DE2738442A1 - Verfahren bzw. anlage zur nutzung der fuehlbaren kokswaerme in einer verkokungsanlage - Google Patents
Verfahren bzw. anlage zur nutzung der fuehlbaren kokswaerme in einer verkokungsanlageInfo
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Description
Pall 2926 VXR/P/Ke/Ni
Verfahren bzw. Anlage zur Nutzung der fühlbaren Kokswärme in einer Verkokungsanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Anlage zur
Nutzung der fühlbaren Kokswärme in einer Verkokungsanlage bei der trockenen Kokskühlung und Kohlevorerhitzung, bei
welchem bzw. welcher das Rauchgas der Koksof enbatter-.e als
Wärmeträgergas, gegebenenfalls nach - z.B. katalytischer Sauerstoffentfernung
und/oder Staubabscheidung und/oder Verdichtung nacheinander durch die Kokskühlanlage und die
Kohlevorerhitzungsanlage jeweils in direkter Berührung mit dem Koks bzw. der Kohle geführt und anschließend in die
Atmosphäre geleitet wird.
Aus der GB-PS 13 34 373 ist es an sich bekannt, die fühlbare
Wärme des heißen Kokses eines Verkokungsprozesses zur Trocknung und/oder Vor erhitzung der Kohle zu verwenden, indem
ein inertes Gas im Kreislauf durch den heißen Koks und die Kohle geführt wird, wobei das inerte Gas Teil der Verbrennungsprodukte der Brenngase sein kann, die auch für die Verkokung
verwendet werden. Hierbei wird dem der Kokskühlung zugeführten Wärmeträgergas zuvor der Sauerstoff entzogen, und es wird einer
Staubabscheidung und einer Kompression unterworfen. Der Dampf, welcher in der Vorerhitzungsanlage vom Wärmeträgergas aufgenommen
wird, kann in die Atmosphäre abgegeben werden.
Aus der DT-OS 24 15 758 (Fig. 2) ist eine mit einer Kokstrockenlöschanlage
kombinierte Anlage zur kontinuierlichen Kohletrocknung und -vorerhitzung unter Ausnutzung der von dem
glühenden Koks auf ein Mischgas übertragenen Wärme, mit einem Kreislauf für das Löschgas und mit einem Trocknungsgas, der
ein Trocknungs- und Vorerhitzungsaggregat umfaßt, bekannt, bei
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welcher der Trocknungsgasweg und der Löschkreislauf zu einem
einzigen Gaskreislauf vereinigt sind, der Gaskreislauf eine Einrichtung zum Kondensieren des bei der Trocknung frei
gewordenen Wasserdampfes enthält und der Gaskreislauf durch eine Nachverbrennungskammer geführt ist. Diese Anlage verwendet
Verbrennungsgase einer Brennkammer als im geschlossenen Kreislauf umlaufendes Wärmeträgergas, welches dauernd
erzeugt und dem Kreislauf zugesetzt werden muß, notwendige und sehr umfangreiche Anlagenteile wie Entstauber, Gebläse, Einspritzkondensatoren,
Wärmetauscher und die Nachverbrennungskammer zur Verbrennung des aus dem Löschbunker stammenden
Wassergasgehaltes. Die Anlage ist daher von der Erstell\m.gs-
und Betriebsseite her sehr kostenaufwendig.
Aus der DT-OS 24 34 827 ist ein Verfahren zur Energierückgewinnung
bei Gaserzeugungsprozessen,· z.B. Kohlevergasungsanlagen
oder Kohleverkokungsanlagen, zum Zwecke der Trocknung oder Vorerhitzung des Einsatzstoffes, insbesondere der Peinkohle
für den Kokereibetrieb, bekannt, bei welchem die Trocknung und Vorerhitzung des Einsatzstoffes mittels Abwärme
erfolgt, die beim Abkühlen der festen Rückstände des Prozesses, beispielsweise beim Trockenlöschen des Kokses
in einer Kokerei,.in einem geschlossenen, mit einer Staubabscheidung
ausgestatteten Primärgaskreis gewonnen wird und wobei als Wärmetransport- und Trocknungsmedium ein Inertgas,
z.B. Stickstoff, Rauchgas aus Koksöfen oder Rauchgas aus Gichtgasverbrennung in einem Sekundärgaskreislauf mit Staubabscheidung
verwendet wird. Die Notwendigkeit zweier separater Kreisläufe macht für die Ausführung dieses Verfahrens
ebenfalls aufwendige Ausrüstungsteile, z.B. den Wärmetauscher, Staubabscheider und Gebläse erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Anlage der eingangs genannten Art dahingehend zu
verbessern, daß es bzw. sie eine wirtschaftlichere Nutzung der fühlbaren Kokswärme zuläßt.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
dem die Koksofenbatterie verlassenden Rauchgas vor der Einführung in die Kokskühlanlage in einer Kühlstufe durch
direkte oder indirekte Kühlung und Kondensation der Wasserdampf entzogen wird. Damit wird eine V/assergasreaktion bei
der Kühlung des glühenden Kokses vermieden, welche für den
Gesamtprozess unerwünscht sein kann·
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungs—
gemäßen Anlage wird demnach mit einem vollständig offenen
Kreislauf gearbeitet, bei dem Rauchgas aus der Koksofen— batterie als Wärmetragergas verwendet wird. Eine besondere
Inertgaserzeugung entfällt. Das durch den Wasserentzug zu Inertgas umgeformte Rauchgas durchläuft bei der Erfindung
nur einmal die miteinander gekoppelten Prozessstufen, so
daß aufwendige Wärmetauscher- und Reinigungsaggregate entfallen können. Auch für die Kühlung und Kondensation des
Wasserdampfes erforderliche Anlage kann wegen des relativ
geringen Dampfgehaltes des Rauchgases klein gehalten werden·
Insbesondere wenn die Koksofenbatterie mit einem Rekuperator ausgestattet ist, d.h. das Rauchgas dem Rekuperativwärmetauscher
der Koksofenbatterie entnommen wird, kann eine Sauerstoffentfernung aus dem Rauchgas entfallen, da sich bei
diesem Ofentyp gegenüber dem Regenerativofen eine nahezu
stöchiometrische Verbrennung einstellen läßt, so daß im Abgas nur ein geringer Sauerstoffgehalt vorhanden ist.
Eine besonders optimale Nutzung der fühlbaren Kokswärme ist dann möglich, wenn die fühlbare Kokswärme zusätzlich in an
sich bekannter Weise zur Dampf- und/oder Elektrizitätserzeugung genutzt, d.h. die Nutzung der fühlbaren Kokswärme
bei der Kohlevorerhitzung mit der bei der I^mpf- und/oder
Elektrizitätserzeugung kombiniert wird.
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Diese Kombination ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Nutzung der fühlbaren Kokswärme im Bereich einer Wärmeträgergastemperatur
von etwa 1.0000C bis 7000C für die Dampf-
und/oder Elektrizitätserzeugung und im Bereich einer Wärmeträgergastemperatur von etwa 7000C bis 15O0C für die Kohlevorerhitzung
erfolgt. Durch diese Aufteilung der Wärmenutzung können große Restwärmeverluste vermieden werden und
sowohl die Dampf- und/oder Elektrizitätserzeugung als auch die Kohlevorerhitzung erfolgen in einem für die Benutzung
der fühlbaren Kokswärme optimalen Temperaturbereich, indem das inertisierte Rauchgas zunächst durch die trockene Kokskühlung,
dann durch die Dampferzeugungs- bzw. Elektrizitätserzeugungsstufe und schließlich durch die Kohlevorerhitzungsanlage
geführt wird. Pur die Dampferzeugung wird das hohe Temperaturniveau gewählt, um hochgespannten Dampf zu
erzeugen. Der Temperaturbereich kann in Abhängigkeit vom
Wassergehalt der Einsatzkohle schwanken. Bei Kohlen mit niedrigem Wassergehalt steht z.B. wesentlich mehr Wärme für die
Dampferzeugung zur Verfügung. Es wird jeweils der jeweilige
Wärmeüberechuß für die Dampferzeugung genutzt. Der Temperaturbereich
dieses Wärmeüberschusses stellt sich zwangsläufig ein.
Zudem können der bzw. die bei der Nutzung der fühlbaren Kokswärme gewonnene Dampf bzw. Elektrizität zum Betrieb eines
oder mehrerer Gebläse zur Förderung des Wärmeträgergases in der eigenen Anlage verwendet werden.
Wenn die Koksofenbatterie einen sogenannten Kurzrekuperator aufweist, wie er in der Patentanmeldung P 27 15 536.8 vorgeschlagen
wurde, d.h., wenn die Rauchgasaustrittstemperatur weit oberhalb 250 bis 3000C, beispielsweise bei 6000C Ii^t,
so ist es zweckmäßig, das die Koksofenbatterie verlassende
Rauchgas in einem Wärmetauscher gegen die Verbrennungsluft der Koksofenbatterie abzukühlen oder Dampferzeugung zu verwenden·
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Da bei der trockenen Kokskühlung eine gewisse Staubbe— lästigung nicht ganz zu vermeiden ist, empfiehlt es sich,
den Koks einer anschließenden nassen Nachlöschung zu unterziehen. Hierzu kann auch das bei der Kondensation
des Wasserdampfes aus dem Rauchgas anfallende Wasser verwendet
werden.
Die der trockenen Kokskühlung vorgeschalteten Prozessstufen wie Sauerstoffentfernung sowie Kühlung und Kondensation des
Wasserdampfes oder gegebenenfalls auch Staubabscheidung, können entsprechend den jeweils optimalen Prozessbedingungen
in bestimmter Reihenfolge miteinander gekoppelt werden.
Ferner kann das nach der Erfindung vorgeschlagene Vorerhitzungssystem
entweder unter Druck oder unter Saugung arbeiten, so daß dementsprechend das oder die Gebläse in dem
offenen Gaskreislauf angeordnet werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen
Anlage bestehen insbesondere in folgendem: Im Gegensatz zu bekannten Verfahren bzw. Anlagen wird auf
einen.''s.e parat en Inertgaskreislauf in der trockenen Kokskühlung
verzichtet. Es wird das Inertgas, das aus dem Bauchgas der Koksofenbatterie gewonnen wird, sowohl über den
glühenden Koks als auch durch die Kohlevorerhitzung im
ausschließlich offenen Kreislauf geleitet. Da das kontinuierlich erzeugte Rauchgas ständig zur Verfügung steht, ist
es auch nicht erforderlich, irgendwelchen Ersatz dafür zu schaffen. Haben sowohl die trockene Kokskühlung als auch
die Kohlevorerhitzungsanlage wie bei bekannten Anlagen je
einen separaten Inertgaskreislauf, so ist durch zwangsläufig entstehende Leckagen für einen entsprechenden Ersatz zu sorgen.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich aufgrund des nur einmaligen Durchlaufs des aus dem Rauchgas gewonnenen Inertgases de?- ·
wegen, weil der Wasserdampfgehalt im Rauchgas absolut geringer
ist als die bei der Trocknung freigesetzte Wasserdampfmenge.
Letztere wird nach der Erfindung in die Atmosphäre geleitet,
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so daß nur der bei der Verbrennung entstehende Wasserdampf des Rauchgases zu kondensieren ist. Bei einem separaten
Inertgaskreislauf, der wie bei bekannten Anlagen in einem indirekten Wärmeaustauscher die frei werdende Wärme aus der
trockenen Kokskühlung aufnimmt und in der Kohlevorerhitzung diese direkt wieder an die Kokskohle abgibt, ist die jeweils
mit der Kohle eingebrachte Wassermenge v/ieder aus zu kondensieren,
um ein Ansteigen des Wassergehaltes im Kreislauf zu vermeiden. Da diese absolute Wassermenge bei Kohlen mit 7 $
Wasser und mehr größer ist als die WaoBermenge im Rauchgas
aus der Koksofenbatterieunterfeuerung bei Verbrennung von
Koksofengas, ist die Kühlungs- und Kondensaticnsstufe bei der
erfindungsgemäßen Lösung kleiner als bei der Lösung mit geschlossenem Sekundärkreislauf. Wird statt Koksofengas ein
Gichtgas/Mischgas mit einem unteren Heizwert von ca. 1000 Kcal/m J zur Unterfeuerung verwendet, so ist bereits bei
Kohlen mit 4 i° und mehr Wasser die auszukondensierende absolute
Wassermenge im Rauchgas geringer als die im Trocknungskreislauf der Kohlevorerhitzungsanlage auszukondensxerende absolute
Wassermenge, die der Kohlenfeuchte entspricht. Vorteilhaft
bei der Erfindung ist ferner, daß das aus dem Rauchgas der Koksofenbatterie erzeugte Inertgas mit einem Wassergehalt,
der nahe bei Null liegt, auf die feuchte Kohle in der Vorerhitzungsanlage
trifft. Das Konzentrationsgefälle zwischen feuchter Kohle und Wärmeträgergas ist demnach sehr hoch, viel
höher als bei bekannten pneumatischen Kohletrocknungsanlage^
Dieses hohe Konzentrationsgefälle (Wassergehalt der feuchten Kohle zu Wassergehalt des Wärmetragergases) ist für den eigentlichen
Trocknungsprozess sehr günstig. Besonders vorteilhaft ist aber die zuvor beschriebene Aufteilung der Nutzung der
fühlbaren Kokswärme für die Erzeugung von Dampf -jind/oder
Elektrizität einerseits und die Kohlevorerhitzung andererseits
auf zwei Temperaturbereiche.
In der beiliegenden Zeichnung ist das erfindungsgemäße Ver- . fahren bzw. die zugehörige Anlage in einem Blockschema veranschaulicht.
Sämtliche darin gezeigten Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand
der vorliegenden Erfindung.
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Claims (6)
- Pall 2926
VXR/P/Ke/NiDidier Engineering GmbH
Alfredstraße 28
4300 EssenVerfahren bzw. Anlage zur Nutzung der fühlbaren Kokawärme in einer VerkokungsanlagePatentansprüche :1· Verfahren bzw. Anlage zur Nutzung der fühlbaren Kokswärme in einer Verkokungsanlage bei der trockenen Kokskühlung
und.Kohlevorerhitzung, bei welchem bzw. welcher das Rauchgas der Koksofenbatterie als Wärmeträgergas, gegebenenfalls nach - z.B. katalytischer - Sauerstoffentfernung und/oder Staubabscheidung und/oder Verdichtung, nacheinander durch die "Kokskühlanlage und die Kohlevorerhitzungsanlage jeweils in direkter Berührung mit dem Koks bzw. der Kohle geführt und anschließend in die Atmosphäre geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß den die Koksofenbatterie verlassenden Rauchgas vor der Einführung in die Kokskühlanlage in einer Kühlstufe durch direkte oder indirekte Kühlung und Kondensation der Wasserdampf entzogen wird. - 2. Verfahren bzw. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas dem Rekuperativwärmetauscher der Koksofenbatterie entnommen wird.
- 3· Verfahren bzw. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fühlbare Kokswärme zusätzlich in an eich bekannter Weise zur Dampf- und/oder Elektrizitätserzeugung genutzt wird.909825/0002
- 2 - - 4. Verfahren bzw. Anlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzung der fühlbaren Kokswärme im Bereich einer Wärmeträgergastemperatur von etwa 1.000 C bis 7000C für die Dampf- und/oder Elektrizitätserzeugung und im Bereich einer Wärmeträgergastemperatur von etwa 70O0C bis 15O0C für die Kohlevorerhitzung erfolgt.
- 5· Verfahren bzw. Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die bei der Nutzung der fühlbaren Kokswärme gewonnene Dampf bzw. Elektrizität zum Betrieb eines oder mehrerer Gebläse zur Förderung des Wärmeträgergases verwendet wird.
- 6. Verfahren bzw. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, da3 das die Koksofenbatterie verlassende Rauchgas in einem Wärmetauscher gegen das bereits wasserfreie und gegebenenfalls gereinigte Rauchgas oder die Verbrennungsluft der Koksofenba^terie abgekühlt wird.7· Verfahren bzw. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Kondensation anfallende Wasser zur nassen Nachlöschung des Kokses verwendet wird.909825/0002
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