature ramp may be steeper, especially since the feedstock has already emitted a majority of the emissive impurities.
  • the energy supply can be intensified without overstressing the feedstock.
  • phase V the maximum final temperature for coking has been reached and cooling in the coke dry cooling can take place.
  • the temperature profile in phase IV and V. is here indicated in each case schematically linearly, and can optionally also be set non-linear, depending on the application.
  • phase VI the coked briquettes are available or accessible for further processing in any subsequent process steps.
  • the heating can initially be carried out in a very gentle manner at a temperature ramp in the range of 0.8 K / min, in particular monotonically increasing without Un continuities up to a temperature in the range of 320 ° C or over a period of up to 6h (Phase IV. ). Thereafter, the slope of the temperature ramp can be significantly increased, in particular values in the range of 2.8 K / min, in particular monotonically increasing without discontinuities up to a temperature in the range of 1050 ° C or over a period of up to 5 or 6 h (Phase V.).
  • the transition can also be continuous, continuous.
  • the upper (first in the material flow direction) temperature zone (for example, the upper, first 4m of the furnace chamber, as seen in the material flow direction) can be realized with the moderate temperature ramp by means of at least one meandering heating channel.
  • the lower temperature zone (second in the material flow direction) temperature zone (for example, the lower 2m of the oven chamber) can be realized with the steeper temperature ramp by means of at least three individually fired horizontal heating channels.
  • FIG. 2 shows an overview of the relationship between individual plant components of a furnace arrangement 50 and a carbonization arrangement 80.
  • Feedstock / feedstock 1 is fed to a plant component for compression / compaction (in particular two-stage agglomeration), and leaves this plant component as pellets or coal briquettes, in particular in slice or puck shape. After coking then there are coke briquettes 6.
  • the coal assembly 80 includes not only at least one previously described furnace apparatus 10, but also a gas evacuation assembly (FIG. 6) and / or the plant component for compacting.
  • the individual plant components can be connected to each other in a clever way, especially for the purpose of high energy efficiency.
  • a return system 18 is provided with at least one return line from the (respective) furnace chamber back to the dryer 15, so that exhaust gas G2 from a respective furnace chamber 11 can also be used for controlling the temperature of the dryer 15.
  • raw gas Gl can be withdrawn by means of a gas evacuation arrangement 30 and handled for further / reuse.
  • Fig. 3 shows details of the dryer 15.
  • each heating elements 15.4, 15.5 are provided in particular hot gas lines at different temperatures.
  • the upper heating elements 15.5 are less hot than the lower heating elements 15.4, and may be formed for example by a return line of a circuit.
  • hot gas of a hot gas cycle 15a can be supplied to the lowest drying level 15.8, in particular with a particularly high energy content.
  • temperature and humidity sensors can be provided in the briquette dryer, in particular at least two levels.
  • the individual sensors may be components of a measuring device 14 coupled to a control device 20.
  • one or more temperature sensors 14.1, H20- Sensors 14.2, and / or pressure sensors 14.3 be provided whose position is indicated here only schematically.
  • the dryer 15 comprises at least one reservoir 15.1, in particular dimensioned for continuous gravity-driven operation.
  • a heating device 15.2 of the reservoir can be formed by the above-described lines 15.4, 15.5 or optionally comprise further heating elements.
  • the lines are preferably arranged below roof elements 15.3, around which the briquettes can slide down.
  • the drying circuits 15.7, 15.8 can in each case in particular comprise two drying levels 15.6, wherein the respective upper of the two drying levels 15.6 is the cooler level in which extraction of drying gas can take place, which heat energy has already delivered.
  • the arrangement has at least two inlet and two Absauworkingen, wherein the temperature and amount of drying gas can be set individually on the respective introduction levels.
  • Each drying cycle can be regulated at least with regard to the volume flow and the inlet temperature of the hot gas.
  • a uniform distribution of the drying gases over the individual lines or roofs of a plane can be used, for example. via valves, manually adjustable perforated discs or the like.
  • the individual lines or roofs can be arranged offset from one another.
  • a vertical or diagonal distance between the conduits is preferably at least a factor of 6 of the diameter of the briquettes.
  • a heating wall 12 is shown in a side view or in a sectional plane yz.
  • Three horizontal heating channels 12.1 each extend in a single height level and each lead into a vertical exhaust flue (exhaust line) 12.3, and are each fired individually by a burner 13.
  • train is used exclusively for a line oriented vertically in the direction of conveyance of the coal / coke briquettes, in particular for exhaust pipes, ie not for horizontal heating channels
  • a burner axis 13.1 in each case coincides, at least approximately, with a longitudinal axis of the respective channel 12.1
  • a meander-shaped heating channel 12.2 extends over a plurality of height levels above the horizontal single-plane channels, and therefore also has a multiplicity of reversals or reversal points 12.21
  • the meander-shaped heating channel 12.2 is also fired by a burner 13.
  • the briquettes supplied to the oven chamber are first tempered very carefully, and further down in the area of the horizontal single-plane channels 12.1 they are subjected to a continuously increasing energy supply.
  • At least one observation point 12.22 or measuring point for measuring sensor 14 may be provided on the respective channel 12.1, 12.2, in particular also at the reversal points 12.21.
  • the meandering heating channel 12.2 may have one or more vertical passages 12.5.
  • the vertical passages 12.5 allow, in a sense, a short circuit in terms of power supply and vertical or horizontal power distribution.
  • the vertical passages 12.5 can be switched for example by means of pusher blocks 12.9 (open, closed, intermediate positions).
  • measuring sensor 14.4 can also be provided specifically in the observation point.
  • a particularly manually accessible access channel can be provided there within the heating wall.
  • the arranged in front of the end faces of the heating walls vertical flues may have connections to each Bankkanalabintroductory the fourth heating channel, in particular to allow additional heating control as a function of the feedstock used.
  • the heating channels slide blocks 12.9, in particular from the fourth heating channel from below, there is the possibility to divert the exhaust gas before also in the exhaust flue or at certain horizontal positions hotter directly upwards.
  • a meander channel 12.2 can thereby be short-circuited at one or more horizontal or vertical positions. This makes it possible to heat the individual heating channels according to a desired, individually predefinable temperature profile, be it in the vertical or horizontal direction.
  • critical temperature ranges for example, 350 to 410 ° C or 410 ° to 470 ° C can be specifically avoided, or at least limited to a short, locally small temperature zone.
  • the positioning of the pusher blocks can be done for example via regulating slide at observation openings 12.22.
  • the vertical passages 12.5 may be matrix-shaped distributed over the heating channels, so that a variety of options can be realized when setting / regulating the energy input into the oven chamber.
  • a control device can communicate not only with all burners, but also with valves or flaps for air supply, and / or with Valves or flaps on the respective vertical passage or with a device for relocating stones for opening and closing a respective vertical passage.
  • observation points 12.22 in particular equipped with sensors 14.4, it is possible to monitor the temperature of the furnace chamber and to optimize / regulate in a relatively accurate manner.
  • FIG. 4B is a plan view of the xy plane.
  • FIG. 4C shows an xz side view. Gas outlets 12.6, 12.7, 12.8 in three different height positions are already indicated in FIG. 4C, which is shown in FIG. 6 is explained in more detail.
  • At least four external burners 13, which are aligned in the direction of the x or y axis and arranged alternately opposite one another in front of and behind the chamber 11, ensure an optimum heating regime.
  • the three lower heating channels 12.1 each extend in (only) one height position / height level and are each heated separately from an individual burner. From the three lower heating channels exhaust gas is passed directly into the extending in the vertical direction flue 12.3.
  • the horizontal heating channels 12.1 are aligned in particular parallel to each other and perpendicular to the corresponding vertical exhaust flue 12.3.
  • the lower part of the furnace is preferably no longer heated and is intended for the Ausgarung of the coke and the pre-cooling of the coke (about Im).
  • This part can be described as a stop zone, which can support a complete through-cooking and complete outgassing, which has a positive influence on the coke quality.
  • the briquette dryer is located above the oven chambers and can be fed via the (vertical) flues with exhaust gas from the respective burner.
  • This waste gas can be used as a drying medium in two separate drying circuits within the briquette dryer, referred to herein as the dryer precursor and dryer primary stage.
  • two drying circuits can be provided, in particular each fed by heat energy from Burners of the oven device. Both circuits can optionally be equipped with additional, external burners, in particular for the purpose of redundancy or more flexible settings.
  • Hot exhaust gas from primary heat generation may be provided by at least three external burners connected in particular to three horizontal heating ducts arranged at the bottom of the respective furnace chamber.
  • Hot waste gas from secondary heat generation may be provided by at least one external burner connected to a meandering heating channel located above the horizontal heating channels.
  • a gas circuit 19.5 is operated in which the coked briquettes 6 are cooled countercurrently in a cavity 19.7, the gas being passed through at least one Inlet 19.9 is passed into the cavity and is evacuated again by at least one outlet 19.8.
  • the outlet is located just below the oven chamber 11 and in contrast sealed off by baffles or protruding walls.
  • Centric within the cavity 19.7 at least one flow-inhibiting roof or a Gasumleitmaschine 19.6 is arranged. This allows the flow profile to be adjusted. In particular, it can be avoided that a main energy or mass transport is formed in the center of the cavity 19.7.
  • the coke drying cooling is arranged "precisely" under the furnace chamber, ie the cavity of the dry cooling device can have the same cross-sectional profile as the furnace chamber, which promotes direct, gravity-driven conveyance of the briquettes and can simplify continuous operation In particular, the transition is seamless in that there is no physical separation between the oven chamber and the dry cooler.
  • At least one in the radial direction, in particular centrally arranged roof or a Gasumleitmaschine 19.6 can ensure that the cooling gas is divided homogeneously in the radial direction and in particular is also conducted in a homogeneous manner to the outlets 19.8.
  • 6 shows a furnace arrangement 50 comprising a gas evacuation arrangement 30 with one or more gas discharge lines 31 for a first height position, which can be coupled to the respective furnace chamber 11 via a coupling or a connection 31.1.
  • one or more gas discharge lines 33 are provided for at least one further height position, here for a second and a third height position, likewise in each case comprising a coupling 33.1.
  • a plurality of mixers 35.1 and at least one pump 35.2 are provided for further handling of the evacuated gases.
  • the raw gas can be extracted on at least three levels, each individually for each oven chamber: via a riser in the furnace roof (top height position), by one or more arranged on a predefined height position of the furnace chamber ports and further by one or more vertical exhaust trains, especially within the respective heating wall (middle height position), and further by one or more arranged on a predefined height position of the oven chamber ports and further by one or more vertical exhaust trains, in particular within the heating wall (lowest height position).
  • the withdrawn raw gas can be cooled and collected via separate / separate raw gas manifolds and then combined in one or more Rohgassammel Oberen. It has been shown that, in the case of a direct exhaust gas extraction (in particular immediately downstream of a lock device of the briquette introduction system), the risk of a transfer of raw gas from the furnace chamber into the pre-dryer can be reduced, in particular due to the negative pressure that arises here. This can further increase the quality.
  • Heating element in particular line / hot gas line with first temperature 15.5 heating element, in particular line / hot gas line with second temperature

Abstract

The invention relates to a gas evacuation assembly (30) for recovering gases during coking of at least one solid feedstock from the group of lignite, poor-baking bituminous coal, biomass, petroleum coke, petroleum coal to form coke, wherein the gas evacuation assembly is designed to be coupled to at least one vertical furnace chamber (11) of a furnace device (10). The gas evacuation assembly has at least three gas extraction lines (31, 33) which can be arranged at at least three different heights of the furnace chamber and are designed to be coupled to the furnace chamber at the at least three heights. The gas evacuation assembly is designed to selectively handle at least three gas types which are evacuated selectively by means of the respective gas extraction line. The invention also relates to a method for recovering gases and to the use of at least one gas type recovered by means of such a gas evacuation assembly.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von Gasen bei Verkokung von kohlehaltigem  Apparatus and process for the production of gases when coking carbonaceous
Einsatzstoff sowie Verwendung  Feedstock and use
TECHNISCHES GEBIET  TECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren jeweils zur Nutzung von kohlehaltigem Einsatzstoff sowie die diesbezügliche Verwendung des Einsatzstoffes oder daraus gewonnener Gase. Insbesondere betrifft die Erfindung Vorrichtungen und Verfahren zur Gewinnung oder Nutzung von (Neben-)Produkten bei der Herstellung von Koks aus Einsatzstoffen, die bisher nicht standardmäßig verwendet werden können, oder die bisher noch kein zufriedenstellendes Endprodukt liefern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Anspruchs. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einzelner Komponenten oder Vorrichtungen speziell im Zusammenhang mit diesen alternativen Einsatzstoffen . The invention relates to a device and a method in each case for the use of carbonaceous feedstock and the related use of the feedstock or gases obtained therefrom. In particular, the invention relates to apparatus and methods for the recovery or use of (by-) products in the production of coke from feedstocks, which hitherto can not be used as standard, or which have not yet provided a satisfactory end product. In particular, the invention relates to an apparatus and a method according to the preamble of the respective independent claim. Furthermore, the invention relates to the use of individual components or devices especially in connection with these alternative starting materials.
HINTERGRUND BACKGROUND
Kokse und kohlehaltige bzw. kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe sind aktuell und auch in Zukunft für die meisten Volkswirtschaften unserer Erde unentbehrliche Grundstoffe oder stellen bereits als solche Wertstoffe per se dar. Bisher werden vornehmlich Steinkohlen mit hohem Backvermögen (so genannte Fettkohlen) verkokst. Es ist jedoch zu erwarten, dass bestimmte Kokssorten schon in kurzer Zeit auf dem Weltmarkt knapper werden. Insbesondere muss mit einer rückläufigen Verfügbarkeit von für die Verkokung gut geeigneten Kokskohlen gerechnet werden, was dazu führt, dass zukünftig wohl auch schlecht backende bzw. stark treibende Kohlen oder andere Kohlenstoffträger verwendet werden müssen, insbesondere zur Erzeugung von Hochofenkoks. Nicht zuletzt aufgrund politischen Drucks speziell auch in Europa werden in Zukunft Substitute insbesondere für klassische Steinkohlen benötigt, insbesondere da wohl noch viele Jahrzehnte die Verteuerung von Rohstoffen als Energiequelle unentbehrlich bleiben wird . In Europa wird klassische Kokskohle seit dem Jahre 2014 als kritischer Rohstoff angesehen; dennoch wird ihr im Vergleich zu anderen kritischen Rohstoffen nach wie vor höchste wirtschaftliche Bedeutung beigemessen. Hier zeigt sich bei globaler Betrachtung einerseits ein Widerspruch, andererseits eine Chance oder ein Motivationsgrund, ausgehend von klassischen Verkokungsverfahren weitere Optimierungsmaßnahmen gewinnbringend zu implementieren. Coke and coal-containing or carbonaceous feedstocks are currently and in the future for most economies of our earth indispensable raw materials or already present as such recyclables per se. So far, mainly hard coal with high baking capacity (so-called fat coals) are coked. However, it is to be expected that certain types of coke will become scarcer on the world market within a short time. In particular, a declining availability of coking coal that is well suited for coking must be expected, with the result that in the future also badly baking or strongly driving coals or other carbon carriers must be used, in particular for the production of blast furnace coke. Not least due to political pressure, especially in Europe, substitutes will be needed in the future, in particular for traditional hard coal, especially as the price of raw materials as an energy source will remain indispensable for many decades to come. In Europe, classic coking coal has been regarded as a critical raw material since 2014; nonetheless, it still has the highest economic importance compared to other critical raw materials. On the one hand a contradiction on the one hand, and on the other hand a chance or a motivational reason to profitably implement further optimization measures based on classical coking processes.
Der Energiewandel vollzieht sich aktuell eher nur in den hochindustrialisierten reichen Ländern, wohingegen Entwicklungsländer auch in vielen Jahren noch auf die Verteuerung von herkömmlichen Rohstoffen angewiesen sein werden, basierend auf Stand der Technik von vor vielen Jahren/Jahrzehnten . Aber beispielsweise auch in einem weit entwickelten Land wie Australien, insbesondere im Bundesstaat Queensland werden aktuell hohe Investitionen getätigt, um auf modernere Ofentechnik umzusteigen und Rohstoffe auch im eigenen Land in Zukunft weiterhin zu einem hohen Anteil veredeln zu können . Hohes Interesse und hoher technischer Bedarf besteht daher an Vorrichtungen und Verfahren, mittels welchen neue Möglichkeiten bereitgestellt werden können, Kokse bzw. bestimmte Kokssorten mit bestimmten Eigenschaften herzustellen oder zu nutzen, oder das Spektrum der zur Koksherstellung verwendbaren Einsatzstoffe zu erweitern . Selbstredender Weise kann hierdurch auch vermieden werden, dass bestimmte Rohstoffe über große Entfernungen rund um den Globus transportiert werden müssen . The transition to energy is currently only taking place in highly industrialized, rich countries, whereas developing countries will continue to rely on the cost of conventional raw materials for many years to come, based on state-of-the-art technology many years ago / decades ago. But, for example, even in a highly developed country like Australia, especially in the state of Queensland, high investments are currently being made in order to switch to more modern furnace technology and to continue to increase raw materials in their own country in the future to be able to refine a high proportion. There is therefore a high level of interest and technical demand for devices and methods by means of which new possibilities can be provided for producing or using cokes or certain types of coke with particular properties, or to expand the spectrum of feedstocks which can be used for coke production. Needless to say, this also avoids the need to transport certain raw materials over long distances around the globe.
Technisch besonders herausfordernd ist die Herstellung von hochwertigen Koksen aus schwach- und nichtbackenden Verkokungsrohstoffen, insbesondere auch Braunkohlen . Eine Nutzung derartiger Einsatzstoffe auf breiterer Basis dürfte auch in Europa von Interesse sein, insbesondere da der Abbau derartiger Einsatzstoffe noch in vertretbarerem Kostenrahmen erfolgen kann als z.B. bei Steinkohle. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf diese in letzter Zeit immer lauter werdende Herausforderung, auch nicht-klassische Einsatzstoffe verwertbar zu machen. Interessant ist dabei nicht zuletzt z.B. auch die Verwendung von Einsatzstoffen, welche einen hohen Schwefel anteil aufweisen, insbesondere da sich diverse Anwendungen zeigen könnten, bei welchen genau dieser anfallende Schwefel als Nebenprodukt genutzt werden könnte. Technically particularly challenging is the production of high-quality cokes from weak and non-baking coking raw materials, especially lignite. Use of such feedstocks on a broader basis is also likely to be of interest in Europe, especially since the degradation of such feedstocks can still be done in more reasonable cost than, for example, in hard coal. The present invention relates in particular to this lately increasing challenge to make even non-classical starting materials usable. It is interesting not least, for example, also the use of feedstocks, which have a high sulfur content, in particular because there could be various applications in which exactly this accumulating sulfur could be used as a by-product.
Es hat sich bereits herausgestellt, dass in vielen Fällen die Umwandlung von Kohlen zu hochwertigen Koksen nur dann gelingt, wenn der Rohstoff bzw. Einsatzstoff zuvor auf bestimmte Weise verpresst und konfektioniert wird (so genannte Brikettierung/Kompaktierung von Einsatzstoff zu Kohlebriketts). Die Briketts müssen insbesondere hohen Druckkräften in den mehrere Meter hohen Schüttungen in den Ofenkammern standhalten, insbesondere bei großen Vertikalkammeröfen, und sollen möglichst nicht in kleine Partikel zerfallen. Ein wichtiges Kriterium für eine vorteilhafte Verfahrensgestaltung dürfte also auch die erzielbare Festigkeit des Einsatzstoffes sein, insbesondere hinsichtlich Verwendung in Vertikalkammeröfen. Bei der Suche nach neuen, alternativen Einsatzstoffen und neuen Verfahren ist daher auch die Frage von Interesse, in welcher Konfektionierung der alternative Einsatzstoff optimaler Weise bereitgestellt werden sollte, und auf welche Weise das Konfektionieren dafür erfolgen könnte. Koksöfen zur Erzeugung von Koks können wie erwähnt als so genannte Vertikalkammeröfen ausgebildet sein. Vertikalkammeröfen werden mit Rohstoffbriketts bzw. Kohlebriketts von oben beladen. Vertikalkammeröfen können eine beträchtliche Bauhöhe aufweisen, beispielsweise im Bereich von 30 bis 40m. Die Briketts werden beispielsweise mit einem Kran oberhalb des Ofens platziert und rutschen, insbesondere infolge Schwerkraft, durch den Verkokungsschacht (Ofenkammer), insbesondere über eine Zeitspanne von mehreren Stunden, beispielsweise 12 oder 15 Stunden, entsprechend der zur Umwandlung des Einsatzstoffes in Koks erforderlichen Zeit. Dabei erfahren die Briketts eine Temperaturänderung, insbesondere von Anfangstemperaturen unter 300°C auf Endtemperaturen zwischen 900 und 1100°C. Üblicherweise sind zwei bis zehn Ofenkammern zu einer so genannten Ofenbatterie eines Koksofens zusammen gefasst. Der Schacht einer jeweiligen Ofenkammer kann eine Höhe von insbesondere 3.5m bis 10m aufweisen, und eine Breite von insbesondere 150 bis 600mm. Hieran ist ersichtlich, dass auf die Briketts beim Verkoken hohe Reib- und Druckkräfte einwirken. Die Festigkeit der Briketts soll daher möglichst sehr hoch sein . Andererseits sollen noch Volumenänderungen und„guter" Stofftransport innerhalb des Briketts ermöglicht werden können. Eine gewisse Porosität ist also ebenso vorteilhaft. Zum Bereitstellen von Briketts kann vorab ein Zerkleinern des Rohstoffes erfolgen, insbesondere in Hammermühlen, insbesondere auf Korngrößen von 0 bis 1mm. Üblicherweise werden die Briketts darauffolgend in Pressen durch Verpressen der Körner kompaktiert, wobei sich bisher in vielen Fällen eine Brikett-Geometrie in der Art eines länglichen Quaders mit wahlweise abgerundeten Ecken oder abgerundeten Kanten als vorteilhaft erwiesen hat. Auch Briketts in Form eines Ellipsoids sind geläufig, insbesondere hergestellt mittels Walzenpressen . It has already been found that in many cases, the conversion of coals to high-quality cokes only succeed if the raw material or feedstock is previously compressed and compounded in a specific way (so-called briquetting / compaction of feedstock to coal briquettes). The briquettes in particular must withstand high compressive forces in the several meter high beds in the furnace chambers, especially in large vertical kilns, and should not disintegrate into small particles if possible. An important criterion for an advantageous process design should therefore also be the achievable strength of the starting material, in particular with regard to use in vertical chamber furnaces. In the search for new, alternative starting materials and new processes, therefore, the question of which packaging the alternative starting material should be optimally provided for and how it could be made up for is of interest. Coke ovens for producing coke can, as mentioned, be designed as so-called vertical chamber furnaces. Vertical chamber furnaces are loaded with raw material briquettes or coal briquettes from above. Vertical chamber furnaces can have a considerable height, for example in the range of 30 to 40m. The briquettes are placed for example with a crane above the furnace and slip, in particular by gravity, through the coking shaft (furnace chamber), in particular over a period of several hours, for example 12 or 15 hours, according to the time required to convert the charge into coke. there experience the briquettes a temperature change, in particular from initial temperatures below 300 ° C to final temperatures between 900 and 1100 ° C. Usually, two to ten furnace chambers are combined to form a so-called furnace battery of a coke oven. The shaft of a respective furnace chamber may have a height of in particular 3.5m to 10m, and a width of in particular 150 to 600mm. It can be seen that the briquettes have high frictional and compressive forces when coking. The strength of the briquettes should therefore be very high. On the other hand, volume changes and "good" mass transfer within the briquette are still to be made possible, so a certain porosity is equally advantageous., For preparing briquettes, the raw material can be minced in advance, in particular in hammer mills, in particular on particle sizes of 0 to 1 mm The briquettes are subsequently compacted in presses by crimping the grains, hitherto in many cases a briquette geometry in the manner of an elongated cuboid having optionally rounded corners or rounded edges has proved advantageous by means of roller presses.
Zur Steigerung des Backvermögens (Zusammenhaften der Partikel während und nach dem Verpressen) des zerkleinerten Rohstoffes kann eine Zugabe von Wasser erfolgen. Ein hoher Wassergehalt kann sich jedoch nachteilig auf die Festigkeit der Briketts auswirken, sobald diese verkokt werden, mit der Folge, dass die Briketts insbesondere im unteren Bereich in einem Vertikalkammerofen, wo die größten Kräfte bzw. Lasten auf die Briketts wirken, zerfallen und den Verkokungsvorgang beeinträchtigen. To increase the baking capacity (cohesion of the particles during and after compression) of the comminuted raw material, an addition of water can take place. However, a high water content can adversely affect the strength of the briquettes once they are coked, with the result that the briquettes disintegrate, and the coking process, particularly at the bottom in a vertical furnace where the largest forces or loads act on the briquettes affect.
In der Tat hat sich gezeigt, dass Schwierigkeiten im gesamten Verfahren an unterschiedlichen Prozessschritten insbesondere dann auftreten, wenn die Festigkeit der Briketts nicht ausreichend hoch ist, mit der Folge, dass die Kohle-/Koks-Briketts in der Schüttung im Verkokungsschacht zerbrechen. In vielen Fällen sollte daher als eine Untergrenze für den Druckfestigkeitswert der Briketts der Betrag von >30MPa eingehalten werden, insbesondere bei großen/hohen Ofenkammern . Eine ausreichende Druckfestigkeit kann daher als eines der wichtigsten Kriterien bei der Einschätzung der Machbarkeit der Verkokung von Einsatzstoffen gelten . Da die Druckfestigkeit durch das Kompaktieren bzw. Verpressen beeinflusst werden kann, kommt diesem Verfahren hohe Bedeutung zu . In fact, it has been found that difficulties in the entire process occur at different process steps, especially when the strength of the briquettes is not sufficiently high, with the result that the coal / coke briquettes break in the bed in the coking well. In many cases, therefore, as a lower limit for the compressive strength value of the briquettes, the amount of> 30 MPa should be maintained, especially for large / high furnace chambers. Sufficient compressive strength can therefore be considered one of the most important criteria in assessing the feasibility of coking of feedstocks. Since the compressive strength can be influenced by the compacting or pressing, this process is of great importance.
Weitere Schwierigkeiten treten insbesondere dann auf, wenn ein bestimmter Wassergehalt des Rohstoffs bzw. der Briketts nicht ausreichend exakt eingehalten werden kann, mit der Folge, dass die Briketts während der Wärmezufuhr hohem Stress unterliegen, insbesondere aufplatzen oder anderweitig zerfallen. Die obigen Ausführungen zeigen, dass der effiziente Betrieb eines Ofens die Bereitstellung von Rohstoff bzw. Briketts möglichst in einem engen Toleranzbereich erfordert, insbesondere bezüglich Druckfestigkeit und Wassergehalt. Further difficulties arise in particular when a certain water content of the raw material or the briquettes can not be maintained with sufficient accuracy, with the result that the briquettes are subject to high levels of stress during the heat supply, in particular burst open or otherwise disintegrate. The above statements show that the efficient operation of a furnace the Provision of raw material or briquettes possible within a narrow tolerance range, in particular with regard to pressure resistance and water content.
Aus diesen Erwägungen geht hervor, dass bei der Suche nach neuen Verfahren und Vorrichtungen insbesondere folgende Punkte von Belang sind : Definition einsatzstoffspezifischer Aufheizkurven in der Ofenkammer; Definition einsatzstoffspezifischer Verfahrensparameter, insbesondere Temperatur, Dauer, Druck, sei es beim Verkoken, sei es beim Konfektionieren des Einsatzstoffes zu Briketts; Bilanzierung von Art und Volumen von Stoffströmen, insbesondere bezüglich während der Verkokung emittierter Gase; Verwertungs- und Entsorgungsoptionen . It follows from these considerations that the following points are of particular importance in the search for new methods and devices: Definition of use-specific heating curves in the furnace chamber; Definition of application-specific process parameters, in particular temperature, duration, pressure, be it when coking, or when converting the feed into briquettes; Balancing the type and volume of material flows, in particular with regard to the coking of emitted gases; Recycling and disposal options.
Bisher erfolgte die Koksherstellung entweder in Gasöfen mit Vertikalkammern, oder in Koksöfen mit Horizontalkammern. Letztere lassen sich in zwei Typen klassifizieren: Horizontalkammer-(Verbund- )Öfen mit schmalen Ofenkammern und hochkant darin stehender, indirekt beheizter Charge, und so genannte Heat-(Non-)Recovery-Öfen mit gewölbeartigen Ofenkammern und flach darin liegender Charge, die zumindest von oben auch direkt beheizt werden kann . Aktuell wird davon ausgegangen, dass diese beiden Arten von Koksöfen für zukünftige Aufgaben der Rohstoff-Verwertung wohl nicht mehr wie gewünscht optimierbar sind . Es scheint, dass ein neues Konzept für eine neue Generation von Koksöfen entwickelt werden sollte, insbesondere vor dem Wunsch, eine breite Palette unterschiedlicher Einsatzstoffe damit zu verwerten . Daher wird im Folgenden ein neues Ofenkonzept vorgestellt, welches insbesondere auch für die Verwendung bisher üblicherweise verwendeter (Kohlen- )Einsatzstoffe anpassbar ist. So far, the coke was either in gas ovens with vertical chambers, or in coke ovens with horizontal chambers. The latter can be classified into two types: horizontal chamber (composite) ovens with narrow oven chambers and vertically heated, indirectly heated batch, and so-called heat (non-) recovery ovens with vault-like oven chambers and flat lying therein batch, at least can be heated directly from above. Currently, it is assumed that these two types of coke ovens can no longer be optimized as desired for future tasks of resource utilization. It seems that a new concept for a new generation of coke ovens should be developed, in particular the desire to exploit a wide range of different feedstocks. Therefore, a new furnace concept is presented below, which is particularly adaptable to the use of previously commonly used (coal) feedstocks.
BESCHREIBUNG DER ERFI NDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Im Zusammenhang mit der weiter unten definierten Aufgabe der Erfindung ist es vorteilhaft, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, womit eine Verkokung auch von nichtklassischen Einsatzstoffen ermöglicht wird, insbesondere von Braunkohlen und/oder schwachbackenden Steinkohlen und/oder Biomasse und/oder Petrolkohle, insbesondere in Vertikalkammeröfen. Dabei kann es vorteilhaft sein, nicht-klassische Einsatzstoffe derart aufzubereiten, bereitzustellen und/oder zu handhaben, dass mit dem nach Verkokung erhaltenen Produkt möglichst auf ähnliche oder gleiche Weise verfahren werden kann wie bisher mit klassischen Einsatzstoffen, z.B. klassischen Steinkohlebriketts.  In connection with the object of the invention, which is defined below, it is advantageous to provide a device and a method whereby coking is also made possible by nonclassical starting materials, in particular lignites and / or low-baking hard coal and / or biomass and / or petroleum coals , especially in vertical kilns. It may be advantageous to prepare, provide and / or handle non-classical starting materials in such a way that the product obtained after coking can be processed in the same way or in the same way as usual with conventional feedstocks, e.g. classic coal briquettes.
Bereitgestellt wird in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ofenvorrichtung mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer, insbesondere Koksofen, zur Herstellung von Koks aus wenigstens einem festen Einsatzstoff insbesondere aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; umfassend wenigstens einen zum Temperieren von aus dem Einsatzstoff erstellten Briketts eingerichteten Brikett-Trockner sowie wenigstens eine insbesondere unterhalb des Brikett-Trockners an den Brikett-Trockner gekoppelte Ofenkammer mit Heizwänden; wobei der Brikett-Trockner eine Heizeinrichtung und ein damit beheizbares Brikett- Reservoir aufweist, und wobei der Brikett-Trockner eingerichtet ist zum Einstellen einer in Förderrichtung der Briketts kontinuierlich oder stufenweise ansteigenden Temperatur im Brikett- Reservoir, insbesondere wenigstens zwei oder drei Temperaturniveaus im Bereich von 60 bis 200°C. In this context, provision is made in particular of a furnace device with at least one vertical furnace chamber, in particular a coke oven, for producing coke from at least one solid starting material, in particular from the group: brown coal, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coke; comprising at least one for tempering of the Briquette driers equipped with feed stock and at least one oven chamber with heating walls coupled in particular below the briquette drier to the briquette dryer; wherein the briquette dryer has a heating device and a briquette reservoir heatable therewith, and wherein the briquette dryer is set up to set a continuously or stepwise increasing temperature in the briquette reservoir in the conveying direction of the briquettes, in particular at least two or three temperature levels in the range of 60 to 200 ° C.
Bevorzugt weist die Ofenvorrichtung ferner ein Eintragsystem umfassend wenigstens eine Schleuseneinrichtung auf, welches Eintragsystem zwischen dem Brikett-Reservoir und der (jeweiligen) Ofenkammer angeordnet ist und zur Zuführung von Briketts vom Brikett-Reservoir zur (jeweiligen) Ofenkammer eingerichtet ist. Preferably, the oven device further comprises an entry system comprising at least one lock device, which entry system between the briquette reservoir and the (respective) oven chamber is arranged and adapted for supplying briquettes from the briquette reservoir to the (respective) oven chamber.
Es hat sich gezeigt, dass es im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Einsatzstoffen zielführend ist, die Temperaturregelung auf sehr exakte Weise auf unterschiedlichen, ansteigenden Temperaturniveaus durchzuführen . Hierdurch kann insbesondere auch der Feuchtegehalt der Briketts auf schonende Weise auf einen gewünschten Wert abgesenkt werden. Diese vorbereitenden Maßnahmen haben sich als entscheidend für den nachfolgenden Verkokungsprozess herausgestellt. Durch gezielte Konfektionierung der Briketts, insbesondere in Verbindung mit gezielter Temperaturführung in der Ofenkammer, kann ein besonders breites Spektrum von Einsatzstoffen veredelt werden . Es wäre daher nicht auszuschließen, auch Holzstämme oder Stoffe aus der Zementindustrie zumindest anteilig dazu zu zählen . It has been shown that it is expedient in connection with the starting materials described here to carry out the temperature control in a very exact manner at different, increasing temperature levels. In this way, in particular, the moisture content of the briquettes can be lowered to a desired value in a gentle manner. These preparatory actions have proven to be crucial for the subsequent coking process. By targeted assembly of briquettes, especially in conjunction with targeted temperature control in the oven chamber, a particularly wide range of feedstocks can be finished. It could therefore not be ruled out that wood logs or materials from the cement industry should at least be included proportionally.
Das Temperaturniveau kann stetig ansteigen, und/oder es können vorgegebene Temperaturniveaus definiert werden, insbesondere in unterschiedlichen Höhenebenen eines Reservoirs, in welchem die Briketts in Schwerkraftrichtung gefördert werden. Das gewünschte Temperaturniveau ist individuell je Prozess oder Einsatzstoff einstellbar. The temperature level can increase steadily, and / or predetermined temperature levels can be defined, in particular in different height levels of a reservoir, in which the briquettes are conveyed in the direction of gravity. The desired temperature level can be set individually for each process or feedstock.
In der jeweiligen vertikalen Ofenkammer kann ein Konti-Prozess für das Verkoken eingestellt werden. Die Brikett-Schüttung wandert dabei durch wenigstens eine Temperaturzone mit ansteigender Temperatur. Der gewünschte Durchsatz kann dabei insbesondere mittels eines Austragsystems eingestellt und geregelt werden . Im Gegensatz zu Batch-Prozessen mit fester Temperaturvorgabe kann hierbei kontinuierlich die Umwandlung/Veredelung von z.B. Kohle in Koks erfolgen . Es kann eine Temperaturführung erfolgen, und in einzelnen Temperaturzonen kann Einfluss auf den Prozess genommen und/oder es können Nebenprodukte evakuiert werden. Der kontinuierliche Prozess im Vertikalkammerofen hat z. B. auch hinsichtlich Temperaturstress des Materials der Ofenvorrichtung, insbesondere Silika Vorteile. Das Material kann weitgehend auf Temperaturen über 600°C oder sogar 800°C gehalten werden und braucht nicht wiederholt auf niedrigere Temperaturen darunter abgekühlt werden. Hierdurch treten weniger Spannungen/Risse im Material auf. In the respective vertical furnace chamber a Konti process for coking can be set. The briquette bed moves through at least one temperature zone with increasing temperature. The desired throughput can be adjusted and regulated in particular by means of a discharge system. In contrast to batch processes with fixed temperature specification, the conversion / upgrading of, for example, coal into coke can be carried out continuously. It can be carried out a temperature control, and in individual temperature zones can influence on the process taken and / or by-products can be evacuated. The continuous process in the vertical chamber furnace has z. B. also in terms of temperature stress of the material of the furnace device, in particular silica advantages. The material can be maintained largely at temperatures above 600 ° C or even 800 ° C and need not be repeatedly cooled to lower temperatures below it. As a result, occur less stress / cracks in the material.
Die Ofenvorrichtung kann eine Zuführeinheit zum Bereitstellen der Briketts am Brikett-Trockner aufweisen. Die Zuführeinheit ist beispielsweise auch eingerichtet, die erstellten Briketts von einer Presse zum Brikett-Trockner zu fördern. Zumindest ist die Zuführeinheit eingerichtet, kontinuierliche oder chargenweise Zuführung von Briketts zum Trockner sicherzustellen . The oven apparatus may include a feed unit for providing the briquettes to the briquette dryer. The feeder unit is, for example, also equipped to convey the briquettes produced from a press to the briquette dryer. At a minimum, the feeder unit is arranged to ensure continuous or batch feed of briquettes to the dryer.
Stromauf vom Trockner befindet sich ein Bunker, welchem die Briketts kontinuierlich oder chargenweise zugeführt werden können, und aus welchem die Briketts kontinuierlich oder chargenweise herausgefördert werden können, insbesondere indem die Briketts in den Brikett- Trockner hineinrutschen. Upstream of the dryer is a bunker, to which the briquettes can be fed continuously or batchwise, and from which the briquettes can be conveyed out continuously or in batches, in particular by the briquettes sliding into the briquette dryer.
Das Eintragsystem kann oberhalb der (jeweiligen) Ofenkammer angeordnet sein . Dies ermöglicht eine Zufuhr basierend auf Gravitationskräften . Bevorzugt ist die Ofenvorrichtung vollständig als Vertikalkammerofen mit vertikalen Ofenkammern ausgebildet. Als vertikale Ofenkammer ist eine Ofenkammer zu verstehen, durch welche hindurch die Briketts in vertikaler Richtung gefördert werden, insbesondere basierend auf Gravitationskräften. The entry system can be arranged above the (respective) furnace chamber. This allows a supply based on gravitational forces. Preferably, the furnace device is completely formed as a vertical chamber furnace with vertical furnace chambers. A vertical furnace chamber is a furnace chamber through which the briquettes are conveyed in the vertical direction, in particular based on gravitational forces.
Als Einsatzstoffe können insbesondere das gesamte Spektrum der Weich-, Matt- und Glanzbraunkohlen sowie der Flammkohlen genannt werden . Insbesondere wurden bereits gute Ergebnisse mit rheinischen, lausitzener und indonesischen Braunkohlen erzielt. Auch hat sich bereits gezeigt, dass die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren auch geeignet sind zur Verwertung von russischen Braun- und Flammkohlen sowie von Petrolkohlen . Als Einsatzstoffe können insbesondere auch folgende Kohlearten und Torf genannt werden, basierend auf einer Klassifizierung nach DIN, ASTM und UN-ECE, die hier schematisch wiedergegeben wird . Dabei haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die deutsche DI N, insbesondere auch die darin klassifizierten Weichbraunkohlen, Mattbraunkohlen, Glanzbraunkohlen und Flammkohlen als besonders gut verwertbar herausgestellt. Kohlearten und Torf flüchtige As feedstocks, in particular the entire spectrum of soft, matte and lignite lignite as well as the flame coal can be mentioned. In particular, good results have already been achieved with Rhenish, Loessitzer and Indonesian lignite. It has also been shown that the devices and methods described herein are also suitable for the recovery of Russian brown and flame coals and petroleum coals. In particular, the following types of coal and peat can be mentioned as feedstocks, based on a classification according to DIN, ASTM and UN-ECE, which is reproduced here schematically. It has been found in the context of the present invention, with reference to the German DI N, especially the lignite coal classified therein, matte lignite, Glanzbraunkohlen and flame coals as particularly useful. Cabbages and peat volatile
UN-ECE USA (ASTM) Deutschland (DIN) Bestand-teile in  UN-ECE USA (ASTM) Germany (DIN) Components in
Ma%  Ma%
Torf Torf Torf  Peat peat peat
Ortho-Braunkohle Braunkohle Weichbraunkohle  Ortho lignite brown coal lignite
Meta-Braunkohle Mattbraunkohle  Meta lignite matte lignite
>45  > 45
sub-bituminöse  sub-bituminous
sub-bituminöse Kohle Glanzbraunkohle sub-bituminous coal gloss lignite
Kohle  coal
bituminöse Kohle bituminous coal
45  45
Flammkohle  flame coal
hoch-volatile  highly volatile
40  40
bituminöse Kohle Gasflammkohle  bituminous coal gas flame coal
35 35
Gaskohle  gas coal
medium-volatile  medium-volatile
28  28
bituminöse Kohle Fettkohle  bituminous coal
19 19
niedrig-volatile Esskohle  low-volatile cooking coal
bituminöse Kohle  bituminous coal
14  14
Anthrazit Semi-Anthrazit Magerkohle  Anthracite semi anthracite charcoal
10 10
Anthrazit Anthrazit  Anthracite anthracite
Bei den obigen Angaben in der Tabelle handelt es sich um Massenprozent, wobei bezüglich der Angabe der flüchtigen Bestandteile die Messung unter„waf'-Bedingungen erfolgte, also bei wasser- und gleichzeitig aschefreiem Zustand . The above information in the table is by mass, with respect to the indication of the volatiles, the measurement was carried out under "waf" conditions, ie at water and ash-free state.
Im Zusammenhang mit der weiter unten definierten Aufgabe der Erfindung ist es vorteilhaft, dass an einer hier beschriebenen Ofenvorrichtung auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer in wenigstens einer der Heizwände in einer unteren Hälfte, insbesondere einem unteren Drittel wenigstens ein horizontaler Heizkanal und darüber, insbesondere zumindest auch in einer oberen Hälfte oder beginnend in einem mittleren Drittel, ein sich mäanderförmig in mehreren Höhenebenen erstreckender Heizkanal ausgebildet, welche Heizkanäle jeweils individuell durch wenigstens einen Brenner beheizbar sind. Diese Art der Beheizung kann eine Vielzahl der hier beschriebenen Vorteile liefern, insbesondere auch unabhängig von einer bestimmte Ausgestaltung oder Betriebsweise des Brikett-Trockners. Der Brikett-Trockner liefert insbesondere hinsichtlich der Konfektionierung der Briketts vor Zuführung in die Ofenkammer Vorteile. Die Heizkanäle wirken dann in einem späteren Prozessstadium auf die in der Ofenkammer vorliegenden Briketts. Nichtsdestotrotz betreffen beide Maßnahmen die möglichst exakt geregelte Temperaturführung bzw. Energiezuführung in die Briketts. Je genauer die Konfektionierung stromauf der Ofenkammer, desto genauer oder effektiver kann die Energiezuführung in der Ofenkammer zu den gewünschten Effekten führen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Brikett-Reservoir in Abhängigkeit von im Brikett-Reservoir messbaren Messwerten aus der Gruppe zumindest umfassend: Temperatur, Feuchte; zum Trocknen der Briketts auf wenigstens zwei unterschiedliche Temperaturniveaus, insbesondere in wenigstens zwei unterschiedlichen Höhenpositionen des Brikett-Reservoirs geregelt beheizbar, insbesondere einem ersten Temperaturniveau zwischen 60 und 105°C, insbesondere bis 95°C, einem zweiten Temperaturniveau zwischen 105 und 200°C, und wahlweise wenigstens einem weiteren Temperaturniveau umfassend ein Temperaturniveau zwischen 95 und 105°C. Insbesondere kann die Obergrenze des letzten Temperaturniveaus derart eingestellt werden, dass eine Entgasung noch nicht hervorgerufen wird . Die Obergrenze des jeweiligen Temperaturniveaus kann aus für eine jeweiligen Einsatzstoff vorab ermittelten Temperaturwerten, z.B. in einem Datenspeicher hinterlegt, entnommen werden oder wahlweise während des Prozesses vorgegeben werden, insbesondere mittels wenigstens eines Druck- und/oder Gassensors und/oder Feuchtesensors am/im Brikett-Trockner. Dies ermöglicht, die Briketts auf schonende Weise kontinuierlich stärker zu trocknen, ohne zu hohen Temperatur- oder Materialspannungs-Stress. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Brikett-Reservoir in Abhängigkeit von den Messwerten zum geregelten Trocknen der Briketts beheizbar bis zu minimalen Feuchtewerten von maximal 1 bis 5 Ma%, insbesondere 2 bis 4Ma% am Ausgang des Brikett-Trockners. Dies ermöglicht, die Briketts auf schonende Weise von einem Anfangs-Feuchtegehalt im Bereich von 10 bis 15Ma% auf Feuchtewerte unterhalb von 5Ma% zu bringen, welche vorteilhaft für die darauffolgende Verkokung sind. Hierbei können Feuchte- und/oder Temperatursensoren im Brikett-Trockner vorgesehen sein, insbesondere an den jeweiligen Höhenpositionen. Es kann es ausreichen, die Temperaturregelung allein in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt vorzunehmen, ausreichende Genauigkeit der Messung vorausgesetzt. Zur Messung der Feuchte können beispielsweise kapazitive oder spektroskopische Messverfahren zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind jedoch redundante Messeinrichtungen vorhanden, insbesondere für Druck-, Volumen- und/oder Temperaturmessungen. Bevorzugt erfolgt die Regelung zumindest auch über eine Temperaturmessung, wahlweise ausschließlich über eine Temperaturmessung. In connection with the object of the invention defined below, it is advantageous that on at least one side of the furnace chamber in at least one of the heating walls in at least one of the heating walls in a lower half, in particular a lower third at least one horizontal heating channel and above, in particular at least formed in a top half or beginning in a middle third, a meandering in several height levels extending heating channel, which heating channels each individually heated by at least one burner are. This type of heating can provide a variety of the benefits described herein, especially regardless of a particular design or operation of the briquette dryer. The briquette dryer provides advantages in particular with regard to the preparation of the briquettes prior to feeding into the furnace chamber. The heating channels then act on the briquettes present in the furnace chamber at a later stage of the process. Nevertheless, both measures concern the most precise temperature control or energy supply into the briquettes. The more accurate the packaging upstream of the furnace chamber, the more accurate or effective the energy supply in the furnace chamber can lead to the desired effects. According to one embodiment, the briquette reservoir is at least comprised of: temperature, humidity, as a function of measured values measurable in the briquette reservoir from the group; for drying the briquettes to at least two different temperature levels, in particular controllably heated in at least two different height positions of the briquette reservoir, in particular a first temperature level between 60 and 105 ° C, in particular up to 95 ° C, a second temperature level between 105 and 200 ° C, and optionally at least one further temperature level comprising a temperature level between 95 and 105 ° C. In particular, the upper limit of the last temperature level can be set such that a degassing is not yet caused. The upper limit of the respective temperature level can be taken from temperature values determined in advance for a particular feedstock, for example stored in a data memory, or optionally specified during the process, in particular by means of at least one pressure and / or gas sensor and / or moisture sensor on / in the briquette. Dryer. This makes it possible to dry the briquettes continuously in a gentle way more continuously, without too high temperature or stress stress material. According to one exemplary embodiment, the briquette reservoir can be heated depending on the measured values for controlled drying of the briquettes up to minimum moisture values of at most 1 to 5% by mass, in particular 2 to 4% by mass, at the outlet of the briquette drier. This makes it possible to gently bring the briquettes from an initial moisture content in the range of 10 to 15% by mass to moisture values below 5% by mass, which are advantageous for the subsequent coking. In this case, moisture and / or temperature sensors can be provided in the briquette dryer, in particular at the respective height positions. It may be sufficient to carry out the temperature control solely as a function of the moisture content, assuming sufficient accuracy of the measurement. For measuring the humidity, for example, capacitive or spectroscopic measuring methods can be used. However, redundant measuring devices are preferably present, in particular for pressure, volume and / or temperature measurements. Preferably takes place the regulation at least via a temperature measurement, optionally exclusively via a temperature measurement.
Es hat sich gezeigt, dass speziell für Braunkohlen insbesondere in einem Temperaturbereich 60 bis 200°C, insbesondere von 100 bis 200°C eine Trocknung sinnvoll ist. Es hat sich gezeigt, dass die Trocknung bevorzugt bis zu einer Temperaturobergrenze erfolgen soll, ab welcher die Entgasung (Gasemission) beim jeweiligen Einsatzstoff beginnt. Diese Temperaturobergrenze kann für einen jeweiligen Einsatzstoff vordefiniert sein, und bei einer Regelung des Trocknungsvorganges können derartige Obergrenzen aus einem Datenspeicher abgerufen und als Soll-Vorgabe berücksichtigt werden . It has been found that, especially for lignite, especially in a temperature range of 60 to 200 ° C, in particular from 100 to 200 ° C drying is useful. It has been shown that the drying is preferably carried out up to an upper temperature limit, from which the degassing (gas emission) begins with the respective starting material. This upper temperature limit can be predefined for a particular feedstock, and in a control of the drying process, such upper limits can be retrieved from a data store and taken into account as a target specification.
Es hat sich gezeigt, dass mittels eines derartigen Brikett-Reservoirs der Trocknungsvorgang auch gezielt je Einsatzstoff angepasst werden kann . Die zuvor genannten Temperatur- und Feuchtebereiche können z.B. Braunkohle oder Steinkohle weiter eingeschränkt werden . Die Einsatzstoffe weisen unterschiedliche H20-Gehalte auf, und Stofftransportprozesse bei der Trocknung verlaufen insbesondere aufgrund unterschiedlicher Werkstoff gefüge (Mikro-/Meso-/Makroporen) spezifisch je Einsatzstoff. It has been shown that by means of such a briquette reservoir, the drying process can also be adapted specifically for each feedstock. The aforementioned temperature and humidity ranges may e.g. Lignite or hard coal can be further restricted. The starting materials have different H 2 O contents, and mass transport processes during drying are carried out specifically for each starting material, in particular due to different material structures (micro / meso / macropores).
Bezüglich Braunkohle hat sich gezeigt, dass mittels der Obergrenze von 200°C ein guter Kompromiss gefunden werden kann, um effektiv zu trocknen, aber auch z.B. eine Entgasung von H2S effektiv zu vermeiden. Eine Vermeidung von Entgasung von H2S kann insbesondere dann gewünscht sein, wenn zurückgeführte Rauchgase zur Temperierung des Brikett-Trockners verwendet werden sollen . With regard to brown coal, it has been found that by means of the upper limit of 200 ° C, a good compromise can be found to effectively dry, but also, e.g. to effectively avoid degassing of H2S. An avoidance of degassing of H2S may be particularly desirable if recycled flue gases are to be used for controlling the temperature of the briquette dryer.
Die Ofenvorrichtung kann eine Steuerungseinrichtung und eine daran gekoppelte Messeinrichtung aufweisen, eingerichtet zum Steuern/Regeln eines Trocknens oder Verkokens der Briketts. Die Steuerungseinrichtung kann dabei speziell für das Steuern/Regeln des Trocknungsvorganges basierend auf den Messwerten eingerichtet oder vorgesehen sein. Die Steuerungseinrichtung kann dabei auch für jeden einzelnen der hier beschriebenen Verfahrensschritte eingerichtet oder vorgesehen sein, jeweils in Kommunikation mit entsprechenden Sensoren einer/der Messeinrichtung . The oven apparatus may include a controller and a measuring device coupled thereto configured to control drying or coking of the briquettes. In this case, the control device can be set up or provided specifically for controlling / regulating the drying process based on the measured values. The control device can also be set up or provided for each of the method steps described here, in each case in communication with corresponding sensors of the measuring device.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Brikett-Trockner wenigstens eine Trocknereinheit, insbesondere Dächertrocknereinheit auf, welche einen insbesondere von den Briketts abgeschotteten Heißgaskreislauf zum Einbringen von Wärmeenergie in die Briketts aufweist. Mittels des abgeschotteten Heißgaskreislaufs kann eine Trennung zwischen Heißgas und Briketts erfolgen. Das Heißgas kann dabei in mittels Dächern oder anderweitigen abgeschrägten Kanälen abgedeckten Leitungen strömen, an welchen Leitungen die Briketts vorbeirutschen können, ohne auf den Leitungen liegen zu bleiben. According to one exemplary embodiment, the briquette dryer has at least one dryer unit, in particular a roof dryer unit, which has a hot gas circuit, which is sealed off in particular by the briquettes, for introducing thermal energy into the briquettes. By means of the foreclosed hot gas cycle, a separation between hot gas and briquettes can take place. The hot gas can be covered in by means of roofs or other bevelled channels Lines flow on which lines the briquettes can slip past without being left on the lines.
Dabei kann die Trocknereinheit zur kontinuierlichen Förderung der Briketts basierend auf Gravitationskräften eingerichtet sein (kontinuierlicher Betrieb), wobei das Brikett-Reservoir in die Trocknereinheit integriert ist, insbesondere separat vom Heißgaskreislauf. Es hat sich gezeigt, dass andere Arten von Trocknung, z.B. eine Wirbelschichttrocknung, nicht realisierbar oder zumindest nicht empfehlenswert sind, insbesondere da dadurch die Briketts nicht auf dieselbe schonende Art und Weise vorbehandelt werden könnten. Die hier beschriebene Trocknereinheit ermöglicht eine schonende Trocknung, bei guter Regelbarkeit der eingetragenen Wärmeenergie, und ferner auch bei kostengünstigem und robustem Aufbau der Einheit. Die Anzahl/Dichte der Heizleitungen kann nach unten hin größer werden, um kontinuierlich mehr Wärmeenergie eintragen zu können, insbesondere ohne das Erfordernis einer komplexen Regelung. Der Brikett-Trockner kann dabei auch die Funktion einer Pufferung erfüllen. Bevorzugt sind oberhalb eines höchsten / obersten Trocknungsniveaus immer mehrere Ebenen Briketts gepuffert, insbesondere auch um Kurzschlussströmungen von Trocknungsgasen zu vermeiden. Dieser mehrlagige Puffer von zuzuführenden Briketts ermöglicht auch, Trocknungsgase gleichmäßig verteilt absaugen zu können. In this case, the dryer unit can be set up for continuous delivery of the briquettes based on gravitational forces (continuous operation), the briquette reservoir being integrated in the dryer unit, in particular separately from the hot gas cycle. It has been found that other types of drying, e.g. a fluidized bed drying, are not feasible or at least not recommended, especially since this briquettes could not be pretreated in the same gentle manner. The dryer unit described here allows gentle drying, with good controllability of the registered heat energy, and also with cost-effective and robust design of the unit. The number / density of the heating lines can become larger towards the bottom in order to register more heat energy continuously, in particular without the need for a complex control. The briquette dryer can also fulfill the function of buffering. Preferably, more layers of briquettes are always buffered above a highest / highest drying level, in particular also to avoid short-circuit flows of drying gases. This multi-layered buffer of briquettes to be supplied also makes it possible to extract drying gases evenly distributed.
Die Geometrie und Anordnung, insbesondere der Winkel und die Abstände von einzelnen Dächern einer Höhenebene im Brikett-Trockner sowie der Höhenabstand der Trocknungsebenen kann derart ausgestaltet sein, dass es zu keiner Bildung von Feststoffbrücken kommt, und dass die Schwerkraftbewegung der Briketts ungehindert erfolgen kann . Es hat sich gezeigt, dass ein vertikaler oder diagonaler Abstand von mindestens Faktor 6 des Brikettdurchmessers einen guten Kompromiss zwischen Temperaturprofil und (insbesondere ausschließlich schwerkraftgetriebener) Förderung bzw. Bewegungsfreiheit der Briketts ermöglicht. The geometry and arrangement, in particular the angle and the distances of individual roofs of a height level in the briquette dryer and the vertical distance of the drying levels can be designed such that there is no formation of solid bridges, and that the gravity movement of the briquettes can be carried out unhindered. It has been shown that a vertical or diagonal distance of at least a factor of 6 of the briquette diameter makes a good compromise between the temperature profile and (in particular solely gravity-driven) conveying or freedom of movement of the briquettes possible.
Der jeweilige Trocknungskreislauf kann ein Gebläse besitzen und kann mit frischem, trockenem Abgas (aus Beheizung der Briketts in der Verkokungskammern) und/oder mit extern erzeugtem, trockenem Rauchgas eines Brenners (insbesondere ausschließlich für den Trockner vorgesehen, um Redundanz sicherstellen zu können) zusätzlich beaufschlagt werden. The respective drying circuit may have a fan and may be additionally supplied with fresh, dry exhaust gas (from heating the briquettes in the coking chambers) and / or externally generated, dry flue gas of a burner (especially intended exclusively for the dryer to ensure redundancy) become.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Brikett-Trockner eine Trocknereinheit mit mehreren Trocknungskreisläufen jeweils umfassend wenigstens zwei Trocknungsebenen auf. Dies ermöglicht eine besonders spezifische Regelung der jeweiligen Temperaturniveaus. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Brikett-Trockner eine Trocknereinheit mit mehreren Trocknungskreisläufen jeweils umfassend wenigstens zwei Trocknungsebenen auf. Dies liefert größtmögliche Flexibilität beim Einstellen eines gewünschten Temperaturprofils im Brikett-Reservoir. According to one embodiment, the briquette dryer has a dryer unit with a plurality of drying circuits each comprising at least two drying levels. This allows a particularly specific control of the respective temperature levels. According to one embodiment, the briquette dryer has a dryer unit with a plurality of drying circuits each comprising at least two drying levels. This provides maximum flexibility in setting a desired temperature profile in the briquette reservoir.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Trocknereinheit mehrere Trocknungsebenen, insbesondere wenigstens vier Trocknungsebenen, in welchen jeweils Heißgasleitungen angeordnet sind, wobei jede Trocknungsebene auf ein individuelles Temperaturniveau regelbar ist, wobei die Trocknungsebenen bevorzugt mindestens 60cm auseinander angeordnet sind . Dies liefert einen guten Kompromiss zwischen anlagentechnischem Aufwand und Feinheit der Temperaturregel-Möglichkeiten. According to one embodiment, the dryer unit defines a plurality of drying levels, in particular at least four drying levels, in each of which hot gas lines are arranged, each drying level being adjustable to an individual temperature level, wherein the drying levels are preferably arranged at least 60 cm apart. This provides a good compromise between plant engineering effort and fineness of temperature control options.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Brikett-Trockner oder das Brikett-Reservoir eine Höhenerstreckung von mindestens 2m, bevorzugt mindestens 2.5 oder 3m auf. Dies ermöglicht das Einstellen eines in Höhenrichtung vorteilhaften Temperaturprofils, insbesondere bei einzelnen örtlich vordefinierten Trocknungsebenen. Zwischen den Trocknungsebenen wird bevorzugt eine Temperaturdifferenz von mindestens 25 bis 30°C und maximal 35 bis 45°C eingestellt. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch ein vorteilhafter Trocknungsvorgang realisierbar ist, insbesondere bei Förderung der Briketts basierend auf Gravitationskräften. Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Trocknereinheit mehrere Trocknungsebenen, insbesondere in unterschiedlichen Höhenpositionen, insbesondere wenigstens vier Trocknungsebenen, in welchen jeweils Heißgasleitungen angeordnet sind, wobei jede Trocknungsebene auf ein individuelles Temperaturniveau regelbar ist, beispielsweise mittels Schiebern, Klappen, Durchflussreglern. Dies ermöglicht das schonende Trocknen der Briketts, insbesondere kontinuierlich zu höheren Trocknungsgraden. Die Trocknungsebenen können diskrete Temperaturwerte vorgeben . Da die Briketts im Brikett-Trockner relativ zu den einzelnen Trocknungsebenen gefördert bzw. verlagert werden können, insbesondere auch kontinuierlich, kann auch die Trocknung unter vergleichsweise homogenem, gleichbleibendem Temperaturstress erfolgen . Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Brikett-Trockner oder das Eintragsystem mit wenigstens zwei der Ofenkammern verbunden, insbesondere zwei bis sechs Ofenkammern . Hierdurch lässt sich das Zuführen der Briketts erleichtern oder kostengünstiger gestalten. Das Eintragsystem kann wenigstens zwei Ofenkammern bedienen. Insbesondere weist das Eintragsystem dafür einen Verteiler auf. Die Briketts können gleichmäßig auf die einzelnen Ofenkammern (insbesondere vier bis sechs Kammern) verteilt werden, unterstützt durch eine bevorzugt für schwerkraftgetriebene Schüttgutbewegungen angepasste Geometrie des Verteilers, z.B. mittels Trichtern, Röhren, Füllstutzen. Mittels der Schleuseneinrichtung kann dabei auch verhindert werden, dass Gas austritt. Die Verteilung der Briketts auf die Ofenkammer(n) kann bevorzugt ohne mechanisch bewegliche Teile (Weichen) realisiert werden, insbesondere mittels so genannter Dorne. In der jeweiligen Schleuseneinrichtung oder davor oder dahinter angeordnete Dorne können eine gleichmäßige, schwerkraftgetriebene Verteilung der Briketts sicherstellen . Dabei kann auch eine querversetzte Anordnung der Schleuseneinrichtung realisiert werden, wobei das Eintragsystem einen Auslass aufweist, der breiter ist als die halbe Breite einer Ofenkammer. According to one embodiment, the briquette dryer or the briquette reservoir has a height extent of at least 2m, preferably at least 2.5 or 3m. This makes it possible to set a temperature profile that is advantageous in the height direction, in particular for individual locally predefined drying levels. Between the drying levels, a temperature difference of at least 25 to 30 ° C and a maximum of 35 to 45 ° C is preferably set. It has been found that an advantageous drying process can be realized as a result, in particular when conveying the briquettes based on gravitational forces. According to one embodiment, the dryer unit defines a plurality of drying levels, in particular in different height positions, in particular at least four drying levels, in each of which hot gas lines are arranged, each drying level being adjustable to an individual temperature level, for example by means of slides, flaps, flow regulators. This allows the gentle drying of the briquettes, in particular continuously to higher degrees of drying. The drying levels can specify discrete temperature values. Since the briquettes in the briquette dryer can be conveyed or shifted relative to the individual drying levels, in particular also continuously, the drying can also take place under comparatively homogeneous, constant temperature stress. According to one embodiment, the briquette dryer or the entry system is connected to at least two of the furnace chambers, in particular two to six furnace chambers. This makes it easier to feed the briquettes or cheaper. The entry system can serve at least two furnace chambers. In particular, the entry system has a distributor for it. The briquettes can be evenly distributed to the individual furnace chambers (in particular four to six chambers), supported by a geometry of the distributor which is preferably adapted for gravity-driven bulk material movements, eg by means of funnels, tubes, Filling. By means of the lock device can also be prevented that gas escapes. The distribution of the briquettes on the furnace chamber (s) can preferably be realized without mechanically moving parts (points), in particular by means of so-called mandrels. In the respective lock device or arranged in front or behind mandrels can ensure a uniform, gravity-driven distribution of the briquettes. In this case, a transversely offset arrangement of the lock device can be realized, wherein the entry system has an outlet which is wider than half the width of a furnace chamber.
Eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Briketts auf die jeweiligen Ofenkammern ist auch insofern vorteilhaft, als damit gleichbleibende Prozessparameter sichergestellt werden können. Der Betrieb einer Ofenkammer ist ein sensibles Zusammenspiel unterschiedlichster Einflussfaktoren. Ist die Ofenkammer z.B. nicht vollständig gefüllt, verändert sich die Art und Weise der Wärmeübertragung, sowohl im Zusammenhang mit einer Rohgasabsaugung als auch hinsichtlich der indirekten Zuführung von Wärmeenergie in den Einsatzstoff. Bei nicht vollständig gefüllter Ofenkammer kann insbesondere der massespezifische Wärmeeintrag ansteigen . The most uniform possible distribution of the briquettes on the respective furnace chambers is also advantageous in that consistent process parameters can be ensured. The operation of a furnace chamber is a sensitive interaction of various influencing factors. If the oven compartment is e.g. not completely filled, the manner of heat transfer changes, both in connection with a Rohgasabsaugung as well as with regard to the indirect supply of heat energy in the feedstock. If the furnace chamber is not completely filled, in particular the mass-specific heat input may increase.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die (jeweilige) Schleuseneinrichtung eine Doppelklappe auf, mittels welcher wenigstens zwei Ofenkammern an den Brikett-Trockner oder die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung gekuppelt sein können . Gasdichtheit kann zwischen den einzelnen Komponenten sichergestellt werden, insbesondere mittels geeigneter Abdichtmittel an der jeweiligen Schnittstelle, welche statisch sein kann, so dass auch herkömmliche Abdichtmittel wie z.B. Dichtringe verwendet werden können. According to one embodiment, the (respective) lock device has a double flap, by means of which at least two furnace chambers can be coupled to the briquette dryer or the device for Kokstrockkühlung. Gas tightness can be ensured between the individual components, in particular by means of suitable sealing means at the respective interface, which can be static, so that conventional sealing means such as e.g. Sealing rings can be used.
Dabei kann optional ein von der Doppelklappe eingegrenztes Schleuseninnenvolumen evakuierbar sein, beispielsweise mittels einer Pumpe, die für Evakuierung oder Gasfluss an weiteren Komponenten der Ofenvorrichtung vorgesehen ist. Die jeweilige Klappe bzw. ein Schleusenschieber kann insbesondere eine quadratische Form aufweisen . In this case, it is optionally possible to evacuate an internal volume of the chamber enclosed by the double flap, for example by means of a pump which is provided for evacuation or gas flow to further components of the furnace device. The respective flap or a sluice gate valve can in particular have a square shape.
Die Ofenvorrichtung kann unterhalb von wenigstens zwei Ofenkammern ein Doppel-Schleusensystem ausweisen, so dass die Kohle-/Koksbriketts bzw. der Stückkoks wenigstens zweier benachbarter Ofenkammern weitergefördert werden können, insbesondere in eine Trockenkühleinrichtung. The furnace device can identify a double lock system below at least two furnace chambers, so that the coal / coke briquettes or the coke of at least two adjacent furnace chambers can be conveyed further, in particular into a dry cooling device.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Ofenvorrichtung ferner ein Austragsystem umfassend wenigstens eine Schleuseneinrichtung auf und ist zur Abführung von Briketts bzw. zu Koksbriketts umgewandelte Kohlebriketts aus der Ofenkammer bzw. aus einer Kokstrockenkühlung eingerichtet, insbesondere schwerkraftgetrieben. Die jeweilige Schleuseneinrichtung des Ein-/Austragsystems ist bevorzugt als Konstruktion aus warmfestem Material mit rutschfördernden Eigenschaften ausgebildet, z.B. mit Teflonbeschichtung . Die Schleuseneinrichtung weist z.B. Rutsch-Schrägen mit Winkeln zwischen 5 und 35° auf (in Bezug auf die horizontale Ebene). Die Schleuseneinrichtung kann motorgesteuert betrieben werden und kann manuell (Handschaltung, Knopfdruck) oder automatisch (zeit- oder kokstemperaturgesteuert) bedient werden . Die entsprechende Motorsteuerung kann z. B. mit einem Hydraulik-, Pneumatik-, oder Elektro- Antrieb interagieren. Das Austragsystem ist bevorzugt unterhalb der (jeweiligen) Ofenkammer bzw. unterhalb einer/der Kokstrockenkühlung angeordnet. Das Eintragsystem und/oder das Austragsystem können jeweils als Wippen-, Klappen-, Hebel-, Hahn-, Schieber- oder Pendelkonstruktion ausgebildet sein . Ferner kann eine Weiche bzw. ein Verteiler bzw. wenigstens ein Dorn vorgesehen sein, insbesondere in der Art eines dreieckigen Teilers am Boden des Brikett-Trockners bzw. stromab von der Ofenkammer, wodurch die Briketts gleichmäßig durch Schwerkraft getrieben in die Schleusen verteilt werden können. According to one embodiment, the furnace device further comprises a discharge system comprising at least one lock device and is adapted for discharging briquettes or coke briquettes converted coal briquettes from the furnace chamber or from a Kokstrockenkühlung, in particular gravity-driven. The respective lock device of the input / discharge system is preferably designed as a construction made of heat-resistant material with slip-promoting properties, for example with Teflon coating. The lock device has, for example, slips with angles between 5 and 35 ° (in relation to the horizontal plane). The lock device can be operated motor-controlled and can be operated manually (manual, push-button) or automatically (time or coke temperature controlled). The corresponding engine control can, for. B. interact with a hydraulic, pneumatic, or electric drive. The discharge system is preferably arranged below the (respective) furnace chamber or below a coking dry cooling. The entry system and / or the discharge system can each be designed as a rocker, flap, lever, faucet, slide or pendulum construction. Furthermore, a diverter or at least one mandrel may be provided, in particular in the manner of a triangular divider at the bottom of the briquette dryer or downstream of the oven chamber, whereby the briquettes can be distributed evenly by gravity into the sluices.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Ofenvorrichtung stromab von der (jeweiligen) Ofenkammer eine ohne Wasser betreibbare Einrichtung zur Kokstrockenkühlung auf, welche wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass für Kühlgas, insbesondere kühlendes Inertgas aufweist. Die Kokstrockenkühlung ermöglicht ein effizientes, aber gleichwohl schonendes Kühlen. Dabei kann die Kühlung im Gegenstrom durch die Schüttung erfolgen, insbesondere derart, dass sich ein kontinuierliches Temperaturprofil einstellt, welches in Abhängigkeit der verwendeten Spülgasmenge regelbar ist. Die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung kann als Feststoffwärmetauscher mit stetigem Temperaturprofil beschrieben werden. According to one exemplary embodiment, the furnace device downstream of the (respective) furnace chamber has a water-drivable coking dry cooling device which has at least one inlet and at least one outlet for cooling gas, in particular cooling inert gas. The Kokstrockenkühlung allows efficient, but nevertheless gentle cooling. In this case, the cooling can be carried out in countercurrent through the bed, in particular such that a continuous temperature profile is established, which is controllable in dependence on the amount of purge gas used. The device for Kokstrockenkühlung can be described as a solid heat exchanger with a steady temperature profile.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel definiert die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung einen Kühlgaskreislauf für durch die Brikett-Schüttung im Gegenstrom strömendes Kühlgas, insbesondere umfassend wenigstens einen Wärmetauscher. Die Einrichtung zur Trockenkühlung umfasst bevorzugt einen Wärmetauscher eingerichtet zur Dampferzeugung . Mittels des Kühlgaskreislaufes kann auf einfache Weise ein vergleichsweise homogener Temperaturverlauf bzw. -gradient in der Brikett- Schüttung erzielt werden, und gleichzeitig hohe Energieeffizienz sichergestellt werden. Hohe Energieeffizienz ist spätestens dann von Interesse, wenn es um die Frage der Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses geht. Hohe Energieeffizienz hat daher auch unmittelbar Einfluss auf die möglichen/realisierbaren Maßnahmen z.B. bei der Trocknung der Briketts. Die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung kann stromab von der Ofenkammer an wenigstens eine der Ofenkammern gekoppelt sein, insbesondere mittels eines/des Austragsystems der Ofenvorrichtung . Die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung kann an eine bis sechs Ofenkammern gekoppelt sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung einen Kühlgaskreislauf auf bzw. definiert diesen, insbesondere umfassend wenigstens einen Wärmetauscher. Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung von rückgewonnener Energie. According to one exemplary embodiment, the device for coke dry cooling defines a cooling gas circuit for cooling gas flowing countercurrently through the briquette bed, in particular comprising at least one heat exchanger. The device for dry cooling preferably comprises a heat exchanger configured for steam generation. By means of the cooling gas circuit, a comparatively homogeneous temperature profile or gradient in the briquette bed can be achieved in a simple manner, and at the same time high energy efficiency can be ensured. High energy efficiency is of interest at the latest when it comes to the question of the profitability of the overall process. High energy efficiency therefore has a direct influence on the possible / feasible measures, eg when drying the briquettes. The means for Kokstrockenkühlung may be coupled downstream of the furnace chamber to at least one of the furnace chambers, in particular by means of / a discharge system of the furnace device. The Kokstrockenkühlung means may be coupled to one to six furnace chambers. According to one exemplary embodiment, the device for coking dry cooling has or defines a cooling gas circulation, in particular comprising at least one heat exchanger. This allows efficient use of recovered energy.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind in der (jeweiligen) Ofenkammer in Förderrichtung der Briketts mehrere Temperaturzonen mit ansteigender Temperatur ausgebildet, mindestens umfassend eine Temperaturzone auf einem ersten Temperaturniveau von 60 bis 95°C und eine Temperaturzone auf einem zweiten Temperaturniveau von 95 bis 125°C und eine Temperaturzone auf einem dritten Temperaturniveau von 125 bis 200°C, und wahlweise eine oder zwei weitere Temperaturzonen dazwischen, jeweils mit gleicher Temperaturdifferenz. Dies ermöglicht ein kontrolliertes Erwärmen, insbesondere auch in einem Bereich der Verdampfung. According to one embodiment, in the (respective) furnace chamber in the conveying direction of the briquettes several temperature zones formed with increasing temperature, at least comprising a temperature zone at a first temperature level of 60 to 95 ° C and a temperature zone at a second temperature level of 95 to 125 ° C and a Temperature zone at a third temperature level of 125 to 200 ° C, and optionally one or two further temperature zones in between, each with the same temperature difference. This allows a controlled heating, especially in a region of evaporation.
Die Einrichtung zur Trockenkühlung kann einen Kühlgaskreislauf mit Wärmetauscher umfassen, welcher Wärmetauscher an eine Speisewasserleitung angeschlossen ist. Der Wärmetauscher kann aus Rohrbündeln und einer Dampftrommel bestehen, wobei die Wärmeübertragung vom in der Trockenkühleinrichtung erwärmten Kühlgas an Speisewasser im Gegenstrom, Gleichstrom oder Kreuzstrom erfolgen kann. The device for dry cooling may comprise a cooling gas circuit with a heat exchanger, which heat exchanger is connected to a feedwater line. The heat exchanger may consist of tube bundles and a steam drum, wherein the heat transfer from the cooling gas heated in the dry cooling device to feed water can take place in countercurrent, direct current or crossflow.
Die Einrichtung zur Trockenkühlung kann mehrere Kühlgaseinlässe und Kühlgasauslässe aufweisen, die derart angeordnet sind, dass über eine Regelung der jeweils zugeführten oder entnommenen Volumenströme das Strömungsprofil in der durchströmten Brikett-Schüttung einstellbar ist. The device for dry cooling can have a plurality of cooling gas inlets and cooling gas outlets, which are arranged in such a way that the flow profile in the briquette bed which is flowed through can be adjusted by means of regulation of the respectively supplied or withdrawn volume flows.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind auf wenigstens einer Seite der (jeweiligen) Ofenkammer in wenigstens einer der Heizwände mehrere horizontale Heizkanäle ausgebildet, die bevorzugt an wenigstens einen vertikalen Abgaszug gekoppelt sind, und die durch Brenner beheizbar sind, insbesondere wenigstens drei horizontale Heizkanäle jeweils individuell durch wenigstens einen der Brenner. Hierdurch lässt sich ein Temperaturprofil in der Ofenkammer auf vergleichsweise exakte Weise einstellen. Als horizontaler Heizkanal ist dabei ein Kanal zu verstehen, welcher sich nicht oder nicht nennenswert in vertikaler Richtung erstreckt. Im Gegensatz zu mäanderförmigen Heizkanälen erstreckt sich ein horizontaler Heizkanal im Wesentlichen in einer einzigen Höhenposition bzw. Horizontalebene. In den 1960er Jahren wurde bereits einmal eine regenerative Vorwärmung von im Generator extern erzeugten Gases realisiert, wobei alle 10 bis 30 Min. eine Umschaltung der Strömungsrichtung erfolgte, damit kalte Gase durch die vorher erhitzen Gittersteine hindurchströmen und sich dadurch erwärmen können. Diese Art der Heizkanalführung in einer seitlich zur Kammer befindlichen Wand kann als „Gitterstein-Regenerator" bezeichnet werden . Im Gegensatz dazu kann mittels der hier beschriebenen Anordnung das Beheizen individuell in unterschiedlichen Höhenebenen und ohne Umschalten erfolgen. Jeder Heizkanal kann individuell mit Wärmeenergie beliefert werden. According to one embodiment, at least one side of the (respective) furnace chamber in at least one of the heating walls formed a plurality of horizontal heating channels, which are preferably coupled to at least one vertical exhaust flue, and which are heated by burners, in particular at least three horizontal heating channels individually by at least one the burner. This makes it possible to set a temperature profile in the oven chamber in a relatively accurate manner. As a horizontal heating channel is to be understood a channel which does not extend or not appreciably in the vertical direction. In contrast to meander-shaped heating channels, a horizontal heating channel extends substantially in a single height position or horizontal plane. In the 1960s, a regenerative preheating of gas generated externally in the generator was already realized once, with a change in the flow direction every 10 to 30 minutes, so that cold gases can flow through the previously heated grids and thereby heat up. This type of heating channel guide in a side wall of the chamber may be referred to as a "lattice stone regenerator." In contrast, the arrangement described herein may be used to individually heat at different levels and without switching.
Diese ältere Bauweise bzw. Ausgestaltung der Heizkanäle hat sich als recht unflexibel herausgestellt, und ist allenfalls auf nur einen Typ Einsatzstoff/Kohle (z. B. Lausitzer Weichbraunkohle) optimierbar. Bei dieser Bauweise kann nicht ausreichend auf verschiedene Kohlen/Einsatzstoffe reagiert werden . This older design or design of the heating channels has been found to be quite inflexible, and is at best optimizable to only one type of feedstock / coal (eg., Lusatian soft lignite). In this construction can not be sufficiently responded to different coal / feedstocks.
Mittels der individuell beheizbaren horizontalen Heizkanäle kann eine indirekte Wärmeübertragung in die jeweilige Ofenkammer hinein erfolgen. Als indirekte Wärmeübertragung ist dabei eine Wärmeübertragung durch wenigstens eine Trennwand hindurch zu verstehen, also auch basierend auf Wärmeleitung durch das Material des Ofens, insbesondere Wärmeleitung in Silika-Steinen. By means of the individually heatable horizontal heating channels, an indirect heat transfer into the respective furnace chamber can take place. As an indirect heat transfer is to understand a heat transfer through at least one partition through, so based on heat conduction through the material of the furnace, in particular heat conduction in silica bricks.
Bei „indirekter" Wärmeübertragung wird sichergestellt, dass kein Kontakt zwischen Heizwand und Briketts besteht, insbesondere indem dazwischen eine temperaturwechselbeständige und hochtemperaturresistente Silikamaterial-Trennschicht vorgesehen ist. Unerwünschte Produktverunreinigung der Briketts können unterbunden werden. In the case of "indirect" heat transfer, it is ensured that there is no contact between the heating wall and the briquettes, in particular by providing a temperature-change-resistant and high-temperature-resistant silica-material separating layer therebetween.Adverse product contamination of the briquettes can be prevented.
Die horizontalen, einzeln befeuerbaren Heizkanäle können dabei einen Entgasungsraum oder eine Entgasungszone definieren, in welchen stark vorgetrocknete Briketts einem vergleichsweise hohen Temperaturstress bzw. einer vergleichsweise hohen Energiezufuhr unterzogen werden, um die Entgasung im Wesentlichen in einem unteren Abschnitt der Ofenkammer bewerkstelligen zu können. Auch dies kann Spülgasverkokung insbesondere in einem oberen Bereich der Ofenkammer vermeiden, in welchem die Briketts noch besonders sensibel hinsichtlich Temperaturstress sind . Die horizontalen Heizkanäle können jeweils (insbesondere unabhängig voneinander) in einen vertikalen Abgaszug münden, an welchem das Gas abgenommen werden kann . The horizontal, individually heatable heating channels can define a degassing space or a degassing zone, in which strongly pre-dried briquettes are subjected to a comparatively high temperature stress or a comparatively high energy supply in order to be able to effect the degassing essentially in a lower section of the furnace chamber. Again, this can avoid Spülgasverkokung especially in an upper region of the oven chamber, in which the briquettes are still particularly sensitive to temperature stress. The horizontal heating channels can each lead (in particular independently of one another) into a vertical exhaust gas duct, at which the gas can be taken off.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein/der Trocknungskreislauf des Brikett-Trockners an wenigstens einen Heizkanal der (jeweiligen) Ofenkammer gekoppelt. Dies ermöglicht eine Nutzung der Abwärme der Ofenkammer zum Temperieren des Brikett-Trockners. Rauchgase aus der Beheizung der Ofenkammer können verwendet werden, um die Kreisläufe des Brikett-Trockners mit möglichst „trockenen" Rauchgasen zu versorgen. Es hat sich gezeigt, dass das Temperaturniveau der abgezogenen Rauchgase noch ausreichend hoch ist, um die Trocknerkreisläufe zu betreiben. Dadurch ist neben vereinfachter Anlagenkonfiguration nicht zuletzt auch eine Steigerung der Energieeffizienz möglich. Es hat sich gezeigt, dass die Abgase der Beheizung (bzw. die Rauchgase) einen möglichst niedrigen 02-Gehalt aufweisen sollten, was insbesondere durch stöchiometrische Verbrennung sichergestellt werden kann . Dies ermöglich, einem Risiko von Brikettbränden vorzubeugen. According to one embodiment, a drying circuit of the briquette dryer is coupled to at least one heating channel of the (respective) oven chamber. This allows use of the waste heat of the furnace chamber for tempering the briquette dryer. Flue gases from the heating of the furnace chamber can be used to maximize the cycles of the briquette dryer It has been shown that the temperature level of the flue gases removed is still high enough to operate the dryer circuits, which not only simplifies system configuration, but also increases energy efficiency Exhaust gases of the heating (or the flue gases) should have the lowest possible O 2 content, which can be ensured in particular by stoichiometric combustion, which makes it possible to prevent a risk of briquette fires.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Ofenvorrichtung wenigstens eine Rückführleitung für in wenigstens einem der Heizkanäle emittiertes Gas auf, welche den (jeweiligen) Heizkanal an den Brikett-Trockner koppelt. Hierdurch kann eine energetisch sehr effiziente Anordnung bereitgestellt werden . Das von Brennern generierte Gas kann in einen Abgassammeikanal oder in einen Heißgaszug geleitet und von dort über eine Verbindungsleitung zum Brikett-Trockner geführt werden. According to one embodiment, the furnace device has at least one return line for gas emitted in at least one of the heating channels, which couples the (respective) heating channel to the briquette dryer. As a result, an energy-efficient arrangement can be provided. The gas generated by burners can be fed into an exhaust gas collection channel or into a hot gas flue and from there via a connecting line to the briquette dryer.
Mittels eines Rückführsystems kann eine Rohgasaufbereitung und weitere Verwendung des aufbereiteten Gases erfolgen, insbesondere als Brennstoff zur Beheizung. By means of a recirculation system can be a crude gas treatment and further use of the treated gas, in particular as fuel for heating.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein/der Trocknungskreislauf des Brikett-Trockners an wenigstens einen Heizkanal der Ofenkammer gekoppelt. Hierdurch lassen sich auch energetische Vorteile erzielen . According to one embodiment, a drying circuit of the briquette dryer is coupled to at least one heating channel of the oven chamber. This can also achieve energy benefits.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist wenigstens einer der mehreren horizontalen Heizkanäle durch einen extern von der Ofenkammer angeordneten Brenner mit Flammenüberwachung beheizbar, welcher Brenner an den jeweiligen Heizkanal gekoppelt ist, insbesondere durch einen erdgasbetriebenen Brenner. Hierdurch lässt sich der Energieeintrag auf vergleichsweise exakte Weise regeln. Insbesondere kann am jeweiligen Heizkanal eine Temperatur von mindestens 1000°C realisiert werden . Mittels mehrerer horizontaler Heizkanäle kann eine sehr heiße Entgasungszone gezielt im unteren Bereich der Ofenkammer eingestellt werden. According to one embodiment, at least one of the plurality of horizontal heating channels can be heated by a burner with flame monitoring arranged externally of the oven chamber, which burner is coupled to the respective heating channel, in particular by a burner operated by natural gas. As a result, the energy input can be regulated in a relatively exact manner. In particular, a temperature of at least 1000 ° C can be realized at the respective heating channel. By means of several horizontal heating channels, a very hot degassing zone can be set specifically in the lower region of the furnace chamber.
Brenner mit Flammenüberwachung, insbesondere erdgasbetriebene Brenner liefern den Vorteil hoher Flexibilität und Genauigkeit bezüglich der Temperierung (Wärmeeintrag). Im Gegensatz dazu erfolgte früher die Gaserzeugung in separaten vor den Ofenkammern angeordnet Gasgeneratoren mit entsprechender Rohrleitungsführung zur Ofenkammer. In diesen Gasgeneratoren wurde das Beheizungsgas durch Verbrennung von Kohle umweltschädlich erzeugt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind übereinander angeordnete, aneinander angrenzende horizontale Heizkanäle durch gegenüberliegend voneinander angeordnete Brenner beheizbar. Hierdurch kann in Bezug auf das Gesamtvolumen der Ofenkammer ein vergleichsweise homogener Wärmeeintrag erfolgen. Burners with flame monitoring, in particular natural gas-fired burners, provide the advantage of high flexibility and accuracy with regard to tempering (heat input). In contrast, previously gas generation took place in separate arranged in front of the furnace chambers gas generators with appropriate piping to the furnace chamber. In these gas generators, the heating gas was generated by combustion of coal harmful to the environment. According to one exemplary embodiment, mutually adjoining, mutually adjacent horizontal heating channels can be heated by burners arranged opposite one another. In this way, a comparatively homogeneous heat input can take place with respect to the total volume of the furnace chamber.
In vertikaler Richtung aneinander angrenzende horizontale Heizkanäle münden bevorzugt jeweils an entgegengesetzten Enden in vertikale Abgaszüge. Diese versetzte Anordnung der Brenner ermöglicht einen besonders homogenen Wärmeeintrag . In the vertical direction adjoining horizontal heating channels open preferably at opposite ends in vertical exhaust gas trains. This staggered arrangement of the burners allows a particularly homogeneous heat input.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind auf derselben Höhenposition an gegenüberliegenden Seiten angeordnete Heizkanäle durch gegenüberliegend voneinander angeordnete Brenner beheizbar. Hierdurch kann in Bezug auf das Gesamtvolumen der Ofenkammer ein vergleichsweise homogener Wärmeeintrag erfolgen. According to one embodiment, heating channels arranged on opposite sides at the same height position can be heated by burners arranged opposite one another. In this way, a comparatively homogeneous heat input can take place with respect to the total volume of the furnace chamber.
Auf derselben Höhenposition einer Ofenkammer können Brenner diagonal gegenüber angeordnet sein . Auf aneinandergrenzenden Höhenpositionen einer Ofenkammer können Brenner an gegenüberliegenden Kanten/Ecken auf einer der Seiten der Ofenkammer angeordnet sein. Hierdurch kann zweifache Asymmetrie erzeugt werden, also innerhalb der jeweiligen Höhenebene und bezüglich benachbarter Höhenebenen . At the same height position of a furnace chamber burners may be arranged diagonally opposite. At adjacent height positions of a furnace chamber, burners may be disposed at opposite edges / corners on one side of the furnace chamber. As a result, two-fold asymmetry can be generated, ie within the respective height level and with respect to adjacent height levels.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist auf wenigstens einer Seite der (jeweiligen) Ofenkammer ein Heizkanal ausgebildet, welcher sich mäanderförmig in mehreren Höhenebenen erstreckt und oberhalb von wenigstens zwei oder drei horizontalen Heizkanälen angeordnet ist, und welcher durch wenigstens einen Brenner beheizbar ist. Hierdurch kann auf einfache Weise ein in Höhenrichtung nach oben abfallendes Temperaturprofil eingestellt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist auf wenigstens einer Seite der (jeweiligen) Ofenkammer ein mäanderförmiger Heizkanal mit Umkehrung ausgebildet, an welchem an wenigstens einem der Umkehrungen wenigstens ein Messpunkt angeordnet ist, insbesondere wenigstens ein Temperatur- und/oder Druckmesspunkt. Hierdurch kann insbesondere das Temperaturprofil vermessen werden . Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer ein mäanderförmiger Heizkanal mit wenigstens einer Umkehrung ausgebildet, an welchem an wenigstens einer der Umkehrungen ein Beobachtungspunkt oder ein Messpunkt angeordnet ist, insbesondere ein von außen bedienbarer, dicht abschließender Beobachtungspunkt. Dies liefert eine Vielzahl von Optionen für die Überwachung und Einstellung der Betriebsparameter in der Ofenkammer, insbesondere des Temperaturprofils. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an wenigstens einem der Heizkanäle ein Beobachtungspunkt angeordnet. Der Beobachtungspunkt ermöglicht optische Kontrolle oder auch visuelle Einblicke. Dies liefert Optionen für die Überwachung und Einstellung von Betriebsparametern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind in seitlichen Heizwänden der Ofenkammer, insbesondere in gegenüberliegenden Heizwänden mehrere horizontale Heizkanäle vorgesehen, von denen der von unten jeweils vierte Heizkanal mäanderförmig in mehreren Schleifen ausgeführt ist, wobei am vierten horizontalen Heizkanal im unteren Bereich der Ofenkammer mindestens ein Brenner und im oberen Bereich der Ofenkammer eine zum Brikett-Trockner verlaufende Leitungsanordnung angeschlossen ist. Dies ermöglicht auf einfache Weise das Einstellen eines nach oben abnehmenden Temperaturgradienten. According to one embodiment, a heating channel is formed on at least one side of the (respective) furnace chamber, which extends meandering in several height levels and is arranged above at least two or three horizontal heating channels, and which is heated by at least one burner. As a result, a temperature profile sloping upward in the height direction can be set in a simple manner. According to one embodiment, on at least one side of the (respective) furnace chamber, a meander-shaped heating channel with inversion is formed, on which at least one of the reversals at least one measuring point is arranged, in particular at least one temperature and / or pressure measuring point. In this way, in particular the temperature profile can be measured. According to one embodiment, a meander-shaped heating channel with at least one inversion is formed on at least one side of the furnace chamber, on which at least one of the reversals an observation point or a measuring point is arranged, in particular a externally operable, tightly closed observation point. This provides a variety of options for monitoring and adjusting the operating parameters in the furnace chamber, particularly the temperature profile. According to one embodiment, an observation point is arranged on at least one of the heating channels. The observation point allows visual control or visual insights. This provides options for monitoring and setting operating parameters. According to one embodiment, a plurality of horizontal heating channels are provided in lateral heating walls of the oven chamber, in particular in opposite heating walls, of which the fourth fourth heating channel is meandering in several loops, wherein the fourth horizontal heating channel in the lower region of the furnace chamber at least one burner and in the upper Area of the furnace chamber connected to the briquette dryer line arrangement is connected. This makes it easy to set an upward decreasing temperature gradient.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist auf wenigstens einer Seite der (jeweiligen) Ofenkammer ein mäanderförmiger Heizkanal mit wenigstens einer Umkehrung ausgebildet, an welchem an wenigstens einem der Umkehrungen ein Beobachtungspunkt angeordnet ist, insbesondere ein von außen bedienbarer, dicht abschließender Beobachtungspunkt. Hierdurch kann noch gezielter Einfluss auf das Temperaturregime in der Ofenkammer genommen werden . Insbesondere kann auch eine Temperaturerfassung und -Überwachung erfolgen . Es können mehrere Beobachtungspunkte in mehreren Höhenpositionen vorgesehen sein, insbesondere auch um einen Temperaturgradienten zu erfassen. An den Beobachtungspunkten kann der Zustand von verbauten Steinen von außen inspiziert werden . Auch kann eine Messung der Oberflächentemperatur der Steine erfolgen, was z.B. Rückschlüsse auf abgegebene Strahlungswärme zulässt. According to one embodiment, a meander-shaped heating channel with at least one reversal is formed on at least one side of the (respective) furnace chamber, on which at least one of the reversals an observation point is arranged, in particular a externally operable, tightly closed observation point. As a result, even more targeted influence on the temperature regime in the furnace chamber can be taken. In particular, a temperature detection and monitoring can take place. Several observation points can be provided in several height positions, in particular also to detect a temperature gradient. At the observation points, the condition of built-in stones can be inspected from the outside. Also, a measurement of the surface temperature of the stones may be made, e.g. Conclusions on emitted radiant heat allows.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an wenigstens einem der Heizkanäle wenigstens ein Beobachtungspunkt angeordnet. Dort lässt sich ein Regulierschieber für Schiebersteine bedienen, und/oder es kann kontrolliert werden, ob das Material der Ofenkammerwandungen noch intakt ist. Auch können dort ein oder mehrere Sensoren installiert werden . Der jeweilige Beobachtungspunkt ist beispielsweise von außen über ein Gerüst zugänglich. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind in seitlichen Heizwänden der Ofenkammer, insbesondere in gegenüberliegenden Heizwänden mehrere horizontale Heizkanäle vorgesehen, von denen der von unten jeweils vierte Heizkanal mäanderförmig in mehreren Schleifen ausgeführt ist, wobei am vierten horizontalen Heizkanal im unteren Bereich der Ofenkammer mindestens ein Brenner und im oberen Bereich der Ofenkammer eine zum Brikett-Trockner verlaufende Leitungsanordnung angeschlossen ist. Hierdurch lässt sich über einen großen Höhenabschnitt ein nach oben hin homogen abfallendes Temperaturprofil einstellen . Mittels dieser Konfiguration der Heizkanäle lässt sich das Temperaturprofil in der Ofenkammer auf vergleichsweise exakte Weise einstellen. Im unteren Bereich der Ofenkammer können auf flexible Weise höchste Temperaturen realisiert werden, insbesondere um flüchtige Bestandteile im Brikett auf die gewünschten Gehalte von unter l Ma% zu bringen und den Verkokungsvorgang zum Abschluss zu bringen. According to one embodiment, at least one observation point is arranged on at least one of the heating channels. There can be a regulating slider for sliding blocks operate, and / or it can be controlled whether the material of Ofenkammerwandungen is still intact. Also, one or more sensors can be installed there. The respective observation point is accessible, for example, from the outside via a scaffold. According to one embodiment, a plurality of horizontal heating channels are provided in lateral heating walls of the oven chamber, in particular in opposite heating walls, of which the fourth fourth heating channel is meandering in several loops, wherein the fourth horizontal heating channel in the lower region of the furnace chamber at least one burner and in the upper Area of the furnace chamber connected to the briquette dryer line arrangement is connected. This makes it possible over a large height section to set an upward sloping temperature profile. By means of this configuration of the heating channels, the temperature profile in the oven chamber can be set in a comparatively exact manner. In the lower part of the furnace chamber, the highest temperatures can be achieved in a flexible manner, in particular to bring volatile constituents in the briquette to the desired contents of less than 10% by weight and bring the coking process to a close.
Die Anzahl von drei individuell beheizbaren Horizontalkanälen hat sich einerseits hinsichtlich des hohen Grades an individueller Beheizung als vorteilhaft erwiesen, andererseits hinsichtlich der dadurch einbringbaren hohen Wärmeenergie (z.B. ca . 1050°C gewünschte Brikettendtemperatur). The number of three individually heatable horizontal channels has proven advantageous on the one hand with regard to the high degree of individual heating, and on the other hand with regard to the high heat energy which can be introduced thereby (for example, the desired briquette end temperature of about 1050 ° C.).
Es hat sich gezeigt, dass diese Art des Wärmeeintrags auf einer relativ kurzen Strecke (in vertikaler Förderrichtung der Briketts) erfolgen kann, indem Ofenkammertemperaturen von weit über 1000°C realisiert werden. Es hat sich gezeigt, dass dieser Wärmeeintrag mittels mehrerer Brenner und mehrerer individueller Heizkanäle im unteren Bereich (am Boden) der jeweiligen Ofenkammer auf besonders zweckdienliche Weise sichergestellt werden kann. Bei dieser Konfiguration kann auch flexibel auf die individuell je Einsatzstoff/Kohlesorte erforderlichen Endtemperaturen reagiert werden. Eigene Untersuchungen haben ergeben, dass eine Kombination aus drei horizontalen Heizkanälen und einem mäanderförmigen Heizkanal in Bezug auf das erzielbare möglichst homogene Temperaturprofil und den konstruktiven Aufwand besonders viele Vorteile liefert. It has been shown that this type of heat input can take place over a relatively short distance (in the vertical conveying direction of the briquettes) by achieving furnace chamber temperatures of well over 1000 ° C. It has been found that this heat input can be ensured in a particularly expedient manner by means of a plurality of burners and a plurality of individual heating channels in the lower region (at the bottom) of the respective furnace chamber. With this configuration, it is also possible to respond flexibly to the final temperatures required individually per feedstock / coal grade. Our own investigations have shown that a combination of three horizontal heating channels and a meandering heating channel in relation to the achievable as homogeneous as possible temperature profile and the design effort provides many advantages.
Als mäanderförmiger Heizkanal ist dabei ein sich über mehrere Höhenebenen erstreckender Kanal zu verstehen, wobei die Höhenebenen durch einen schleifenförmigen oder mäanderförmigen Verlauf des Kanals miteinander verbunden sind . Der Kanal kann dabei kontinuierlich in der Höhe ansteigen. In den Umkehrpunkten des Kanals beträgt der Winkel insbesondere maximal 90°. Mittels des mäanderförmigen Heizkanales kann eine Art Schlangenwärmetauscher bereitgestellt werden. A meander-shaped heating channel is understood to be a channel extending over a plurality of height levels, wherein the height levels are connected to one another by a loop-shaped or meandering course of the channel. The channel can rise continuously in height. In the reversal points of the channel, the angle is in particular a maximum of 90 °. By means of the meandering heating channel, a type of snake heat exchanger can be provided.
Im Gegensatz dazu konnte bei früheren Ofenkammern häufig beobachtet werden, dass die Wärme im unteren Bereich der Ofenkammer nur unzureichend für die Verkokung genutzt werden konnte, mit der Folge, dass sich insbesondere in der Mitte der Ofenkammer ungare Kokszonen mit hohem Anteile verbleibender flüchtiger Bestandteile in der Kohle bzw. im Koks und geringen Temperaturen < 950°C ausbildeten. In contrast, it was often observed in previous furnace chambers that the heat in the lower part of the furnace chamber could only be used insufficiently for coking, with the result that, especially in the middle of the furnace chamber, coke zones with high levels of residual volatile components remained in the furnace Coal or coke and low temperatures <950 ° C were formed.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer in wenigstens einer der Heizwände in einer unteren Hälfte, insbesondere einem unteren Drittel wenigstens drei horizontale Heizkanäle und darüber, insbesondere zumindest auch in einer oberen Hälfte oder beginnend in einem mittleren Drittel, ein mäanderförmiger Heizkanal ausgebildet, welche Heizkanäle jeweils individuell durch wenigstens einen Brenner beheizbar sind, wobei der mäanderförmige Heizkanal bevorzugt Umkehrpunkte mit Beobachtungsstellen mit daran angeordneten oder dort messenden Sensoren aufweist. Hierdurch können viele der zuvor genannten Vorteile zusammen realisiert werden. Am mäanderförmigen Heizkanal sind bevorzugt vertikale Durchlässe ausgebildet. According to one embodiment, on at least one side of the furnace chamber in at least one of the heating walls in a lower half, in particular a lower third at least three horizontal heating channels and above, in particular at least in an upper half or formed in a middle third, a meandering heating channel, which heating channels are individually heated by at least one burner, the meandering heating channel preferably reversing points with observation points arranged thereon or there measuring sensors. As a result, many of the aforementioned advantages can be realized together. At the meandering heating channel preferably vertical passages are formed.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der mäanderförmige Heizkanal Umkehrpunkte mit Beobachtungsstellen mit daran angeordneten oder dort messenden Sensoren auf, insbesondere Temperatursensoren. According to one embodiment, the meandering heating channel has reversal points with observation points with sensors arranged thereon or measuring there, in particular temperature sensors.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der mäanderförmige Heizkanal wenigstens einen Umkehrpunkt auf, an welchem eine insbesondere mittels eines Regulierschiebers von außen bedienbare, dicht abschließende Beobachtungsstelle angeordnet ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an wenigstens einem der Heizkanäle, insbesondere an einem Umkehrpunkt, wenigstens eine Beobachtungsstelle mit einem Regulierschieber (offen, zu, Zwischenpositionen) für Schiebersteine und/oder mit Messsensorik angeordnet. According to one embodiment, the meandering heating channel has at least one reversal point, at which a tightly closing observation point, which can be operated from outside in particular by means of a regulating slide, is arranged. According to one exemplary embodiment, at least one observation point with a regulating slide (open, to, intermediate positions) for slide blocks and / or with measuring sensors is arranged on at least one of the heating channels, in particular on a turning point.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an wenigstens einen der Heizkanäle, insbesondere an den mäanderförmigen Heizkanal, ein manuell zugänglicher Zugangskanal für einen Regulierschieber gekoppelt. According to one exemplary embodiment, a manually accessible access channel for a regulating slide is coupled to at least one of the heating channels, in particular to the meandering heating channel.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der mäanderförmige Heizkanal einen oder mehrere vertikale Durchlässe auf. Am jeweiligen Durchlass kann jeweils wenigstens ein Justierorgan, insbesondere ein von außen betätigbarer Schieberstein angeordnet sein . According to one embodiment, the meandering heating channel has one or more vertical passages. At the respective passage, at least one adjusting element, in particular a sliding block operable from the outside, can be arranged in each case.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der mäanderförmige Heizkanal eingerichtet, an einer oder mehreren Horizontal- oder Vertikalpositionen kurzgeschlossen zu sein/werden, insbesondere durch Freigeben oder Blockieren von vertikalen Durchlässen . According to one embodiment, the meandering heating channel is arranged to be shorted at one or more horizontal or vertical positions, in particular by releasing or blocking vertical passages.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an der (jeweiligen) Ofenkammer in wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen jeweils wenigstens ein Gasauslass für eine Gasabzugsleitung angeordnet ist, die Höhenpositionen insbesondere umfassend eine zumindest annähernd mittig auf halber Höhe der Ofenkammer angeordnete Höhenposition . Hierdurch lässt sich auf vergleichsweise einfache Weise sehr effektiv Einfluss nehmen auf die Ausbreitung von Gasen in der Ofenkammer, und auf die Temperaturverteilung . Es hat sich gezeigt, dass neben dem Effekt einer homogeneren Temperaturverteilung (Vermeidung von Spülgasverkokung) auch speziell an der mittigen Position wertvolle Gase zur Wiederverwertung abgezogen werden können. Insbesondere kann bei braunkohlehaltigen Einsatzstoffen an dieser Stelle Wasserstoff H2 evakuiert werden . Abgesehen davon, dass Wasserstoff weiterverwendet werden kann (z.B. Synthese von Methanol), ermöglicht die gezielte Absaugung von Wasserstoff, die Temperaturverteilung auf sehr effektive Weise zu optimieren. Wasserstoff weist eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf. According to one exemplary embodiment, at least one gas outlet for a gas discharge line is arranged on the (respective) oven chamber in at least three different height positions, the height positions in particular comprising a height position arranged at least approximately halfway up the furnace chamber. This makes it possible to influence in a comparatively simple manner very effective on the propagation of gases in the furnace chamber, and on the temperature distribution. It has been shown that in addition to the effect of a more homogeneous Temperature distribution (prevention of Spülgasverkokung) especially at the central position valuable gases can be withdrawn for recycling. In particular, in the case of lignite-containing feedstocks hydrogen H2 can be evacuated at this point. Apart from the fact that hydrogen can continue to be used (eg synthesis of methanol), the targeted extraction of hydrogen allows to optimize the temperature distribution in a very effective way. Hydrogen has a high thermal conductivity.
Die (jeweilige) Ofenkammer kann wenigstens drei in wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen der Ofenkammer angeordnete Gasauslässe aufweisen, mittels welcher Gasauslässe wenigstens drei aus der Ofenkammer evakuierbare Gase/Gasarten (ein erstes Gas und wenigstens ein weiteres Gas) bereitstellbar sind . The (respective) furnace chamber may have at least three gas outlets arranged in at least three different height positions of the furnace chamber, by means of which gas outlets at least three gases / gas species evacuable from the furnace chamber (a first gas and at least one further gas) can be provided.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die (jeweilige) Ofenkammer mehrere in wenigstens einer der Höhenpositionen an mehreren Stellen, insbesondere umlaufend, anordenbare Gasauslässe auf. Dies ermöglicht einen Abzug des Gases derart, dass besonders wenig Stofftransport in vertikaler oder horizontaler (bzw. radialer) Richtung erfolgt. Der Verkokungsvorgang kann dadurch noch sauberer, selektiver eingestellt werden . According to one exemplary embodiment, the (respective) oven chamber has a plurality of gas outlets that can be arranged in at least one of the height positions at a plurality of locations, in particular circumferentially. This makes it possible to extract the gas in such a way that particularly little material transport takes place in the vertical or horizontal (or radial) direction. The coking process can thus be set even cleaner, more selective.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Gasauslässe über eine Höhe entsprechend mindestens der halben Höhe einer Ofenkammer, insbesondere über mindestens 50% der Höhe der Ofenkammer. Hierdurch kann der Abzug des Gases derart erfolgen, dass besonders wenig Stofftransport in vertikaler Richtung erfolgt. Dies ermöglicht auch, ein breites Spektrum an unterschiedlichen Gasen zu evakuieren . Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine erste der Höhenpositionen in einem unteren Drittel der Ofenkammer angeordnet, und eine zweite der Höhenpositionen ist in einem mittleren Drittel der Ofenkammer angeordnet, und eine dritte der Höhenpositionen ist in einem oberen Drittel der Ofenkammer angeordnet. Diese Verteilung entlang der Höhe der Ofenkammer liefert besonders viele Optionen beim Einstellen des Verkokungsvorganges, oder auch hinsichtlich der Evakuierung verwertbarer Gasarten. According to one embodiment, the gas outlets extend over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber, in particular over at least 50% of the height of the furnace chamber. As a result, the withdrawal of the gas can take place in such a way that particularly little mass transport takes place in the vertical direction. This also makes it possible to evacuate a wide range of different gases. According to an embodiment, a first of the height positions is disposed in a lower third of the furnace chamber, and a second of the height positions is disposed in a middle third of the furnace chamber, and a third of the height positions is disposed in an upper third of the furnace chamber. This distribution along the height of the furnace chamber provides particularly many options when adjusting the coking process, or also with regard to the evacuation of usable gas types.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine von einem Boden einer/der Ofenkammer gesehen erste der Höhenpositionen in einem Abstand von 1 bis 3m, insbesondere 1.5 bis 2.5m zu einer zweiten der Höhenpositionen angeordnet. Dies ermöglicht eine selektive Evakuierung in einer Haupt- Entgasungszone, insbesondere im Bereich von einzeln, individuell befeuerten horizontalen Heizkanälen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Höhenposition in einem Abstand von 3 bis 6m, insbesondere 4 bis 5m zu einer dritten der Höhenpositionen angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Höhenposition in einem Abstand von 1 bis 3m, insbesondere 1.5 bis 2.5m zur dritten Höhenposition angeordnet. Dieser jeweilige Abstand ist in vielen Fällen gut geeignet, Spülgasverkokung oder ungewollte Temperaturabweichungen zu vermeiden. Zwar kann der Abstand auch geringer sein, insbesondere bei mehr als drei Höhenpositionen, jedoch hat sich gezeigt, dass dieser Abstand einen guten Kompromiss zwischen anlagen-/verfahrenstechnischem Aufwand und einfachem Aufbau der Anlage liefert. According to one embodiment, a first of the height positions seen from a bottom of a furnace chamber is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m, to a second of the height positions. This allows for selective evacuation in a main degassing zone, especially in the area of individual, individually fired horizontal heating channels. According to one exemplary embodiment, the first height position is arranged at a distance of 3 to 6 m, in particular 4 to 5 m, to a third of the height positions. According to one embodiment, the second height position is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m to the third height position. This particular distance is in many cases well suited to avoid Spülgasverkokung or unwanted temperature deviations. Although the distance may be less, especially at more than three height positions, but it has been shown that this distance provides a good compromise between plant / process engineering effort and simple design of the system.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 2m, insbesondere Im vom Boden und/oder die zweite Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 0.5m in Bezug auf die Mitte und/oder die dritte Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 2m, insbesondere Im vom Kopf der Ofenkammer angeordnet. Diese Verteilung liefert den Vorteil, dass die jeweilige Ofenkammer bei vergleichsweise geringer Anzahl von Höhenpositionen verfahrenstechnisch gut und effektiv komplett berücksichtigt werden kann. According to one embodiment, the first height position is at a distance of 0 to 2m, in particular Im from the ground and / or the second height position at a distance of 0 to 0.5m with respect to the center and / or the third height position at a distance of 0 to 2m, in particular arranged from the head of the furnace chamber. This distribution provides the advantage that the respective furnace chamber with a relatively small number of height positions procedurally well and effectively completely can be considered.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind wenigstens drei Höhenpositionen definiert, welche in einer oberen Hälfte der Ofenkammer angeordnet sind. Dies liefert insbesondere in einem oberen Bereich der Ofenkammer eine hohe Prozesssicherheit mit vergleichsweise feiner Justage hinsichtlich evakuierbarer Gase oder gewünschter Temperaturprofile. According to one embodiment, at least three height positions are defined, which are arranged in an upper half of the furnace chamber. This provides, in particular in an upper region of the furnace chamber, a high process reliability with comparatively fine adjustment with regard to evacuable gases or desired temperature profiles.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Höhenpositionen jeweils in einem Abstand zueinander von mindestens 20 bis 25% der gesamten Höhe der Ofenkammer angeordnet. Dies ermöglicht, einen großen Höhenbereich abzudecken. According to one embodiment, the height positions are each arranged at a distance from each other of at least 20 to 25% of the total height of the furnace chamber. This makes it possible to cover a large height range.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine der Höhenpositionen an einem oberen Ende am Kopf der Ofenkammer vorgesehen, und ein im oberen Bereich der Ofenkammer emittiertes Kopfgas ist via den entsprechenden Gasauslass aus der Ofenkammer evakuierbar. Dies ermöglicht speziell im sensiblen Bereich der niedrigeren Temperaturen der Ofenkammer, das Temperaturprofil möglichst exakt einzustellen . Die oberste Höhenposition muss dabei nicht dem obersten Ende der Ofenkammer entsprechen, sondern kann z.B. auch etwas niedriger angeordnet sein, je nach Einsatzstoff und Verfahrensführung . According to one embodiment, one of the height positions is provided at an upper end at the top of the furnace chamber, and a top gas emitted in the upper region of the furnace chamber is evacuatable from the furnace chamber via the corresponding gas outlet. This makes it possible to set the temperature profile as precisely as possible, especially in the sensitive area of the lower temperatures of the furnace chamber. The uppermost height position does not have to correspond to the uppermost end of the oven chamber, but may e.g. also be arranged slightly lower, depending on the feedstock and process management.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Einsatzstoff oder die dem Brikett-Trockner zuführbaren Briketts Braunkohle mit flüchtigen Kohlebestandteilen >=45Ma% und Wassergehalten >40Ma% oder >45Ma% auf oder besteht daraus, und/oder schwachbackende Steinkohlen mit flüchtigen Bestandteilen im Bereich von 28 bis 45Ma% oder 12 bis 22Ma%. Mittels derartiger Einsatzstoffe lassen sich qualitativ besonders hochwertige veredelte Briketts erzielen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Ofenvorrichtung als Vertikalkammerofen ausgestaltet, bei welchem der Brikett-Trockner oberhalb von der (jeweiligen) Ofenkammer angeordnet ist. Hierdurch lässt sich die Zufuhr von Briketts erleichtern. Insbesondere kann der gesamte Materialfluss mittels eines Austragsystems geregelt werden. Dabei kann der Temperaturverlauf im Brikett-Trockner derart auf den Temperaturverlauf in der Ofenkammer abgestimmt sein, dass sich beim Einstellen des in der Ofenkammer gewünschten Materialflusses (Brikettmenge/h) auch das gewünschte Temperaturprofil im Brikett-Trockner einstellt. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Brikett-Trockner wenigstens vier Trocknungsebenen bzw. Temperaturebenen aufweist oder definieren kann. Dann kann besonders sensible auf Änderungen im Materialfluss reagiert werden . Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine/die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung unterhalb von der (jeweiligen) Ofenkammer angeordnet. Hierdurch lässt sich das auf Gravitationskräften basierende Förderkonzept fortführen . Die gesamte Anordnung wird kompakt, und der Materialfluss kann auf einfache Weise geregelt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Ofenvorrichtung eine Messeinrichtung sowie eine daran gekoppelte Steuerungseinrichtung eingerichtet zum Steuern/Regeln eines Trocknens der Briketts in einem Temperaturbereich von 60 bis 200°C und/oder in einem Feuchtebereich von 1 bis 5Ma%; und/oder wobei die Ofenvorrichtung eine Messeinrichtung sowie eine daran gekoppelte Steuerungseinrichtung eingerichtet zum Vorgeben eines Durchsatzes oder Brikett-Materialflusses umfasst, insbesondere mittels eines an die Steuerungseinrichtung gekoppelten Austragsystems. Mittels derselben Steuerungseinrichtung kann sowohl das Temperturregime beim Trocknen und Verkoken als auch der Materialfluss geregelt werden, insbesondere in Abhängigkeit voneinander. According to one embodiment, the feedstock or briquette feedable to the briquette dryer comprises lignite with volatile carbon components> = 45% by mass and water contents> 40% by mass or > 45Ma% or consists thereof, and / or low volatiles with a volatile content ranging from 28 to 45Ma% or 12 to 22Ma%. By means of such starting materials, it is possible to achieve qualitatively very high-quality refined briquettes. According to one embodiment, the furnace device is designed as a vertical chamber furnace, in which the briquette dryer is arranged above the (respective) furnace chamber. This makes it easier to feed briquettes. In particular, the entire material flow can be regulated by means of a discharge system. In this case, the temperature profile in the briquette dryer can be matched to the temperature profile in the oven chamber such that the desired temperature profile in the briquette dryer is set when setting the desired material flow in the oven chamber (briquette quantity / h). For this purpose, it is advantageous if the briquette dryer has or can define at least four drying levels or temperature levels. Then especially sensitive to changes in the material flow can be reacted. According to one embodiment, a Kokstrockenkühlung / the device is arranged below the (respective) furnace chamber. As a result, the concept based on gravitational forces can be continued. The entire assembly becomes compact and the flow of material can be easily controlled. According to one embodiment, the furnace device comprises a measuring device and a control device coupled thereto for controlling a drying of the briquettes in a temperature range of 60 to 200 ° C and / or in a humidity range of 1 to 5% by mass; and / or wherein the furnace device comprises a measuring device and a control device coupled thereto for setting a throughput or briquette material flow, in particular by means of a discharge system coupled to the control device. By means of the same control device, both the temperature regulation during drying and coking as well as the material flow can be regulated, in particular as a function of one another.
Die (jeweilige) Ofenkammer oder Heizwände der Ofenkammer können aus feuerfestem Silika-Material ausgestaltet sein. The (respective) furnace chamber or heating walls of the furnace chamber may be made of refractory silica material.
Die Schüttdichte der Briketts in der Ofenkammer kann im Bereich von 650 bis 850 kg/m3 liegen, bezogen auf eine Dichte von 1.350kg/m3 des jeweiligen Briketts. Bereitgestellt wird in diesem Zusammenhang auch ein Verfahren zur Herstellung von Koks aus wenigstens einem festen Einsatzstoff insbesondere aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; welcher Einsatzstoff in Form von Briketts bereitgestellt wird und einer vertikalen Ofenkammer insbesondere eines Koksofens zugeführt wird, insbesondere einer zuvor beschriebenen Ofenvorrichtung zugeführt wird; wobei die Briketts zunächst einem Brikett- Trockner zugeführt werden, darin gemäß einer vordefinierten Temperaturkurve kontinuierlich gemäß dem Vorschub der Briketts getrocknet werden, insbesondere auf wenigstens zwei oder drei Temperaturniveaus im Bereich von 60 bis 200°C, und daraufhin der Ofenkammer zugeführt werden. Hierdurch lassen sich die Briketts auf sehr exakt vorgebare Weise vortrocknen, vorkonfektionieren, und dabei schonend behandeln. Dabei können die Briketts in der Ofenkammer gemäß dem Vorschub der Briketts kontinuierlich stärker temperiert werden. Eine graduell mit dem Weg stärker ansteigende Energiezufuhr ermöglicht ein effizientes Verfahren . Die Energiezufuhr kann insbesondere in Abhängigkeit des Restfeuchtegehaltes gesteigert werden, beispielsweise durch Beschickung einzelner Heizniveaus mit heißerem Gas, überproportional heißem Gas in Bezug auf den Temperaturgradienten zwischen vorhergehenden Heizniveaus. Das Verkoken von Braunkohlen, schwachbackenden Steinkohlen oder Biomasse ist ein Prozess, der auf sehr exakte Weise gesteuert werden sollte, insbesondere um ein Aufweichen (und Zerfallen) der Briketts verhindern zu können. Eine Verkokung im Temperaturbereich der so genannten„plastischen Zone" (bei bestimmten Braunkohlen insbesondere etwa 350 bis 410°C), in welcher der Einsatzstoff aufweicht, sollte vermieden werden. Dies kann durch Einstellen der Temperaturführung bzw. Aufheizkurve erfolgen. The bulk density of the briquettes in the furnace chamber may be in the range of 650 to 850 kg / m 3 , based on a density of 1,350 kg / m 3 of the respective briquette. Also provided in this context is a process for the production of coke from at least one solid feedstock, in particular from the group: brown coal, low-baking Hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; which feedstock is provided in the form of briquettes and is supplied to a vertical furnace chamber, in particular a coke oven, in particular to a furnace device as described above; wherein the briquettes are first fed to a briquette dryer, are dried therein according to a predefined temperature curve continuously according to the advance of the briquettes, in particular to at least two or three temperature levels in the range of 60 to 200 ° C, and then fed to the furnace chamber. In this way, the briquettes can be pre-dried in a very vorgebare way pre-fabricate, and treat it gently. In this case, the briquettes in the oven chamber according to the advance of the briquettes can be continuously tempered more. A gradual increase in energy with the way allows an efficient process. The energy supply can be increased in particular depending on the residual moisture content, for example by feeding individual heating levels with hotter gas, disproportionately hot gas in relation to the temperature gradient between previous heating levels. Coking of lignite, low-grade coal or biomass is a process that should be controlled in a very precise manner, in particular to prevent the briquettes from softening (and disintegrating). Coking in the temperature range of the so-called "plastic zone" (in the case of certain lignites, in particular about 350 to 410 ° C.), in which the charge softens, should be avoided by adjusting the temperature control or heating curve.
In der„plastischen Zone" findet bei vielen Einsatzstoffen die Hauptentgasung statt. Die strukturelle Zusammensetzung des Briketts unterliegt also in der„plastischen Zone" am ehesten dem Risiko einer Veränderung. Mittels des hier beschriebenen Verfahrens und der Vorrichtung kann die „plastischen Zone" gezielt einer Höhenposition in der Ofenkammer zugeordnet werden, insbesondere auf der Höhe eines mäanderförmigen Heizkanals. Dadurch lässt sich der Prozess besonders gut überwachen bzw. regeln, und der Einsatzstoff besonders schonend verkoken. In the "plastic zone", many of the feedstocks are subject to main degassing, so the structural composition of the briquette is most likely to be subject to change in the "plastic zone". By means of the method and the device described here, the "plastic zone" can be specifically assigned to a height position in the furnace chamber, in particular at the height of a meandering heating channel.
Es hat sich nun gezeigt, dass das Evakuieren von Gasen speziell auch gezielt im Bereich der „plastischen Zone" erfolgen kann, insbesondere in Kombination mit vordefinierter Temperaturführung innerhalb der Ofenkammer bzw. in Kombination mit vordefinierter indirekter Beheizung über einzeln ansteuerbare Heizkanäle. Beispielsweise wird wenigsten eine Höhenposition, insbesondere die zweite Höhenposition von (weiter unten noch detaillierter beschriebenen) Gasabzugsleitungen speziell im Bereich der„plastischen Zone" angeordnet, insbesondere mittig in dieser Zone oder an einem oberen Ende dieser Zone. Wenigstens eine Gasabzugsleitung ist dann in einer Höhenposition entsprechend der„plastischen Zone" an die Ofenkammer gekuppelt. Hierdurch kann einer konvektiven Aufheizung durch aufsteigende Rohgase effektiv entgegen gewirkt werden . It has now been shown that the evacuation of gases can also be carried out specifically in the area of the "plastic zone", in particular in combination with predefined temperature control within the furnace chamber or in combination with predefined indirect heating via individually controllable heating channels Height position, in particular the second height position of (further described in more detail below) gas discharge lines arranged especially in the "plastic zone", in particular centrally in this zone or at an upper end of this zone. At least one gas discharge line is then corresponding to a height position The "plastic zone" is coupled to the furnace chamber, which effectively counteracts convective heating by rising raw gases.
Ab etwa 470 bis 500°C verfestigt sich der Einsatzstoff dann erfahrungsgemäß wieder etwas. Insbesondere Braunkohlen-Briketts und Briketts aus schwachbackenden Steinkohlen würde ein Verkoken während des Durchlaufens der „plastischen Zone" nicht gut vertragen. Es bestünde das Risiko, dass Briketts aus diesen Einsatzstoffen dann in sich zusammenfallen bzw. zerbrechen. Daher sollte das speziell für den jeweiligen Einsatzstoff geeignet Temperaturprofil genau eingestellt werden. Die vorangehende Trocknung im Brikett-Trockner kann in dieser Hinsicht als vorbereitender Schritt aufgefasst werden. Eine unverhältnismäßig hohe Wasserevakuierung über eine kurze Zeiteinheit bereits in Temperaturbereichen bis 350°C kann zum Aufplatzen des Briketts durch die entweichenden Wasser- und Gasanteile führen . From about 470 to 500 ° C, the feed then solidifies, according to experience, something again. In particular, lignite briquettes and briquettes made from low-lump coal would not tolerate coking during the passage of the "plastic zone." There is a risk that briquettes from these feedstocks will collapse, which is why this should be specific to the particular feedstock The preceding drying in the briquette dryer can be regarded as a preparatory step in this respect A disproportionately high water evacuation over a short time unit already in temperature ranges up to 350 ° C can burst the briquette due to the escaping water and gas components to lead .
Das Temperaturprofil kann also sowohl durch Absaugen von Emissionsgasen in den unterschiedlichen Höhenpositionen als auch durch Steuern/Regeln der mittels externer Brenner zugeführten Energie eingestellt werden. Insbesondere können auch im mäanderförmigen Heizkanal Maßnahmen wie z.B. das Freigeben oder Blockieren von vertikalen Durchlässen vorgenommen werden, um den Energieeintrag z.B. auch in der„plastischen Zone" einstellen zu können.  The temperature profile can therefore be adjusted both by exhausting emission gases in the different height positions and by controlling / regulating the energy supplied by means of an external burner. In particular, measures can also be taken in the meandering heating channel, such as e.g. enabling or blocking of vertical passages to reduce the energy input e.g. also in the "plastic zone" to be able to adjust.
Bereitgestellt wird im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen Verfahren auch ein Verfahren, bei welchem Briketts nach einer Trocknung in einem Brikett-Trockner gemäß deren Vorschub kontinuierlich stärker durch Temperierung indirekt von außen in der Ofenkammer erwärmt werden, indem in wenigstens einer Heizwand der Ofenkammer in einer unteren Hälfte, insbesondere in einem unteren Drittel wenigstens ein horizontaler Heizkanal und darüber, insbesondere zumindest auch in einer oberen Hälfte oder beginnend in einem mittleren Drittel, ein sich mäanderförmig in mehreren Höhenebenen erstreckender Heizkanal jeweils individuell durch wenigstens einen Brenner befeuert werden . Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Konfiguration der Heizwände auch bei indirekter Temperierung von außen auf vergleichsweise exakte, homogene Weise ein gewünschtes Temperaturprofil in der Ofenkammer einstellbar ist. Die Reihenschaltung der einzelnen horizontalen Abschnitte zu einem mäanderförmigen Heizkanal ermöglicht bei kontinuierlicher Wärmeübertragung eine kontrollierte Abkühlung der Rauchgase, mit über die Höhe der Heizwand kontrolliert abnehmender Wärmestromdichte. Die über die Heizkanäle indirekt übertragene Wärme kann dem Besatz (der Charge) individuell angepasst zugeführt werden . Insbesondere kann in wenigstens einer ersten Phase des Verkokungsprozesses die Rampe der ansteigenden Temperatur in den Briketts moderat eingestellt werden, so dass verdampfende Restfeuchte sowie entweichende Entgasungsprodukte auf schonende Weise, nur mit mäßigem Druck aus dem Brikett ausgetrieben werden. In wenigstens einer späteren Phase, insbesondere wenn die Entgasungsrate abnimmt, kann die Temperatur bzw. die indirekte Wärmeenergiezufuhr (als Funktion der Höhenposition) stärker gesteigert werden, insbesondere um die Entgasung bis zu einem gewünschten Grade zu vollenden . Eine Schwächung der Agglomeratstruktur der Briketts ist dank der zuvor durchlaufenen wenigstens einen ersten Phase nicht mehr zu befürchten. Die Festlegung, wie hoch die Steigerungsraten bzw. wie steil die jeweilige Temperaturrampe gewählt werden können, und in wie viele Intervalle mit unterschiedlichen Temperaturrampen entlang der Höhe der Ofenkammer bevorzugt eingestellt werden sollen, kann insbesondere mittels der hier beschriebenen Vorrichtung flexibel als Funktion des gewählten Einsatzstoffes oder Temperaturbereiches justiert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden in der Ofenkammer unterschiedlich steile Temperaturrampen eingestellt, insbesondere eine erste Temperaturrampe mit einer Steigung im Bereich von 0.7 bis lK/min und eine zweite Temperaturrampe mit einer Steigung im Bereich von 2.5 bis 3.5K/min, insbesondere an einer Grenztemperatur zwischen den Rampen im Bereich von 300 bis 350°C, insbesondere nach einer Dauer von 5 bis 7h, insbesondere ausschließlich durch indirekte Temperierung einerseits mittels des mäanderförmigen Heizkanals und andererseits mittels des wenigstens einen horizontalen Heizkanales. Hierdurch lässt sich der Verkokungsvorgang auf einfache Weise optimieren. Der Übergang zwischen den Temperaturrampen kann dabei stetig oder unstetig erfolgen . Es hat sich gezeigt, dass sich ein stetiger Übergang realisieren lässt, allein schon aufgrund des kontinuierlichen Vorschubes der Briketts (Rutschen nach unten). Provided in connection with the method described here is also a method in which briquettes are heated after drying in a briquette dryer according to their feed continuously stronger by tempering indirectly from the outside in the furnace chamber by at least one heating wall of the furnace chamber in a lower Half, in particular in a lower third at least one horizontal heating channel and above, in particular at least in an upper half or starting in a middle third, a meandering in several height levels extending heating channel are each individually fired by at least one burner. It has been found that in this configuration, the heating walls, even with indirect temperature control from the outside in a comparatively precise, homogeneous manner, a desired temperature profile in the furnace chamber is adjustable. The series connection of the individual horizontal sections to a meandering heating channel allows for continuous heat transfer controlled cooling of the flue gases, with controlled over the height of the heating wall decreasing heat flux density. The heat transferred indirectly via the heating channels can be supplied individually to the stocking (batch). In particular, in at least a first phase of the coking process, the ramp of the rising temperature in the briquettes can be set moderately so that evaporating residual moisture and escaping degassing products are gently expelled from the briquette with only moderate pressure. In at least one later phase, especially if the degassing rate decreases, the temperature or the indirect Heat energy supply (as a function of height position) are increased more, in particular to complete the degassing to a desired degree. A weakening of the agglomerate structure of the briquettes is no longer to be feared thanks to the previously completed at least one first phase. The determination of how high the rates of increase or how steep the respective temperature ramp can be selected, and in how many intervals with different temperature ramps along the height of the furnace chamber to be preferably adjusted, in particular by means of the device described herein flexible as a function of the selected feedstock or Temperature range are adjusted. According to one embodiment, different steep temperature ramps are set in the furnace chamber, in particular a first temperature ramp with a slope in the range of 0.7 to lK / min and a second temperature ramp with a slope in the range of 2.5 to 3.5K / min, in particular at a limit temperature between the Ramps in the range of 300 to 350 ° C, in particular after a period of 5 to 7h, in particular exclusively by indirect temperature control on the one hand by means of the meandering heating channel and on the other hand by means of at least one horizontal heating channel. This makes it easy to optimize the coking process. The transition between the temperature ramps can be continuous or unsteady. It has been shown that a continuous transition can be realized, if only because of the continuous advance of the briquettes (slides down).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erwärmung der Briketts im Brikett-Trockner bei Temperaturkurven von 0.4 bis 2 K/min, insbesondere bei 0.8 K/min . Hierdurch kann die Trocknung auf sehr schonende Weise erfolgen. Die Wärmeenergie wird bevorzugt mehrstufig (unten heiß, oben weniger heiß) in Heizleitungen des Brikett-Trockners eingebracht. Dazu kann Emissionsgas aus der Ofenkammer und/oder extern durch Brenner erzeugtes Abgas verwendet werden. According to one embodiment, the heating of the briquettes in the briquette dryer is carried out at temperature curves of 0.4 to 2 K / min, in particular at 0.8 K / min. As a result, the drying can be done in a very gentle manner. The heat energy is preferably multistage (bottom hot, above less hot) introduced in heating cables of the briquette dryer. For this purpose, emission gas from the furnace chamber and / or externally generated by burners exhaust gas can be used.
Es hat sich gezeigt, dass insbesondere für Braunkohlebriketts ein Temperaturanstieg von 0.8 K/min sehr vorteilhaft ist. Insbesondere ergeben sich Vorteile, wenn dabei in einem Temperaturbereich von 60 bis 200°C, insbesondere 100 bis 200°C gearbeitet wird . Ferner hat sich gezeigt, dass es für die Qualität der erzielten Briketts sehr vorteilhaft ist, wenn diese Temperaturrampe auch in der Ofenkammer eingestellt wird, insbesondere in einer oberen Hälfte oder sogar in den beiden oberen Dritteln . Es hat sich gezeigt, dass dies mittels eines mäanderförmigen Heizkanals erzielbar ist, insbesondere auf besonders effektive Weise in Verbindung mit einer Evakuierung von Gasen an mehreren Höhenpositionen . Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Briketts im Brikett-Trockner auf einen Wassergehalt von weniger als 5Ma% getrocknet, bevor die Briketts der Ofenkammer zugeführt werden. Hierdurch lassen sich die Briketts besonders schonend behandeln . Es hat sich gezeigt, dass es als vorbereitende Schritte vor dem Brikett-Trockner vorteilhaft ist, wenn zunächst eine Erwärmung und Trocknung des Einsatzstoffes auf 20Ma% Wasser erfolgt, und daraufhin eine Erwärmung und Trocknung des zu Briketts verpressten Einsatzstoffes auf HMa% Wasser, bevor die Briketts dem Brikett-Trockner zugeführt werden, und bevor die Briketts der Ofenkammer insbesondere mit einem Wassergehalt von weniger als 5Ma% zugeführt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Briketts im Brikett-Trockner auf Wassergehalte von 1 bis 5Ma%, insbesondere 3Ma% getrocknet und dabei oder dadurch auf eine Temperatur von 120 bis 180°C, insbesondere 150°C gebracht. Dies kann eine besonders schonende Behandlung der Briketts sicherstellen . Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Erwärmung der Briketts in der Ofenkammer insbesondere in Bezug auf die Förderrichtung der Briketts oder in Bezug auf die Vertikale bei Temperaturkurven von 0.5 bis 5 K/min, insbesondere maximal 2 bis 3 K/min; und/oder wobei die Briketts in der Ofenkammer über eine Dauer von 4 bis 15h, insbesondere 6 bis 9h erwärmt werden; und/oder wobei die Briketts, insbesondere in Bezug auf die Förderrichtung der Briketts oder in Bezug auf die Vertikale, von Ausgangstemperaturen zwischen 100 und 200°C oder zwischen 120 und 180°C, insbesondere von 150°C auf Endtemperaturen größer 900°C, insbesondere zwischen 900 und 1100°C in der Ofenkammer erwärmt werden. Diese Temperaturzusammenhänge liefern ein effizientes Verfahren bei schonender Behandlung der Briketts. Der kontinuierliche Prozess im Vertikalkammerofen (Konti-Prozess) ermöglicht ein Temperaturgefälle von z.B. 100 bis 150°C je Höhenmeter. Je nach Materialfluss/Fördergeschwindigkeit in vertikaler Richtung kann z.B. eine Temperaturrampe von 2 bis 3°C durchfahren werden. It has been found that, in particular for lignite briquettes, a temperature rise of 0.8 K / min is very advantageous. In particular, there are advantages when working in a temperature range of 60 to 200 ° C, in particular 100 to 200 ° C. Furthermore, it has been shown that it is very advantageous for the quality of the briquettes obtained if this temperature ramp is also set in the oven chamber, in particular in an upper half or even in the two upper thirds. It has been found that this can be achieved by means of a meandering heating channel, in particular in a particularly effective manner in conjunction with an evacuation of gases at several height positions. According to one embodiment, the briquettes in the briquette dryer are dried to a water content of less than 5% by mass before the briquettes are fed to the furnace chamber. As a result, the briquettes can be treated very gently. It has been shown that it is advantageous as preparatory steps before the briquette dryer, when first heating and drying of the feed to 20Ma% water, and then heating and drying of the briquette compressed feed to HMa% water before the Briquettes are supplied to the briquette dryer, and before the briquettes are fed to the furnace chamber, in particular with a water content of less than 5Ma%. According to one embodiment, the briquettes in the briquette dryer to water contents of 1 to 5Ma%, in particular 3Ma% dried and thereby or brought to a temperature of 120 to 180 ° C, in particular 150 ° C. This can ensure a particularly gentle treatment of the briquettes. According to one embodiment, the heating of the briquettes in the furnace chamber takes place in particular with respect to the conveying direction of the briquettes or with respect to the vertical at temperature curves of 0.5 to 5 K / min, in particular at most 2 to 3 K / min; and / or wherein the briquettes in the oven chamber are heated for a period of 4 to 15 hours, in particular 6 to 9 hours; and / or wherein the briquettes, in particular with respect to the conveying direction of the briquettes or with respect to the vertical, of starting temperatures between 100 and 200 ° C or between 120 and 180 ° C, in particular from 150 ° C to final temperatures greater than 900 ° C, in particular heated between 900 and 1100 ° C in the furnace chamber. These temperature relationships provide an efficient method of gentle treatment of the briquettes. The continuous process in the vertical chamber furnace (continuous process) enables a temperature gradient of eg 100 to 150 ° C per altitude meter. Depending on the material flow / conveying speed in the vertical direction, for example, a temperature ramp of 2 to 3 ° C can be passed through.
Es hat sich gezeigt, dass bei gezielter Einflussnahme auf den Temperaturverlauf in der Ofenkammer das Verkokungsverfahren auch dazu genutzt werden kann, die (Koks-)Druckfestigkeit noch weiter zu steigern. Insbesondere kann die Druckfestigkeit von z.B. 20 oder 25MPa um 30 bis 50% auf mindestens 35MPa bis 45MPa gesteigert werden . Die zuvor beschriebene Ofenvorrichtung ermöglicht, auf ausreichend exakte, gezielte Weise den Temperaturverlauf in der Ofenkammer zu beeinflussen, insbesondere auch dank Gasevakuierung an den mehreren Höhenpositionen. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Erwärmung der Briketts im Brikett-Trockner in mehreren Stufen in Abhängigkeit vom Wassergehalt, insbesondere in zwei Stufen mit der ersten Stufe bis 15 bis 10Ma%, insbesondere H Ma% Wasser und mit der zweiten Stufe bis 1 bis 5Ma% oder bis 2 bis 4Ma%, insbesondere auf 3Ma% Wasser. Dies ermöglicht, auf eine besonders schonende Weise zu Trocknen. It has been shown that, by deliberately influencing the temperature profile in the furnace chamber, the coking process can also be used to further increase the (coke) compressive strength. In particular, the compressive strength of eg 20 or 25 MPa can be increased by 30 to 50% to at least 35 MPa to 45 MPa. The furnace device described above makes it possible to influence the temperature profile in the furnace chamber in a sufficiently precise, targeted manner, in particular also thanks to gas evacuation at the several height positions. According to one embodiment, the heating of the briquettes in the briquette dryer is carried out in several stages depending on the water content, in particular in two stages with the first stage to 15 to 10Ma%, especially H Ma% water and with the second stage to 1 to 5Ma% or to 2 to 4% by mass, in particular to 3% by mass of water. This allows to dry in a particularly gentle way.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Erwärmung der Briketts im Brikett-Trockner auf mehreren Trocknungsebenen in unterschiedlichen Höhenpositionen jeweils auf vordefinierbarem, individuell geregeltem Temperaturniveau, insbesondere mittels einem oder mehrerer individuell regelbarer Trocknungsgaskreisläufe. Hierdurch kann gezielt Einfluss genommen werden auf die Energiezufuhr beim Trocknen, insbesondere spezifisch je Einsatzstoff. Die Regelung kann insbesondere über den Volumenstrom erfolgen, z.B. mittels Schiebern bzw. Durchflussreglern. According to one embodiment, the heating of the briquettes in the briquette dryer at several drying levels in different height positions is carried out in each case to a predefinable, individually controlled temperature level, in particular by means of one or more individually controllable drying gas circuits. As a result, it is possible to exert a targeted influence on the energy supply during drying, in particular specifically for each starting material. In particular, the regulation can take place via the volume flow, e.g. by means of sliders or flow regulators.
Vor dem Verpressen des Einsatzstoffes kann auch eine Vortrocknung erfolgen, insbesondere von 20Ma% auf HMa% Wasser. Die Erwärmung des Einsatzstoffes kann in mehreren Stufen in Abhängigkeit vom Wassergehalt erfolgen, insbesondere in zwei Stufen mit der ersten Stufe bis 20Ma% Wasser und mit der zweiten Stufe bis HMa% Wasser. Before the feedstock is pressed, predrying may also be carried out, in particular from 20 .mu.m% to HMa% water. The heating of the feed can be carried out in several stages depending on the water content, in particular in two stages with the first stage to 20Ma% water and with the second stage to HMa% water.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Erwärmung der Presslinge während des Verkokungsvorganges auf maximal 950 bis 1100°C, insbesondere 1000 bis 1050°C, bevorzugt maximal 1.050°C. Es hat sich gezeigt, dass sowohl die Festigkeit als auch die Korngröße des Kokses je nach Einsatzstoff bei Endtemperaturen über 1.100°C oder bereits über 1.050°C unerwünscht verringert würden und eine Anwendung der Kokse im Hochofen wäre gefährdet. According to one embodiment, the heating of the compacts takes place during the coking process to a maximum of 950 to 1100 ° C, in particular 1000 to 1050 ° C, preferably at most 1050 ° C. It has been shown that both the strength and the grain size of the coke depending on the feed at end temperatures above 1,100 ° C or even above 1,050 ° C were undesirably reduced and application of the coke in the blast furnace would be at risk.
Gemäß dem vorliegenden Verfahren können bei Einhaltung dieser Temperaturbereiche hochfeste Briketts aus Einsatzstoffen bereitgestellt werden, die als Substitute für bisherige Hochofen-Kokse angesehen werden können. In accordance with the present method, while maintaining these temperature ranges, high strength briquettes of feedstocks may be provided which may be considered as substitutes for prior blast furnace cokes.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Erwärmung der Presslinge während des Verkokungsvorganges derart, dass die Presslinge während des Verkokungsvorganges volumenbezogen um 40 bis 60%, insbesondere 50% schrumpfen, und/oder derart dass die Presslinge während des Verkokungsvorganges massebezogen um 40 bis 60%, insbesondere 50% abnehmen. Es hat sich gezeigt, dass eine Volumenänderung in diesem Bereich noch tolerabel ist, um hohe Festigkeitswerte und gute Brenneigenschaften der Koksbriketts sicherstellen zu können. According to one embodiment, the heating of the compacts takes place during the coking process such that the compacts during the coking process volume by 40 to 60%, in particular 50% shrink, and / or such that the compacts during the coking process by mass by 40 to 60%, in particular 50 % lose weight. It has been found that a volume change in this range is still tolerable in order to be able to ensure high strength values and good burning properties of the coke briquettes.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Presslinge im Brikett-Trockner auf Wassergehalte von 1 bis 5Ma%, insbesondere 3Ma% getrocknet und dabei oder dadurch auf eine Temperatur von 120 bis 180°C, insbesondere 150°C gebracht. Dies liefert einen guten Kompromiss aus schonender und effizienter/effektiver Trocknung . According to one embodiment, the pellets in the briquette dryer are dried to water contents of 1 to 5 .mu.m, in particular 3 .mu.m and thereby or by a temperature of 120 to 180 ° C, especially 150 ° C brought. This provides a good compromise between gentle and efficient / effective drying.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Briketts mindestens zweier benachbarter Verkokungskammern über ein Austragsystem oder eine Komponente davon, insbesondere mit Doppel-Schleuse, in eine Einrichtung zur Trockenkühlung überführt und dort mittels Kühlgas, insbesondere Stickstoff auf Temperaturen kleiner 200°C abgekühlt. Dies liefert zum einen ein effizientes Verfahren, zum anderen kann dabei auch unmittelbar nach dem Verkoken Energie zurückgewonnen werden, sei es für vorhergehende Prozessschritte, sei es für andere Anlagen bzw. Verfahren . Kondensatbildung kann insbesondere dadurch vermieden werden, dass die Kühlung zwar unter 200°C erfolgt, die gesamte Einrichtung jedoch über dem Taupunkt temperiert bleibt. Hierzu können ein oder mehrere Taupunktsensoren vorgesehen sein . Das Austragsystem kann dabei auch die Abführung aus der Einrichtung zur Trockenkühlung bewerkstelligen. Gemäß einer Ausführungsform wird dem aufgrund Trockenkühlung in der Brikett-Schüttung erwärmten Kühlgas (insbesondere Stickstoff) Wärmeenergie entzogen, insbesondere in einem Wärmetauscher. Dies ermöglicht eine energieeffiziente Anordnung, insbesondere auch bei Kreislaufführung des Kühlgases. Das Kühlgas kann daraufhin insbesondere zur Dampferzeugung verwendet werden. Bei einer Dampferzeugung kann die Nutzung des Dampfs zur Erzeugung elektrischen Stroms (Entspannung in einer Dampfturbine) erfolgen. Der elektrische Strom kann wiederum zum Betreiben elektrischer Verbraucher wie z.B. Pumpen, Verdichter, Gebläse, Schleusen, Ventile Verwendung finden. Eventueller Überschussstrom kann ins örtliche Versorgungsnetz eingespeist werden . Ferner kann eine Nutzung des Dampfes als Begleitheizung erfolgen, z.B. für die Rohgasaufbereitung der weißen Seite der Ofenvorrichtung . Ferner kann eine Nutzung des Dampfes als Edukt in einem chemischen Prozess erfolgen, z.B. Methanolsynthese (Stichworte: Steamreforming / Dampfreformierung, Synthesegas, H20 zur Steigerung der Wasserstoffausbeute (Shiftreaktion), Primärreformer). According to one embodiment, the briquettes of at least two adjacent coking chambers via a discharge system or a component thereof, in particular with double lock, transferred to a device for dry cooling and cooled there by means of cooling gas, in particular nitrogen to temperatures less than 200 ° C. On the one hand, this provides an efficient process and, on the other hand, energy can also be recovered immediately after coking, be it for previous process steps or for other plants or processes. Condensation can be avoided in particular by the fact that the cooling takes place below 200 ° C, but the entire device remains temperature-controlled above the dew point. For this purpose, one or more dew point sensors can be provided. The discharge system can also accomplish the discharge from the device for dry cooling. According to one embodiment, the cooling gas (in particular nitrogen) which has been heated in the briquette bed due to dry cooling is deprived of heat energy, in particular in a heat exchanger. This allows an energy-efficient arrangement, in particular in recycling of the cooling gas. The cooling gas can then be used in particular for steam generation. In a steam generation, the use of steam for generating electrical power (relaxation in a steam turbine) can take place. The electrical current may in turn be used to operate electrical consumers such as e.g. Pumps, compressors, blowers, locks, valves are used. Any surplus electricity can be fed into the local supply network. Furthermore, use of the steam as heat tracing can be done, e.g. for the raw gas treatment of the white side of the furnace device. Furthermore, use of the vapor as starting material can be carried out in a chemical process, e.g. Methanol synthesis (keywords: steam reforming / steam reforming, synthesis gas, H20 to increase the hydrogen yield (shift reaction), primary reformer).
Gemäß einer Ausführungsform wird Koks, insbesondere Braunkohlenkoks mit festem Kohlenstoffanteil Cfix von größer 55Ma% erzeugt. Dies liefert vorteilhafte Materialeigenschaften für eine Vielzahl nachfolgender Anwendungen. Insbesondere wird eine Anwendung der erzeugten Briketts im DRI (direct reduced iron)-Verfahren ermöglicht. According to one embodiment, coke, in particular lignite coal coke with fixed carbon content Cfix of greater than 55% by mass is produced. This provides advantageous material properties for a variety of subsequent applications. In particular, an application of the briquettes produced in the DRI (direct reduced iron) method is made possible.
Gemäß einer Ausführungsform wird Koks, insbesondere Braunkohlenkoks mit einem möglichst kleinen Koksreaktivitätsindex (CRI) kleiner 24Ma% und einem möglichst hohen Festigkeitsindex nach Reaktion bzw. einer Festigkeit nach Reaktion (CSR) größer 65Ma% erzeugt. Diese Werte versprechen qualitativ hochwertigen Koks, für breite Verwendungsmöglichkeiten. Insbesondere wird eine Anwendung der erzeugten Briketts im Hochofen-Verfahren ermöglicht. According to one embodiment, coke, in particular lignite coke with the smallest possible coke reactivity index (CRI) of less than 24% by mass and the highest possible strength index after reaction or a strength after reaction (CSR) greater than 65% by mass are produced. These values promise quality high-quality coke, for wide uses. In particular, an application of the briquettes produced in the blast furnace method is made possible.
Der CRI-Wert wird dadurch ermittelt, dass Einsatzstoff unter vordefinierten Bedingungen auf insbesondere 1100°C erhitzt wird und dabei der Masseverlust durch Ausgasung ermittelt wird . Der CSR-Wert kann insbesondere durch Schleudern der ausgegasten Materialprobe in einer Trommel unter vordefinierten Bedingungen ermittelt werden, und wird ebenfalls als Masseverlust-Angabe quantifiziert. Gemäß einer Ausführungsform wird der Koks stromab von der Ofenkammer auf Temperaturen unter 200°C gekühlt, indem reaktionsinertes Kühlgas, insbesondere Stickstoff im Gegenstrom durch eine in einer/der Einrichtung zur Trockenkühlung gebildete Brikettschüttung hindurch geleitet wird, und stromab vom/von einem Austragsystem der Ofenvorrichtung aus der Einrichtung zu Trockenkühlung evakuiert wird . Dies ermöglicht ein vergleichsweise einfach zu steuerndes/regelndes Verfahren, bei welchem auch Energie auf effiziente Weise zurückgewonnen werden kann . The CRI value is determined by heating the feed under predefined conditions to 1100 ° C. in particular, thereby determining the mass loss through outgassing. In particular, the CSR value can be determined by spinning the outgassed material sample in a drum under predefined conditions, and is also quantified as a mass loss indication. According to one embodiment, the coke downstream of the furnace chamber is cooled to temperatures below 200 ° C. by passing reaction inert cooling gas, in particular nitrogen, countercurrently through a briquette bed formed in a dry cooling device and downstream of a discharge system of the furnace device is evacuated from the device to dry cooling. This allows for a comparatively easy-to-control method in which energy can also be efficiently recovered.
Die Trockenkühleinrichtung kann im Kreislauf betrieben werden, wobei sich das Kühlgas auf Grund von Nachentgasungsvorgängen in der Koksschüttung mit brennbaren Bestandteilen wie H2 und CO anreichert. Um eine weitere Anreichung über einen bestimmten H2/CO-Gehalt hinaus zu unterbinden und damit sicherheitsproblematische Zustände zu vermeiden, kann das Kühlgas aus der Schüttung evakuiert und gereinigt werden. Insbesondere wird Luft-Sauerstoff dem angereicherten Kühlgas zugegeben, um die brennbaren Bestandteile zu verbrennen, bevor die im Kühlgas gespeicherte Wärmeenergie im Wärmetauscher an Speisewasser übertragen werden kann. Gemäß einer Ausführungsform werden die Briketts binnen einer Zeitspanne von 4 bis 15h, insbesondere 6 bis 9h auf dem Förderweg vom Brikett-Trockner bis aus der (jeweilige) Ofenkammer heraus in Koksbriketts umgewandelt. The dry cooling device can be operated in a circuit, wherein the cooling gas accumulates due to Nachentgasungsvorgängen in the coke with combustible constituents such as H2 and CO. In order to prevent further enrichment beyond a certain H2 / CO content and thus to avoid safety-problematic conditions, the cooling gas can be evacuated from the bed and cleaned. In particular, air-oxygen is added to the enriched cooling gas to combust the combustible components before the heat energy stored in the cooling gas can be transferred to feedwater in the heat exchanger. According to one embodiment, the briquettes are converted into coke briquettes within a period of 4 to 15 hours, in particular 6 to 9 hours, on the conveying path from the briquette dryer to the (respective) oven chamber.
Gemäß einer Ausführungsform wird die (jeweilige) Ofenkammer kontinuierlich betrieben, indem die Briketts kontinuierlich in der Ofenkammer (insbesondere nach unten) gefördert werden und chargenweise zugeführt und ausgetragen werden, insbesondere über eine Schleuseneinrichtung für wenigstens zwei Ofenkammern (Doppelschleuse). In der Ofenkammer kann die Schüttung kontinuierlich wandern, und da Ein- und Austragen kann chargenweise erfolgen, insbesondere 2 bis 4x pro Stunde. Über die Geschwindigkeit des Austragens kann die Verweilzeit der Schüttung in der Ofenkammer geregelt werden . Dabei kann auch berücksichtigt werden, dass sich Massen- und Volumenstrom der Briketts im Laufe des Verkokungsprozesses verändern, insbesondere aufgrund Entgasung und Schrumpfung. Das Eintragen bzw. Zuführen kann daher bei einem größeren Massenstrom eingestellt werden als das Austragen. According to one embodiment, the (respective) oven chamber is operated continuously by the briquettes are continuously conveyed in the oven chamber (in particular down) and fed and discharged in batches, in particular via a lock device for at least two furnace chambers (double lock). In the oven chamber, the bed can migrate continuously, and since input and discharge can be carried out batchwise, in particular 2 to 4 times per hour. The rate of discharge can be used to control the residence time of the bed in the furnace chamber. It can also be taken into account that the mass and volume flow of the briquettes change in the course of the coking process, in particular due to Degassing and shrinkage. The entry or supply can therefore be set at a higher mass flow than the discharge.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Briketts in vertikaler Richtung durch Gravitationskräfte der Ofenkammer zugeführt und/oder aus der Ofenkammer abgeführt. Dies liefert diverse Vorteile, insbesondere auch hinsichtlich selbstregulierender Förderung und Positionierung der Briketts innerhalb der Vorrichtung . According to one embodiment, the briquettes are fed in the vertical direction by gravitational forces of the furnace chamber and / or discharged from the furnace chamber. This provides various advantages, especially with regard to self-regulating promotion and positioning of the briquettes within the device.
Gemäß einer Ausführungsform weisen der Einsatzstoff oder die zugeführten Briketts Braunkohle mit flüchtigen Kohlebestandteilen >=45Ma% (waf) und Wassergehalten >35Ma% oder >40Ma% oder >45Ma% auf oder bestehen daraus. Gemäß einer Ausführungsform weisen der Einsatzstoff oder die Briketts schwachbackende Steinkohlen mit flüchtigen Bestandteilen im Bereich von 28 bis 45Ma% (waf) oder 12 bis 22Ma% (waf) auf oder bestehen daraus. Auch bei dieser jeweiligen Zusammensetzung lassen sich die zuvor beschriebenen Vorteile erzielen . According to one embodiment, the feedstock or briquettes supplied comprise or consist of lignite with volatile carbon constituents> = 45Ma% (waf) and water contents> 35Ma% or> 40Ma% or> 45Ma%. In one embodiment, the feedstock or briquettes have or consist of low volatiles in the range of 28 to 45 mass% (waf) or 12 to 22 mass% (waf). Even with this particular composition, the advantages described above can be achieved.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Materialfluss des Einsatzstoffes durch die (jeweilige) Ofenkammer mittels eines unterhalb der (jeweiligen) Ofenkammer angeordneten Austragsystems gesteuert oder geregelt, insbesondere ausschließlich schwerkraftgetrieben basierend auf Gravitationskräften. Dies ermöglicht eine einfache Steuerung/Regelung des Materialflusses in der Ofenkammer, nämlich (sofern gewünscht) ausschließlich über das Austragsystem. Eine einfache Einflussnahme auf den Materialfluss ist hier von großem Vorteil, da dadurch (optional) eine weitere Variable genutzt werden kann, um Einfluss auf das Temperaturprofil bzw. auf den Energieeintrag nehmen zu können . Gemäß einer Ausführungsform wird an wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen Gas selektiv aus der Ofenkammer abgezogen/evakuiert. Hierdurch kann noch effektiver ein gewünschtes Temperaturprofil eingestellt oder kontrolliert werden. According to one embodiment, the material flow of the feedstock is controlled or regulated by the (respective) oven chamber by means of a discharge system arranged below the (respective) oven chamber, in particular exclusively gravity-driven based on gravitational forces. This allows a simple control / regulation of the material flow in the furnace chamber, namely (if desired) exclusively via the discharge system. A simple influence on the material flow is of great advantage here, because (optionally) a further variable can be used to influence the temperature profile or the energy input. According to one embodiment, gas is selectively withdrawn / evacuated from the furnace chamber at at least three different height positions. As a result, a desired temperature profile can be set or controlled even more effectively.
Üblicherweise führt das in der Schüttung in Ofenkammern generierte und nach oben strömende Rohgasgemisch aus entweichenden Gasbestandteilen bisher auf Grund des hohen Energieinhaltes (hohe Temperaturen) zu einer unerwünschte Sekundärverkokung (Spülgas- oder Rohgasverkokung) der stromauf befindlichen Briketts (unerwünschte beschleunigte, konvektive Wärmeübertragung auf die oberen Briketts). Eine solche Sekundärverkokung ist insbesondere bei hohen, voluminösen Vertikalkammeröfen besonders nachteilig . Es besteht das Risiko, dass dieser Effekt das über die seitlichen Wände durch gezielte Brennersteuerung erzeugte Temperaturprofil überlagert oder verfälscht. Es hat sich gezeigt, dass dieser Effekt dadurch vermindert oder gänzlich verhindert werden kann, dass an unterschiedlichen vertikalen Höhenpositionen Rohgas evakuiert wird, insbesondere an wenigstens drei Höhenpositionen umfassend eine Höhenposition am Kopf der Ofenkammer. Due to the high energy content (high temperatures), the raw gas mixture generated in the bed in furnace chambers and flowing upwards usually leads to undesired secondary coking (flushing gas or crude gas coking) of the upstream briquettes (undesired accelerated, convective heat transfer to the upper briquettes) briquettes). Such Sekundärverkokung is particularly disadvantageous in high, bulky vertical chamber furnaces. There is a risk that this effect overshadows or falsifies the temperature profile generated via the side walls by targeted burner control. It has been shown that this effect is thereby reduced or completely prevented can be evacuated at different vertical height positions raw gas, in particular at least three height positions comprising a height position at the top of the furnace chamber.
An im mittleren und unteren Bereich der Ofenkammer angeordneten Höhenpositionen können hohe Rohgastemperaturen im oberen Bereich der Ofenkammer auf sehr effiziente Weise vermieden werden. Die im unteren Bereich besonders heißen Gase können vor dem Aufsteigen in der Ofenkammer abgezogen werden. Wärmetransport in vertikaler Richtung kann unterbunden werden . Insbesondere wird gezielt Wasserstoff evakuiert, insbesondere an denjenigen Höhenpositionen, an welchen der Einsatzstoff Wasserstoff emittiert. Dabei kann die Energiezufuhr über die Brenner mit der Absaugung bzw. Evakuierung regelungstechnisch gekoppelt werden, insbesondere bezüglich des evakuierten Volumenstromes. At height positions located in the middle and lower regions of the furnace chamber, high raw gas temperatures in the upper region of the furnace chamber can be avoided in a very efficient manner. The gases which are particularly hot in the lower region can be withdrawn before they rise in the furnace chamber. Heat transport in the vertical direction can be prevented. In particular, hydrogen is evacuated specifically, in particular at those height positions at which the starting material emits hydrogen. In this case, the energy supply can be coupled via the burner with the suction or evacuation control technology, in particular with respect to the evacuated volume flow.
Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch die Verwendung von Einsatzstoff aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; in einem Vertikalkammerofen mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer, zum Verkoken des Einsatzstoffes zu Koks mit den folgenden Eigenschaften : fester Kohlenstoffanteil Cfix von größer 55Ma%, und/oder CRI <24Ma% und CSR >65Ma%; insbesondere in einer zuvor beschriebenen Vorrichtung oder einem zuvor beschriebenen Verfahren, wobei der Einsatzstoff entlang wenigstens zweier Temperaturrampen umfassend wenigstens eine Temperaturrampe in einem stromauf von der Ofenkammer angeordneten Brikett-Trockner und wenigstens eine Temperaturrampe in der Ofenkammer geregelt temperiert wird, bevorzugt entlang wenigstens dreier Temperaturrampen umfassend wenigstens zwei Temperaturrampen mit in Vorschubrichtung ansteigender Steigung in der Ofenkammer. Es hat sich gezeigt, dass dank der hier beschriebenen spezifischen Temperierung insbesondere bei allen Steinkohlenkoksen diese Werte realisierbar sind, und dass auch bei Braunkohlenkoksen ein vergleichsweise hoher CFix-Wert >55Ma% erzielt werden kann. Also advantageous in this context is the use of feedstock from the group: lignite, low-baking hard coal, biomass, petcoke, petroleum coke; in a vertical chamber furnace having at least one vertical furnace chamber, for coking the feed into coke having the following properties: solid carbon content Cfix greater than 55Ma%, and / or CRI <24Ma% and CSR> 65Ma%; in particular in a previously described apparatus or a previously described method, wherein the feedstock is tempered controlled along at least two temperature ramps comprising at least one temperature ramp in a briquette dryer arranged upstream of the oven chamber and at least one temperature ramp in the oven chamber, preferably along at least three temperature ramps at least two temperature ramps with increasing slope in the feed direction in the oven chamber. It has been shown that, thanks to the specific temperature control described here, these values can be achieved, in particular for all coal-fired coke, and that a comparatively high CFix value of> 55% by mass can also be achieved for lignite coal coke.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, womit Verkokung auch von nicht-klassischen Einsatzstoffen bei möglichst exakt einstellbaren Prozessparametern ermöglicht wird, insbesondere von Braunkohlen und/oder schwachbackenden Steinkohlen oder Biomasse, insbesondere in Vertikalkammeröfen. Die Aufgabe kann auch darin gesehen werden, die nicht-klassischen Einsatzstoffe derart aufzubereiten, bereitzustellen und/oder zu handhaben, dass der gesamte Prozess auch möglichst auf exakte Weise geregelt oder auch in energetischer Hinsicht optimiert werden kann, und dass beim Prozess anfallende Energie oder Nebenprodukte nachhaltig genutzt werden können. Dabei soll mit dem nach Verkokung erhaltenen Produkt möglichst auf ähnliche oder gleiche Weise verfahren werden können wie bisher mit klassischen Einsatzstoffen, z.B. klassischen Steinkohlebriketts. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Gasevakuieranordnung zur Gewinnung von verwertbaren Gasen aus einer Ofenvorrichtung mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer bei der Verkokung von wenigstens einem festen Einsatzstoff aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; zu Koks, wobei die Gasevakuieranordnung zur Kopplung an wenigstens einer der vertikalen Ofenkammern der Ofenvorrichtung eingerichtet ist; wobei die Gasevakuieranordnung wenigstens drei in wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen der jeweiligen Ofenkammer anordenbare Gasabzugsleitungen aufweist, welche zur Ankopplung in den wenigstens drei Höhenpositionen an die (jeweilige) Ofenkammer eingerichtet sind, wobei die Gasevakuieranordnung eingerichtet ist zur selektiven Handhabung von wenigstens drei selektiv mittels der jeweiligen Gasabzugsleitung evakuierten Gasarten (ein erstes Gas und wenigstens ein weiteres Gas). Dies ermöglicht zum einen die Nutzung von bei der Verkokung anfallenden Nebenprodukten, zum anderen eine exakte Temperaturkontrolle/- regelung und Kontrolle der in der Ofenkammer ablaufenden Reaktionen, insbesondere durch Vermeidung von sich in vertikaler Richtung ausbreitenden (Spül-)Gasen. Die selektive Handhabung kann mittels an die Gasabzugsleitungen gekuppelten/kuppelbaren Pumpen, Armaturen, Mischern der Gasevakuieranordnung erfolgen. The object of the invention is to provide a device and a method with the features described above, which coking is also made possible by non-classical starting materials with process parameters that are as precisely adjustable as possible, in particular lignite and / or low-baking hard coal or biomass, in particular Vertikalkammeröfen. The object can also be seen in preparing, providing and / or handling the non-classical starting materials in such a way that the entire process can also be regulated as precisely as possible or optimized in terms of energy, and that energy or by-products arising during the process can be used sustainably. It should be possible to proceed with the product obtained after coking as possible in a similar or the same way as before with classic feedstocks, eg, classic hard coal briquettes. The above object is achieved by a Gasevakuieranordnung for obtaining usable gases from a furnace device with at least one vertical furnace chamber in the coking of at least one solid feedstock from the group: lignite, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; to coke, wherein the gas evacuator assembly is adapted for coupling to at least one of the vertical furnace chambers of the furnace apparatus; wherein the gas evacuation assembly comprises at least three gas exhaust ducts arranged in at least three different height positions of the respective furnace chamber adapted to be coupled in the at least three height positions to the (respective) furnace chamber, the gas evacuator assembly being arranged to selectively handle at least three selectively by means of the respective gas exhaust duct evacuated gas types (a first gas and at least one other gas). On the one hand, this enables the use of byproducts formed during the coking, on the other hand exact temperature control and regulation and control of the reactions taking place in the furnace chamber, in particular by avoiding (flushing) gases which propagate in the vertical direction. The selective handling can be done by coupled to the gas exhaust ducts / detachable pumps, valves, mixers of Gasevakuieranordnung.
Der Abzug der gasförmigen Produkte kann dabei temperaturabhängig erfolgen, um flüssige und gasförmige Produkte in hoher Qualität der Produkte sicherstellen zu können und sie insbesondere unter ökonomischen und/oder ökologischen Gesichtspunkten verwerten zu können . Es hat sich gezeigt, dass die Freisetzung gasförmiger Emissionen bei Kohlen in Abhängigkeit des Inkohlungsgrades der Kohle auf unterschiedlichen Temperaturniveaus auf sehr spezifische Weise erfolgt, und dass sich dieser Effekt zunutze gemacht werden kann, wenn die Ofenkammer möglichst exakt und homogen auf dem jeweiligen Temperaturniveau temperiert/gehalten werden kann. Sowohl die Anordnung der Heizkanäle als auch die Anordnung von Gasabzüge/Gasauslässen hat hier einen Effekt auf die Einstellmöglichkeiten. The withdrawal of the gaseous products can be temperature-dependent, in order to ensure liquid and gaseous products in high quality of the products and to be able to utilize them in particular from an economic and / or ecological point of view. It has been shown that the release of gaseous emissions in coal is done in a very specific manner depending on the coalification level of the coal at different temperature levels, and that this effect can be exploited if the furnace chamber is heated as precisely and homogeneously as possible at the respective temperature level. can be held. Both the arrangement of the heating channels and the arrangement of gas vents / gas outlets has an effect on the setting options here.
Beispielsweise lässt sich hierdurch Wasserstoff abziehen . Methanol lässt sich gewinnen . Die Gasevakuieranordnung liefert daher einen Beitrag zu einer umfassenden, nachhaltigen Nutzung des Einsatzstoffes, und zu einem sehr effizienten Gesamtprozess insbesondere umfassend die Verkokung . Hierdurch kann auch ein Schutz der Briketts im oberen Bereich der Ofenkammer vor heißen Gasen aus dem unteren Bereich erfolgen. Die Briketts können exakter entlang gewünschter Temperaturkurven geführt werden . Thermischer Stress wird reduziert. Spülgasverkokung kann vermieden werden. Ferner kann beispielsweise auch vermieden werden, dass emittierte Teer-Dämpfe an Briketts in einer anderen Höhenlage kondensieren. Dabei kann die Gasevakuieranordnung eingerichtet sein zur selektiven Weiterleitung oder Weiterverarbeitung der wenigstens drei selektiv evakuierten Gase. Die Handhabung der Gase muss nicht notwendigerweise selektiv erfolgen, jedoch können die Gase einzeln weiter verarbeitet oder genutzt werden . Diese Option ermöglicht es, je nach Anwendungsfall flexibel auf die möglicherweise nutzbaren emittierten Nebenprodukte zu reagieren . For example, this can be deducted hydrogen. Methanol can be won. The gas evacuation arrangement therefore contributes to a comprehensive, sustainable use of the input material, and to a very efficient overall process, in particular including coking. In this way, a protection of the briquettes in the upper region of the furnace chamber before hot gases from the lower region can take place. The briquettes can be passed more precisely along desired temperature curves. Thermal stress is reduced. Purge gas coking can be avoided. Furthermore, it can also be avoided, for example, that emitted tar vapors condense on briquettes at a different altitude. In this case, the gas evacuation arrangement can be set up for the selective forwarding or further processing of the at least three selectively evacuated gases. The handling of the gases does not necessarily have to be selective, but the gases can be further processed or used individually. This option makes it possible to react flexibly to the potentially usable emitted by-products, depending on the application.
Die Gasevakuieranordnung kann ferner eingerichtet sein zum selektiven Einstellen von Prozessparametern individuell an einer jeweiligen Höhenposition, insbesondere eines spezifischen Unterdrucks. Dadurch lässt sich auch bei vergleichsweise wenigen (z.B. nur drei) Höhenpositionen die Evakuierung von Nebenprodukten bzw. der Strömungspfad von emittierten Gasen in der Ofenkammer noch gezielter einstellen . The Gasevakuieranordnung may also be adapted for selectively setting process parameters individually at a respective height position, in particular a specific negative pressure. As a result, the evacuation of byproducts or the flow path of emitted gases in the furnace chamber can be adjusted even more precisely even with comparatively few (for example only three) height positions.
Es hat sich gezeigt, dass ein wechselseitiger Einfluss zwischen einer indirekten Beheizung über Brenner und einer Absaugung von Rohgasen bestehen kann . Die Rohgaszusammensetzung variiert aufgrund der Entgasung unterschiedlicher Gase über die Höhe der Ofenkammer. Dadurch variieren ebenfalls die Wärmeübertragungskoeffizienten. Mittels des vorliegenden Verfahrens bzw. der entsprechenden Vorrichtung können ein direkter Wärmetauscher (Absaugung) und ein indirekter Wärmetauscher (indirekte Beheizung der Ofenkammer über Heizkanäle) wärmetechnisch miteinander gekoppelt werden. Durch die Auswahl der Höhe der Absaugstellen (Abzug) kann Einfluss auf die Wärmeübertragung und das Temperaturprofil in der Ofenkammer genommen werden. It has been shown that there can be a reciprocal influence between indirect heating via burners and extraction of raw gases. The raw gas composition varies due to the degassing of different gases over the height of the furnace chamber. This also varies the heat transfer coefficients. By means of the present method or the corresponding device, a direct heat exchanger (suction) and an indirect heat exchanger (indirect heating of the furnace chamber via heating channels) can be thermally coupled to one another. By selecting the height of the extraction points (fume cupboard), it is possible to influence the heat transfer and the temperature profile in the oven chamber.
Die selektive Handhabung kann dabei auch eine Nutzung der evakuierten Gase im Zusammenhang mit einem Verfahren zum Betrieb der hier beschriebenen Ofenvorrichtung umfassen, beispielsweise als Brennstoff/Brenngas für Brenner der Ofenvorrichtung . Die Rohgase können z.B. als Brennstoff für Brenner am Trockner genutzt werden. In energetischer Hinsicht ist es von Vorteil, hierzu einen Kreislauf vorzusehen . The selective handling can also include a use of the evacuated gases in connection with a method for operating the furnace device described here, for example as a fuel / fuel gas burner for the furnace device. The raw gases may e.g. used as fuel for burners on the dryer. In terms of energy, it is advantageous to provide a cycle for this purpose.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Gasevakuieranordnung mehrere in wenigstens einer der Höhenpositionen an mehreren Stellen, insbesondere umlaufend, anordenbare Gasabzugsleitungen auf. Hierdurch kann auch der Strömungspfad emittierter Gase in radialer Richtung eingestellt bzw. kontrolliert werden. Insbesondere können um den Umfang verteilt zwischen zwei und z.B. sechs oder acht Umfangspositionen/-stellen Anschlüsse für Gasabzugsleitungen vorgesehen sein. Erfindungsgemäß erstreckt sich die Gasevakuieranordnung über eine Höhe entsprechend mindestens der halben Höhe einer Ofenkammer, insbesondere über mindestens 75% der Höhe der Ofenkammer. Hierdurch lässt sich über einen großen Höhenbereich vermeiden, dass emittierte Gase Nebenreaktionen oder verfälschte Temperaturprofile verursachen. Beispielsweise erstreckt sich die Gasevakuieranordnung über eine Höhe von mindestens 2m bis 3m bei Ofenkammern mit einer Höhe von 4m, oder über mindestens 5m bis 8m bei Ofenkammern mit einer Höhe von 10m. According to one exemplary embodiment, the gas evacuation arrangement has a plurality of gas discharge lines that can be arranged in at least one of the height positions at a plurality of locations, in particular circumferentially. As a result, the flow path of emitted gases in the radial direction can also be set or controlled. In particular, can be provided around the circumference distributed between two and, for example, six or eight circumferential positions / points connections for gas exhaust ducts. According to the invention, the gas evacuation arrangement extends over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber, in particular over at least 75% of the height of the furnace chamber. As a result, over a wide altitude range, it can be avoided that emitted gases cause side reactions or falsified temperature profiles. For example, the Gasevakuieranordnung extends over a height of at least 2m to 3m in furnace chambers with a height of 4m, or at least 5m to 8m in furnace chambers with a height of 10m.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine von einem Boden einer/der Ofenkammer gesehen erste der Höhenpositionen in einem Abstand von 1 bis 3m, insbesondere 1.5 bis 2.5m zu einer zweiten der Höhenpositionen angeordnet. Dies ermöglicht eine selektive Evakuierung in einer Haupt- Entgasungszone, insbesondere im Bereich von einzeln, individuell befeuerten horizontalen Heizkanälen. According to one embodiment, a first of the height positions seen from a bottom of a furnace chamber is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m, to a second of the height positions. This allows for selective evacuation in a main degassing zone, especially in the area of individual, individually fired horizontal heating channels.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Höhenposition in einem Abstand von 3 bis 6m, insbesondere 4 bis 5m zu einer dritten der Höhenpositionen angeordnet. Dies liefert einen großen Einflussbereich bei nur vergleichsweise wenigen Höhenpositionen . According to one exemplary embodiment, the first height position is arranged at a distance of 3 to 6 m, in particular 4 to 5 m, to a third of the height positions. This provides a large sphere of influence with only comparatively few height positions.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Höhenposition in einem Abstand von 1 bis 3m, insbesondere 1.5 bis 2.5m zur dritten Höhenposition angeordnet. Dies verbessert die Genauigkeit und die Selektivität der Evakuierung bezüglich einer jeweiligen Gasart. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die erste Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 2m, insbesondere Im vom Boden und/oder die zweite Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 0.5m in Bezug auf die Mitte und/oder die dritte Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 2m, insbesondere Im vom Kopf der Ofenkammer angeordnet. Diese Verteilung liefert einen guten Kompromiss zwischen anlagentechnischem Aufwand und Selektivität bzw. Effektivität hinsichtlich Vermeidung von vertikalen Gasströmungen. Insbesondere wird eine selektive Evakuierung von Gasen in einer Haupt- Entgasungszone ermöglicht. According to one embodiment, the second height position is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m to the third height position. This improves the accuracy and selectivity of the evacuation with respect to each type of gas. According to one embodiment, the first height position is at a distance of 0 to 2m, in particular Im from the ground and / or the second height position at a distance of 0 to 0.5m with respect to the center and / or the third height position at a distance of 0 to 2m, in particular arranged from the head of the furnace chamber. This distribution provides a good compromise between plant engineering effort and selectivity and effectiveness in avoiding vertical gas flows. In particular, a selective evacuation of gases in a main degassing zone is made possible.
Erfindungsgemäß definiert die Gasevakuieranordnung für die Gasabzugsleitungen wenigstens drei Höhenpositionen, von welchen wenigstens zwei in einer oberen Hälfte der Ofenkammer angeordnet sind . Dies liefert auch eine hinsichtlich Vermeidung von Spülgas-Verkokung effektive Anordnung . Die jeweilige Gasabzugsleitung bzw. diesbezügliche Gasarmaturen oder Flansche oder Dichtungen können dabei speziell auf den betreffenden Temperaturbereich ausgelegt sein. Insbesondere sind eine erste Gasabzugsleitung bzw. erste Armaturen temperaturbeständig bis wenigstens 900°C, insbesondere bis 1.000 oder 1.100°C, eine zweite Gasabzugsleitung bzw. zweite Armaturen temperaturbeständig im Bereich von 300 bis 600°C, und eine dritte Gasabzugsleitung bzw. dritte Armaturen temperaturbeständig im Bereich von wenigstens 150 bis 300°C. Anders ausgedrückt: Jede Gasabzugsleitung bzw. Armatur kann spezifisch für die jeweilige Gasart (insbesondere auch hinsichtlich korrosiver Beständigkeit) bzw. spezifisch für das jeweilige Temperaturregime ausgelegt sein . Beispielsweise können die Materialien der Leitungen entsprechend gewählt werden . Der optimalste Kompromiss aus z.B. Material, Kosten, Beständigkeit kann dabei vom Fachmann basierend auf der jeweiligen zu handhabenden Gasart ausgewählt werden . According to the invention, the gas evacuation assembly for the gas exhaust ducts defines at least three height positions, at least two of which are located in an upper half of the furnace chamber. This also provides an effective arrangement for avoiding purge gas coking. The respective gas discharge line or related gas fittings or flanges or seals can be designed specifically for the relevant temperature range. In particular, a first gas discharge line or first fittings temperature resistant to at least 900 ° C, in particular to 1000 or 1100 ° C, a second gas discharge line or second fittings temperature resistant in the range of 300 to 600 ° C, and a third gas discharge line or third fittings temperature resistant in the range of at least 150 to 300 ° C. In other words, each Gas discharge line or fitting can be designed specifically for the respective gas type (in particular also with regard to corrosive resistance) or specifically for the respective temperature regime. For example, the materials of the lines can be selected accordingly. The optimum compromise of, for example, material, cost, durability can be selected by the skilled person based on the particular type of gas to be handled.
Erfindungsgemäß sind die Höhenpositionen jeweils in einem Abstand zueinander von mindestens 20 bis 45% der gesamten Höhe der Ofenkammer angeordnet. Hierdurch kann ein breiter Höhen- Abschnitt der jeweiligen Ofenkammer abgedeckt werden, insbesondere in Verbindung mit einer druck- und/oder volumenstromabhängigen Regelung der Evakuierung . According to the invention, the height positions are each arranged at a distance from each other of at least 20 to 45% of the total height of the furnace chamber. In this way, a broad height section of the respective furnace chamber can be covered, in particular in conjunction with a pressure and / or volume flow-dependent regulation of the evacuation.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine der Höhenpositionen am Kopf der Ofenkammer vorgesehen, wobei die Gasevakuieranordnung wenigstens einen Anschluss oder wenigstens eine Gasabzugsleitung angeordnet und eingerichtet zum Kuppeln an einen korrespondierenden Gasauslass am Kopf der Ofenkammer umfasst. Hierdurch können heiße Gase insbesondere in einem Bereich vermieden werden, in welchem zugeführte Briketts noch möglichst schonend, moderat mit Wärmeenergie beaufschlagt werden sollten. According to one embodiment, one of the height positions is provided at the top of the furnace chamber, wherein the gas evacuation assembly comprises at least one port or at least one gas withdrawal conduit arranged and adapted for coupling to a corresponding gas outlet at the top of the furnace chamber. As a result, hot gases can be avoided, in particular in an area in which supplied briquettes should still be as gently as possible, moderately applied with heat energy.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Gasevakuieranordnung wenigstens eine der folgenden Komponenten zur Handhabung der evakuierten Gase aus der (jeweiligen) Ofenkammer: separate Rohgaskühlung, Teerauffang-/abscheidebehälter, Ableitvorrichtung für Teer, Elektrofilter eingerichtet zur Staubreduzierung, Entschwefelungseinheit. Hierdurch kann die Weiterverarbeitung von evakuiertem Gas gasspezifisch und individuell erfolgen . Beispielsweise kann mittels der Ableitvorrichtung speziell bei aus bestimmten Höhenpositionen evakuierten Gasen vermieden werden, dass Teer in den in der Umgebungsatmosphäre platzierten Leitungen kondensiert und darin Verstopfungen verursacht. According to one embodiment, the gas evacuation assembly comprises at least one of the following components for handling the evacuated gases from the (respective) furnace chamber: separate raw gas cooling, tar catchment / separation vessel, tar discharge device, electrostatic precipitator adapted for dust reduction, desulfurization unit. As a result, the further processing of evacuated gas can be gas-specific and individual. For example, by means of the discharge device, especially gases evacuated from certain height positions, it can be avoided that tar condenses in the lines placed in the ambient atmosphere and causes blockages therein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Gasevakuieranordnung mehrere in Parallelanordnung vorgesehene gleichfunktionale Gasabzugsleitungen auf, die in derselben Höhenposition an unterschiedliche Ofenkammern koppelbar sind, wobei die Gasevakuieranordnung einen Mischer aufweist, an welchen die gleichfunktionalen Gasabzugsleitungen kuppelbar/gekuppelt sind. Diese Anordnung ermöglicht das weitere Handhaben von gleichen Gasarten aus mehreren Ofenkammern. Hierdurch wird die Anordnung kompakter und die Handhabung wird einfacher. Die zuvor genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Ofenvorrichtung mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer, insbesondere durch eine zuvor beschriebene Vertikalkammerofenvorrichtung, mit einer zuvor beschriebenen Gasevakuieranordnung. Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird erfindungsgemäß auch gelöst durch einen Koksofen, insbesondere Vertikalkammerofen, mit einer zuvor beschriebenen Gasevakuieranordnung . Der Koksofen weist bevorzugt vertikal ausgerichtete Ofenkammern auf, welche in vertikaler Richtung spezifisch in Bezug auf eine jeweilige Höhenposition temperiert werden können. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zur Gewinnung von Gasen aus einer Ofenvorrichtung mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer bei der Verkokung von festem Einsatzstoff, insbesondere Einsatzstoff aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; zu Koks aus der wenigstens einen vertikalen Ofenkammer der Ofenvorrichtung und zum weiteren Handhaben der Gase; wobei aus der (jeweiligen) Ofenkammer wenigstens drei unterschiedliche Gasarten (ein erstes Gas und wenigstens ein weiteres Gas) an wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen der Ofenkammer selektiv abgezogen/evakuiert werden und selektiv in nachfolgenden Prozessschritten gehandhabt werden, insbesondere recycelt werden, insbesondere mittels einer zuvor beschriebenen Gasevakuieranordnung. Dies liefert zuvor beschriebene Vorteile. According to one embodiment, the Gasevakuieranordnung a plurality of parallel arrangement provided in the same function gas exhaust ducts, which can be coupled in the same height position to different furnace chambers, wherein the Gasevakuieranordnung comprises a mixer to which the equal-functional gas exhaust ducts are coupled / coupled. This arrangement allows the further handling of the same types of gas from a plurality of furnace chambers. This makes the arrangement more compact and handling becomes easier. The aforementioned object is also achieved by a furnace device having at least one vertical furnace chamber, in particular by a previously described vertical chamber furnace device, with a gas evacuation arrangement described above. At least one of the objects described above is also achieved according to the invention by a coke oven, in particular a vertical chamber oven, with a previously described gas evacuation arrangement. The coke oven preferably has vertically aligned furnace chambers, which can be tempered in the vertical direction specifically with respect to a respective height position. The above object is also achieved by a method for recovering gases from a furnace apparatus with at least one vertical furnace chamber in the coking of solid feedstock, in particular starting material from the group: brown coal, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; to coke from the at least one vertical furnace chamber of the furnace device and to further handle the gases; wherein at least three different types of gas (a first gas and at least one further gas) are selectively withdrawn / evacuated from the (respective) furnace chamber at at least three different height positions of the furnace chamber and are selectively handled in subsequent process steps, in particular recycled, in particular by means of a previously described Gasevakuieranordnung. This provides benefits previously described.
Dabei können die die unterschiedlichen Gase wahlweise getrennt gehandhabt werden. Wahlweise kann aus zwei an unterschiedlichen Höhenpositionen entnommenen Gasen/Gasarten ein (einziger) Wertstoff recycelt werden. Bei den Gasen handelt es sich insbesondere um unter Temperatureinfluss in der Ofenkammer beim Verkokungsprozess entstehende und nach oben durch die Schüttung aufsteigende Rohgase. Die evakuierten und gehandhabten Gase/Gasarten können insbesondere aus einem oder mehreren Gasen aus der folgenden Gruppe von Gasen gebildet sein: C2H6, N2, NH3, CO, CH4, H2, H2S, C02, S02, C2H2, C2H4, C3H6, C3H8, insbesondere BTX (Benzol, Toluol, Xylol) sowie andere hohe Kohlenwasserstoffe. The different gases can optionally be handled separately. Optionally, one (only) recyclable material can be recycled from two gases / gas types taken at different height positions. The gases are in particular under the influence of temperature in the furnace chamber during the coking process resulting and rising upwards through the bed of raw gases. The evacuated and handled gases / gas species may in particular be formed from one or more gases from the following group of gases: C 2 H 6, N 2, NH 3, CO, CH 4, H 2, H 2 S, CO 2, SO 2, C 2 H 2, C 2 H 4, C 3 H 6, C 3 H 8, in particular BTX (benzene, toluene, xylene) and other high hydrocarbons.
Die Absaugung an unterschiedlichen Höhenpositionen (und damit also auch die Absaugung spezifischer Emissionsgase) ermöglicht auch das möglichst exakte Einhalten eines gewünschten Temperaturprofiles. Beispielsweise weist H2 unter den entsprechenden Bedingungen eine ca . 6 bis 7fach höhere Wärmeleitfähigkeit als N2 auf. Erfindungsgemäß erfolgt das Evakuieren über eine Höhe entsprechend mindestens der halben Höhe einer/der Ofenkammer in wenigstens drei Höhenpositionen, von welchen wenigstens zwei in einer oberen Hälfte der Ofenkammer angeordnet sind, wobei die Höhenpositionen jeweils in einem Abstand zueinander von mindestens 20 bis 45% der gesamten Höhe der Ofenkammer angeordnet sind, und wobei wenigstens drei unterschiedliche Arten von Gasen aus wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen jeweils aus einem unteren, mittleren und oberen Drittel der Ofenkammer abgezogen werden . Dies liefert zuvor genannte Vorteile. The extraction at different height positions (and thus also the extraction of specific emission gases) also enables the most exact compliance with a desired temperature profile. For example, H2 has an approx. 6 to 7 times higher thermal conductivity than N2. According to the invention, the evacuation takes place over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber in at least three height positions, of which at least two are arranged in an upper half of the furnace chamber, wherein the height positions each at a distance from each other of at least 20 to 45% of the total Are arranged at least three different types of gases from at least three different height positions each from a lower, middle and upper third of the furnace chamber. This provides the aforementioned advantages.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein erstes Gas in einem Temperaturbereich von 150 bis 300°C selektiv abgezogen, und ein weiteres Gas in einem Temperaturbereich von 300 bis 600°C selektiv abgezogen, und ein weiteres Gas in einem Temperaturbereich von 600 bis 950°C oder 700 bis 900°C selektiv abgezogen. Dies ermöglicht zum einen die Verwertung von wenigstens drei selektiv abgezogenen Gasarten, zum anderen aber auch auf sehr effektive Weise die Vermeidung von vertikalem konvektivem Wärmetransport innerhalb der Ofenkammer. According to one embodiment, a first gas in a temperature range of 150 to 300 ° C is selectively withdrawn, and selectively withdrawn another gas in a temperature range of 300 to 600 ° C, and another gas in a temperature range of 600 to 950 ° C or 700 selectively deducted up to 900 ° C. This allows for the recovery of at least three selectively withdrawn gas types, on the other hand, but also in a very effective way, the avoidance of vertical convective heat transfer within the furnace chamber.
Gemäß einer Ausführungsform werden wenigstens drei unterschiedliche Arten von Gasen aus wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen jeweils aus einem Höhenabschnitt über 20 bis 30% der Höhe der Ofenkammer oder aus einem unteren, mittleren und oberen Drittel der Ofenkammer abgezogen. Hierdurch lässt sich eine Einflussnahme auf einen großen Höhenabschnitt sicherstellen, bei vergleichsweise geringem anlagentechnischen Aufwand . According to one embodiment, at least three different types of gases from at least three different height positions are each withdrawn from a height section over 20 to 30% of the height of the furnace chamber or from a lower, middle and upper third of the furnace chamber. As a result, an influence on a large height section can be ensured, with comparatively little plant outlay.
Dabei kann auch ein erfahrungsgemäß als eher kritisch anzusehender Temperaturbereich, insbesondere der Bereich 350 bis 470°C, auf möglichst schonende Weise überbrückt oder durchlaufen werden, z.B. zeitoptimiert. Der Einsatzstoff kann derart durch diese Temperaturzone/Temperaturbereich hindurch gefördert werden, dass Die erfahrungsgemäß bei einigen Einsatzstoffen auftretenden, nachteiligen Vorgänge wie „Aufblähen " oder „Zusammenziehen/Wiederfestigung" können also gezielt umgangen oder durchfahren werden. Insbesondere kann beispielsweise auch speziell bei z.B. 450°C eine Gasart abgesaugt/evakuiert werden, die sich als besonders wertvoll herausstellt, wobei mittels des gezielten höhenniveaubezogenen Evakuierens ermöglicht werden kann, dass sich dieser Temperaturbereich auf nur einer kleinen (Höhen-)Zone in der jeweiligen Ofenkammer ausbildet. In this case, it is also possible to bridge or pass through a temperature range which is experienced as being rather critical, in particular the range 350 to 470 ° C., in as gentle a manner as possible, e.g. time-optimized. The starting material can be conveyed through this temperature zone / temperature range in such a way that, as experience has shown, disadvantageous processes such as "puffing" or "contraction / re-solidification" occurring in some starting materials can be specifically bypassed or passed through. In particular, for example, it may also be specific to e.g. 450 ° C aspirated / evacuated a gas that turns out to be particularly valuable, which can be made possible by means of the targeted altitude-level evacuation that this temperature range is formed on only a small (height) zone in the respective furnace chamber.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein erstes Gas in einer ersten Höhenposition in einem Bereich von bis zu 2m unterhalb vom Kopf der Ofenkammer selektiv abgezogen, und ein weiteres Gas in einer weiteren Höhenposition in einem Bereich von 35 bis 65%, insbesondere 45 bis 55% der Höhe der Ofenkammer selektiv abgezogen, und ein weiteres Gas in einer weiteren Höhenposition in einem Bereich von bis zu 2m oberhalb vom Boden der Ofenkammer selektiv abgezogen wird, jeweils bei einer Ofenkammer mit einer Höhe von mindestens 4 bis 6m. Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Anordnung und effektive Einflussnahme jeweils an relevanten Höhenpositionen bzw. in relevanten zeitlichen Phasen des Verkokungsprozesses. According to one embodiment, a first gas is selectively withdrawn in a first height position in a range of up to 2m below the head of the furnace chamber and another gas in a further height position in a range of 35 to 65%, especially 45 to 55% of the height the furnace chamber selectively withdrawn, and another gas in a further height position in one Range of up to 2m above the bottom of the furnace chamber is selectively subtracted, each with a furnace chamber with a height of at least 4 to 6m. This results in an advantageous arrangement and effective influencing in each case at relevant height positions or in relevant temporal phases of the coking process.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Handhaben der wenigstens drei Gasarten je Gasart ein individuelles Regeln evakuierter Volumenströme, insbesondere bezüglich evakuierter Volumina . Hierdurch kann Einfluss genommen werden sowohl auf die Zusammensetzung evakuierter Gase als auch auf das Temperaturprofil innerhalb der Brikett-Schüttung . Dazu kann an jeder Gasabzugsleitung jeweils wenigstens ein Durchflusssensor vorgesehen sein. According to one embodiment, the handling of the at least three types of gas per gas type comprises an individual regulation of evacuated volume flows, in particular with regard to evacuated volumes. This can be influenced both on the composition of evacuated gases and on the temperature profile within the briquette bed. For this purpose, at least one flow sensor can be provided on each gas discharge line.
Die Regelung ermöglicht auch eine gezielte Einflussnahme auf möglicherweise nicht vollständig verhinderbare vertikale Gasströmungen. Beispielsweise kann an einer weiter unten angeordneten Gasabzugsleitung ein größerer Unterdruck aufgebaut werden als in einer Gasabzugsleitung einer höheren Höhenposition. Effekt: Einer Gasströmung nach vertikal oben kann entgegengewirkt werden, oder die Gasströmung kann sogar umgekehrt werden und zur Einflussnahme auf das Temperaturprofil in der Brikett-Schüttung genutzt werden. In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, die Gaszusammensetzung an jeder Gasabzugsleitung individuell zu messen, insbesondere mittels wenigstens eines Gassensors oder wenigstens einer Gasanalytik (z.B. spektroskopisch, chromatografisch). The regulation also allows a targeted influence on possibly not completely preventable vertical gas flows. For example, a greater negative pressure can be built on a gas discharge line arranged further down than in a gas discharge line of a higher height position. Effect: A gas flow to vertical top can be counteracted, or the gas flow can even be reversed and used to influence the temperature profile in the briquette bed. In this context, it makes sense to individually measure the gas composition on each gas exhaust duct, in particular by means of at least one gas sensor or at least one gas analyzer (e.g., spectroscopically, chromatographically).
Gemäß einer Ausführungsform werden aus den aus der (jeweiligen) Ofenkammer abgezogenen wenigstens drei unterschiedlichen Gasen/Gasarten in der weiteren Handhabung chemische Wertstoffe wie z. B. Methanol, Di-Methylether, Olefine, Huminsäuren oder synthetisches Erdgas erzeugt. Dies ermöglicht nicht zuletzt einen nachhaltigen, wirtschaftlichen Gesamtprozess. According to one embodiment, from the (respective) furnace chamber withdrawn at least three different gases / gas species in the further handling chemical recyclables such. As methanol, di-methyl ether, olefins, humic acids or synthetic natural gas produced. Last but not least, this enables a sustainable, economic overall process.
Gemäß einer Ausführungsform wird wenigstens eines der aus der (jeweiligen) Ofenkammer abgezogenen wenigstens drei unterschiedlichen Gase/Gasarten einem die Ofenkammer indirekt heizenden Brenner als Brennstoff zugeführt. Hierdurch können Rohstoffe und Energie eingespart werden . Das für die Brenner abgezogene Gas kann aus den folgenden Komponenten bestehen, insbesondere zu mindestens 97%: C2H6, N2, CO, CH4, H2, C02. Das für die Brenner vorgesehene Gas kann an unterschiedlichen Höhenpositionen, insbesondere an drei der Höhenpositionen abgezogen werden . Vor der Zuführung zum jeweiligen Brenner kann eine Gasreinigung erfolgen, insbesondere bezüglich BTX und hohen Kohlenwasserstoffen. Dies verbessert die Funktionsweise der Brenner. Gemäß einer Ausführungsform wird Braunkohlenkoks mit festem Kohlenstoffanteil (Cfix) von größer 55Ma% erzeugt. Das Verfahren ermöglicht, hochqualitativen Koks für breite Verwendung bereitzustellen . Die Bezugsgröße Cfix lässt sich dabei auch als Koksausbeute abzüglich Aschegehalt definieren . According to one embodiment, at least one of the at least three different gases / gas types withdrawn from the (respective) furnace chamber is supplied as fuel to a burner which indirectly heats the furnace chamber. As a result, raw materials and energy can be saved. The gas withdrawn for the burners may consist of the following components, in particular at least 97%: C2H6, N2, CO, CH4, H2, CO2. The gas provided for the burner can be withdrawn at different height positions, in particular at three of the height positions. Before the feed to the respective burner, a gas purification can take place, in particular with respect to BTX and high hydrocarbons. This improves the operation of the burner. According to one embodiment, solid carbon coke coal (Cfix) of greater than 55Ma% is produced. The process makes it possible to provide high quality coke for wide use. The reference quantity Cfix can also be defined as coke yield minus ash content.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt in einem mäanderförmigen Heizkanal auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer in Umkehrpunkten mit Beobachtungsstellen eine Messung, insbesondere eine Temperaturmessung. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt im mäanderförmigen Heizkanal in wenigstens einem Umkehrpunkt eine Regulierung, insbesondere mittels eines Regulierschiebers von außen . Gemäß einer Ausführungsform erfolgt an wenigstens einem Heizkanal wenigstens eine Messung und/oder wenigstens eine Regulierung mittels Schiebersteinen, nämlich an wenigstens einem Heizkanal aus der Gruppe von wenigstens drei horizontalen Heizkanälen und einem darüber angeordneten mäanderförmigen Heizkanal, insbesondere an einem Umkehrpunkt. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt an einem oder mehreren vertikalen Durchlässen eines/des mäanderförmigen Heizkanals der Ofenkammer ein Kurzschluss oder Bypass, insbesondere durch Freigeben oder Blockieren der vertikalen Durchlässe. Gemäß einer Ausführungsform wird an einem oder mehreren vertikalen Durchlässen des mäanderförmigen Heizkanals jeweils wenigstens ein Justierorgan zur Regulierung angeordnet, insbesondere ein von außen betätigbarer Schieberstein . Dies liefert jeweils zuvor beschriebene Vorteile. According to one embodiment, a measurement, in particular a temperature measurement, takes place in a meandering heating channel on at least one side of the oven chamber at points of reversal with observation points. According to one embodiment, a regulation takes place in the meandering heating channel in at least one turning point, in particular by means of a regulating slide from the outside. According to one embodiment, at least one heating channel carries out at least one measurement and / or at least one regulation by means of pusher blocks, namely at least one heating channel from the group of at least three horizontal heating channels and a meandering heating channel disposed above, in particular at a reversal point. According to one embodiment, a short circuit or bypass takes place at one or more vertical passages of the meandering heating channel of the furnace chamber, in particular by releasing or blocking the vertical passages. According to one embodiment, in each case at least one adjusting element is arranged for regulation on one or more vertical passages of the meandering heating channel, in particular a sliding block actuatable from the outside. This provides each previously described advantages.
Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung einer zuvor beschriebenen Gasevakuieranordnung an wenigstens einer vertikalen Ofenkammer zum Evakuieren von wenigstens drei Gasarten aus der Ofenkammer zum Einstellen eines vertikalen Temperaturprofils innerhalb einer Brikett-Schüttung in der Ofenkammer. At least one of the objects described above is also achieved by using a previously described gas evacuation assembly on at least one vertical furnace chamber for evacuating at least three types of gas from the furnace chamber to establish a vertical temperature profile within a briquette bed in the furnace chamber.
Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird erfindungsgemäß auch gelöst durch Verwendung wenigstens einer Gasart von wenigstens drei aus einer vertikalen Ofenkammer mittels einer zuvor beschriebenen Gasevakuierungsanordnung evakuierten Gasarten zum Bereitstellen von Brenngas an wenigstens einem die Ofenkammer indirekt beheizenden Brenner. According to the invention, at least one of the objects described above is also achieved by using at least one gas species evacuated from a vertical furnace chamber by means of a previously described gas evacuation arrangement to provide fuel gas to at least one burner indirectly heating the furnace chamber.
Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Ofenanordnung zur Herstellung von Koks-Briketts, umfassend eine zuvor beschriebene Gasevakuieranordnung sowie eine Ofenvorrichtung, welche Ofenvorrichtung auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer in wenigstens einer Heizwand in einer unteren Hälfte, insbesondere einem unteren Drittel wenigstens einen horizontalen Heizkanal und darüber, insbesondere zumindest auch in einer oberen Hälfte oder beginnend in einem mittleren Drittel, einen sich mäanderförmig in mehreren Höhenebenen erstreckenden Heizkanal aufweist, welche Heizkanäle jeweils individuell durch wenigstens einen Brenner beheizbar sind, insbesondere mittels aus der Ofenkammer evakuiertem Gas. According to the invention, at least one of the objects described above is also achieved by a furnace assembly for producing coke briquettes, comprising a gas evacuation arrangement described above and a furnace device, which furnace device on at least one side of the furnace chamber in at least one heating wall in a lower half, in particular a lower third at least one horizontal heating channel and above, in particular at least in an upper half or beginning in a middle third, a meandering in several Has height levels extending heating channel, which heating channels are individually heated by at least one burner, in particular by evacuated from the furnace chamber gas.
Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Briketts aus kohlehaltigem festem Einsatzstoff, umfassend sowohl das Trocknen von aus Einsatzstoff erstellten Briketts in einem Brikett-Trockner als auch das Verkoken der Briketts zu Koksbriketts in einer Ofenkammer, wobei an wenigstens drei über mindestens die halbe Höhe der Ofenkammer verteilten Höhenpositionen der Ofenkammer Gas evakuiert wird, welches Gas zumindest teilweise zur Beheizung der Ofenkammer zu an der Ofenkammer angeordneten Brennern geführt wird . Dieses Verfahren kann mittels einer zuvor beschriebenen Ofenanordnung durchgeführt werden . At least one of the objects described above is also achieved according to the invention by a process for producing briquettes from carbonaceous solid feedstocks, comprising both the drying of feed briquettes in a briquette dryer and the coking of the briquettes into coke briquettes in a furnace chamber, wherein At least three distributed over at least half the height of the furnace chamber height positions of the furnace chamber gas is evacuated, which gas is at least partially performed to heat the furnace chamber to the furnace chamber arranged burners. This method can be carried out by means of a previously described furnace arrangement.
Bezüglich der Betriebsweise der jeweiligen Ofenkammer kann Folgendes erwähnt werden. Die Rohstoffbriketts werden in einer Zeitspanne von 4 bis 15 h, insbesondere von 6 bis 9 h durch die jeweilige Ofenkammer geführt. Die Rohstoffbriketts werden dabei von Anfangstemperaturen zwischen 100 bis 200°C, insbesondere 150°C auf Endtemperaturen zwischen 900 und 1100°C erwärmt, insbesondere mehrstufig . Die erforderliche Wärme kann dabei in zwei seitlich zur jeweiligen Kammer angeordneten Kanälen, die durch mehrere externe Brenner beheizt werden können, erzeugt und indirekt durch eine Steintrennwand in die jeweilige Ofenkammer übertragen werden. Üblicherweise sind 2 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Schachtkammern zu einer Ofenbatterie zusammen geschalten. Der jeweilige Schacht hat eine Höhe von 3.5 bis 10m, insbesondere eine Höhe von 5 bis 8m. Der jeweilige Schacht hat eine Breite von 150 bis 600mm, insbesondere eine Breite von 200 bis 400mm. Insbesondere bestehen die Briketts aus der Kohlesorte (Hart- und Weich-)Braunkohle mit flüchtigen Kohlebestandteilen (fB) >=45Ma% und Wassergehalten > Ma45%. Wahlweise beinhaltet der zu Briketts verarbeitete Rohstoff schwachbackende Steinkohlen mit flüchtigen Bestandteilen >= 28Ma% bis 45Ma% (insbesondere Gas-, Gasflamm- und Flammkohlen), oder aber mit flüchtigen Bestandteilen <= 22Ma% (insbesondere Ess- und Magerkohlen). Die schwachbackenden Steinkohlen weisen selbst nur geringe Backeigenschaften auf. Den schwachbackenden Steinkohlen können in einem vorangeschalteten Mischprozess Bindemittel hinzugefügt werden, wodurch die Klebwirkung bzw. Backeigenschaft der Kohlepartikel während des Brikettiervorganges erhöht wird. Aufgrund ihrer Tiegelkoksbeschaffenheit stellt vor allem die Fettkohle eine gut backende Kohle dar (klassische„Kokskohle"). Daneben zählen auch die so genannte Ess- und die Gaskohle zu den gut backenden Kohlen. Alle anderen Kohlearten werden in der vorliegenden Beschreibung als schwach backende Kohlen bezeichnet Regarding the operation of the respective furnace chamber, the following can be mentioned. The raw material briquettes are passed through the respective furnace chamber in a period of 4 to 15 hours, in particular from 6 to 9 hours. The raw material briquettes are heated from initial temperatures between 100 to 200 ° C, especially 150 ° C to final temperatures between 900 and 1100 ° C, in particular multi-stage. The required heat can be generated in two laterally to the respective chamber arranged channels, which can be heated by a plurality of external burners, and transmitted indirectly through a stone partition into the respective furnace chamber. Usually, 2 to 10, in particular 4 to 6 manhole chambers are connected together to form a furnace battery. The respective shaft has a height of 3.5 to 10m, in particular a height of 5 to 8m. The respective shaft has a width of 150 to 600 mm, in particular a width of 200 to 400 mm. In particular, the briquettes consist of the type of coal (hard and soft) lignite with volatile carbon constituents (fB)> = 45Ma% and water contents> Ma45%. Optionally, the raw material processed into briquettes contains low-baking hard coals with volatile constituents> = 28Ma% to 45Ma% (in particular gas, gas flame and flame coals) or with volatile constituents <= 22Ma% (in particular cooking and lean coals). The low-baking hard coal even have only low baking properties. Binders can be added to the weakly-baked coal in a preceding mixing process, thereby increasing the adhesion or baking property of the carbon particles during the briquetting process. Due to their crucible coke properties, especially the charcoal is a good baking coal (classic "coking coal") .Also the so-called "Ess" and "Gas" coals are good baking coals All other types of coals are referred to in this description as low baking coals
Es hat sich gezeigt, dass die Briketts auch aus Steinkohlesorten wie Anthraziten (fB < 12%), Magerkohlen (12% < fB < 19%), Gaskohlen (28% < fB < 35%), Gasflammkohlen (35% < fB < 45%) oder alternativ aus einer Mischung dieser Kohlesorten bestehen können, wahlweise auch unter Verwendung von hochwertigen Fett(Koks)-kohlen (19% < fB < 28%). Über diese Prozentangaben und basierend auf den Normen für Kohlearten ist eine noch spezifischere Zuordnung möglich. It has been shown that the briquettes are also made from types of hard coal such as anthracites (fB <12%), malt coals (12% <fB <19%), gas coals (28% <fB <35%), gas flame coals (35% <fB <45 %) or alternatively may consist of a mixture of these types of coal, optionally also using high quality fat (coke) carbons (19% <fB <28%). These percentages, based on standards for carbon species, allow even more specific assignment.
Insbesondere kann der Rohstoff in einer Lochscheibenwalzenmühle zu Pellets zerkleinert werden, insbesondere mit einer Korngröße von 0 bis 2mm. Es hat sich gezeigt, dass mittels einer Lochscheibenwalzenmühlen erzeugte Pellets/Körner besonders bindungsfreundlicher sind (sie verbacken leicht) und daher den nachgeschalteten Brikettiervorgang (das Verpressen) vereinfachen . In particular, the raw material can be comminuted in a perforated disc roller mill to pellets, in particular with a grain size of 0 to 2mm. It has been found that pellets / grains produced by means of a perforated disc mill are particularly easy to bond (they cake easily) and therefore simplify the downstream briquetting process (compression).
Nach dem Zerkleinern wird der Rohstoff verpresst. Dieser Verdichtungsprozess (Agglomeration) erfolgt bevorzugt in einer Formkanalstempelpresse. Es hat sich gezeigt, dass sich mittels einer Kanalmatrizengeometrie in der Art eines Venturi-Rohrs mit Querschnittsverengung und auslaufender Querschnittserweiterung besonders druckbeständige Briketts realisieren lassen . Andere Pressenarten konnten keine vergleichbar guten Ergebnisse liefern. After crushing the raw material is pressed. This compacting process (agglomeration) is preferably carried out in a molding channel stamp press. It has been found that it is possible to realize particularly pressure-resistant briquettes by means of a channel template geometry in the manner of a Venturi tube with a cross-sectional constriction and an expansive cross-sectional enlargement. Other types of press could not deliver comparably good results.
Ferner hat sich gezeigt, dass sich eine besonders hohe Brikettfestigkeit erzielen lässt, wenn der Einsatzstoff nach der Formgebung im Werkzeug durch einen sich verengenden Querschnitt hindurchgedrückt wird . Eine noch höhere Brikettfestigkeit lässt sich dann erzielen, wenn der Einsatzstoff danach entlang einer sich erweiternden Auslaufstrecke geführt wird. Vorteilhafter Weise ist die Wegstrecke für die Verengung kürzer als die Auslaufstrecke bzw. kürzer als der Abschnitt mit Querschnitterweiterung . Es hat sich gezeigt, dass Briketts in flacher zylindrischer Form (scheibenartig, puckartig) besonders gute Festigkeitswerte liefern, sei es vor oder nach Verkokung. Insbesondere ein Verhältnis von Brikettdurchmesser zu Briketthöhe von 1 bis 5, insbesondere 2 bis 3 liefert gute Ergebnisse auch hinsichtlich des Erwärmungs- und Verkokungsprozesses. Das Brikett weist bevorzugt einen Durchmesser von 20 bis 100mm auf. Das Brikett wird insbesondere aus Kohlekorngrößen zwischen 0 und 2mm erzeugt. Sollte sich zeigen, dass die erforderliche Festigkeit auch durch eine andere Matrize oder eine andere Art von Presse erzielt werden kann, so können die Briketts wahlweise auch eine andere Geometrie aufweisen, wie z.B. würfel-, quader-, plättchen-, muschel-, kissen-, kugel- oder eierförmige Geometrien . Bei bisherigen Experimenten wurden die besten Erfahrungen jedoch mit der Puck-Form gemacht. Furthermore, it has been found that a particularly high briquette strength can be achieved if the starting material is pressed through a narrowing cross-section after shaping in the tool. An even higher briquette strength can be achieved if the feed is then guided along an expanding discharge line. Advantageously, the distance for the constriction is shorter than the exit distance or shorter than the section with cross-sectional extension. It has been shown that briquettes in flat cylindrical form (disk-like, puck-like) provide particularly good strength values, be it before or after coking. In particular, a ratio of briquette diameter to briquet height of 1 to 5, in particular 2 to 3, gives good results also with regard to the heating and coking process. The briquette preferably has a diameter of 20 to 100 mm. The briquette is produced in particular from coal grain sizes between 0 and 2mm. Should it be shown that the required strength can also be achieved by another die or another type of press, the briquettes can optionally also have a different geometry, such as, for example, cubes, cuboids, platelets, mussels, pillows , spherical or egg-shaped geometries. In previous experiments, however, the best experiences were made with the puck shape.
Als Verfahrensparameter lassen sich nennen : Pressdruck, -dauer und -temperatur. Das Verpressen erfolgt insbesondere bei Drücken von 120 bis 150MPa, insbesondere bei 140MPa . Das Verpressen erfolgt insbesondere bei Temperaturen zwischen 60 und 100°C. Das Verpressen erfolgt insbesondere während einer Dauer von bis zu 15sek. As process parameters can be mentioned: pressing pressure, duration and temperature. The pressing takes place in particular at pressures of 120 to 150 MPa, in particular at 140 MPa. The pressing takes place in particular at temperatures between 60 and 100 ° C. In particular, the compression takes place for a period of up to 15 seconds.
Es hat sich gezeigt, dass die hier beschriebenen Kohlesorten in vorgeschalteten Prozessschritten mit Verkokungshilfsmitteln vermischt werden können, wodurch die Verkokung effizienter wird und das Koksprodukt höhere Qualität verliehen wird, z.B. eine höhere Festigkeit oder höhere Reaktivität. It has been found that the types of coals described herein can be mixed in advance with coking aids, which makes coking more efficient and gives the coke product higher quality, e.g. a higher strength or higher reactivity.
Gemäß einer Ausführungsform wird dem Brikettiervorgang (beim Verpressen) mindestens ein Verkokungshilfsmittel hinzugeführt, insbesondere zur Verbesserung der Effizienz des nachgeschalteten Verkokungsvorganges. Verkokungshilfsmittel können einzeln oder in Kombination gewählt werden, insbesondere aus einer Gruppe von bisher im Zusammenhang mit klassischen Einsatzstoffen bereits als zweckdienlich erachteten Verkokungshilfsmitteln. According to one embodiment, at least one coking aid is added to the briquetting process (during pressing), in particular to improve the efficiency of the subsequent coking process. Coking auxiliaries can be selected individually or in combination, in particular from a group of coking aids which have hitherto been regarded as useful in connection with conventional starting materials.
Es hat sich gezeigt, dass durch das hier beschriebene Verfahren bei Verwendung von Braunkohlen als Einsatzstoff der Kohlenstoffgehalt C(fix) des erzeugten Kokses auf werte oberhalb von 55% angehoben werden kann, so dass der spätere Einsatz dieses Kokses sogar in Direktschmelzreduktionsprozessen zur Stahlerzeugung (COREX/FINEX-Verfahren bei PRIMETALS) ermöglich werden kann. It has been found that the method described here can be increased to values above 55% when lignite is used as feedstock, so that the later use of this coke is even used in direct smelting reduction processes for steelmaking (COREX / FINEX method at PRIMETALS).
Bevorzugt werden dem Rohstoff vor dem Press- und Verkokungsvorgang in ein- oder mehrstufigen Mischungsprozessen Back(Kleb)- und Verkokungs-Hilfsstoffe hinzugefügt, insbesondere um die Qualität des erzeugten Kokses zu verbessern oder den Brikettpressvorgang aus schwachbackenden Kohlesorten zu erleichtern. Bevorzugt werden derartige Hilfsstoffe vor dem Brikettieren bei Temperaturen im Bereich von 30 bis 120°C hinzugemischt. Back (adhesive) and coking auxiliaries are preferably added to the raw material before the pressing and coking process in single or multi-stage mixing processes, in particular in order to improve the quality of the coke produced or to facilitate the briquetting process from low-baking coals. Such adjuvants are preferably added before briquetting at temperatures in the range of 30 to 120 ° C.
Die Hilfsstoffe können insbesondere aus folgender Gruppe gewählt werden, wahlweise in Kombination: Melasse, Sulfitablauge, Sulfatablauge, Propanbitumen, Zellulose-Fasern, HSC (High-Conversion Soaker Cracking)-Rückstand, HSC/ROSE (Residue Oil Supercritical Extraction)-Mischrückstände aus der Erdölindustrie. Generell ist zwischen Verkokungs-Hilfsmitteln und Back(Kleb)-Hilfsmitteln zu unterscheiden, jedoch kann es auch Hilfsmittel geben, welche bei bestimmten Einsatzstoffen beide Funktionen erfüllen können. The auxiliaries can be selected in particular from the following group, optionally in combination: molasses, sulfite liquor, sulfate liquor, propane bitumen, cellulose fibers, HSC (High Conversion Soaker Cracking) residue, HSC / ROSE (Residue Oil Supercritical Extraction) mixed residues from the oil industry. In general, a distinction must be made between coking aids and baking (adhesive) aids, but there may also be auxiliaries which can fulfill both functions for certain feedstocks.
Es hat sich gezeigt, dass eine Zugabe von Wasser bei den hier beschriebenen Kohlesorten eher ungünstig ist. Beispielsweise Braunkohlen weisen üblicherweise Wassergehalte von >45% auf. Um eine hohe Effizienz des Brikettiervorganges sicherstellen zu können, hat sich gezeigt, dass es sinnvoll ist, einen bestimmten (nicht zu hohen) Wassergehalt einzuhalten. Insbesondere hat sich gezeigt, dass Wassergehalte um 20% vorteilhaft sind . Daher kann auch eine Vortrocknung erfolgen. It has been shown that an addition of water in the coal types described here is rather unfavorable. For example, lignites usually have water contents of> 45%. In order to ensure a high efficiency of the briquetting process, it has been found that it makes sense to maintain a certain (not too high) water content. In particular, it has been shown that water contents are advantageous by 20%. Therefore, a predrying can take place.
Der anschließende Brikettiervorgang erfolgt insbesondere im Temperaturbereich zwischen 40 bis 90°C, insbesondere zwischen 55 bis 65°C. Diese Art und Weise der Agglomeration führt zu hohen Druck- und Abrasionsfestigkeiten des erzeugten Kohlebriketts, insbesondere Festigkeiten >= 30MPa . The subsequent briquetting takes place in particular in the temperature range between 40 to 90 ° C, in particular between 55 to 65 ° C. This type of agglomeration leads to high compressive and abrasion strengths of the coal briquette produced, in particular strengths> = 30 MPa.
Die Briketts können mit einem Kran oberhalb eines Haupttrockners platziert werden, und können durch den Haupttrockner, durch den Verkokungsschacht und weiter in eine Vorrichtung zur Kokstrockenkühlung rutschen . Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, das Brikett in einem Haupttrocknungsprozess nach der Agglomeration auf Wassergehalte zwischen 2 bis 4Ma% schonend zu trocknen . The briquettes may be placed with a crane above a main dryer and may pass through the main dryer, through the coking pit and further into a coke drying cooling device. It has been shown that it is advantageous to gently dry the briquette in a main drying process after agglomeration to water contents of 2 to 4% by mass.
Der Haupttrocknungsprozess der Briketts erfolgt insbesondere durch Dächer-Trockner-Einheiten und dient der weiteren Reduzierung des Wassergehaltes des Briketts von ca . 20Ma% auf etwa 3Ma%. Dadurch kann sichergestellt werden, dass in die Kammer übertragene Wärme nicht zu einem hohen Anteil für Wasserverdampfung dissipiert wird, was erfahrungsgemäß auch zum Aufbrechen des Briketts führen kann . The main drying process of the briquettes is done in particular by roof dryer units and serves to further reduce the water content of the briquette of approx. 20Ma% to about 3Ma%. In this way it can be ensured that heat transferred into the chamber is not dissipated to a high proportion for water evaporation, which according to experience can also lead to breaking up of the briquette.
Der Haupttrocknungsprozess erfolgt insbesondere zweistufig, kann aber auch ein- oder mehrstufig erfolgen . Als Trocknungsmedium wird bevorzugt heißes Abgas/Rohgas verwendet, das aus Verbrennungsprozessen in Heizkanälen der unter dem Trockner angeordneten Ofenkammer resultiert und nach oben in die dachförmig ausgeführten Kanäle geleitet werden kann. The main drying process takes place in particular in two stages, but can also take place in one or more stages. The drying medium used is preferably hot exhaust gas / raw gas, which results from combustion processes in heating channels of the oven chamber arranged below the dryer and can be conducted upwards into the roof-shaped channels.
Die Anordnung dieser Kanäle erfolgt insbesondere kreuzförmig, für eine Kreuzstromordnung . Zumindest abschnittsweise kann auch eine Gegen- oder Gleichstromanordnung vorgesehen sein. Zur Erhöhung der Trocknungseffizienz kann eine für die Haupttrocknung eingerichtete Haupttrocknungseinheit mit einem externen Brenner mit Flammenüberwachung gekoppelt sein, durch welchen zusätzliches Abgas für alle oder mehrere oder auch nur eine Trocknungsstufe bereitgestellt werden kann . Die Haupttrocknungseinheit und die jeweilige Ofenkammer können durch ein hermetisch abdichtbares, insbesondere luftdichtes Schleusensystem voneinander getrennt sein. Das Schleusensystem kann insbesondere in Form einer Doppelklappe an wenigstens zwei Ofenkammern gekuppelt sein. The arrangement of these channels is particularly cross-shaped, for a cross-current order. At least in sections, a counter or DC arrangement can be provided. To increase the drying efficiency, a main drying unit configured for main drying may be coupled to an external burner with flame monitoring, by means of which additional waste gas for all or several or even only one drying stage can be provided. The main drying unit and the respective furnace chamber can be separated from one another by a hermetically sealable, in particular airtight, lock system. The lock system can be coupled in particular in the form of a double flap to at least two furnace chambers.
Bevorzugt wird der Rohstoff/Einsatzstoff (bzw. die Briketts) im unterhalb des Haupttrockners befindlichen Verkokungsschacht (bzw. Ofenkammer) durch Anwendung eines rohstoffspezifischen Temperaturregimes aufgeheizt. Beispielsweise liefert folgendes Temperaturregime Vorteile: In einer ersten Stufe, insbesondere über einen Zeitraum von 0 bis etwa 4 bis 7h, werden die Briketts bis in einen Temperaturbereich von 300 bis 400°C erwärmt, wobei mit einem Temperaturanstieg von 0.75 bis 0.9 K/min gearbeitet wird . In wenigstens einem weiteren Schritt, in welchem die Briketts in den Temperaturbereich von 300 bis 1100°C gebracht werden, wird mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 2.6 bis 3 K/min aufgeheizt. The raw material / feedstock (or the briquettes) is preferably heated in the coking shaft (or furnace chamber) located below the main dryer by using a raw material-specific temperature regime. For example, the following temperature regime provides advantages: In a first stage, in particular over a period of 0 to about 4 to 7 h, the briquettes are heated to a temperature range of 300 to 400 ° C, working with a temperature increase of 0.75 to 0.9 K / min becomes . In at least one further step, in which the briquettes are brought into the temperature range of 300 to 1100 ° C, is heated at a heating rate of 2.6 to 3 K / min.
Es kann für bestimmte Einsatzstoffe auch von Vorteil sein, nur einstufig mit konstanten Aufheizgeschwindigkeiten aufzuheizen, was ebenfalls mit den gewünschten hohen Koksfestigkeiten verbunden sein kann. It may also be advantageous for certain starting materials to heat only in one stage at constant heating rates, which may also be associated with the desired high coke strengths.
Dank des/der hier beschriebenen nachhaltigen Verfahrens (insbesondere in Verbindung mit einer spezifischen Agglomerationstechnik) lässt sich eine in Bezug auf die Einsatzstoffe vergleichsweise hochqualitative Kohle bzw. Koks bereitstellen. Die Aufrechterhaltung der gewünschten Brikettform, insbesondere einer zylindrischen Puck-Form auch während der Verkokung kann sichergestellt werden. Im Laufe des Verkokungsvorganges schrumpft die Kohle sowohl masse- als auch volumenbezogen um 40 bis 60%, insbesondere 50%, und erlangt auch dadurch die erwünschten hohen Druck- und Abrasionsfestigkeiten von >30MPa (insbesondere Koksfestigkeit nach Reaktion (CSR)) sowie geringe Reaktivitäten mit CRI-(Coke Reactivity Index; Koksreaktivitätsindex) Werten <55%. Diese Obergrenze für die Reaktivität ist erforderlich, da sich ansonsten das Kohlebrikett von allein bei Luftanwesenheit entzünden könnte. Das durch diese Grenzwerte definierte Qualitätsniveau konnte bisher mit den beschriebenen minderwertigen Kohlequalitäten bisher nicht erreicht werden. Insbesondere führten bisherige Verfahren und Vorrichtungen zu einer Rissbildung im Brikett oder gar zur vollständigen Zerstörung der Brikettform. Masse- und Volumenänderungen können sich dabei insbesondere in demselben Verhältnis vollziehen. Dank des hier beschriebenen Verfahrens kann die Brikettform (Puck-Form) aufrechterhalten werden, mit der Folge, dass Druckverlust, Wärmetransport, Strömungsprofil und andere Verfahrensparameter vordefinierbar bleiben. Die jeweilige Ofenkammer besteht insbesondere aus feuerfestem Silika-Material . Thanks to the sustainable method described here (in particular in connection with a specific agglomeration technique), it is possible to provide a comparatively high-quality coal or coke in relation to the starting materials. The maintenance of the desired briquette shape, in particular a cylindrical puck shape even during coking can be ensured. In the course of the coking process, the coal shrinks both by mass and volume by 40 to 60%, in particular 50%, and thereby also obtains the desired high compressive and abrasion strengths of> 30 MPa (in particular cohesive strength after reaction (CSR)) and low reactivities CRI (Coke Reactivity Index) values <55%. This upper limit of reactivity is required because otherwise the coal briquette could ignite by itself in the presence of air. The quality level defined by these limits could not be achieved so far with the described inferior coal qualities. In particular, previous methods and devices have led to crack formation in the briquette or even complete destruction of the briquette form. Mass and volume changes can take place here in particular in the same ratio. Thanks to the method described here, the briquette shape (puck shape) can be maintained, with the result that pressure loss, heat transfer, flow profile and other process parameters remain predefinable. The respective furnace chamber consists in particular of refractory silica material.
Im Folgenden werden Aspekte beschrieben, die sich auf eine Optimierung der Wärme-/Energiebilanz beziehen. Seitlich an der jeweiligen Ofenkammer können Beheizungskanäle in die Wand integriert angeordnet sein, insbesondere beidseitig. Die Beheizungskanäle können durch wenigstens einen, bevorzugt vier externe Brenner befeuert werden. Die Brenner sind insbesondere übereinander an horizontale Heizkanäle gekoppelt. Dabei können die Abgase bzw. Rauchgase aus den Heizwänden auch energetisch verwertet werden, wozu wahlweise ein Abzugsamin durch ein Rauchgasgebläse unterstützt werden kann. In the following, aspects are described that relate to an optimization of the heat / energy balance. Heating channels can be arranged integrated into the wall on the side of the respective furnace chamber, in particular on both sides. The heating channels can be fired by at least one, preferably four, external burners. The burners are in particular coupled one above the other to horizontal heating channels. In this case, the exhaust gases or flue gases from the heating walls can also be utilized energetically, including optionally a flue can be supported by a flue gas fan.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind drei Brenner an drei unteren bzw. untersten horizontalen Kanälen vorgesehen/gekoppelt. Die unteren drei Kanäle verlaufen horizontal zur gegenüberliegenden Seite der Ofenkammer und gehen dort in einen jeweiligen nach oben führenden Vertikalheizschacht über. Es hat sich gezeigt, dass durch die konzentrierte Anordnung von drei Brennern im unteren Bereich des Schachtes/Ofens dort eine intensive Wärmequelle gebildet werden kann, die dazu führt, dass sich in der Kammer Temperaturen von > 500° C ausbilden, die zur Koksbildung erforderlich sind . Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist über den unteren bzw. untersten horizontalen Kanälen ein mäanderförmig nach oben führender Kanal in der Heizwand ausgebildet, insbesondere als vierter Kanal (von unten gezählt). An den mäanderförmigen Kanal kann ebenfalls ein Brenner gekoppelt sein. Es hat sich gezeigt, dass mittels dieses mäanderförmigen Kanals eine vorteilhafte Wärmeverteilung sichergestellt werden kann, insbesondere in vertikaler Richtung . Auf dem Weg nach oben können sich die durch den entsprechenden (insbesondere vierten) Brenner erzeugten Abgase langsam abkühlen, wodurch in vertikaler Richtung eine stufenförmige Wärmeübertragung in die Charge/Schüttung der Briketts sichergestellt werden kann. Eine derartige stufenförmige Wärmeübertragung liefert diverse Vorteile, sei es energetische Vorteile, sei es Vorteile hinsichtlich der Formbeständigkeit der Briketts oder allgemein hinsichtlich eines schonenden Verkokungsvorganges. Die Brenner können insbesondere mit Erdgas und/oder Koksofengas aus dem Verkokungsschacht befeuert werden . Dank der zuvor beschriebenen Konfiguration kann davon abgesehen werden, eine bisher verwendete kostspielige Generatorgasanlage vor der jeweiligen Ofenkammer zur Erzeugung von Verbrennungsgas aus Kohle vorzusehen, was auch bezüglich Emissionen Nachteile hätte. According to an advantageous embodiment, three burners are provided / coupled to three lower or lowest horizontal channels. The lower three channels run horizontally to the opposite side of the oven chamber and go there in a respective upward leading vertical heating shaft. It has been found that the concentrated arrangement of three burners in the lower part of the shaft / furnace can form an intense heat source there, which results in temperatures of> 500 ° C. forming in the chamber, which are required for coke formation , According to an advantageous embodiment, a meandering upwardly leading channel in the heating wall is formed above the lower or lowermost horizontal channels, in particular as a fourth channel (counted from below). A burner can also be coupled to the meandering channel. It has been shown that an advantageous heat distribution can be ensured by means of this meandering channel, in particular in the vertical direction. On the way up, the exhaust gases produced by the corresponding (in particular fourth) burner can slowly cool down, whereby a gradual heat transfer into the charge / bed of the briquettes can be ensured in the vertical direction. Such a step-shaped heat transfer provides various advantages, be it energy benefits, be it advantages in terms of dimensional stability of the briquettes or generally with regard to a gentle coking process. The burners can in particular be fired with natural gas and / or coke oven gas from the coking shaft. Thanks to the configuration described above, it can be dispensed with to provide a previously used expensive generator gas system in front of the respective furnace chamber for generating combustion gas from coal, which would also disadvantages in terms of emissions.
Im Folgenden werden Aspekte beschrieben, die sich auf eine nachhaltige Verwendung von beim Verkoken entstehenden Nebenprodukten beziehen. Es hat sich gezeigt, dass es insbesondere im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Einsatzstoffen vorteilhaft ist, Nebenprodukte an unterschiedlichen Höhenpositionen der jeweiligen Ofenkammer zu entnehmen, was eine hohe Selektivität und auch eine gute Einflussnahme auf das Temperaturregime ermöglicht. The following describes aspects related to the sustainable use of coking by-products. It has been shown that it is advantageous, in particular in connection with the starting materials described here, to remove by-products at different height positions of the respective furnace chamber, which allows a high selectivity and also a good influence on the temperature regime.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden bei der Verkokung in der jeweiligen Ofenkammer entstehende hochkalorige Gase an 1 bis 5 Entnahmestellen in verschiedenen Höhenpositionen entnommen, also aus der Kammer evakuiert und der weiteren Verwertung zugeführt. An der jeweiligen Entnahmestelle kann insbesondere ein Stutzen mit vorgegebenem Winkel vorgesehen sein . According to an advantageous embodiment, when the coking in the respective furnace chamber resulting high-calorific gases are taken at 1 to 5 sampling points in different height positions, ie evacuated from the chamber and fed to further utilization. At the respective removal point, in particular a nozzle with a predetermined angle can be provided.
Im oberen Teil der Ofenkammer erfolgte bisher üblicherweise eine ungewollte so genannte Spülgasverkokung . Durch im unteren Teil frei werdende Gase hervorgerufenes Spülgas steigt in der Kammer auf und verursacht eine ungewollte Reaktion mit den oben angeordneten Briketts, in einem ungewollten oder unkontrollierbaren Temperaturbereich. Dies ging bisher in diesen oberen Bereichen der Kammern erfahrungsgemäß mit einer ungewollten konvektiven Wärmeübertragung und einer Reduzierung der Koksqualität einher. Dies führte bisher dazu, dass sich in vielen Anordnungen oder Ofenkonfigurationen ein Temperaturprofil in der Schüttung nicht auf einfache Weise kontrollieren ließ. Die Verkokung erfolgte also auf mehr oder weniger chaotische Weise. In the upper part of the furnace chamber was previously usually an unwanted so-called Spülgasverkokung. By evolved in the lower part of gases evoked purge gas rises in the chamber and causes an unwanted reaction with the briquettes arranged above, in an unwanted or uncontrollable temperature range. Experience has shown that in these upper areas of the chambers this has been accompanied by an unwanted convective heat transfer and a reduction in the coke quality. This has so far meant that in many arrangements or furnace configurations, a temperature profile in the bed was not easily controlled. The coking was done in a more or less chaotic way.
Es hat sich nun gezeigt, dass mittels einer Anordnung mit an unterschiedlichen Höhenpositionen angeordneten Entnahmestellen eine bisher üblicherweise im oberen Teil der Ofenkammer auftretende Spülgasverkokung verhindert werden kann . It has now been found that by means of an arrangement with arranged at different height positions sampling points a hitherto usually occurring in the upper part of the oven chamber Spülgasverkokung can be prevented.
Diese Maßnahme hat darüber hinaus den Vorteil, dass man die in den einzelnen Stufen des Verkokungsprozesses frei werdenden Gase fraktioniert aus dem Verkokungsprozess evakuieren kann und so einer spezifischen Gasaufbereitung zuführen bzw. die Umwandlung in chemische Wertstoffe umsetzen kann. Fraktionierte Entnahme ist dabei als eine Entnahme an unterschiedlichen Höhenpositionen und unterschiedlichen Gasarten bzw. Gaszusammensetzungen zu verstehen. Es hat sich gezeigt, dass sich mittels einer (je Einsatzstoff oder Art des Verkokungsvorganges) vordefinierbaren Beabstandung der Entnahmestellen bereits eine recht selektive Vorauswahl hinsichtlich der Zusammensetzung der entnommenen Gase treffen lässt. In addition, this measure has the advantage that the gases released in the individual stages of the coking process can be fractionally evacuated from the coking process and can thus be fed to a specific gas treatment or converted into chemical recyclables. Fractionated extraction is to be understood as a removal at different height positions and different types of gas or gas compositions. It has been shown that by means of a (per input material or type of coking process) predefinable spacing of the sampling points can make a very selective pre-selection with regard to the composition of the extracted gases.
Vorteilhafter Weise befinden sich eine, mehrere, oder auch alle Entnahmestellen in vertikaler Richtung mindestens 50% über dem Schacht-/bodenaustritt der jeweiligen Kammer. Dies hat nicht zuletzt hinsichtlich der Anordnung einer Ausstehzone vor dem Austragsystem Vorteile. Dadurch können Rohgase aus dem oberen Bereichen abgesaugt und über die untere „Absaugung " wieder in den Schacht geleitet werden. Die jeweilige untere Gasabzugsleitung kann dazu auch als Gaszuführleitung umfunktioniert werden. Somit können Gase lokal über heiße Briketts geführt werden, wodurch sich ein qualitätssteigernder Effekt einstellen lässt. Advantageously, one, several, or even all sampling points in the vertical direction are at least 50% above the manhole / floor outlet of the respective chamber. This has advantages not least with regard to the arrangement of a pending zone in front of the discharge system. As a result, raw gases can be sucked out of the upper areas and returned to the shaft via the lower "suction." The respective lower gas discharge line can also be converted into a gas supply line, thus allowing gases to be conducted locally over hot briquettes, which results in a quality-increasing effect leaves.
In nachgeschalteten Prozessschritten können aus diesen evakuierten Gasen hochwertige Stoffe wie Methanol, synthetisches Erdgas oder Di-Methylether hergestellt werden . Es hat sich gezeigt, dass die Herstellung dieser Gase auf wesentlich effizientere Weise erfolgen kann, wenn die dafür erforderlichen Gas-Fraktionen dort aus dem Verkokungsprozess abgezogen werden, wo sie entstehen. In downstream process steps, high-quality substances such as methanol, synthetic natural gas or di-methyl ether can be produced from these evacuated gases. It has been found that the production of these gases can be carried out in a much more efficient manner if the gas fractions required for this purpose are withdrawn from the coking process where they arise.
Bisherige Vorrichtungen hatten den Nachteil, dass allenfalls nur eine einstufige Evakuierung der in der Kammer entstehenden Gase erfolgen konnte. Dabei traten nachteilige Wärmeübertragungs- und chemische Umwandlungsvorgänge auf, insbesondere im oberen Bereich der jeweiligen Kammer, worunter sowohl die Effizienz der Verkokung als auch die Qualität der Gasaufbereitung litt. Previous devices had the disadvantage that at most only a single-stage evacuation of the gases produced in the chamber could take place. Adverse heat transfer and chemical conversion processes occurred, particularly at the top of the respective chamber, which suffered from both the coking efficiency and the quality of the gas treatment.
Im Folgenden werden Aspekte beschrieben, die sich auf eine nachhaltige Verwendung von beim Verkoken aufgewendeter oder abgegebener Energie beziehen. Insbesondere kann die Verwendung der Rauchgase aus der Beheizung bzw. aus dem Verkoker für die Kreisläufe der Trockner erfolgen. Dabei kann eine geregelte Teilentnahme zur Entfeuchtung der umlaufenden Trocknungsgase erfolgen. Ebenso kann die Erzeugung von Dampf erfolgen, insbesondere für Dampfstationen zur Beheizung von Apparaten, Rohrleitungen, Armaturen . Ferner kann Dampf für die Rohgasaufbereitung in Form von Prozessdampf gewonnen bzw. genutzt werden. Bei ausreichend hohem Temperaturniveau (insbesondere bei Abgasen der untersten Brenner) kann eine Zuführung zu einer Waste-Heat- Recovery-Unit erfolgen, bzw. ein Zuführen von heißen Rauchgasen zu einer Trockenkühleinrichtung . The following describes aspects related to the sustainable use of energy spent or given off in coking. In particular, the use of the flue gases from the heating or from the coker for the circuits of the dryer can be done. In this case, a controlled partial removal for dehumidification of the circulating drying gases take place. Likewise, the generation of steam can be carried out, in particular for steam stations for heating apparatus, pipelines, fittings. Furthermore, steam can be recovered or used for raw gas treatment in the form of process steam. At a sufficiently high temperature level (in particular with exhaust gases of the lowest burner), a supply to a waste heat recovery unit can take place, or a supply of hot flue gases to a dry cooling device.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist unterhalb der (jeweiligen) Ofenkammer ein gasdichtes Austragsystem angeordnet, durch welches der warme Koks in eine Trockenkühleinrichtung überführbar ist. Das Austragsystem kann schachtartigen ausgebildet sein. Das Austragsystem kann eingerichtet sein, die Koksmenge zweier benachbarter Kammern aufzunehmen . Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Koks von einem Temperaturniveau im Bereich von >900°C auf ein Temperaturniveau unter 200°C abgekühlt, insbesondere durch Einleitung von kaltem Inertgas, insbesondere Einleiten von unten ohne Wasserzugabe. Es hat sich gezeigt, dass nach oben durch die Kühlschachtkoksschüttung hindurch strömendes und sich auf diesem Wege erwärmendes Kühlgas einem Wärmetauscher zugeführt werden kann, insbesondere einem Wärmetauscher zur Dampferzeugung, was insbesondere auch mit einer Verbesserung der Energiebilanz einhergeht. Zum Bereitstellen einer Druckdifferenz kann ein Unterdrucksystem vorgesehen sein, insbesondere in Form eines Gebläses, welches Unterdrucksystem an die Trockenkühleinrichtung und/oder den Wärmetauscher gekoppelt sein kann . According to an advantageous embodiment, a gas-tight discharge system is arranged below the (respective) furnace chamber, through which the warm coke can be transferred into a dry cooling device. The discharge system can be formed like a shaft. The discharge system may be configured to receive the amount of coke of two adjacent chambers. According to an advantageous embodiment, the coke is cooled from a temperature level in the range of> 900 ° C to a temperature level below 200 ° C, in particular by introducing cold inert gas, in particular introducing from below without addition of water. It has been found that cooling gas flowing upwards through the cooling shaft coke bed and heating in this way can be fed to a heat exchanger, in particular a heat exchanger for generating steam, which is accompanied, in particular, by an improvement in the energy balance. To provide a pressure difference, a vacuum system may be provided, in particular in the form of a blower, which vacuum system may be coupled to the dry cooling device and / or the heat exchanger.
Mittels einer derartigen Anordnung lassen sich Kokstemperaturen unterhalb der Trockenkühleinrichtung von weniger als 200°C realisieren. Es kann für den Koksabzug z.B. eine Wippen- oder Pendelkonstruktion realisiert werden. Damit kann kaltes Kühlgas über eine freie Schüttungsfläche in die Trockenkühleinrichtung eingeleitet werden . By means of such an arrangement, coking temperatures below the dry cooling device of less than 200 ° C can be realized. It can be used for coke withdrawal, e.g. a rocker or pendulum construction can be realized. This cold cold gas can be introduced via a free bed surface in the dry cooling device.
Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird auch gelöst durch eine Ofenanordnung zur Herstellung von Briketts, umfassend eine zuvor beschriebene Ofenvorrichtung sowie eine zuvor beschriebene Gasevakuieranordnung, welche mittels wenigstens drei Gasabzugsleitungen in wenigstens drei Höhenpositionen an wenigstens eine Ofenkammer der Ofenvorrichtung gekuppelt ist. Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. At least one of the objects described above is also achieved by a furnace assembly for producing briquettes, comprising a previously described furnace device and a Gasevakuieranordnung described above, which is coupled by at least three gas discharge lines in at least three height positions to at least one furnace chamber of the furnace device. This results in the aforementioned advantages.
Zumindest eine der zuvor beschriebenen Aufgaben wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Briketts aus kohlehaltigem festem Einsatzstoff, umfassend sowohl das Trocknen von aus Einsatzstoff erstellten Briketts in einem Brikett-Trockner entlang einer vordefinierbaren ersten Temperaturrampe als auch das Verkoken der Briketts zu Koksbriketts in einer Ofenkammer entlang wenigstens einer vordefinierbaren zweiten Temperaturrampe, wobei zum Einstellen der zweiten Temperaturrampe an wenigstens drei über mindestens die halbe Höhe der Ofenkammer verteilten Höhenpositionen der Ofenkammer Gas evakuiert wird . Hierdurch ergeben sich zuvor genannte Vorteile. At least one of the above-described objects is also achieved by a method of making briquettes of carbonaceous solid feedstock comprising both drying feedstock briquettes in a briquette dryer along a predefinable first temperature ramp and coking the briquettes into coke briquettes in one Furnace chamber along at least one predefinable second temperature ramp, wherein for adjusting the second temperature ramp to at least three over at least half the height of the furnace chamber distributed height positions of the furnace chamber gas is evacuated. This results in the aforementioned advantages.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Verfahren mittels einer zuvor beschriebenen Ofenanordnung durchgeführt. According to an advantageous embodiment, the method is carried out by means of a previously described furnace arrangement.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform werden die Briketts vorgetrocknet mit einem Wassergehalt von 10 bis 12Ma% für den Brikett-Trockner bereitgestellt, und daraufhin erfolgt eine Trocknung auf weniger als 5Ma%, bevor die Briketts der Ofenkammer zugeführt werden. Dies ermöglicht eine besonders schonende Behandlung des Einsatzstoffes. According to an advantageous embodiment, the briquettes are pre-dried with a water content of 10 to 12Ma% provided for the briquette dryer, and then there is a drying on less than 5% by mass before the briquettes are fed to the oven chamber. This allows a particularly gentle treatment of the starting material.
FIGURENBESCHREIBUNG DESCRIPTION OF THE FIGURES
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung wenigstens eines Ausführungsbeispiels anhand von Figuren, sowie aus den Figuren selbst. Bei Bezugszeichen, die nicht explizit in Bezug auf eine einzelne Figur beschrieben werden, wird auf die anderen Figuren verwiesen. Dabei zeigen jeweils in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht eine Ofenvorrichtung und eine Kohlenutzungsanordnung jeweils gemäß einem Ausführungsbeispiel; Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of at least one embodiment with reference to figures, as well as from the figures themselves. Reference numerals which are not explicitly described with respect to a single figure, reference is made to the other figures. In each case, in a schematic representation in a side view, a furnace device and a coal arrangement each according to an embodiment;
beispielhaft einen gemäß einer Ausführungsform einstellbaren Temperaturverlauf über die Höhe einer Ofenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; einzelne Komponenten einer Ofenvorrichtung oder einer die Ofenvorrichtung umfassenden Kohlenutzungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel;  By way of example, an adjustable temperature profile over the height of a furnace device according to an embodiment according to an embodiment; individual components of a furnace device or a coal combustion device comprising the furnace device according to an embodiment;
im Detail einzelne Komponenten eines Brikett-Trockners einer Ofenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;  in detail, individual components of a briquette dryer of a furnace apparatus according to an embodiment;
in Seitenansichten im Schnittbild Wandungen einer Ofenkammer einer Ofenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, in der Art einer Prinzipskizze zu einem indirekten Temperierverfahren in einer Ofenkammer gemäß einer Ausführungsform;  in side views in the sectional view walls of a furnace chamber of a furnace device according to an embodiment, in the manner of a schematic diagram of an indirect tempering in a furnace chamber according to an embodiment;
einzelne Komponenten einer Einrichtung zur Kokstrockenkühlung einer Ofenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und  individual components of a device for Kokrockrockkühlung a furnace device according to an embodiment; and
in schematischer Darstellung einzelne Komponenten einer Gasevakuieranordnung einer Ofenvorrichtung/Ofenanordnung oder einer die Ofenvorrichtung umfassenden Kohlenutzungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.  a schematic representation of individual components of a Gasevakuieranordnung a furnace apparatus / furnace assembly or the furnace device comprising coal arrangement according to an embodiment.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN DETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES
In Fig . 1A ist eine Ofenvorrichtung 10, insbesondere ein Koksofen mit mehreren Vertikalkammern 11 gezeigt. Einsatzstoff 1 in Form von Briketts 5 wird mittels einer Zuführeinheit 10.1 einem Brikett- Trockner 15 zugeführt und darin vorgewärmt, welcher Brikett-Trockner 15 oberhalb der Ofenkammern 11 angeordnet ist. Der vorgetrocknete Einsatzstoff 5 kann dann durch indirekte Beheizung über Heizwände 12 der Ofenkammern 11 verkokt werden, insbesondere gemäß einem exakt vordefinierbaren Temperaturprofil, wie im Folgenden näher erläutert (insbesondere Fig . 4A, 4B). Nach der Verkokung kann eine Trocknung erfolgen. Dazu ist eine Einrichtung zur Kokstrockenkühlung 19 unten an die jeweilige Ofenkammer 11 gekoppelt. Das Zuführen und Abführen des Einsatzstoffes 1, 5, 6 kann auf elegante Weise mittels eines Eintragsystems 16 und eines Austragsystems 17 jeweils umfassend eine oder mehrere Schleusen 16.1, 17.1 erfolgen, insbesondere schwerkraftgetrieben . In einer Auffangeinrichtung 17.9 können verkokte und getrocknete Briketts 6 aufgefangen und zwischengelagert werden. In Fig. 1A, an oven apparatus 10, in particular a coke oven with a plurality of vertical chambers 11 is shown. Feedstock 1 in the form of briquettes 5 is supplied by means of a feed unit 10.1 a briquette dryer 15 and preheated therein, which briquette dryer 15 is disposed above the furnace chambers 11. The pre-dried starting material 5 can then be coked by indirect heating via heating walls 12 of the furnace chambers 11, in particular according to an exactly predefinable temperature profile, as explained in more detail below (in particular FIGS. 4A, 4B). After coking, drying can take place. For this purpose, a device for Kokstrockenkühlung 19 is coupled to the bottom of the respective furnace chamber 11. The feeding and removal of the feedstock 1, 5, 6 can be done in an elegant manner by means of an entry system 16 and a discharge system 17 each comprising one or more locks 16.1, 17.1, in particular gravity-driven. In a collecting device 17.9 coked and dried briquettes 6 can be collected and stored.
Die Ofenvorrichtung 10 weist beispielsweise vier bis sechs vertikal ausgerichtete, vertikal beladbare Ofenkammern auf, welche jeweils von zwei Heizwänden entlang der yz-Ebene lateral (in der Ansicht der Figur 1A also von rechts und links) beheizt werden . Die Wärmeübertragung erfolgt indirekt über die Heizwände. The furnace device 10 has, for example, four to six vertically aligned, vertically loadable furnace chambers, which are each heated by two heating walls along the yz plane laterally (in the view of FIG. 1A, ie, from the right and left). The heat transfer takes place indirectly via the heating walls.
In Fig. IC ist schematisch gezeigt, dass der Trockner 15 an mehrere Kammern 11 gekoppelt sein kann. Ebenso kann die Einrichtung zur Kokstrockenkühlung 19 an mehrere Kammern 11 gekoppelt sein . In Fig. 1B ist ein Temperaturverlauf T über die Höhe z angedeutet, wobei hier sechs Phasen hervorgehoben werden . In der Phase I . erfolgt ein Trocknen im Brikett-Trockner, hier schematisch mit linearem Temperaturverlauf angedeutet, welcher Temperaturverlauf wahlweise auch nicht linear sein kann. In der Phase II . wird der Einsatzstoff in die jeweilige Ofenkammer überführt, und dabei zumindest annähernd auf der Endtemperatur der Phase I . gehalten. Hierzu kann das Eintragsystem optional temperiert sein bzw. eine Heizeinrichtung aufweisen. In der Phase III . ist eine erste Verkokungsphase angedeutet, mit vergleichsweise niedrigem Temperaturanstieg bzw. flacher Temperaturrampe. Hierdurch kann eine besonders schonende Erwärmung und ein schonendes Austreiben von Fremdstoffen/Gasbestandteilen erfolgen. In der Phase IV. kann die Temperaturrampe steiler sein, insbesondere da der Einsatzstoff nun bereits einen Großteil von emittierbaren Fremdstoffen emittiert hat. Die Energiezufuhr kann intensiviert werden, ohne den Einsatzstoff zu stark zu stressen . In der Phase V. ist die maximale Endtemperatur beim Verkoken erreicht worden, und es kann ein Abkühlen in der Kokstrockenkühlung erfolgen . Der Temperaturverlauf in Phase IV. und V. ist hier jeweils schematisch linear angedeutet, und kann wahlweise auch nicht linear eingestellt werden, je nach Einsatzfall . In der Phase VI . sind die verkokten Briketts zur Weiterbehandlung in etwaigen nachfolgenden Prozessschritten verfügbar bzw. zugänglich. In Fig. IC is shown schematically that the dryer 15 may be coupled to a plurality of chambers 11. Likewise, the device for Kokstrockenkühlung 19 may be coupled to a plurality of chambers 11. FIG. 1B indicates a temperature profile T over the height z, in which case six phases are emphasized. In phase I Drying takes place in the briquette dryer, here indicated schematically with a linear temperature profile, which temperature profile can optionally also not be linear. In phase II. the feedstock is transferred into the respective furnace chamber, and thereby at least approximately at the final temperature of the phase I. held. For this purpose, the entry system can optionally be tempered or have a heating device. In phase III. a first coking phase is indicated, with a comparatively low temperature increase or a flat temperature ramp. This allows a particularly gentle heating and gentle expulsion of foreign substances / gas components done. In phase IV., The temperature ramp may be steeper, especially since the feedstock has already emitted a majority of the emissive impurities. The energy supply can be intensified without overstressing the feedstock. In phase V, the maximum final temperature for coking has been reached and cooling in the coke dry cooling can take place. The temperature profile in phase IV and V. is here indicated in each case schematically linearly, and can optionally also be set non-linear, depending on the application. In phase VI. the coked briquettes are available or accessible for further processing in any subsequent process steps.
Insbesondere kann die Aufheizung zunächst auf sehr schonende Weise bei einer Temperaturrampe im Bereich von 0.8 K/min erfolgen, insbesondere monoton steigend ohne Un Stetigkeiten bis zu einer Temperatur im Bereich von 320°C bzw. über eine Dauer von bis zu 6h (Phase IV.). Daraufhin kann die Steigung der Temperaturrampe deutlich erhöht werden, insbesondere auf werte im Bereich von 2.8 K/min, insbesondere monoton steigend ohne Unstetigkeiten bis zu einer Temperatur im Bereich von 1050°C bzw. über eine Dauer von bis zu 5 oder 6h (Phase V.). Der Übergang kann auch kontinuierlich, stetig erfolgen . In particular, the heating can initially be carried out in a very gentle manner at a temperature ramp in the range of 0.8 K / min, in particular monotonically increasing without Un continuities up to a temperature in the range of 320 ° C or over a period of up to 6h (Phase IV. ). Thereafter, the slope of the temperature ramp can be significantly increased, in particular values in the range of 2.8 K / min, in particular monotonically increasing without discontinuities up to a temperature in the range of 1050 ° C or over a period of up to 5 or 6 h (Phase V.). The transition can also be continuous, continuous.
Wahlweise kann die obere (in Materialflussrichtung erste) Temperaturzone (beispielsweise die oberen, ersten 4m der Ofenkammer, in Materialflussrichtung gesehen) mit der moderateren Temperaturrampe mittels wenigstens eines mäanderförmigen Heizkanals realisiert werden . Wahlweise kann die untere (in Materialflussrichtung zweite) Temperaturzone (beispielsweise die unteren 2m der Ofenkammer) mit der steileren Temperaturrampe mittels wenigstens drei einzeln befeuerten horizontalen Heizkanälen realisiert werden. Optionally, the upper (first in the material flow direction) temperature zone (for example, the upper, first 4m of the furnace chamber, as seen in the material flow direction) can be realized with the moderate temperature ramp by means of at least one meandering heating channel. Alternatively, the lower temperature zone (second in the material flow direction) temperature zone (for example, the lower 2m of the oven chamber) can be realized with the steeper temperature ramp by means of at least three individually fired horizontal heating channels.
Fig. 2 zeigt in einer Übersicht den Zusammenhang zwischen einzelnen Anlagekomponenten einer Ofenanordnung 50 bzw. einer Kohlenutzungsanordnung 80. Einsatzstoff/Rohstoff 1 wird einer Anlagenkomponente zum Verpressen/Kompaktieren zugeführt (insbesondere zweistufige Agglomeration), und verlässt diese Anlagenkomponente als Presslinge bzw. Kohlebriketts, insbesondere in Scheiben- bzw. Puck-Form. Nach dem Verkoken liegen dann Koksbriketts 6 vor. Die Kohlenutzungsanordnung 80 umfasst nicht nur wenigstens eine bereits zuvor beschriebene Ofenvorrichtung 10, sondern auch eine Gasevakuieranordnung (Fig . 6) und/oder die Anlagenkomponente zum Kompaktieren. Dabei können die einzelnen Anlagenkomponenten auf geschickte Weise miteinander verbunden werden, insbesondere auch zwecks hoher Energieeffizienz. Insbesondere ist ein Rückführsystem 18 mit wenigstens einer Rückführleitung aus der (jeweiligen) Ofenkammer zurück zum Trockner 15 vorgesehen, so dass Abgas G2 aus einer jeweiligen Ofenkammer 11 auch zum Temperieren des Trockners 15 genutzt werden kann. Rohgas Gl hingegen kann mittels einer Gasevakuieranordnung 30 abgezogen und für eine Weiter/Wiederverwendung gehandhabt werden . FIG. 2 shows an overview of the relationship between individual plant components of a furnace arrangement 50 and a carbonization arrangement 80. Feedstock / feedstock 1 is fed to a plant component for compression / compaction (in particular two-stage agglomeration), and leaves this plant component as pellets or coal briquettes, in particular in slice or puck shape. After coking then there are coke briquettes 6. The coal assembly 80 includes not only at least one previously described furnace apparatus 10, but also a gas evacuation assembly (FIG. 6) and / or the plant component for compacting. The individual plant components can be connected to each other in a clever way, especially for the purpose of high energy efficiency. In particular, a return system 18 is provided with at least one return line from the (respective) furnace chamber back to the dryer 15, so that exhaust gas G2 from a respective furnace chamber 11 can also be used for controlling the temperature of the dryer 15. By contrast, raw gas Gl can be withdrawn by means of a gas evacuation arrangement 30 and handled for further / reuse.
Fig. 3 zeigt Details des Trockners 15. In mehreren Trocknungsebenen bzw. Trocknungskreisläufen 15.6, 15.7, 15.8 sind jeweils Heizelemente 15.4, 15.5 insbesondere Heißgasleitungen auf unterschiedlichen Temperaturen vorgesehen. Die oberen Heizelemente 15.5 sind weniger heiß als die unteren Heizelemente 15.4, und können z.B. durch eine Rückführleitung eines Kreislaufs gebildet sein. In den unteren Heizelementen 15.4 kann z.B. Heißgas eines Heißgaskreislaufs 15a zugeführt werden, auf dem untersten Trocknungsniveau 15.8 insbesondere mit besonders hohem Energiegehalt. Im Brikett-Trockner können insbesondere Temperatur- und Feuchte-Sensoren vorgesehen sein, insbesondere auf wenigstens zwei Niveaus. Die einzelnen Sensoren können Bestandteile einer an eine Steuerungseinrichtung 20 gekoppelten Messeinrichtung 14 sein. Insbesondere können ein oder mehrere Temperatursensoren 14.1 , H20- Sensoren 14.2, und/oder Drucksensoren 14.3 vorgesehen sein, deren Position hier nur schematisch angedeutet ist. Fig. 3 shows details of the dryer 15. In several drying levels or drying circuits 15.6, 15.7, 15.8 each heating elements 15.4, 15.5 are provided in particular hot gas lines at different temperatures. The upper heating elements 15.5 are less hot than the lower heating elements 15.4, and may be formed for example by a return line of a circuit. For example, in the lower heating elements 15.4, hot gas of a hot gas cycle 15a can be supplied to the lowest drying level 15.8, in particular with a particularly high energy content. In particular, temperature and humidity sensors can be provided in the briquette dryer, in particular at least two levels. The individual sensors may be components of a measuring device 14 coupled to a control device 20. In particular, one or more temperature sensors 14.1, H20- Sensors 14.2, and / or pressure sensors 14.3 be provided whose position is indicated here only schematically.
Der Trockner 15 umfasst wenigstens ein Reservoir 15.1, insbesondere dimensioniert für kontinuierlichen schwerkraftgetriebenen Betrieb. Eine Heizeinrichtung 15.2 des Reservoirs kann durch die zuvor beschriebenen Leitungen 15.4, 15.5 gebildet sein oder wahlweise weitere Heizelemente umfassen. Die Leitungen sind bevorzugt unterhalb von Dachelementen 15.3 angeordnet, um welche herum die Briketts nach unten rutschen können. Die Trocknungskreisläufe 15.7, 15.8 können jeweils insbesondere zwei Trocknungsebenen 15.6 umfassen, wobei die jeweils obere der beiden Trocknungsebenen 15.6 die kühlere Ebene ist, in welcher eine Absaugung von Trocknungsgas erfolgen kann, welches Wärmeenergie bereits abgegeben hat. Somit weist die Anordnung wenigstens zwei Einleit- und zwei Absaugebenen auf, wobei die Temperatur und Menge an Trocknungsgas auf der jeweiligen Einleitebenen individuell vorgegeben werden kann . Jeder Trocknungskreislauf ist zumindest bezüglich Volumenstrom und Eingangstemperatur des Heißgases regelbar. Eine gleichmäßige Aufteilung der Trocknungsgase über die einzelnen Leitungen bzw. Dächer einer Ebene kann z.B. über Ventile, manuell einstellbare Lochscheiben oder dergleichen erfolgen. Die einzelnen Leitungen oder Dächer können versetzt zueinander angeordnet sein. Ein vertikaler oder diagonaler Abstand zwischen den Leitungen beträgt bevorzugt mindestens Faktor 6 des Durchmessers der Briketts. The dryer 15 comprises at least one reservoir 15.1, in particular dimensioned for continuous gravity-driven operation. A heating device 15.2 of the reservoir can be formed by the above-described lines 15.4, 15.5 or optionally comprise further heating elements. The lines are preferably arranged below roof elements 15.3, around which the briquettes can slide down. The drying circuits 15.7, 15.8 can in each case in particular comprise two drying levels 15.6, wherein the respective upper of the two drying levels 15.6 is the cooler level in which extraction of drying gas can take place, which heat energy has already delivered. Thus, the arrangement has at least two inlet and two Absaugegebenen, wherein the temperature and amount of drying gas can be set individually on the respective introduction levels. Each drying cycle can be regulated at least with regard to the volume flow and the inlet temperature of the hot gas. A uniform distribution of the drying gases over the individual lines or roofs of a plane can be used, for example. via valves, manually adjustable perforated discs or the like. The individual lines or roofs can be arranged offset from one another. A vertical or diagonal distance between the conduits is preferably at least a factor of 6 of the diameter of the briquettes.
In Fig . 4A ist eine Heizwand 12 in einer Seitenansicht bzw. in einer Schnittebene yz gezeigt. Drei horizontale Heizkanäle 12.1 erstrecken sich jeweils in einer einzigen Höhenebene und münden jeweils in einen vertikalen Abgaszug (Abzugsleitung) 12.3, und werden jeweils individuell durch einen Brenner 13 befeuert. Im Folgenden wird der Begriff „Zug" ausschließlich für eine vertikal in Förderrichtung der Kohle-/Koksbriketts ausgerichtete Leitung verwendet, insbesondere für Abgasleitungen, also nicht für horizontale Heizkanäle. Eine Brennerachse 13.1 fällt dabei jeweils mit einer Längsachse des jeweiligen Kanals 12.1 zusammen, zumindest annähernd. Über den horizontalen Einebenen-Kanälen erstreckt sich ein mäanderförmiger Heizkanal 12.2 über mehrere Höhen-Ebenen, und weist daher auch eine Vielzahl von Umkehrungen bzw. Umkehrpunkten 12.21 auf. Auch der mäanderförmige Heizkanal 12.2 wird durch einen Brenner 13 befeuert. Dabei ergibt sich ein nach oben abnehmender Temperaturverlauf. Anders ausgedrückt: Der Ofenkammer zugeführte Briketts werden zunächst sehr behutsam temperiert, und weiter unten im Bereich der horizontalen Einebenen-Kanäle 12.1 einer kontinuierlich größer werdenden Energiezufuhr unterzogen. Am jeweiligen Kanal 12.1, 12.2 kann wenigstens ein Beobachtungspunkt 12.22 bzw. Messpunkt für Messsensorik 14 vorgesehen sein, insbesondere auch an den Umkehrpunkten 12.21. Der mäanderförmige Heizkanal 12.2 kann einen oder mehrere Vertikal-Durchlässe 12.5 aufweisen. Die Vertikal-Durchlässe 12.5 erlauben in gewissem Sinne ein Kurzschließen hinsichtlich Energiezufuhr und vertikaler oder horizontaler Energieverteilung . Die Vertikal-Durchlässe 12.5 können z.B. mittels Schiebersteinen 12.9 geschaltet werden (offen, zu, Zwischenpositionen). Hierdurch lässt sich der Verkokungsprozess überwachen, und es kann gezielt Einfluss genommen werden auf den Temperaturverlauf in der Kammer 11. Dabei kann Messsensorik 14.4 auch speziell im Beobachtungspunkt vorgesehen sein. Um den jeweiligen Beobachtungspunkt 12.22 gut zugänglich auszugestalten, kann innerhalb der Heizwandung jeweils ein insbesondere auch manuell zugänglicher Zugangskanal dorthin vorgesehen sein . In Fig. 4A, a heating wall 12 is shown in a side view or in a sectional plane yz. Three horizontal heating channels 12.1 each extend in a single height level and each lead into a vertical exhaust flue (exhaust line) 12.3, and are each fired individually by a burner 13. In the following, the term "train" is used exclusively for a line oriented vertically in the direction of conveyance of the coal / coke briquettes, in particular for exhaust pipes, ie not for horizontal heating channels A burner axis 13.1 in each case coincides, at least approximately, with a longitudinal axis of the respective channel 12.1 A meander-shaped heating channel 12.2 extends over a plurality of height levels above the horizontal single-plane channels, and therefore also has a multiplicity of reversals or reversal points 12.21 The meander-shaped heating channel 12.2 is also fired by a burner 13. This results in a In other words, the briquettes supplied to the oven chamber are first tempered very carefully, and further down in the area of the horizontal single-plane channels 12.1 they are subjected to a continuously increasing energy supply. At least one observation point 12.22 or measuring point for measuring sensor 14 may be provided on the respective channel 12.1, 12.2, in particular also at the reversal points 12.21. The meandering heating channel 12.2 may have one or more vertical passages 12.5. The vertical passages 12.5 allow, in a sense, a short circuit in terms of power supply and vertical or horizontal power distribution. The vertical passages 12.5 can be switched for example by means of pusher blocks 12.9 (open, closed, intermediate positions). In this way, the coking process can be monitored, and it can be selectively influenced on the temperature profile in the chamber 11. In this case, measuring sensor 14.4 can also be provided specifically in the observation point. In order to design the respective observation point 12.22 easily accessible, in each case a particularly manually accessible access channel can be provided there within the heating wall.
Die vor den Stirnseiten der Heizwände angeordneten vertikalen Abgaszüge können Verbindungen zu jedem Heizkanalabschnitt des vierten Heizkanals aufweisen, insbesondere um eine zusätzliche Beheizungssteuerung als Funktion des verwendeten Einsatzstoffes zu ermöglichen . Durch in den Heizkanälen optional angeordnete Schiebersteine 12.9, insbesondere ab dem vierten Heizkanal von unten, gibt es die Möglichkeit, das Abgas auch vorher in den Abgaszug oder an bestimmten Horizontalpositionen heißer direkt nach oben abzuleiten. Ein Mäander-Kanal 12.2 kann dadurch an einer oder mehreren Horizontal- oder Vertikalpositionen kurzgeschlossen werden. Dadurch ist es möglich, die einzelnen Heizkanäle gemäß einem gewünschten, individuell vordefinierbaren Temperaturprofil zu beheizen, sei es in vertikaler oder horizontaler Richtung. Insbesondere können kritische Temperaturbereiche, beispielsweise 350 bis 410°C oder 410° bis 470°C gezielt umgangen werden, oder zumindest auf eine kurze, örtlich kleine Temperaturzone eingegrenzt werden. Das Positionieren der Schiebersteine kann beispielsweise über Regulierschieber an Beobachtungsöffnungen 12.22 erfolgen. The arranged in front of the end faces of the heating walls vertical flues may have connections to each Heizkanalabschnitt the fourth heating channel, in particular to allow additional heating control as a function of the feedstock used. By optionally arranged in the heating channels slide blocks 12.9, in particular from the fourth heating channel from below, there is the possibility to divert the exhaust gas before also in the exhaust flue or at certain horizontal positions hotter directly upwards. A meander channel 12.2 can thereby be short-circuited at one or more horizontal or vertical positions. This makes it possible to heat the individual heating channels according to a desired, individually predefinable temperature profile, be it in the vertical or horizontal direction. In particular, critical temperature ranges, for example, 350 to 410 ° C or 410 ° to 470 ° C can be specifically avoided, or at least limited to a short, locally small temperature zone. The positioning of the pusher blocks can be done for example via regulating slide at observation openings 12.22.
Die vertikalen Durchlässe 12.5 können Matrix-förmig über die Heizkanäle verteilt sein, so dass sich eine Vielzahl von Optionen beim Einstellen/Regeln des Energieeintrags in die Ofenkammer realisieren lassen . The vertical passages 12.5 may be matrix-shaped distributed over the heating channels, so that a variety of options can be realized when setting / regulating the energy input into the oven chamber.
Weitere Parameter zum Beeinflussen des Temperaturprofils in der Ofenkammer ergeben sich durch Luftzufuhr an den jeweiligen Heizkanälen, und/oder durch Ansteuern/Regeln einzelner Brenner in Abhängigkeit von anderen Brennern . Sprich: Eine Steuerungseinrichtung kann nicht nur mit allen Brennern kommunizieren, sondern auch mit Ventilen oder Klappen zur Luftzufuhr, und/oder mit Ventilen oder Klappen am jeweiligen vertikalen Durchlass oder mit einer Einrichtung zum Verlagern von Steinen zum Öffnen und Schließen eines jeweiligen vertikalen Durchlasses. Further parameters for influencing the temperature profile in the furnace chamber result from supplying air to the respective heating channels, and / or by controlling / regulating individual burners as a function of other burners. In other words, a control device can communicate not only with all burners, but also with valves or flaps for air supply, and / or with Valves or flaps on the respective vertical passage or with a device for relocating stones for opening and closing a respective vertical passage.
Dank Beobachtungspunkten 12.22, insbesondre jeweils mit Sensorik 14.4 ausgestattet, ist es möglich, das Temperieren der Ofenkammer zu überwachen und auf vergleichsweise exakte Weise zu optimieren/regeln. Thanks to observation points 12.22, in particular equipped with sensors 14.4, it is possible to monitor the temperature of the furnace chamber and to optimize / regulate in a relatively accurate manner.
In Fig . 4B ist eine Draufsicht auf die xy-Ebene gezeigt. In Fig. 4C ist eine xz-Seitenansicht gezeigt. In Fig. 4C sind bereits Gasauslässe 12.6, 12.7, 12.8 in drei unterschiedlichen Höhenpositionen angedeutet, was in Fig . 6 näher erläutert wird . In Fig. 4B is a plan view of the xy plane. FIG. 4C shows an xz side view. Gas outlets 12.6, 12.7, 12.8 in three different height positions are already indicated in FIG. 4C, which is shown in FIG. 6 is explained in more detail.
Für ein optimales Aufheizregime sorgen pro Heizwand jeweils insbesondere mindestens vier externe Brenner 13, die in Richtung der x- oder y-Achse ausgerichtet und abwechselnd gegenüberliegend vor und hinter der Kammer 11 angeordnet sind . In particular, at least four external burners 13, which are aligned in the direction of the x or y axis and arranged alternately opposite one another in front of and behind the chamber 11, ensure an optimum heating regime.
Die drei unteren Heizkanäle 12.1 erstrecken sich jeweils in (nur) einer Höhenposition/Höhenebene und werden jeweils separat von einem individuellen Brenner beheizt. Aus den drei unteren Heizkanälen wird Abgas direkt in den sich in vertikaler Richtung erstreckenden Abgaszug 12.3 geleitet. Der von unten gezählt vierte Heizkanal 12.2 erstreckt sich über mehrere Horizontalebenen und wird von einem einzigen oder mehreren Brennern 13 befeuert, dessen Abgas mäanderförmig die über dem ersten Abschnitt liegenden restlichen Abschnitte des vierten Heizkanales durchströmt. The three lower heating channels 12.1 each extend in (only) one height position / height level and are each heated separately from an individual burner. From the three lower heating channels exhaust gas is passed directly into the extending in the vertical direction flue 12.3. The fourth heating channel 12.2, which is counted from below, extends over a plurality of horizontal planes and is fired by a single or a plurality of burners 13 whose exhaust gas meanders through the remaining sections of the fourth heating channel that are located above the first section.
Die horizontalen Heizkanäle 12.1 sind insbesondere parallel zueinander und senkrecht zum korrespondierenden vertikalen Abgaszug 12.3 ausgerichtet. The horizontal heating channels 12.1 are aligned in particular parallel to each other and perpendicular to the corresponding vertical exhaust flue 12.3.
Der untere Teil des Ofens wird bevorzugt nicht mehr beheizt und ist für die Ausgarung des Kokses und die Vorkühlung des Kokses vorgesehen (ca . Im). Dieser Teil kann als Ausstehzone beschrieben werden, welche ein komplettes Durchgaren und vollständiges Ausgasen unterstützen kann, was positiven Einfluss auf die Koksqualität hat. The lower part of the furnace is preferably no longer heated and is intended for the Ausgarung of the coke and the pre-cooling of the coke (about Im). This part can be described as a stop zone, which can support a complete through-cooking and complete outgassing, which has a positive influence on the coke quality.
Bezüglich des Rückführsystems 18 lässt sich noch Folgendes erwähnen. Der Brikett-Trockner befindet sich über den Ofenkammern und kann über die (vertikalen) Abgaszüge mit Abgas der jeweiligen Brenner gespeist werden. Dieses Abgas kann als Trocknungsmedium in zwei separaten Trocknungskreisläufen innerhalb des Brikett-Trockners genutzt werden, welche als hier Trockner- Vorstufe und Trockner-Hauptstufe bezeichnet werden. Anders ausgedrückt: Es können zwei Trocknung-Kreisläufe vorgesehen sein, insbesondere jeweils gespeist durch Wärmeenergie von Brennern der Ofenvorrichtung. Beide Kreisläufe können wahlweise auch mit zusätzlichen, externen Brennern bestückt werden, insbesondere zwecks Redundanz oder flexiblerer Einstellmöglichkeiten . With regard to the return system 18, the following can be mentioned. The briquette dryer is located above the oven chambers and can be fed via the (vertical) flues with exhaust gas from the respective burner. This waste gas can be used as a drying medium in two separate drying circuits within the briquette dryer, referred to herein as the dryer precursor and dryer primary stage. In other words, two drying circuits can be provided, in particular each fed by heat energy from Burners of the oven device. Both circuits can optionally be equipped with additional, external burners, in particular for the purpose of redundancy or more flexible settings.
Heißes Abgas aus einer primären Wärmeerzeugung (erster Trocknungs-Kreislauf) kann durch wenigstens drei externe Brenner bereitgestellt werden, die insbesondere an drei unten an der jeweiligen Ofenkammer angeordneten horizontalen Heizkanälen angeschlossen sind . Heißes Abgas aus einer sekundären Wärmeerzeugung (zweiter Trocknungs-Kreislauf) kann durch wenigstens einen externe Brenner bereitgestellt werden, der an einem über den horizontalen Heizkanälen liegenden mäanderförmigen Heizkanal angeschlossen ist. Hot exhaust gas from primary heat generation (first drying circuit) may be provided by at least three external burners connected in particular to three horizontal heating ducts arranged at the bottom of the respective furnace chamber. Hot waste gas from secondary heat generation (second drying cycle) may be provided by at least one external burner connected to a meandering heating channel located above the horizontal heating channels.
Fig. 5 zeigt einzelne Komponenten einer unterhalb der Ofenkammer 11 angeordneten Trockenkühleinrichtung 19. Mittels einer Pumpe 19.1 und einem Wärmetauscher 19.3 wird ein Gaskreislauf 19.5 betrieben, in welchem die verkokten Briketts 6 im Gegenstrom in einer Kavität 19.7 gekühlt werden, wobei das Gas durch wenigstens einen Einlass 19.9 in die Kavität geleitet wird und durch wenigstens einen Auslass 19.8 wieder evakuiert wird . Der Auslass ist knapp unterhalb der Ofenkammer 11 angeordnet und demgegenüber durch Leitbleche oder hervorstehende Wandungen abgeschottet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Briketts aus der Ofenkammer 11 zuerst von bereits recht stark erwärmtem Kühlgas umströmt werden. Hierdurch kann also auch ein schonendes Abkühlen erfolgen. Abermals wird der (Temperatur-)Stress der Briketts minimiert. Gleichwohl kann das Kühlen auf recht effektive Weise erfolgen. By means of a pump 19.1 and a heat exchanger 19.3, a gas circuit 19.5 is operated in which the coked briquettes 6 are cooled countercurrently in a cavity 19.7, the gas being passed through at least one Inlet 19.9 is passed into the cavity and is evacuated again by at least one outlet 19.8. The outlet is located just below the oven chamber 11 and in contrast sealed off by baffles or protruding walls. This arrangement has the advantage that the briquettes from the furnace chamber 11 are first flowed around by already highly heated cooling gas. As a result, therefore, a gentle cooling can take place. Again, the (temperature) stress of the briquettes is minimized. However, the cooling can be done quite effectively.
Zentrisch innerhalb der Kavität 19.7 ist wenigstens ein strömungshemmendes Dach bzw. eine Gasumleiteinheit 19.6 angeordnet. Damit lässt sich das Strömungsprofil einstellen . Insbesondere kann vermieden werden, dass sich im Zentrum der Kavität 19.7 ein Haupt-Energie- bzw. Massentransport ausbildet.  Centric within the cavity 19.7 at least one flow-inhibiting roof or a Gasumleiteinheit 19.6 is arranged. This allows the flow profile to be adjusted. In particular, it can be avoided that a main energy or mass transport is formed in the center of the cavity 19.7.
Als Besonderheit des Vertikalkammerofens kann genannt werden, dass die Kokstrockenkühlung „passgenau" unter der Ofenkammer angeordnet ist. Die Kavität der Trockenkühleinrichtung kann also das gleiche Querschnittsprofil aufweisen wie die Ofenkammer. Dies begünstigt eine direkte, schwerkraftgetriebene Förderung der Briketts und kann den Konti-Betrieb vereinfachen . Der Übergang ist insbesondere nahtlos, indem zwischen Ofenkammer und Trockenkühleinrichtung keine physische Trennung vorgesehen ist. As a peculiarity of the vertical chamber furnace, it can be mentioned that the coke drying cooling is arranged "precisely" under the furnace chamber, ie the cavity of the dry cooling device can have the same cross-sectional profile as the furnace chamber, which promotes direct, gravity-driven conveyance of the briquettes and can simplify continuous operation In particular, the transition is seamless in that there is no physical separation between the oven chamber and the dry cooler.
Wenigstens ein in radialer Richtung insbesondere mittig angeordnetes Dach bzw. eine Gasumleiteinheit 19.6 kann sicherstellen, dass das Kühlgas in radialer Richtung homogen aufgeteilt wird und insbesondere auch auf homogene Weise zu den Auslässen 19.8 geleitet wird . Fig. 6 zeigt eine Ofenanordnung 50 umfassend eine Gasevakuieranordnung 30 mit einer oder mehreren Gasabzugsleitungen 31 für eine erste Höhenposition, welche über eine Kupplung bzw. einen Anschluss 31.1 an die jeweilige Ofenkammer 11 kuppelbar sind . Ferner sind eine oder mehrere Gasabzugsleitungen 33 für wenigstens eine weitere Höhenposition vorgesehen, hier für eine zweite und eine dritte Höhenposition, ebenfalls jeweils umfassend eine Kupplung 33.1. Ferner sind mehrere Mischer 35.1 und wenigstens eine Pumpe 35.2 zur weiteren Handhabung der evakuierten Gase vorgesehen . An der jeweiligen Ofenkammer 11 sind korrespondierende Gasauslässe bzw. Anschlüsse 12.6, 12.7, 12.8 jeweils in der entsprechenden Höhenposition vorgesehen. Das Rohgas kann dabei auf wenigstens drei Höhenebenen abgesaugt werden, jeweils individuell je Ofenkammer: über ein Steigrohr in der Ofendecke (oberste Höhenposition), durch einen oder mehrere auf einer vordefinierten Höhenposition der Ofenkammer angeordnete Anschlüsse und weiter durch einen oder mehrere vertikale Abgaszüge, insbesondere innerhalb der jeweiligen Heizwand (mittlere Höhenposition), und ferner durch einen oder mehrere auf einer vordefinierten Höhenposition der Ofenkammer angeordnete Anschlüsse und weiter durch einen oder mehrere vertikale Abgaszüge, insbesondere innerhalb der Heizwand (unterste Höhenposition). At least one in the radial direction, in particular centrally arranged roof or a Gasumleiteinheit 19.6 can ensure that the cooling gas is divided homogeneously in the radial direction and in particular is also conducted in a homogeneous manner to the outlets 19.8. 6 shows a furnace arrangement 50 comprising a gas evacuation arrangement 30 with one or more gas discharge lines 31 for a first height position, which can be coupled to the respective furnace chamber 11 via a coupling or a connection 31.1. Furthermore, one or more gas discharge lines 33 are provided for at least one further height position, here for a second and a third height position, likewise in each case comprising a coupling 33.1. Furthermore, a plurality of mixers 35.1 and at least one pump 35.2 are provided for further handling of the evacuated gases. At the respective furnace chamber 11 corresponding gas outlets or connections 12.6, 12.7, 12.8 are provided in each case in the corresponding height position. The raw gas can be extracted on at least three levels, each individually for each oven chamber: via a riser in the furnace roof (top height position), by one or more arranged on a predefined height position of the furnace chamber ports and further by one or more vertical exhaust trains, especially within the respective heating wall (middle height position), and further by one or more arranged on a predefined height position of the oven chamber ports and further by one or more vertical exhaust trains, in particular within the heating wall (lowest height position).
Das abgezogene Rohgas kann abgekühlt und über getrennte/separate Rohgassammelleitungen gesammelt und dann in einer oder mehreren Rohgassammelleitungen zusammengeführt werden . Es hat sich gezeigt, dass bei einer direkten Rohgasabsaugung (insbesondere unmittelbar stromab hinter einer Schleuseneinrichtung des Brikett-Eintragsystems) das Risiko eines Rohgasübertrittes aus der Ofenkammer in den Vortrockner verringert werden kann, insbesondere aufgrund des hier entstehenden Unterdruckes. Dies kann die Qualität weiter steigern. The withdrawn raw gas can be cooled and collected via separate / separate raw gas manifolds and then combined in one or more Rohgassammelleitungen. It has been shown that, in the case of a direct exhaust gas extraction (in particular immediately downstream of a lock device of the briquette introduction system), the risk of a transfer of raw gas from the furnace chamber into the pre-dryer can be reduced, in particular due to the negative pressure that arises here. This can further increase the quality.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Einsatzstoff/Rohstoff I input material / raw material
1.1 Pellet, insbesondere hergestellt mittels Lochscheibenwalzenmühle 2 Verkokungs-Hilfsstoff  1.1 pellet, in particular produced by means of perforated disc roller mill 2 coking auxiliary
3 Bindemittel  3 binders
4 Brikettstrang  4 briquette strand
5 Pressling oder Kohlebrikett, insbesondere in Scheiben- bzw. Puck-Form 5 compact or coal briquette, in particular in disc or puck form
6 Pressling oder Koksbrikett, insbesondere in Scheiben- bzw. Puck-Form 10 Ofenvorrichtung, insbesondere Koksofen 6 compact or coke briquette, in particular in slice or puck form 10 furnace device, in particular coke oven
10.1 Zuführeinheit  10.1 feeder unit
I I Ofenkammer  I I oven chamber
12 Heizwand  12 heating wall
12.1 horizontaler Heizkanal in einer einzigen Ebene  12.1 horizontal heating channel in a single plane
12.2 mäanderförmiger Heizkanal über mehrere Ebenen 12.2 Meander-shaped heating channel over several levels
12.21 Umkehrung bzw. Umkehrpunkt  12.21 Reversal or reversal point
12.22 Beobachtungspunkt bzw. Messpunkt für Messsensorik  12.22 Observation point or measuring point for measuring sensors
12.3 vertikaler Abgaszug (Abzugsleitung) 12.3 vertical flue draft (flue)
12.5 Vertikal-Durchlass  12.5 Vertical passage
12.6 Gasauslass bzw. Anschluss in erster Höhenposition 12.6 Gas outlet or connection in first height position
12.7 Gasauslass bzw. Anschluss in weiterer (zweiter) Höhenposition  12.7 Gas outlet or connection in another (second) height position
12.8 Gasauslass bzw. Anschluss in weiterer (dritter) Höhenposition  12.8 Gas outlet or connection in another (third) height position
12.9 Schieberstein  12.9 Sliding block
13 Brenner  13 burners
13.1 Brennerachse 13.1 burner axis
14 Messeinrichtung, insbesondere mit Temperatur- und/oder H20-Sensor 14 measuring device, in particular with temperature and / or H20 sensor
14.1 Temperatursensor 14.1 Temperature sensor
14.2 H20-Sensor  14.2 H20 sensor
14.3 Drucksensor  14.3 Pressure sensor
14.4 Messsensorik speziell im Beobachtungspunkt 14.4 Measuring sensors, especially at the observation point
15 Brikett-Trockner, insbesondere mit Dächertrocknereinheit  15 Briquette dryer, especially with roof dryer unit
15a Trocknereinheit mit Heißgaskreislauf, insbesondere Dächertrocknereinheit 15a dryer unit with hot gas circulation, in particular roof dryer unit
15.1 Reservoir, insbesondere dimensioniert für kontinuierlichen Betrieb15.1 Reservoir, in particular dimensioned for continuous operation
15.2 Heizeinrichtung für Reservoir 15.2 Heating device for reservoir
15.3 Dachelement 15.3 Roof element
15.4 Heizelement, insbesondere Leitung/Heißgasleitung mit erster Temperatur 15.5 Heizelement, insbesondere Leitung/Heißgasleitung mit zweiter Temperatur15.4 Heating element, in particular line / hot gas line with first temperature 15.5 heating element, in particular line / hot gas line with second temperature
15.6 Trocknungsebene 15.6 Drying level
15.7 erster Trocknungskreislauf  15.7 first drying cycle
15.8 weiterer (zweiter) Trocknungskreislauf  15.8 additional (second) drying cycle
16 Eintragsystem 16 entry system
16.1 Schleuseneinrichtung  16.1 Lock device
17 Austragsystem  17 discharge system
17.1 Schleuseneinrichtung  17.1 Lock device
17.9 Auffangeinrichtung  17.9 catcher
18 Rückführsystem mit wenigstens einer Rückführleitung für Gas aus der Ofenkammer18 feedback system with at least one return line for gas from the furnace chamber
19 Einrichtung zur Kokstrockenkühlung bzw. Trockenkühleinrichtung 19 means for Kokstrockenkühlung or dry cooling device
19.1 Pumpe 19.1 pump
19.3 Wärmetauscher  19.3 Heat exchanger
19.5 Leitungssystem, insbesondere Kreislauf  19.5 pipe system, in particular circuit
19.6 Dach bzw. Gasumleiteinheit 19.6 Roof or gas diverter unit
19.7 Kavität  19.7 cavity
19.8 Auslass  19.8 outlet
19.9 Einlass  19.9 Admission
20 Steuerungseinrichtung  20 control device
30 Gasevakuieranordnung 30 gas evacuation arrangement
31 Gasabzugsleitung für erste Höhenposition  31 Gas discharge line for first height position
31.1 Kupplung bzw. Anschluss  31.1 Coupling or connection
33 Gasabzugsleitung für wenigstens eine weitere Höhenposition  33 gas discharge line for at least one further height position
33.1 Kupplung bzw. Anschluss  33.1 Coupling or connection
35.1 Mischer 35.1 mixer
35.2 Pumpe  35.2 pump
50 Ofenanordnung  50 furnace arrangement
80 Kohlenutzungsanordnung  80 coal arrangement
Gl Rohgas  Gl raw gas
G2 Abgas G2 exhaust

Claims

Patentansprüche claims
1. Gasevakuieranordnung (30) zur Gewinnung von Gasen aus einer Ofenvorrichtung (10) mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer bei der Verkokung von wenigstens einem festen Einsatzstoff aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; zu Koks, wobei die Gasevakuieranordnung zur Kopplung an wenigstens eine der vertikalen Ofenkammern (11) der Ofenvorrichtung (10) eingerichtet ist; A gas evacuator assembly (30) for recovering gases from a furnace apparatus (10) having at least one vertical furnace chamber at the coking of at least one solid charge selected from the group consisting of lignite, low-lump coal, biomass, petroleum coke, petroleum coke; to coke, wherein the gas evacuator assembly is adapted for coupling to at least one of the vertical furnace chambers (11) of the furnace apparatus (10);
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Gasevakuieranordnung wenigstens drei in wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen der jeweiligen Ofenkammer anordenbare Gasabzugsleitungen (31 , 33) aufweist, welche zur Ankopplung an die Ofenkammer in den wenigstens drei Höhenpositionen eingerichtet sind, wobei die Gasevakuieranordnung eingerichtet ist zur selektiven Handhabung von wenigstens drei selektiv mittels der jeweiligen Gasabzugsleitung evakuierten Gasarten, wobei sich die Gasevakuieranordnung (30) über eine Höhe entsprechend mindestens der halben Höhe einer/der Ofenkammer (11) erstreckt, und wobei die Gasevakuieranordnung (30) für die Gasabzugsleitungen (31, 33) wenigstens drei Höhenpositionen definiert, von welchen wenigstens zwei in einer oberen Hälfte der Ofenkammer (11) angeordnet sind, wobei die Höhenpositionen jeweils in einem Abstand zueinander von mindestens 20 bis 45% der gesamten Höhe der Ofenkammer (11) angeordnet sind . characterized in that the gas evacuator assembly comprises at least three gas exhaust ducts (31, 33) locatable in at least three different height positions of the respective furnace chamber adapted to be coupled to the furnace chamber in the at least three height positions, the gas evacuator assembly being arranged to selectively handle at least three selectively gas evacuated by the respective gas exhaust duct, the gas evacuator assembly (30) extending over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber (11), and wherein the gas evacuation assembly (30) for the gas exhaust ducts (31, 33) defines at least three height positions of which at least two are arranged in an upper half of the furnace chamber (11), wherein the height positions are each arranged at a distance from each other of at least 20 to 45% of the total height of the furnace chamber (11).
2. Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Gasevakuieranordnung (30) über eine Höhe entsprechend mindestens 75% der Höhe der Ofenkammer erstreckt. A gas evacuation assembly according to any one of the preceding claims, wherein the gas evacuation assembly (30) extends over a height corresponding to at least 75% of the height of the furnace chamber.
3. Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von einem Boden einer/der Ofenkammer (11) gesehen erste der Höhenpositionen in einem Abstand von 1 bis 3m, insbesondere 1.5 bis 2.5m zu einer zweiten der Höhenpositionen angeordnet ist, und/oder wobei die erste Höhenposition in einem Abstand von 3 bis 6m, insbesondere 4 bis 5m zu einer dritten der Höhenpositionen angeordnet ist, und/oder wobei die zweite Höhenposition in einem Abstand von 1 bis 3m, insbesondere 1.5 bis 2.5m zur dritten Höhenposition angeordnet ist, und/oder wobei die erste Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 2m, insbesondere Im vom Boden und/oder die zweite Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 0.5m in Bezug auf die Mitte und/oder die dritte Höhenposition in einem Abstand von 0 bis 2m, insbesondere Im vom Kopf der Ofenkammer (11) angeordnet ist. 3. Gasevakuieranordnung according to any one of the preceding claims, wherein one of a bottom of the / a furnace chamber (11) seen the first of the height positions at a distance of 1 to 3m, in particular 1.5 to 2.5m is arranged to a second of the height positions, and / or the first height position is arranged at a distance of 3 to 6 m, in particular 4 to 5 m to a third of the height positions, and / or wherein the second height position is arranged at a distance of 1 to 3 m, in particular 1.5 to 2.5 m to the third height position, and / or wherein the first height position at a distance of 0 to 2m, in particular Im from the ground and / or the second height position at a distance of 0 to 0.5m with respect to the center and / or the third height position at a distance of 0 to 2m , In particular from the top of the furnace chamber (11) is arranged.
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4. Gasevakuieranordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Gasevakuieranordnung (30) mehrere in wenigstens einer der Höhenpositionen an mehreren Stellen, insbesondere umlaufend, anordenbare Gasabzugsleitungen (31, 33) aufweist. 4. Gasevakuieranordnung according to the preceding claim, wherein the Gasevakuieranordnung (30) has a plurality of at least one of the height positions at a plurality of locations, in particular circumferentially, disposable gas exhaust ducts (31, 33).
5. Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasevakuieranordnung (30) wenigstens eine der folgenden Komponenten zur Handhabung der evakuierten Gase aus der Ofenkammer (11) umfasst: separate Rohgaskühlung, Teerauffang- /abscheidebehälter, Ableitvorrichtung für Teer, Elektrofilter eingerichtet zur Staubreduzierung, Entschwefelungseinheit. A gas evacuation assembly according to any one of the preceding claims, wherein the gas evacuation assembly (30) comprises at least one of the following components for handling the evacuated gases from the furnace chamber (11): separate raw gas cooling, tar capture / separation vessel, tar discharge device, electrostatic precipitator adapted to reduce dust, desulfurization unit.
6. Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gasevakuieranordnung (30) mehrere in Parallelanordnung vorgesehene gleichfunktionale Gasabzugsleitungen (31, 33) aufweist, die in derselben Höhenposition an unterschiedliche Ofenkammern (11) koppelbar sind, und wobei die Gasevakuieranordnung einen Mischer (35.1) aufweist, an welchen die gleichfunktionalen Gasabzugsleitungen kuppelbar/gekuppelt sind . 6. Gasevakuieranordnung according to any one of the preceding claims, wherein the Gasevakuieranordnung (30) has a plurality of parallel provided equal function gas exhaust ducts (31, 33) which can be coupled in the same height position to different furnace chambers (11), and wherein the Gasevakuieranordnung a mixer (35.1) at which the equal-functional gas discharge lines are coupled / coupled.
7. Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer ein mäanderförmiger Heizkanal mit wenigstens einer Umkehrung ausgebildet, an welchem an wenigstens einer der Umkehrungen ein Beobachtungspunkt oder ein Messpunkt ausgebildet ist; und/oder wobei auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer (11) in wenigstens einer der Heizwände in einer unteren Hälfte wenigstens drei horizontale Heizkanäle (12.1) und darüber ein mäanderförmiger Heizkanal (12.2) ausgebildet sind, welche Heizkanäle jeweils individuell durch wenigstens einen Brenner (13) beheizbar sind; und/oder wobei der mäanderförmige Heizkanal Umkehrpunkte (12.21) mit Beobachtungsstellen (12.22) mit daran angeordneten oder dort messenden Sensoren aufweist, insbesondere Temperatursensoren; und/oder wobei der mäanderförmige Heizkanal wenigstens einen Umkehrpunkt (12.21) aufweist, an welchem eine insbesondere mittels eines Regulierschiebers von außen bedienbare, dicht abschließende Beobachtungsstelle (12.22) angeordnet ist; und/oder wobei an wenigstens einem der Heizkanäle, insbesondere an einem Umkehrpunkt (12.21), wenigstens eine Beobachtungsstelle mit einem Regulierschieber für Schiebersteine (12.9) und/oder mit Messsensorik (14) angeordnet ist; und/oder wobei an wenigstens einen der Heizkanäle, insbesondere an den mäanderförmigen Heizkanal, ein manuell zugänglicher Zugangskanal für einen Regulierschieber gekoppelt ist. 7. Gasevakuieranordnung according to any one of the preceding claims, wherein formed on at least one side of the furnace chamber, a meandering heating channel with at least one inversion, on which at least one of the reversals an observation point or a measuring point is formed; and / or wherein on at least one side of the furnace chamber (11) in at least one of the heating walls in a lower half at least three horizontal heating channels (12.1) and above a meandering heating channel (12.2) are formed which each heating channels individually by at least one burner (13 ) are heated; and / or wherein the meandering heating channel has reversal points (12.21) with observation points (12.22) with sensors arranged thereon or measuring there, in particular temperature sensors; and / or wherein the meander-shaped heating channel has at least one reversal point (12.21) on which a tightly closing observation point (12.22), which can be operated externally, in particular by means of a regulating slide, is arranged; and / or at least one observation point having a regulating slide for sliding blocks (12.9) and / or with measuring sensor system (14) being arranged on at least one of the heating channels, in particular at a turning point (12.21); and / or wherein at least one of the heating channels, in particular to the meandering heating channel, a manually accessible access channel for a Regulierschieber is coupled.
8. Gasevakuieranordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der mäanderförmige Heizkanal einen oder mehrere vertikale Durchlässe (12.5) aufweist; und/oder wobei der mäanderförmige Heizkanal eingerichtet ist, an einer oder mehreren Horizontal- oder Vertikalpositionen 8. Gasevakuieranordnung according to the preceding claim, wherein the meandering heating channel has one or more vertical passages (12.5); and / or wherein the meandering heating channel is arranged, at one or more horizontal or vertical positions
2 kurzgeschlossen zu sein/werden, insbesondere durch Freigeben oder Blockieren von vertikalen Durchlässen; und/oder wobei der mäanderförmige Heizkanal einen oder mehrere vertikale Durchlässe (12.5) aufweist, an welchen jeweils wenigstens ein Justierorgan, insbesondere ein von außen betätigbarer Schieberstein (12.9) angeordnet ist. 2 be short-circuited, in particular by enabling or blocking vertical apertures; and / or wherein the meander-shaped heating channel has one or more vertical passages (12.5), on each of which at least one adjusting element, in particular a sliding block (12.9) which can be actuated from the outside, is arranged.
9. Ofenvorrichtung (10) mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer (11), insbesondere Vertikalkammerofen, mit einer Gasevakuieranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 9. oven device (10) having at least one vertical furnace chamber (11), in particular vertical chamber furnace, with a Gasevakuieranordnung (30) according to any one of the preceding claims.
10. Verfahren zur Gewinnung von Gasen aus einer Ofenvorrichtung (10) mit wenigstens einer vertikalen Ofenkammer bei der Verkokung von festem Einsatzstoff, insbesondere Einsatzstoff aus der Gruppe: Braunkohle, schwachbackende Steinkohle, Biomasse, Petrolkoks, Petrolkohle; zu Koks aus der wenigstens einen vertikalen Ofenkammer (11) der Ofenvorrichtung (10) und zum weiteren Handhaben der Gase, 10. A process for the production of gases from a furnace device (10) having at least one vertical furnace chamber in the coking of solid feed, in particular starting material from the group: lignite, low-baking hard coal, biomass, petroleum coke, petroleum coals; to coke from the at least one vertical furnace chamber (11) of the furnace device (10) and to further handle the gases,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass aus der Ofenkammer wenigstens drei unterschiedliche Gasarten an wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen der jeweiligen Ofenkammer (11) selektiv abgezogen/evakuiert werden und selektiv in nachfolgenden Prozessschritten gehandhabt werden, insbesondere recycelt werden, insbesondere mittels einer Gasevakuieranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Evakuieren über eine Höhe entsprechend mindestens der halben Höhe einer/der Ofenkammer (11) in wenigstens drei Höhenpositionen erfolgt, von welchen wenigstens zwei in einer oberen Hälfte der Ofenkammer (11) angeordnet sind, wobei die Höhenpositionen jeweils in einem Abstand zueinander von mindestens 20 bis 45% der gesamten Höhe der Ofenkammer (11) angeordnet sind, und wobei wenigstens drei unterschiedliche Arten von Gasen aus wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen jeweils aus einem unteren, mittleren und oberen Drittel der Ofenkammer abgezogen werden . characterized in that at least three different types of gas at at least three different height positions of the respective furnace chamber (11) are selectively withdrawn / evacuated from the furnace chamber and are selectively handled in subsequent process steps, in particular recycled, in particular by means of a Gasevakuieranordnung (30) according to any one of the preceding claims wherein the evacuation takes place over a height corresponding to at least half the height of a furnace chamber (11) in at least three height positions, of which at least two in an upper half of the furnace chamber (11) are arranged, wherein the height positions each at a distance from each other At least 20 to 45% of the total height of the furnace chamber (11) are arranged, and wherein at least three different types of gases from at least three different height positions each subtracted from a lower, middle and upper third of the furnace chamber become .
11. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, wobei ein erstes Gas in einem Temperaturbereich von 150 bis 300°C selektiv abgezogen wird, und/oder ein weiteres Gas in einem Temperaturbereich von 300 bis 600°C selektiv abgezogen wird, und/oder ein weiteres Gas in einem Temperaturbereich von 600 bis 950°C oder 700 bis 900°C selektiv abgezogen wird; und/oder wobei wenigstens drei unterschiedliche Arten von Gasen aus wenigstens drei unterschiedlichen Höhenpositionen jeweils aus einem Höhenabschnitt über 20 bis 30% der Höhe der Ofenkammer (11) abgezogen werden; und/oder wobei das Handhaben der wenigstens drei Gasarten je Gasart ein individuelles Regeln evakuierter Volumenströme umfasst, insbesondere bezüglich evakuierter Volumina; und/oder wobei aus den aus der Ofenkammer (11) abgezogenen wenigstens drei 11. The method according to the preceding method claim, wherein a first gas is selectively withdrawn in a temperature range of 150 to 300 ° C, and / or another gas is selectively withdrawn in a temperature range of 300 to 600 ° C, and / or another gas in a temperature range of 600 to 950 ° C or 700 to 900 ° C selectively deducted; and / or wherein at least three different types of gases from at least three different height positions each from a height section over 20 to 30% of the height of the furnace chamber (11) are deducted; and / or wherein the handling of the at least three types of gas per gas type comprises an individual regulation of evacuated volume flows, in particular with regard to evacuated volumes; and / or wherein at least three of the oven chamber (11) withdrawn
3 unterschiedlichen Gasarten in der weiteren Handhabung chemische Wertstoffe erzeugt werden, insbesondere umfassend Methanol, Di-Methylether, Olefine, Huminsäuren oder synthetisches Erdgas. 3 different types of gas in the further handling chemical recyclables are produced, in particular comprising methanol, di-methyl ether, olefins, humic acids or synthetic natural gas.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei ein erstes Gas in einer ersten Höhenposition in einem Bereich von bis zu 2m unterhalb vom Kopf der Ofenkammer (11) selektiv abgezogen wird, und ein weiteres Gas in einer weiteren Höhenposition in einem Bereich von 35 bis 65%, insbesondere 45 bis 55% der Höhe der Ofenkammer selektiv abgezogen wird, und ein weiteres Gas in einer weiteren Höhenposition in einem Bereich von bis zu 2m oberhalb vom Boden der Ofenkammer selektiv abgezogen wird, jeweils bei einer Ofenkammer mit einer Höhe von mindestens 4 bis 6m. 12. A method according to any one of the preceding method claims, wherein a first gas is selectively withdrawn in a first height position in a range of up to 2m below the top of the furnace chamber (11), and another gas in a further height position in a range of 35 to 65%, in particular 45 to 55% of the height of the furnace chamber is selectively withdrawn, and another gas in a further height position in a range of up to 2m above the bottom of the furnace chamber is selectively withdrawn, each with a furnace chamber with a height of at least 4 up to 6m.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei wenigstens eine der aus der Ofenkammer abgezogenen wenigstens drei unterschiedlichen Gasarten einem die Ofenkammer (11) indirekt heizenden Brenner (13) als Brennstoff zugeführt wird . 13. The method according to any one of the preceding method claims, wherein at least one of the furnace chamber withdrawn at least three different types of gas to a furnace chamber (11) indirectly heating burner (13) is supplied as fuel.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei in einem mäanderförmigen Heizkanal auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer in Umkehrpunkten (12.21) mit Beobachtungsstellen (12.22) eine Messung erfolgt, insbesondere eine Temperaturmessung; und/oder wobei im mäanderförmigen Heizkanal in wenigstens einem Umkehrpunkt (12.21) eine Regulierung erfolgt, insbesondere mittels eines Regulierschiebers von außen; und/oder wobei an wenigstens einem Heizkanal wenigstens eine Messung erfolgt und/oder wenigstens eine Regulierung mittels Schiebersteinen (12.9) erfolgt, nämlich an wenigstens einem Heizkanal aus der Gruppe von wenigstens drei horizontalen Heizkanälen und einem darüber angeordneten mäanderförmigen Heizkanal, insbesondere an einem Umkehrpunkt (12.21). 14. The method according to any preceding method claims, wherein in a meandering heating channel on at least one side of the furnace chamber in turning points (12.21) with observation points (12.22) takes a measurement, in particular a temperature measurement; and / or wherein in the meandering heating channel in at least one turning point (12.21) is a regulation, in particular by means of a Regulierschiebers from the outside; and / or at least one measurement is carried out on at least one heating channel and / or at least one regulation takes place by means of pusher blocks (12.9), namely at least one heating channel from the group of at least three horizontal heating channels and a meandering heating channel arranged above it, in particular at a reversal point ( 12:21).
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei an einem oder mehreren vertikalen Durchlässen (12.5) eines/des mäanderförmigen Heizkanals der Ofenkammer ein Kurzschluss oder Bypass erfolgt, insbesondere durch Freigeben oder Blockieren der vertikalen Durchlässe; und/oder wobei an einem oder mehreren vertikalen Durchlässen (12.5) des mäanderförmigen Heizkanals jeweils wenigstens ein Justierorgan zur Regulierung angeordnet wird, insbesondere ein von außen betätigbarer Schieberstein (12.9). 15. The method according to any one of the preceding method claims, wherein at one or more vertical passages (12.5) of one / of the meandering heating channel of the furnace chamber, a short circuit or bypass occurs, in particular by releasing or blocking the vertical passages; and / or wherein at least one adjusting element for regulating is arranged on one or more vertical passages (12.5) of the meandering heating channel, in particular an externally actuable sliding block (12.9).
16. Verwendung einer Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche an wenigstens einer vertikalen Ofenkammer zum Evakuieren von wenigstens drei Gasarten aus der Ofenkammer zum Einstellen eines vertikalen Temperaturprofils innerhalb einer Brikett-Schüttung in der Ofenkammer. 16. Use of a Gasevakuieranordnung according to any one of the preceding device claims on at least one vertical furnace chamber for evacuating at least three types of gas from the furnace chamber for adjusting a vertical temperature profile within a briquette bed in the furnace chamber.
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17. Verwendung wenigstens einer Gasart von wenigstens drei aus einer vertikalen Ofenkammer mittels einer Gasevakuieranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche evakuierten Gasarten zum Bereitstellen von Brenngas an wenigstens einem die Ofenkammer indirekt beheizenden Brenner. 17. Use of at least one gas of at least three evacuated from a vertical furnace chamber by means of a Gasevakuieranordnung according to any one of the preceding claims gas species for providing fuel gas to at least one furnace chamber indirectly heated burner.
18. Ofenanordnung (50) zur Herstellung von Koks-Briketts, umfassend eine Gasevakuieranordnung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche sowie eine Ofenvorrichtung (10), welche Ofenvorrichtung auf wenigstens einer Seite der Ofenkammer in wenigstens einer Heizwand in einer unteren Hälfte oder einem unteren Drittel wenigstens einen horizontalen Heizkanal (12.1) und darüber zumindest auch in einer oberen Hälfte oder einem mittleren Drittel einen sich mäanderförmig in mehreren Höhenebenen erstreckenden Heizkanal (12.2) aufweist, welche Heizkanäle jeweils individuell durch wenigstens einen Brenner (13) beheizbar sind, insbesondere mittels aus der Ofenkammer evakuiertem Gas. An oven assembly (50) for making coke briquettes, comprising a gas evacuator assembly (30) according to any one of the preceding claims and an oven apparatus (10) having furnace means on at least one side of the oven chamber in at least one heating wall in a lower half or a lower one Has at least one horizontal heating channel (12.1) and moreover at least in an upper half or a middle third a meandering in several height levels extending heating channel (12.2), which heating channels are individually heated by at least one burner (13), in particular by means of the furnace chamber evacuated gas.
19. Verfahren zur Herstellung von Briketts aus kohlehaltigem festem Einsatzstoff, umfassend sowohl das Trocknen von aus Einsatzstoff erstellten Briketts in einem Brikett-Trockner als auch das Verkoken der Briketts zu Koksbriketts in einer Ofenkammer (11), wobei an wenigstens drei über mindestens die halbe Höhe der Ofenkammer verteilten Höhenpositionen der Ofenkammer (11) Gas evakuiert wird, welches Gas zumindest teilweise zur Beheizung der Ofenkammer zu an der Ofenkammer angeordneten Brennern geführt wird, wobei das Verfahren mittels einer Ofenanordnung nach dem vorhergehenden Ofenanordnungs-Anspruch durchgeführt wird. 19. A method of making briquettes of carbonaceous solid feedstock comprising both drying feedstock briquettes in a briquette dryer and coking the briquettes into coke briquettes in a furnace chamber (11) having at least three over at least half the height thereof gas being evacuated to the furnace chamber (11), which gas is at least partially conducted to heat the furnace chamber to burners disposed on the furnace chamber, the process being carried out by means of a furnace assembly according to the preceding furnace assembly claim.
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