DE2719189C2 - Verfahren zum Betrieb einer Kohlevortrocknungs- bzw. -erhitzungsanlage in Verbindung mit einer Kokerei - Google Patents
Verfahren zum Betrieb einer Kohlevortrocknungs- bzw. -erhitzungsanlage in Verbindung mit einer KokereiInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Kohle-Vortrocknungs- und Erhitzungsanlage in
Verbindung mit einer Kokerei, wobei die Kokskohle in Trocknern in direkte Berührung mit einem inerten
Trocknungsgas gebracht wird, das Trocknungsgas im Kreislauf geführt und durch Verbrennung eines Brennstoffes
aufgeheizt, die vorerhitzte Kohle von dem Trocknungs- und Erhitzungsgas getrennt und den Ofenkammern
einer Verkokungsbatterie bzw. ihrer Heißbunkeranlage unter Abdeckung mit einem Inertgas zugeführt
wird.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise durch die DE-OS 24 15 758 bekannt
Als inerte Trocknungs- und Abdeckungsgase können dabei Gase dienen, die ganz oder teilweise aus Kohlendioxid,
Stickstoff oder Wasserdampf bestehen.
Inertgas wird dabei nicht nur zum Betrieb der Trocknungsanlagen benötigt, sondern wegen der hohen Temperatur,
die die Kohle bei der Vorerhitzung annimmt, nämlich etwa bis zu 2400C, muß sie bei ihrem Transport
in die Ofenkammern bzw. in die Bunkeranlage der Verkokungsbatterie von Oxidation durch Luftsauerstoff geschützt
werden und von einer inerten Atmosphäre begleitet, geschützt und abgedeckt sein. Vielfach stehen
inerte Abgase für diesen Zweck nicht zur Verfugung und in diesem Falle muß ein solches, z. B. Stickstoff,
durch Lufttrennung hergestellt und bereitgestellt werden.
Wenn nicht der Sauerstoff einer Lufttrennanlage für andere Zwecke, z. B. in einer Hüttenanlage, Verwendung
findet, so wird das Verkokungsverfahren durch die
aufwendige Bereitung von Stickstoff wirtschaftlich und technisch belastet Das gilt auch für die nach der DE-OS
24 15 758 vorgesehene Benutzung von Inertgas aus einer eigenen Inertgasanlage zum Ausgleich von Leckverlusten.
Außerdem ist aus dieser Schrift bekannt, während der Anlaufphast zum Aufheizen der Anlage ein
Verbrennungsabgas zu verwenden, das anschließend ins Freie abgelassen wird. Als Inertgas dienen diese Verbrennungsabgase
dabei nicht Auch die Abgase aus einem Hilfsbrenner zur Nachverbrennung der Gase aus
dem Löschbunker dienen nicht als Inertgase der gattungsgemäßen Art Ähnlich wie bei der DE-OS
24 34 827 dienen die Verbrennungsabgase nur als Trägergas für die Vorerhitzung der Kohle im Flugstrom.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein wirtschaftliches und technisch einfaches Inertgas für das eingangs definierte
Verfahren vorzuschlagen, .das im gesamten Bunker- und Transportsystem problemlcC verwendet werden
kann.
Der Erfindung liegt die Lösung dieser Aufgabe zugrunde
und es wird dazu vorgeschlagen, daß als Inertgas für die Abdeckung bei der Erhitzung von im Kreislauf
geführten Vortrocknungs- und Erhitzungsgasen anfallende trockene Verbrennungsabgase nach ihrer Kühlung
und Abscheidung von wäßrigem Kondensat verwendet werden.
Bei der Durchführung solcher Kohletrocknungs- und
Bei der Durchführung solcher Kohletrocknungs- und
so Erhitzungsverfahren fallen stets Verbrennungsabgase an, weil für die Erhitzung der Trocknungsgase ein
Brennstoff verbrannt werden muß. Die Wirtschaftlichkeit des vorgeschlagenen Verfahrens ergibt sich allein
daraus, daß nunmehr eine besondere Herstellung von Inertgas nicht mehr von Nöten ist, sondern zwangsläufig
anfallende Abgase nach ihrer Trocknung verwendet werden.
Wenn die Aufheizung des Kreislaufgases für die Vortrocknung und Vorerhitzung auf direktem Wege geschieht,
so ergibt sich die Verbrennungsgasmenge als Überschuß im Kreislauf und diese wird aus dem Kreislauf
abgezweigt und nach ihrer entsprechenden Aufbereitung bei der Abdeckung der vorerhitzten Kohle auf
ihrem Transportwege verwendet. Die Verbrennungsgasmenge ist für die erfindungsgemäße Verwendung
stets ausreichend.
Wenn die Aufheizung des Trocknungs- und Erhitzungsgases auf indirektem Wege geschieht, so ergibt
sich die völlige Trennung des Gaskreislaufes für die
Trocknung und Vorerhitzung der Kohle und der Wege des Verbrennungsabgases das als Inertgas für den
Transport der heißen Kohle Verwendung findet
Nach einer besonderen Ausführung des Verfahrens wird als Trocknungs- und Erhitzungsgas im Kreislauf
geführter Wasserdampf verwendet Da bei der Trocknung der Kohle das Feuchtigkeitswasser verdampft
wird, ergibt sich ein Oberschuß von Dampf in einer Menge, die dt/n Feuchtigkeitsgehalt der Kohle entspricht
Diese Dampfmenge muß aus dem Kreislauf ausgeschleust werden und sie wird vorteilhaft den Destillationsgasen
aus der Verkokungsbatterie zugesetzt so
wie es in der Patentanmeldung P 26 47 079.1 vorgeschlagen ist Es ist günstig, die inerten Verbrennungsabgase
vor dem Einschleusen in die Transportwege der vorerhitzten Kohle wieder aufzuheizen, damit jegliches
Niederschlagen von Feuchtigkeit auf der Kohle sicher vermieden wird.
Zweckmäßig geschieht die Kühlung für das Auskondensieren von Wasser aus dem als Inertgas verwendeten
Verbrennungsgas im Wärmeaustausch, wobei das vom Wasser befreite, gekühlte Verbrennungsgas durch
die nicht gekühlten noch vom Wasser zu befreienden Verbrennungsgase wieder aufgeheizt wird.
Die Trocknung kann jedoch auch mit jedem Trocknungsmittel durchgeführt werden. Geeignet sind dafür
z. B. Trocknungsmittel auf der Basis von Siliziumdioxid, z. B. Silikagel. Für die Verwendung solcher Trocknungsmittel
ist eventuell eine Vorkühlung der Verbrennungsgase vorzusehen.
Für die Herstellung der Verbrennungsgase wird aus bekannten Gründen bevorzugt ein schwefelarmer
Brennstoff verwendet Wegen ihrer einfachen Handhabung können aber auch gasförmige oder flüssige Brennstoffe,
z. B. sogenannte Flüssiggase verwendet werden. Besonders geeignet sind auch Verbrennungsabgase, die
bei ihrer Verbrennung keinen oder nur wenig Wasserdampf bilden, wie an Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff
arme und kohlenoxidreiche Gase, z. B. Gichtgas, weil hierbei aie Trocknung der Gase weitgehend entfallen
kann. Günstig für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist auch die Verwendung von bei der Kohletrocknung
selbst in den Abscheidern und Filtern anfallendem Kohlefeinstaub für die Aufheizung des Trocknungsgases
und die Herstellung des Abdeckgases. Auf diese Weise wird ein Teil oder die Gesamtheit dieses ultrafeinen
Kohlenstaubes, der am besten vorsorglich nicht mit in die Ofenkammern eingeführt wird, sinnvoll in dem
Verfahren selbst verwendet. Wenn dieser feine Kohlestaub mit in die Ofenkanimem eingefüllt würde, so käme
es zu unerwünschter Staubentwicklung in den Ofenkammern und zu Verstopfungen in den Wegen der Destillationsgase.
Ein geringer Sauerstoffgehalt, in den Abgasen ist für
ihre erfindungsgemäße Verwendung unschädlich. Jedoch sollte er 4 VoI.-% nicht übersteigen.
Man kann auch die Verbrennung mit Sauerstoff bzw. Luft im Unterschuß durchführen, um sicherzustellen,
daß der Sauerstoffgehalt im Abgas gering bleibt.
Die Erhitzung der Trocknungs- und Erhitzungsgase kann man, wie auch die Trocknung — und Erhitzung der
Kohle selbst, in einer oder mehreren Stufen vornehmen.
Die Erfindung wird durch die Schema-Figuren 1 und 2 beispielsweise erläutert. Fig. 1 bezieht sich auf das
erfindungsgemäßs Verfahren mit direkter Aufheizung für den Kreislauf der Vortrocknungs- und Erhitzungsanlage sowie Herstellung des Inertgases für die Kohle
transportwege zu der Verkokungsbatterie. Dabei bedeuten 1 und 9 zwei hintereinandergeschaltete Flugstromrohre.
Die Einführung der ungetrockneten Kohle erfolgt durch die Schleuse 10. 9 ist die erste und I die
zweite Stufe. Die Herstellung des für die Kohlevorerhitzung und Trocknung benötigten Inertgases von etwa
5500C wird in dem Verbrennungsofen 21 vorgenommen, dem ein Brennstoff durch Leitung 22 und Verbrennungsluft
durch Leitung 23 zugeführt wird. Bis zur Erreichung der Betriebstemperatur wird daa Verbrennungsgas
durch den Kamin 24 abgeführt Sobald die Betriebstemperatur erreicht ist wird das Verbrennungs-Inertgas
in das Flugstromrohr 1 eingeleitet und es durchströmt das Abscheidungssystem 3, das Fallrohr
8, das Flugstromrohr 9, das Grobkorn-Abscheidesystem 11 mit der Grobkornrückleitung 2 in das Flugstromrohr
1, das Feinstaubabscheidesystem 12, das Rückführungsrohr 14 und es wird von dem Ventilator 15 und durch die
Leitungen 16 und 19 zum Teil wieder in den Verbrennungsofen 21 zurückgegeben. Der Oberschuß dient zur
Deckung des Bedarfes an Inertgas ^r Anlage für den Transport der getrockneten und voreihitzten Kohle zur
Verkokungsbatterie bzw. zu der Heiß-Bunkeranlage. Dazu wird das Inertgas durch die Leitung 25 mit der
Drosselklappe 25a abgenommen und in dem Apparatesystem 58 gekühlt getrocknet und von Kondensat befreit
und durch die Leitungen 29 und 32 an die absperrbaren Bedarfsstellen geleitet Diese liegen an dem Abscheidesystem
3 (Leitung 36), seinem Abgang 4a, 4 zu dem Kohletransportsystem 6 (Leitung 35) und dem Abgang
5a der Kohlebenetzvorrichtung 5 (Leitung 34), in der die Kohle bei Bedarf mit einem öligen Staubbindemittel
benetzt werden kann. Weitere Bedarfsstellen sind das Grobabscheidesystem 11 (Leitung 37) und das Fein-Abscheidesystem
12 (Leitungen 39, 40) und die Staubüberführung 13 (Leitung 38) in die Leitung 4a, und die
Heißkohlebunkeranlage (nicht dargestellt) über Leitung 7 zu der die auf etwa 130° vorerhitzte Kohle durch die
Einrichtung 6 abgedeckt von dem Inertgas, das noch
eine Temperatur von etwa 2100C hat, hingeführt wird. Durch Leitung 31 wird das Inertgas an den Ausgang des
Elektrofilter 17 geführt. Das Elektrofilter ist mit der
-Leitung 16 verbunden und nimmt den Überschuß von Inertgas auf, der weder für die Kohletrocknung und ihre
Vorerhitzung noch für die Inertisierung der Kohletransprotwege benötigt wird. Vom Kohlestaub befreites
überschüssiges Inertgas wird schließlich durch den Kamin 18 in die freie Atmosphäre entlassen, während der
abgeschiedene Staub unter Schutz von Inertgas aus Leitung 31 durch Leitung 20 in die Leitung 4a überführt
wird und von dort wieder entweder in den Benetzungsapparat 5 oder direkt auf die Transportanlage 6 anlangt.
Bei diesem direkten Verfahren ergibt sich ein hoher
thermischer Wirkungsgrad durch die direkte Wärmeentnahme
aus dem Verbrennungsofen 21 sowie die niedrige Abgasteir.peratur (etwa 130° C) bei e;nem W&sserdampfgehalt
von höchstens 40%.
Bevorzugte Brennstoffe dafür sind solche, die keine festen Rückstände bei ihrer Verbrennung hinterlassen.
F i g. 2 bezieht sich auf eine Ausführung des Verfahrens,
bei der die Kohletrocknung und Vorerhitzung mit Wasserdampf durchgeführt wird. Der Wasserdampf
wird indirekt erhitzt und die Erhitzung durch Verbrennung eines Brennstoffes vorgenommen. Die dabei anfal-
!enden Verbrennungsabgase werden als Inertisierungsgase für die Kohletratisportbnlage verwendet.
Zu Betriebsbeginn wird möglichst ein Brennstoff verwendet,
der keine festen Verbrennungsrückstand« hin-
terläßt. Bei normalen Betriebsbedingungen hingegen kann auch ein Brennstoff mit festen Verbrennungsrückständen
verwendet werden. Dazu wird die Einrichtung 28a, die zum Kühlen (Wärmeaustausch) und Kondensieren
der Verbrennungsabgase dient auch mit einem FiI-ter zur Abscheidung festen Brennstoffrückstände versehen.
Der Brennstoff wird dem Erhitzer 21a durch die Zuleitung 22a und Verbrennungsluft durch die Leitung
23a zugeführt und der Brennstoff verbrannt. Die Verbrennungsabgase ziehen durch den Kamin 26 mit der
Regelklappe 26a ab. Zum Anfahren wird Leitung 26 Abgas entnommen und durch Leitung 27 in die Kühl-
und Trocknungsanlage 28a überführt. Gekühltes und getrocknetes Abgas geht durch die Leitungen 29a und
32 sowie die absperrbare Leitung 30 in das Kohletrocknungs- und Vorerhitzungssystem, das vorstehend beschrieben
ist. Das Gas kehrt zurück durch die Leitungen 14a, 16a und den Ventilator 15a und wird über das Elektrofilter
17 und den Kamin 18 in die freie Atmosphäre entlassen. Wenn sich die ganze Anlage auf Betriebstemperatur
und sonstigen Betriebsbedingungen befindet, wird mit dem Einbringen der feuchten Kokskohle in das
Trocknungs- und Erhitzungssystem durch die Schleuse 10 sowie der Inertgasbeschickung der vorbeschriebenen
Kohle-Abscheidungs- und Transportanlage, sowie dem Gaskreislauf über die Trocknungs- und Erhitzungsanlage durch die Leitungen 19a über den indirekten
Erhitzer 21a begonnen. Die im Kreislauf befindliche Trocken- und Erhitzungsgasmenge wird nun um den
Wasserdampfanteil, der aus der zu trocknenden Kohle stammt, vermehrt und im selben Maß wird die durch
Leitung 30 in das Trocknungs- und Erhiizungssystem eingeschleuste Inertgasmenge vermindert, bis bei vollem
Betrieb schließlich praktisch reiner Wasserdampf in Umlauf ist Das ist auch der Zeitpunkt, zu dem der Erhitzer
21a auf den Betrieb mit einem festen Brennstoff, z. B. Kohlestaub aus dem Elektrofilter 17 oder dem Staubabscheider
J2 umgeschaltet werden kann. Durch den Kamin
18 wird dann im wesentlichen nur noch der beim Kohletrocknen immer neu gebildete Wasserdampf abgeschleust.
Jedoch kann auch der im Elektrofilter 17 von Kohlestaub befreite Wasserdampf gemäß der Patentanmeldung
P 26 47 079.1 dem Destillationsgas in der Vorlage der nachgeschalteten Ofenbatterie wieder zugesetzt
werden. Seine Menge entspricht dem Feuchtigkeitsgehalt der Ursprungskohle.
Besonders vorteilhaft ist bei dieser indirekten Aufheizung des Trocknungsgases für die Kohle die Möglichkeit
des Einsatzes von Kohlestaub aus der eigenen Anlage. Durch die Erhöhung des Wasserdampfgehaltes des
rohen Destillationsgases wird auch sein Wärmeinhalt wesentlich erhöht, was sich bei der Trennung der wäßrigen
und teerigen Kondensate aus den rohen Destillationsgasen als günstig erweist
Für beide Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es günstig, die in den Apparaturen 28
bzw. 28a angeordneten Kühler als Wärmeaustauscher auszubilden, in denen die durch die Leitungen 25 bzw. 27
ankommenden heißen Gase ihre Wärme an die von Wasserdampf befreiten durch die Leitungen 29 bzw. 29a
abziehenden Inertgase abgeben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Verfahren zum Betrieb einer Kohle-Vortrocknungs-
und Erhitzungsanlage in Verbindung mit einer Kokerei, wobei die Kokskohle in Trocknern in
direkte Berührung mit einem inerten Trocknungsgas gebracht wird und das Trocknungsgas im Kreislauf
geführt und durch Verbrennung eines Brennstoffes aufgeheizt und die vorerhitzte Kohle von dem
Trocknungs- und Vorerhitzungsgas getrennt und den Ofenkammern einer Verkokungsbatterie bzw.
ihrer Heißbunkeranlage unter Abdeckung mit einem Inertgas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß als Inertgas für die Abdeckung bei
der Erhitzung des Vortrocknungs- und Erhitzungsgases anfallendes trockenes Verbrennungsabgas
nach seiner Kühlung und Abscheidung von wäßrigem Kondensat verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft als Inertgas ein trockenes Verbrennungsabgas
verwendet wird, das durch direkte Erhitzung des Vortrocknungs- und Erhitzungs-Kreislaufgases
erhalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas ein trockenes Verbrennungsabgas
verwendet wird, da,?, bei der indirekten
Erhitzung des Kohle-Vortrocknungs- und Erhitzungs-Kreislaufgases erhalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas ein trockenes Verbrennungsabgas
ve: wendet wird, das bei der indirekten Erhitzung von im Kreislauf geführtem Wasserdampf
als Kohlevortrocknungs- und Erhitzungsgas erhalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inerten trockenen
Verbrerinungsabgase vor dem Einschleusen in die Transportwege der vorerhitzten Kohle wieder aufgeheizt
werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung für das Auskondensieren
von Wasser der inerten Verbrennungsgase im Wärmeaustausch unter Wiederaufheizung der von Wasser
befreiten gekühlten Verbrennungsgase erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff ein an
Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff armes und kohlenoxidreiches Gas wie z. B. Gichtgas verwendet
wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Brennstoff für die
Herstellung des inerten Verbrennungsabgases Feinstaubkohlen aus den Abscheidern und Filtern der
Kohlevortrocknungs- und Erhitzungsanlage verwendet werden.
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