DE1186441B - Method and device for the production of coke dust - Google Patents
Method and device for the production of coke dustInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Koksstaub Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichung zur Herstellung von Koksstaub aus feingemahlenen, backenden Kohlen.Method and apparatus for producing coke dust The invention relates to a method and apparatus for producing coke dust from finely ground, baking coals.
Es sind Verfahren bekannt, bei welchen aus feingemahlener Kohle durch Einwirkung eines sie gleichzeitig fördernden Gasstromes Halbkoks gewonnen wird. Die Zufuhr der zur Teilverkokung erforderlichen Wärmemengen erfolgt durch das Fördergas selbst, wobei man als Heizgas ein Gas verwendet, das frei ist von Sauerstoff. Beispielsweise kann ein Teil des bei der Erzeugung von Koksstaub frei werdenden Gases als Trägergas benutzt werden. Erwähnt ist auch eine indirekte Beheizung von außen. Das Verfahren ist beschränkt auf nicht backende Kohlensorten, weil sich bei backender Kohle die Leitungen rasch zusetzen würden.There are known methods in which finely ground coal through The effect of a gas stream that simultaneously promotes them half-coke is obtained. The amount of heat required for partial coking is supplied by the conveying gas itself, whereby a gas that is free of oxygen is used as the heating gas. For example can use part of the gas released during the production of coke dust as a carrier gas to be used. Indirect heating from the outside is also mentioned. The procedure is limited to non-baking types of charcoal because the Lines would quickly clog.
Es ist andererseits bekannt, Kohle durch Zugabe von Luft und gleichzeitige Erwärmung an der Oberfläche zu oxydieren sowie eine gewisse Oberflächenoxydation auf rein thermischem Wege mit Hilfe des in der Kohle enthaltenen Sauerstoffes zu erzielen.On the other hand, it is known to produce coal by adding air and simultaneous To oxidize heating on the surface as well as a certain surface oxidation in a purely thermal way with the help of the oxygen contained in the coal achieve.
Nach einem anderen bekannten Verfahren wird die Oberflächenoxydation durchgeführt, während die Kohle in Gegenwart eines heißen Gasstromes (vorgewärmte Luft oder Rauchgas einer Feuerung) unter gleichzeitiger Trocknung und Erwärmung gemahlen und anschließend von demselben Gasstrom zum Abscheider gefördert wird. Nach der Trennung von dem Trägergas wird der Kohlenstaub entweder einer Dampfkesselfeuerung oder zur vollständigen Verkokung einem Koksbett zugeführt. Die Entgasung erfolgt hier also in einem Koksbett und nicht im Gasstrom. Der Nachteil des Verfahrens liegt in dem geringeren Durchsatz.Another known method is surface oxidation carried out while the coal in the presence of a hot gas stream (preheated Air or flue gas from a furnace) with simultaneous drying and heating ground and then conveyed to the separator by the same gas stream. After separation from the carrier gas, the pulverized coal is either steam boiler fired or fed to a bed of coke for complete coking. The degassing takes place here in a bed of coke and not in the gas stream. The disadvantage of the procedure is in the lower throughput.
Beim Verfahren nach der Erfindung wird der Kohlenstaub ebenfalls zuerst an der Oberfläche oxydiert, dann von den Oxydationsgasen getrennt und anschließend bei hoher Temperatur entgast. Kennzeichnend für das Verfahren ist, daß die vollständige Entgasung stattfindet, während der vorher oxydierte Kohlenstaub mittels eines heißen Trägergases im Gleichstrom durch den Entgasungsraum getragen wird.In the method according to the invention, the pulverized coal also comes first oxidized on the surface, then separated from the oxidizing gases and then degassed at high temperature. The process is characterized by the fact that it is complete Degassing takes place while the previously oxidized coal dust by means of a hot Carrier gas is carried in cocurrent through the degassing space.
Die Beseitigung der Backfähigkeit erfolgt nach einem besonderen Verfahren, das es ermöglicht, auch stark backende Kohlen so vorzubehandeln, daß sie bei der nachfolgenden Entgasung keine Schwierigkeiten mehr bieten.The elimination of the baking ability takes place according to a special procedure, which makes it possible to pretreat even strongly baked coals so that they are used in the subsequent degassing no longer present any difficulties.
Zu diesem Zweck wird der Brennstoffstaub mit einer Temperatur dicht unter der Backtemperatur in eine Vorkammer eingeblasen und dort bei einer Temperatur von etwa 300 bis 400' C mit Hilfe eines Oxydationsmittels an der Oberfläche anoxydiert, wodurch ihm seine Backfähigkeit entzogen wird.For this purpose, the fuel dust becomes dense with a temperature blown into an antechamber below the baking temperature and there at a temperature at about 300 to 400 ° C with the help of an oxidizing agent on the surface, thereby depriving him of his ability to bake.
Als Oxydationsmittel kann Luft, mit Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff verwendet werden. Das Oxydationsmittel wird mit einer Temperatur bis etwa 600' C eingeblasen, und zwar in einer Menge, die gerade ausreicht, um die Oberfläche der Kohlenstaubteilchen anzuoxydieren, ohne tief in das Innere der Kohleteilchen einzudringen und ohne flüchtige Bestandteile auszutreiben. Da das so bemessene Oxydationsmittel nicht immer ausreicht, um den Kohlenstaub mit einer annehmbaren Geschwindigkeit durch die Kammer zu fördern, kann auch Rauchgas oder Dampf zum Einblasen verwendet werden, dem das Oxydationsmittel beigemischt ist.Air, oxygen-enriched air or pure oxygen can be used as the oxidizing agent. The oxidizing agent is blown in at a temperature of up to about 600 ° C. in an amount just sufficient to oxidize the surface of the coal dust particles without penetrating deep into the interior of the coal particles and without driving off volatile constituents. Since the oxidizing agent dimensioned in this way is not always sufficient to convey the pulverized coal through the chamber at an acceptable rate, flue gas or steam with which the oxidizing agent is admixed can also be used for injection.
Dem eintretenden Brennstoffstrahl kann dabei zur besseren Oxydation eine Drehbewegung aufgezwungen werden.The entering fuel jet can thereby for better oxidation a rotary movement can be imposed.
Es ist natürlich darauf zu achten, daß der Brennstoffstaub während der Anoxydation nicht mit der Wandung der Kammer in Berührung kommt. Zu diesem Zweck werden in bekannter Weise Führung und Pressung des Trägergases und des Oxydationsmittels so gewählt, daß diese im Bereich der Backzone einen die Wandung gegen den Brennstoffstaub abschirmenden Schleier bilden.It is of course to be ensured that the fuel dust during the anoxidation does not come into contact with the wall of the chamber. To this end are in a known manner guidance and pressing of the carrier gas and the oxidizing agent chosen so that this one the wall against the fuel dust in the area of the baking zone forming a shielding veil.
Nach Verlassen der Oxydationskammer werden Gas und Kohle in an sich bekannter Weise wieder voneinander getrennt. Das Abgas kann entweder zur Außenbeheizung der Vorkammer oder als Trägergas für die Vorkammer benutzt werden. Die an der Oberfläche anoxydierten Kohleteilchen werden mit einem anderen Trägergas in den eigentlichen Entgasungsschacht eingeblasen. Als Trägergas kann für diesen Zweck ein Teil des im Entgasungsschacht erzeugten Koksgases verwandt werden. Auch hoch erhitzter Wasserdampf eignet sich als Trägergas für den Entgasungsschacht.After leaving the oxidation chamber, gas and coal become in themselves known way again separated from each other. The exhaust gas can either be used for external heating the antechamber or as a carrier gas for the antechamber. The ones on the surface anoxidized coal particles are with another carrier gas in the actual Blown in degassing shaft. A part of the can be used as a carrier gas for this purpose Coke gas generated in the degassing shaft can be used. Also highly heated steam is suitable as a carrier gas for the degassing shaft.
Bei der Entgasung muß in der Regel Wärme. von außen zugeführt werden. Hierzu lassen sich vorteilhaft Rauchgase aus einer angeschlossenen Kesselanlege benutzen, die mit hoher Temperatur zur Verfügung stehen. Nach Abgabe ihrer Wärme durch Außenbeheizung können diese Gase zum Vorwärmen des Trägergases benutzt werden.As a rule, heat is required for degassing. fed from the outside. For this purpose, flue gases can advantageously be emitted from a connected boiler system use, which are available with high temperature. After releasing their heat through external heating these gases can be used to preheat the carrier gas.
Man kann auch Metall von niedrigem Schmelzpunkt, z. B. Natrium, zur Außenbeheizung des Entgasungsschachtes verwenden. In diesem Fall wird die Kesselfeuerung mit dem Entgasungsschacht durch eine Ringleitung verbunden.You can also use low melting point metal, e.g. B. sodium, for Use external heating of the degassing shaft. In this case, the boiler will be fired connected to the degassing shaft by a ring line.
Nimmt man Rauchgase zum Beheizen des Entgasungsschachtes, so kann man sie nach Verlassen des Entgasungsschachtes noch zum Aufwärmendes Trägergases oder zur Beheizung -der Vorwärrner verwenden. Man kann auch einen Teil dieser Rauchgase zum Einblasen in die Vorkammer benutzen.If you take flue gases to heat the degassing shaft, you can they are used to warm up the carrier gas after leaving the degassing shaft or use the preheater for heating. You can also use some of these smoke gases use to blow into the antechamber.
In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele für die Ausbildung von Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch wiedergegeben.In the figures are some exemplary embodiments for the training of devices for performing the method according to the invention schematically reproduced.
A b b. 1 zeigt ein Schaltschema der Gesamtanlage. Die Entgasungsvorrichtung besteht aus einer Vorkammer 1 ind dem Entgasungsschacht 2. Zwischen Vorkammer und Entgasungsschacht ist ein Zyklon 3 eingeschaltet und hinter dem Entgasungsschacht 2 ein zweiter Zyklon 4. Die zu entgasende Kohle wird durch die Leitung 11 zugeführt. Das Oxydationsmittel tritt entweder durch die Leitung 12 in die Vorkammer ein oder ebenfalls durch die Leitung 11 oder durch beide. Nach der Anoxydabion der Brennstoffteilchen strömt das Gemisch von Gas und Brennstoffstaub durch die Leitung 13 in den Zyklon 3. Das abgeschiedene Gas verläßt den Zyklon durch die Leitung 32. Der Brennstoffstaub gelangt aus dem Zyklon 3 ,durch die Leitung 33 in die Trägergasleitung 21 und wird durch das Trägergas in den Entgasungsschacht 2 eingeblasen. Nach der Entgasung verlassen Koksstaub und Gasgemisch den Entgasungsschacht durch die Leitung 22, um dem Zyklon 4 zuzuströmen. Im Zyklon 4 werden Koksgas und Koksstaub voneinander getrennt, das Koksgas fließt durch die Leitung 41 seiner Verwendungsstelle zu, während der Koks durch die Leitung 42 abgezogen wird.A b b. 1 shows a circuit diagram of the entire system. The degassing device consists of an antechamber 1 in the degassing shaft 2. A cyclone 3 is connected between the antechamber and the degassing shaft and a second cyclone 4 behind the degassing shaft 2. The coal to be degassed is fed through the line 11. The oxidizing agent enters the antechamber either through line 12 or also through line 11 or both. After the anoxydabion of the fuel particles, the mixture of gas and fuel dust flows through line 13 into cyclone 3. The separated gas leaves the cyclone through line 32. The fuel dust comes out of cyclone 3 , through line 33 into carrier gas line 21 and becomes blown into the degassing shaft 2 by the carrier gas. After degassing, coke dust and gas mixture leave the degassing shaft through line 22 in order to flow to cyclone 4. Coke gas and coke dust are separated from one another in cyclone 4 , the coke gas flows through line 41 to its point of use, while the coke is drawn off through line 42.
Da das Koksgas nach Verlassen des Entgasungsschachtes noch eine sehr hohe fühlbare Wärme enthält, wird es zweckmäßig vor seiner Weiterleitung durch einen Wärmeaustauscher geführt, in dem es diese Wärme entweder an Verbrennungsluft für die Feuerung'oder an Speisewasser oder Dampf für den Kessel abgibt. Der Wärmeaustauscher kann innerhalb des Abscheiders angeordnet sein. Die fühlbare Wärme des Koksgases kann auch zum Aufheizen des Oxydationsmittels für die Vorkammer oder zum Beheizen der Vorkammer von außen benutzt werden.Since the coke gas after leaving the degassing shaft is still a very contains high sensible heat, it is useful before it is passed through a Heat exchanger out in which there is either combustion air for this heat the furnace or to feed water or steam for the boiler. The heat exchanger can be arranged inside the separator. The sensible warmth of the coke gas can also be used to heat up the oxidizing agent for the antechamber or for heating the antechamber can be used from the outside.
In den A b b. 2, 3 und 4 sind verschiedene Ausführungsformen der Vorkammer im Schnitt dargestellt. Die Vorkammer selbst ist auch hier wieder mit 1 bezeichnet. Der Brennstoffstaub tritt durch die Düse 11 in die Vorkammer ein, welche er bei den Ausführungen nach A b b. 2 und 4 von oben nach unten, nach Ab b. 3 von unten nach oben durchströmt. Das Trägergas wird bei den Ausführungen nach A b b. 2 und 3 durch mehrere, über den Umfang verteilte Schlitze 12 in der Nähe der Brennstoffdüse tangential in die Vorkammer eingeführt. Durch diese Zuführung bildet sich für Innern ein Wirbel aus, der sich zunächst an der Wandung entlangbewegt und dadurch ein Anbacken der durch die Düse eintretenden Brennstoffteilchen an die Wandung verhindert. Nach der Austrittsseite zu ist die Vorkammer zum Anschluß an die Leitung 13 zusammengezogen, um eine intensive Durchmischung von Brennstoffstaub und Trägergas zu erhalten und auf diese Weise den Sauerstoff auch an das letzte Kohleteilchen heranzubringen. Um den Reaktionsvorgang durch Wärmezufuhr von außen zu beschleunigen, ist die Vorkammer bei den Ausführungsbeispielen doppelwandig ausgeführt, wobei der Zwischenraum 14 zwischen den beiden Wänden von Rauchgas oder auch bereits abgekühltem Gas durchströmt wird. Das Gas tritt hierbei zweckmäßig durch die Leitung 15 zu und verläßt,den Mantel durch die Leitung 16. In the A b b. 2, 3 and 4 different embodiments of the antechamber are shown in section. The antechamber itself is again designated by 1 here. The fuel dust enters the antechamber through the nozzle 11 , which it has in the embodiments according to A b b. 2 and 4 from top to bottom, according to Fig. B. 3 flows through from bottom to top. The carrier gas is used in the explanations according to A b b. 2 and 3 introduced tangentially into the antechamber through a plurality of slots 12 distributed over the circumference in the vicinity of the fuel nozzle. As a result of this feed, a vortex is formed for the interior, which initially moves along the wall and thereby prevents the fuel particles entering through the nozzle from sticking to the wall. Towards the outlet side, the antechamber is drawn together to connect to the line 13 in order to obtain an intensive mixing of fuel dust and carrier gas and in this way bring the oxygen to the last coal particle. In order to accelerate the reaction process by supplying heat from the outside, the antechamber is double-walled in the exemplary embodiments, with the space 14 between the two walls being flowed through by flue gas or even gas that has already cooled. The gas expediently enters through line 15 and leaves the jacket through line 16.
Da die Wärmezufuhr von außen nicht immer ausreicht, um die erforderliche Temperatur im Innern der Vorkammer aufrechtzuerhalten, sind bei der Ausführung nach A b b. 4 Heizflächen in Form von Rohren 17 in die Vorkammer eingehängt. Diese Rohre werden von heißen Gasen durchflossen.Since the supply of heat from the outside is not always sufficient to maintain the required temperature inside the antechamber, the execution according to A b b. 4 heating surfaces in the form of tubes 17 suspended in the antechamber. Hot gases flow through these pipes.
Die A b b. 5 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele des Entgasungsschachtes. Der Entgasungsschacht ist in allen Fällen mit 2 bezeichnet und wird von dem den Koksstaub tragenden Trägergas von unten nach oben durchströmt. Der aus der Vorkammer kommende Koksstaub tritt mit dem Trägergas durch die Leitung 21 in den Entgasungsschacht ein und verläßt ihn bei 22. Die Höhe des Entgasungsschachtes wird so gewählt, daß auch bei hoher Durchströmgeschwindigkeit, d. h. großer Durchsatzmenge, der Entgasungsvorgang beendet ist. wenn Gas und Koksstaub den Entgasungsschacht verlassen.The A b b. 5 and 6 show different exemplary embodiments of the degassing shaft. In all cases, the degassing shaft is denoted by 2 and the carrier gas carrying the coke dust flows through it from bottom to top. The coke dust coming from the antechamber enters the degassing shaft with the carrier gas through line 21 and leaves it at 22. The height of the degassing shaft is chosen so that the degassing process is terminated even at high flow rates, ie large throughputs. when gas and coke dust leave the degassing shaft.
Bei der Entgasung werden große Wärmemengen verbraucht; deshalb wird dem Entgasungsschacht zweckmäßig von außen Wärme zugeführt. Aus diesem Grund ist der Entgasungsschacht doppelwandig ausgebildet, wobei bei der Ausführung nach A b b. 5 der Zwischenraum 23 gegebenenfalls unter Einfügung von Führungsrippen von heißen Gasen durchströmt wird, während er bei Ausführung nach A b b. 6 mit einer Rohrspirale 24 ausgefüllt ist, die zur Durchleitung von flüssigem Metall, z. B. Natrium, dient. Wird Gas zum Aufheizen benutzt, so wird es durch die Zuflußleitungen 25 in den Mantel eingeführt und verläßt ihn durch die Leitung 26. Es kann sowohl Rauchgas aus der angeschlossenen Kesselanlage als auch Koksgas oder durch Teilverbrennung aufgeheiztes Schwachgas zur Beheizung des Entgasungsschachtes verwandt werden.Large amounts of heat are consumed during degassing; therefore, heat is expediently supplied to the degassing shaft from the outside. For this reason, the degassing shaft is double-walled, with the embodiment according to A b b. 5, the intermediate space 23 is flowed through by hot gases, optionally with the insertion of guide ribs, while in the embodiment according to A b b. 6 is filled with a spiral tube 24, which is used for the passage of liquid metal, for. B. sodium serves. If gas is used for heating, it is introduced into the jacket through inflow lines 25 and leaves it through line 26. Both flue gas from the connected boiler system and coke gas or lean gas heated by partial combustion can be used to heat the degassing shaft.
Bei der Ausführung nach A b b. 6 sind außerdem in das Innere wärmeabgebende Heizflächen 27 eingehängt, die in diesem Fall sowohl von heißem Gas als auch von flüssigem Metall entsprechender Temperatur durchflossen sein können.When executing according to A b b. 6, heat-emitting heating surfaces 27 are also suspended in the interior, through which in this case both hot gas and liquid metal of a corresponding temperature can flow.
Bei der Höhe des Entgasungsschachtes kann es sich unter Umständen empfehlen, bei Aufheizung mit Gas nach dem Ausführungsbeispiel gemäß A b b. 5 die Gesamthöhe des Doppelmantels zu unterteilen und heißes Gas an mehreren übereinanderliegenden Stellen getrennt zu- und nach seiner Wärmeabgabe wieder abzuleiten.The height of the degassing shaft can vary under certain circumstances recommend when heating with gas according to the embodiment according to A b b. 5 the Divide the total height of the double jacket and add hot gas to several superimposed Provide separate places and drain it again after its heat release.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Entgasung bei hoher Durchströmgeschwindigkeit und mäßigen Schachthöhen nahezu vollkommen durchgeführt werden kann, man also reinen Koksstaub erhält. Infolge der hohen Durchströmgeschwindigkeit kann andererseits der Kohlendurchsatz durch die Entgasungsanlage gegenüber den bisher bekannten Verfahren erheblich gesteigert werden, weil er nur noch von der von außen zuführbaren Wärme abhängig ist.The invention achieves that the degassing takes place at a high flow rate and moderate shaft heights can be carried out almost completely, so one pure Receives coke dust. On the other hand, due to the high flow rate the coal throughput through the Degassing system compared to the previous one known method can be increased considerably because it only works from the outside depends on the heat that can be supplied.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß der Anteil des in der Entgasungsanlage erzeugten Gases an inerten Gasen auf die in der Kohle enthaltenen beschränkt ist. Bei Verwendung von Wasserdampf ist es sogar möglich, durch entsprechende Abkühlung den Wasserdampf zu kondensieren und praktisch reines Entgasungsgas mit einem sehr hohen Heizwert zu gewinnen.Another advantage of the method is that the proportion of the gas generated in the degassing system to inert gases to those in the coal contained is limited. When using steam it is even possible by appropriate cooling to condense the water vapor and become practically pure Obtain degassing gas with a very high calorific value.
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1955
- 1955-03-02 DE DEST9520A patent/DE1186441B/en active Pending
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