DE3044989C2

DE3044989C2 - Verfahren zur trockenen Kokskühlung

Info

Publication number: DE3044989C2
Application number: DE3044989A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. 4355 Waltrop Breidenbach; Claus Dr. Flockenhaus; Manfred 4300 Essen Galow; Erich Hackler; Joachim F. Ing.(Grad.) 5628 Heiligenhaus Meckel; Stefan Dipl.-Ing. Smieskol; Dietrich Prof.Dr. Wagener
Original assignee: Didier Engineering GmbH
Current assignee: Didier Engineering GmbH
Priority date: 1980-11-28
Filing date: 1980-11-28
Publication date: 1983-04-21
Also published as: US4407699A; DE3044989A1; ZA817778B; ES507424A0; ES8300349A1; JPH026799B2; AU7795681A; JPS57109892A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Verfahren ist in der nach § 3, Abs. 2 i. V. m. §4, Abs. 2 PatG 1981 zu berücksichtigenden DE-OS 00 808 vorgeschlagen. Bei dem älteren Vorschlag sind die beiden übereinander angeordneten Behandlungszonen als zwei mechanisch durch eine Schleuse voneinander getrennte Stufen vorgesehen, welche Schleuse eine weitgehend gasdichte Trennung schaffen soll. Diese kann aber die kontinuierliche Führung des Verfahrens beeinträchtigen. Der oberen Behandlungszone wird als Kühlgas das dem Verkokungsprozeß eigene Kohleentgasungsrohgas zugeführt. Als Wärmeträgergas für die zweite Zone ist beispielsweise Rauchgas des Verkokungsofens und/oder ein dem Verkokungsprozeß fremdes Inertgas, wie Gichtgas, vorgeschlagen. Es ist also eine weitere Gasquelle für die

Ausführung des Verfahrens erforderlich.

Aus der US-PS 38 95 448 ist es an sich bekannt, die trockene Kokskühlung in einem Reaktor auszuführen, der zwei trennungslos ineinander übergehende Zonen aufweist, wobei ein als Wärmeträger- und Kühlgas wirkendes Umlaufgas in dem Obergangsbereich der beiden Zonen in den Reaktor eingeführt wird. Dadurch körnite der bereits mit dem Verfahren nach der DE-OS 30 100 808 angestrebte Reinigungseffekt für das Kohleentgasungsrohgas nicht erreicht werden.

Aus der DE-OS 28 08 804 ist ein Verfahren zur trockenen Kokskühlung mit zwei getrennten Kühlgaskreisläufen mit zwei sich trennungslos aneinander anschließenden Kühlzonen bekannt Dabei ist, um einen wirkungsvollen Kühlvorgang von Koks unter gleichzeitiger Gewinnung von Gas, das als nutzbare Bestandteile Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält, wie sie für die Belange des Hochofenbetriebes verwendbar sind, vorgesehen, daß in der obersten Zone zunächst der eigentlich zu kühlende Koks erhitzt und dann von einem Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch zur Kühlung durchspült wird. Der durch die untere Zone geführte Gaskreislauf ist unabhängig von dem oberen. Dort wird ein verfahrensfremdes Koksofengas eingesetzt

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bereits früher vorgeschlagene Verfahren zur trockenen Kokskühlung dahingehend zu verbessern, daß bei einer weiteren Vereinfachung der Verfahrensführung gleichwohl eine wirksame Nutzung der fühlbaren Wärme und eine wirksame Reinigung des Kohleentgasungsrohgases möglich wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre ist also eine weitere Gasquelle für die Ausführung des bereits früher vorgeschlagenen Verfahrens nicht erforderlich, da das Kohleentgasungsrohgas selbst direkt oder indirekt als Wärmeträgergas einsetzbar ist. Das Verfahren kann ferner auf einfache Weise kontinuierlich ausgeführt werden, weil die erste obere Zone, die überwiegend als Reinigungszone fungiert, und die zweite untere Zone, die im wesentlichen als Kühlzone fungiert, trennungslos ineinander übergehen, so daß der durch das Eigengewicht bedingte Koksfluß von oben nach unten in einem die beiden Zonen aufnehmenden Reaktor nicht unterbrochen zu werden braucht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bleibt auch der Vorteil der vollen Nutzung der zur Verfügung stehenden Kokswärme erhalten, die beispielsweise bei der an sich bekannten Kopplung der trockenen Kokskühlung mit der Kohlevorerhitzung alleine nicht möglich ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entzieht das Kohleentgasungsrohgas dem heißen Koks der ersten Zone aufgrund der Endothermie von Spaltvorgängen die Wärme. Durch diese Spaltvorgänge verliert das Kohleentgasungsrohgas gleichzeitig die leicht kondensierbaren Bestandteile.

Eine indirekte Verwendung des gereinigten Kohleentgasungsgas als Wärmeträgergas ist in Anspruch 2 vorgeschlagen.

Besonders günstige, einander nicht störende Strömungsverhältnisse in den beiden Zonen erhält man dann, wenn eine Weiterbildung des Erfindungsgedankens gemäß Anspruch 3 vorgesehen ist. Durch den Abstand der beiden Ringkanäle kann eine genügend hohe Koksschicht zwischen den beiden Zonen definiert werden, die aufgrund des eintretenden Druckverlustes

einen Gasübertritt von der einen in die andere Prozeßstufe weitgehend verhindert.

Man kann aber auch gemäß Anspruch 4 mit einem einzigen Ringkanal für beide Zonen als Abzug auskommen. s

Mit der Maßnahme des Anspruchs 5 wird erreicht, daß allenfalls gereinigtes Kohleentgasungsgas oder Inertgas von der unteren Zone in die obere Zone eintritt, nicht jedoch ungereinigtes Kohleentgasungsrohgas in umgekehrter Richtung. ι ο

Anhand der Zeichnung werden nachfolgend Ausführungsformen von Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 ein Anlagenschema zur Veranschaulichung einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 ein Anlagenschema gemäß einer weiteren Ausgestaltung nach dem Erfindungsgedanken, und

Fig.3 eine dritte Ausführungsform eines das Erfindungsprinzip veranschaulichenden Anlagenschemas.

Nach Fig. 1 wird der zu kühlende heiße Koks über eine obere öffnung 1 in einen Reaktor gefüllt und über untere Austrittsöffnungen 3 wieder, z. B. quasi kontinuierlich abgezogen.

Durch eine obere Öffnung 2 des Reaktors wird ferner heißes Kohleentgasungsrohgas mit etwa 700⁰C in eine obere Zone 19 des Reaktors geleitet. Die Zone 19 ist so groß bemessen, daß die zwangsläufig diskontinuierliche Füllweise sowie kurze Betriebsstörungen auf der Batterie ausgeglichen werden können. Im Mantel des Reaktors befindet sich ein oberer erster Ringkanal 22, über welchen das gereinigte Kohleentgasungsgas mit etwa 850 bis 900⁰C aus der oberen Zone 19 abgezogen wird. Dieses gereinigte Kohleentgasungsgas wird über J5 einen Dampfkessel 11, aus welchem über eine Leitung 6 der entstehende Dampf abgeführt wird, zur Ausnutzung der fühlbaren Wärme und über einen Speisewasservorwärmer 12, durch welchen das Speisewasser für den Dampfkessel 11 über eine Leitung 7 geleitet wird, einer Wasserkühlstufe 13 zugeleitet und nach Verdichtung in einem Kompressor 14 auf etwa 50 bis lOOmbar von unten in eine untere Zone 20 des Reaktors zurückgeführt. Die den Innenraum des Reaktors bildenden Zone 19 und 20 gehen trennungslos ineinander über. Das zurückgeführte gereinigte Kohleentgasungsgas wird auf diese Weise in der unteren Zone 20 des Reaktors als Wärmeträgergas verwendet. In der Zone 20 wird der heiße Koks dadurch auf etwa 200°C abgekühlt. Über einen zweiten Ringkanal 21, der im Abstand unterhalb des ersten Ringkanals 22 im Mantel des Reaktors angeordnet ist, wird das Wärmeträgergas aus dem Reaktorinnenraum abgezogen und einem Dampfkessel 15 zur weiteren Ausnutzung der fühlbarer: Wärme des Kokses zugeführt. Der dort entstehende Dampf wird 5ί ebenfalls über die Leitung 6 abgeführt. Für das als Wärmeträgergas fungierende gereinigte Kohleentgasungsgas folgt nach dem Dampfkessel iS ebenfalls ein Speisewasservorwärmer 16 mit einer Speisewasserleitung 8. Vor einer Verdichtung in einem weiteren Kompressor 18 und der teilweisen Rückführung des Wärmeträgergases als Kühlgas in die Verbindungs'eitu;ig zwischen Kompressor 14 und der unteren Zone 20 kann das Wärmeträgergas in einem Kühler 17 besonders gekühlt werden. Eine teilweise Rückführung des Wärmeträgergases ist zweckmäßig, um die gesamte fühlbare Wärme des heißen Kokses abführen zu können. Das nicht rückgeführte gereinigte Kohleentgasungsgas wird über eine Leitung 4 abgegeben.

Anstelle der Wärmenutzer 11, 12, 15 und 16 kann auch eine Kohlevorerhitzungsanlage treten.

Die Verfahrens- und Anlagevariante nach Fig.2 unterscheidet sich von der nach F i g. 1 dadurch, daß in der unteren Zone 20 ein Inertgas eingesetzt wird. Das Inertgas wird durch stöchiometrische Verbrennung eines über eine Leitung 9 zugeführten Brenngases, vorzugsweise einem Teilstrom des gereinigten Kohleentgasungsgases, in einer Brennkammer 10 erzeugt Die fühlbare Wärme des Inertgases kann entsprechend F i g. 1 in einem Dampfkessel 11 und einem Speisewasservorwärmer 12 genutzt werden. Das gereinigte Kohleentgasungsgas, welches der oberen Zone 19 des Reaktors über den oberen Ringkanal 22 entzogen wird, wird in diesem Fall über den Dampfkessel 15 und den Speisewasservorwärmer 16 zur Nutzung der fühlbaren Wärme geleitet. Nach Kühlung in einem Kühler 17 und Verdichtung in einem Kompressor 18 wird es entweder über die Leitung 4 abgegeben oder über eine Verbindungsleitung 23 teilweise in die Leitung 9 zurückgeführt.

Da der Koks in dem Reaktor etwas nachentgast und das erzeugte Inertgas nicht vollkommen inert sein kann, finden einige Reaktionen am heißen Koks auch noch in der unteren Zone 20 statt, die es erforderlich machen können, ständig etwas Inertgas als Abgas über eine Leitung 5 aus dem Kreislauf abzuführen. Im gleichen Maß ist frisches Inertgas dem Kreislauf zuzuführen. Dieses Abgas, das einen Heizwert von 1500 bis 2000 KJ/mn³ hat, kann auch über eine Leitung 24 dem gereinigten und gekühlten Kohleentgasungsgas der Leitung 4 zugegeben werden.

Gemäß F i g. 3 werden abweichend von F i g. 1 das gereinigte Kohleentgasungsgas der oberen Zone 19 und das als Wärmeträgergas verwendete Kohleentgasungsgas der unteren Zone 20 über einen einzigen gemeinsamen Ringkanal 21 des Mantels im Obergangsbereich der Zone 19, 20 abgezogen und über den Dampfkessel 11, den Speisewasservorwärmer 12, den Wasserkühler 13 und den Kompressor 14 ein Anteil in die untere Zone 20 zurückgeführt und ein Anteil über die Leitung 4 aus der Anlage abgegeben. Hierdurch entsteht eine wesentliche Vereinfachung der Anlage.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur trockenen Kokskühlung bei der Verkokung vorerhitzter Kohle, wobei der Koks in zwei Zonen, und zwar in einer ersten Zone mittels des dem Verkokungsprozeß eigenen Kohleentgasungsrohgases unter Reinigung des Kohleentgasungsrohgases und in einer zweiten Zone mittels eines Wärmeträgergases, gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ersten Zone (19) gereinigte Kohleentgasungsgas nach Nutzung seiner fühlbaren Wärme zur Dampferzeugung oder Kohlevorerhitzung direkt oder indirekt als Wärmeträgergas in der sich trennungslos an die erste Zone is (19) anschließenden zweiten Zone (20) verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gereinigte Kohleentgasungsgas in einer Brennkammer (10) in ein Inertgas verwandelt und als solches in der zweiten Zone (20) als Wärmeträgergas verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohleentgasungsrohgas von oben in eine obere erste Zone (19) eingeführt sowie das gereinigte Kohleentgasungsgas der oberen ersten Zone (19) über einen ersten Ringkanal (22) abgezogen wird, und daß es als Wärmeträgergas von unten in eine untere zweite Zone (20) eingeführt sowie aus der unteren zweiten Zone (20) über einen zweiten, im Abstand unterhalb des ersten Ringkanals (22) in dem Mantel des Reaktors angeordneten Ringkanal (21) abgezogen wird (F i g. 1 und 2).

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohleentgasungsrohgas von oben in eine obere erste Zone (19) eingeführt sowie das gereinigte Kohleentgasungsgas der oberen ersten Zone (19) über einen Ringkanal (21) abgezogen wird, und daß das gereinigte Kohleentgasungsgas als Wärmeträgergas von unten in eine untere zweite Zone (20) eingeführt sowie aus der unteren Zone (20) über denselben Ringkanal (21) abgezogen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der unteren zweiten Zone (20) geringfügig höher gehalten wird als in der oberen ersten Zone (19).