DE1941092A1 - Coke prodn in tunnel oven - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Verkoken von Kokskohle Stückiger, metallurgischer Koks stellt auch heute noch bei der Erzeugung von Roheiksen im Hochofen, in Gießereien und im Metallhüttenwesen einen wichtigen Brennstoff dar. Zwar ist man im Eisenhüttenwesen bemuht, die Arbeitsweise im Hochofen durch andere Methoden zu ersetzen, bei denen man bei der Reduktion des Erzes direkt zum duktilen Metall kommt. Andererseits finden moderne GroR-hochöfen mit Brennstoffsätzeh von weniger als 500 kg Koks pro Tonne-Roheisen das Åuslangen, wobei- gleichzeitig Leistungen von z.B.Method and device for coking coking coal Lumpy, metallurgical Coke is still used today in the production of Roheiksen in blast furnaces and foundries and an important fuel in metalworking. It is true that one is in ironworking endeavors to replace the working method in the blast furnace with other methods in which the reduction of the ore leads directly to ductile metal. On the other hand, find modern large blast furnaces with fuel rates of less than 500 kg coke per ton of pig iron the Åuslangen, whereby- at the same time performances of e.g.
5000 t pro Tag erzielbar-sind. Die dadurch gegebene Wirtschaftlichkeit gibt die gewähr, d mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit Koks auch in den kommenden Jahrzehnten ein gesuchter Brennstoff bleiben wird.5000 t per day can be achieved. The resulting profitability gives the guarantee, d with a probability bordering on certainty also in coke will remain a sought-after fuel in the coming decades.
Zum Verkoken von Kokskohle stehen heute, zumindest zum Zwecke der Herstellung von hartem, metallurgischem Koks zwei Vorrichtungen zur Verfügung, und zwar a. die klassische Koksofenbatterie mit nach geschalteter Nebenproduktengewinnung b. der amerikanische Bienenkorbofen.For coking of coking coal are available today, at least for the purpose of Production of hard, metallurgical coke two devices are available, and although a. the classic coke oven battery with downstream by-product recovery b. the American beehive furnace.
bei der Arbeitsweise in der klassischen Koksofenbatterie fallen gleichzeitig drei Produkte an, und zwar Koks Koksofengas mit ca. 4500 kcal/Nm3 Nebenprodukte wie Steinkohlenteer, Teeröl, Ammoniak, Benzol, Eresel, Naphtalin usw.when working in the classic coke oven battery, they fall at the same time three products, namely coke coke oven gas with approx. 4500 kcal / Nm3 by-products such as coal tar, tar oil, ammonia, benzene, Eresel, naphthalene, etc.
Die Mengenverhältnisse, unter denen diese Produkte anfallen, sin im wesentlichen von der Natur der zur Verkokung gelangenden Steinkohle abhängig.The proportions under which these products arise are im depends essentially on the nature of the coal to be coked.
Bis etwa zum ersten Weltkrieg stellten die Nebenprodukte wichtige, hoch bezahlte Chemierohstoffe dar. Mit zunehmender Erdölverarbeitung bzw. dem Aufkomm:en der sogenannten Petrochemie etwuchs ihnen jedoch Konkurrenz und es Setzte ein Preisverfall ein.Until around the First World War, the by-products represented important, highly paid chemical raw materials. With increasing oil processing and the emergence The so-called petrochemical industry, however, has competition and prices have fallen a.
Ammoniak z.B. wird heute in Großanlagen mit Leistungen von 2000 t pro Tag erzeugt, wobei man von billigem, örtlich überschüssigem Erdgas ausgeht, Benzol wird von der chemischen Industrie in gros sen Mengen benötigt. Es werden jedoch an die ininheit so hohe Anforderungen gestellt, daß diesen von den Nebenproduktanlagen der Kokereien nur schwer und unter hohen Kosten Rechnung getragen werden kann. Steinkohlenteer war Jahrzehnte hindurch der wichtigste Rohstoff für die Gewinnung hochmolekularer Produkte in der Chemie.Ammonia, for example, is now used in large-scale plants with a capacity of 2000 t generated per day, whereby one of cheap, locally surplus natural gas assumes that benzene is required in large quantities by the chemical industry. It However, so high demands are made on the unit that this of the By-product plants of the coking plants are only taken into account with difficulty and at high costs can be. Coal tar was the most important raw material for decades the extraction of high molecular weight products in chemistry.
Heute zieht man es vor, von exakt definierten und in großen Mengen angebotenen Erdölderivaten auszugehen. Ähnliches gilt von fast allen incdon Nebenprodukt-Anlagen der Kokereien gewinnbaren Pro dukten.Today it is preferred to be precisely defined and in large quantities offered oil derivatives. The same applies to almost all incdon by-product plants of the coking plants.
Auch das anderen den Kokereien neben dem Koks anfallende Produkt, das Koksofengas, begegnet zunehmendem Wettbewerb. Im Vergleich zu Erdgas, das heute fast allen Industrieländern und vielen Entwicklungsländern zur Verfügung steht, ist der um etwa die Hälfte niedrigere Heizwert und die Giftigkeit nachteilig . Auch in unmittelbarer Nähe der Rokereien kann ungereinigtes Koksofengas nicht verwandt werden, da Teer und Saphtalin Leitungen und Regelorgane in kürzenster Frist zusetzen und unbrauchbar machenwürden. Zur.Verwendung als Fern- oder Stadtgas müssen alle kondensierbaren Bestandteile dem Gas total entzogen werden, gleichgültig, ob deren Abscheidung kostendeckenden Erlös bringt oder nicht.The other product that occurs in the coking plants in addition to the coke, the coke oven gas, faces increasing competition. Compared to natural gas today is available to almost all industrialized countries and many developing countries, the lower by about half the calorific value and the toxicity are disadvantageous. Even Unrefined coke oven gas cannot be used in the immediate vicinity of the coke ovens because tar and saphthalene clog pipes and regulating organs in the shortest possible time and render it unusable. For use as long-distance or town gas, all must condensable components are completely removed from the gas, regardless of whether their Deposition brings cost-covering proceeds or not.
Das zweite, in Technischem Ausmaß zum Verkoken von Kokskohle angewandte Verfahren, die Arbeitsweise mit dem Bienenkorbofen, hat in Europa nie eine Rolle gespielt. In den USA wurde es nach dem ersten Weltkrieg mehr und mehr von den Koksofenbatterien mit Neb enprodukt engewinnung verdrängt.The second, used on a technical scale for coking coking coal Process, the working method with the beehive furnace, never has a role in Europe played. In the United States, after the First World War, more and more of the coke oven batteries were used displaced with byproduct recovery.
Im Gegensatz zu der Arbeitsweise in der Koksofenbatterie ergibt das Verfahren im Bienenkorbofen nur ein einziges Produkt, den Koks. Versuche, die in den Schwaden der Bienenkorböfen enthaltene fühlbare Wärme zu gewinnen scheiterten. Andererseits ist, bezogen auf-Anlagen mit gleicher Leistung, der Investitionskostenaufwand im Balle der Bienenkorböfen um ein Vielfaches niedriger.In contrast to the way the coke oven battery works, this results in Only one product, coke, is used in the beehive furnace. Try the in The sensible warmth contained in the steam from the beehive ovens failed. On the other hand, based on systems with the same performance, the investment costs in the ball of the beehive ovens many times lower.
Beide Verfahren haben den Nachteil gemeinsam, daß der Koks hellglühend anfällt. Er muß mit Wasser gelöscht werden, wobei sich nicht nur umfangreiche, die Umgebungsluft verunreinigende Schwaden bilden, sondern auch der erzeugte Koks weitgehend mit Wasser gesättigt wird, Dieser Wasseranteil muß, bei der Verwendung des Kokses im Hochofen, erst unter Brennstoffaufwand ausgetrieben werden, ehe der Kc.ks iii wunscilenswerter~Weise ragieren kann.Both processes have the disadvantage that the coke is glowing brightly accrues. It must be extinguished with water, not only being extensive that Forming fumes polluting the ambient air, but also largely the coke produced is saturated with water, This proportion of water must be used when using the coke in the blast furnace, only expelled with the use of fuel be before the Kc.ks iii can act in an admirable manner.
Die Arbeit an den Koksofenbatterien wurde im Lauf der Entwicklung weitgehend mechanisiert. Dennoch ist der Lohnaufwand, verglichen mit anderen hüttenmännischen Methoden9 vergleichsweise hoch. Die nachgeschalteten Nebenprodukten-Gewinnungsanlagen benötigen eine Vielzahl an qualifizierten Arbeitskräften, die s.B. in Entwicklungsländern nur schwer beizustellen sind. Die Arbeit an den Bienenkorköfen ließ sich bislang nicht völlig mechanisieren. Dennoch sind derartige Öfen in den USA stellenweise noch heute in Anwendung.The work on the coke oven batteries was in the course of development largely mechanized. Nevertheless, the wage expenditure is compared with other metallurgical workers Methods9 comparatively high. The downstream by-product recovery systems require a large number of qualified workers, which s.B. in developing countries are difficult to provide. The work on the beehive ovens has been possible so far not fully mechanize. Nevertheless, there are some such ovens in the USA still in use today.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe in einer einfachen, robusten Vorrichtung bei vollmechanisierter Arbeitsweise aus Kokskohle zwei PrQ-dukte gewonnen werden, und zwar- hochwertiger Koks und ein Gas mit einem Heizwert von ca. 2000 kcal/Nm3, das ohne aufwendige Reinigung in traftwerken verbrannt werden kann. Des weiteren soll erreicht werden, daß Neuanlagen mit einem um ein Vielfaches niedrigeren Kapitaläufwand erstellt werden können als Koksofenbatterien gleicher Leistung, wobei gleichzeitig der Zwang entfällt, aufwendige Nebenproduktengewinnungsanlagen zu bauen und zu betreiben, deren Erzeugnisse der Markt heute und in Zukunft nicht ausreichend bezahlt. Zum anderen bietet das vorgeschlagene Verfahren die Möglichkeit, den erzeugten Koks zu kühlen, ohne daß er gewässert wird.It is the aim of the present invention to provide a method with its help in a simple, robust device with fully mechanized Working method from coking coal two products can be obtained, namely - of higher quality Coke and a gas with a calorific value of approx. 2000 kcal / Nm3 that can be used without costly cleaning can be burned in power plants. Furthermore, new plants should be achieved can be created with a capital expenditure many times lower than Coke oven batteries of the same power, while at the same time the compulsion is no longer necessary, expensive To build and operate by-product recovery plants, the products of which are the Market not paid enough today and in the future. On the other hand, offers the proposed Process the ability to cool the coke produced without it being watered.
Abb. stellt einen Tunelofen im Querschnitt dar, dessen Brennwagen trogförmigen Querschnitt aufweisen. In Abb. 2 ist das Einstoß-, in Abb. 3 das Ausstoßend dieses Tunnelofens wiedergegeben.Fig. Shows a tunnel furnace in cross section, its kiln car Have trough-shaped cross-section. In Fig. 2 the push-in end, in Fig. 3 the push-out end reproduced this tunnel furnace.
Es ist für die Erfindung kennzeichnend, daß der für die Verkokung von Kokskohle herangezogene Tunnelofen durch den in Abb. 3. dargestellten wassergekühlten und feuerfest ausgekleideten Schieber 1 in zwei Zonen ungleicher Länge geteilt wird, wobei die in der Einstoßrichtung erste, wesentlich längere der Entgasung und Verkokung der auf die Brennwagen aufgegebenen Kohle dient, während dienach dem AusstOßende zu gelegene we-sentlich kürzere Zone die Kühlung -des rzeugten Kokses zu übernehmen hat. Zweckmäßigerweise ist die erste, wesentlich längere Zone feuerfest ausgekleidet und zur Vermeidung von Wärmeverlusten sorgfältig. isoliert, während die zweite, wesentlich kürzere Zone zum Zwecke der Abfuhr von Strahlungswärme aus wasserdurchflossenen Rohrbündeln oder doppelwandig nach Art ei'nes Kessels oder aus Blechen mit Außenber rieselung ausgebildet ist. Bei einer Gesamtlänge des Tunnelofens von'z.B. 100 m entfallen etwa 85 m auf die Verkokungszone und 15 m auf die Kühlzone.It is characteristic of the invention that that for coking tunnel furnace used by coking coal through the water-cooled one shown in Fig. 3 and refractory lined slide 1 is divided into two zones of unequal length, the first in the direction of injection, the longer one of degassing and coking is used for the coal loaded onto the kiln cars, while the coal is used after the discharge end The much shorter zone to be located to take over the cooling of the produced coke Has. The first, much longer zone is expediently lined with a refractory lining and carefully to avoid heat loss. isolated while the second, much shorter zone for the purpose of removing radiant heat from water flowing through it Tube bundles or double-walled like a kettle or made of sheet metal is formed with Außenber trickle. With a total length of the tunnel kiln of 'e.g. 100 m are about 85 m in the coking zone and 15 m in the cooling zone.
In den von den Brennwagen gebildeten endlosen Trog werden am Minstoßende-zwei Materialschichten eingebracht. Eine untere, dünnere aus Feinkoks, wie er bei der Koksabsiebung anfällt und eine dikkere von z.B. 500 mm Dicke aus der zur Verkokung gelangenden Kokskohlenmischung. Es ist für die Erfindung kennzeichnend, daß die Möglichkeit besteht, die eingebrachte Kokskohle vor dem Einstoßen in den Ofen durch Rüttler, wie sie im Bauwesen aum Verdichten von Beton Verwendung finden, gründlich zu rütteln und zu verdichten.In the endless trough formed by the kiln carriages, two are placed at the end of the minute Layers of material introduced. A lower, thinner one made of fine coke, like the one in the Coke sifting occurs and a thicker one of e.g. 500 mm thick from the area for coking arriving coking coal mixture. It is characteristic of the invention that the It is possible to pass the introduced coking coal through before it is pushed into the furnace Vibrators, as they are used in construction for compacting concrete, thoroughly to shake and compress.
In der Verkokungwzone setzt die Vergasung der eingebrachten Kohle ein. Durch Luftdüsen 3, die über Luftleitungen 4 mit kalter oder erwärmter Gebläseluft versorgt werden wird Luft in exakt bemessener Menge zugeführt, so daß eine ständige Teilverbrennung der aus der der Verkokung ausgesetzten Kohleschicht austretenden Gase aufrechterhalten wird. Als Folge der entstehenden Temperatur von 1150 - 1350 oO einerseits und des zugeführten Luftsauerstoffs andererseits werden die in den Gasen enthaltenen häermolekularen Verbindungen zertegt und zu einfacheren Komplexen wie Kohlenoxid, Kohlensäure und Wasserdampf abgebaut. Auch abgespaltener Kohlenstoff wird bevorzugt oxidiert. Da die freigemachte Wärme, - wie bei den amerikanischen Bienenborböfen -, unmittelbar auf die zu verkokende Kohle einwirkt, ist der Gesamtwärmeverbrauch, bezogen auf die Menge zu verkokender Kohle, geringer als bei der Arbeitsweise in den Koksofenbatterien.In the coking zone the gasification of the introduced coal continues a. By air nozzles 3, which are fed via air lines 4 with cold or heated fan air air is supplied in exactly the right amount, so that a constant Partial combustion of the coal layer exposed to coking Gases is maintained. As a result of the resulting temperature of 1150 - 1350 oO on the one hand and the supplied atmospheric oxygen on the other hand, the in the Haemolecular compounds contained in gases are broken down and into simpler complexes degraded like carbon oxide, carbonic acid and water vapor. Also split off carbon is preferentially oxidized. Since the released warmth, - as with the American Beehive ovens - the direct effect on the coal to be coked is the total heat consumption, based on the amount of coal to be coked, less than when working in the coke oven batteries.
Um das Einstoßen der Brennwagen zu ermöglichen werden sämtliche Schieber des Ofens entwas angehoben. An die Dichtheit insbesond dere des Trennschiebers 1 werden keine großen Anforderungen gestellt. Durch bekannteRegeleinrichtungen kann erreicht werden, daß zu-beiden Seiten dieses Schiebers derselbe Druck herrscht, so daß keine Tendenz besteht, daß Gase von der einen auf die andere Seite des Schiebers übertreten.All slides are used to enable the Brennwagen to be pushed in of the furnace was raised. The tightness of the slide gate valve 1 in particular no great demands are made. By known control devices it can be achieved that the same pressure prevails on both sides of this slide, so that there is no tendency for gases to move from one side of the valve to the other trespass.
Es ist des weiteren für die Erfindung kennzeichnend, daß in der Abkühlzone ein geeignet dimensioniertes, massives Aufbrechschild eingebaut ist, gegen das die auf den Brennwagen gebildete Koksschicht beim Vorstoßen gedrückt wird. Das Aufbrechschild faßt in die untere, lose bleibende Feinkoksschicht, hebt die toksschicht an, zerbricht und zerklüftet sie. Es ist aus Grau- oder Stahlguß gefertigt und kann über eingegossene Rohrschlangen wassergekühlt werden. Zur Aufnahme der Schubkräfte stützt es sich auf eine massive Stahlbramme ab. Dieses gante System kann nach oben entfernt bzw. ausgewechselt werden. Dieses Auswechseln wird dadurch erleichtert, daß es beim Betrieb des Tunnelofens möglich ist, zum Zwecke der Vornahme von Reparaturen die temperatur in der Kühlzone besonders stark herabzusetzen.It is further characteristic of the invention that in the cooling zone a suitably dimensioned, massive breakaway shield is installed against which the The layer of coke formed on the kiln car is pressed when advancing. The breakaway shield summarizes in the lower layer of fine coke, which remains loose, lifts the tok layer on, it breaks and fissures. It is made of gray or cast steel and can are water-cooled via cast pipe coils. To absorb the shear forces it is supported by a massive steel slab. This whole system can go up removed or replaced. This replacement is made easier by that it is possible during the operation of the tunnel kiln for the purpose of making repairs reduce the temperature in the cooling zone particularly sharply.
In der Kühlzone wird von dem Ventilator 6 die Athmosphäre ständig umgewälzt und durch den Röhrenkühler 7 hindurchgedrückt, der an einen Kühlturm angeschlossen ist. Während zu Beginn Luft. umgewälzt wird, wandelt sich diese sehr rasch im Kontakt mit dem heißen Koks in ein Gemenge von Stickstoff, Kohlenoxid, Kohlensäure und etwas wasserdampf um, das als inert zu gelten hat.The atmosphere in the cooling zone is kept constant by the fan 6 circulated and pushed through the tubular cooler 7, which is connected to a cooling tower is. While at the beginning air. is circulated, this changes very quickly in contact with the hot coke in a mixture of nitrogen, carbon oxide, carbonic acid and something water vapor around, which has to be considered inert.
Es ist der Zweck des Aufbrech-Schildes 5, der in der Kühlzone umgewälzten und im Röhrenkühler gekühlten Athmosphäre durch in der Koksschicht gebildete Risse Zutritt zu verschaffen. Auch die von ihm bewirkte Querschnittsverminderung wirkt günstig.It is the purpose of the break-open shield 5, which circulated in the cooling zone and atmosphere cooled in the tube cooler through cracks formed in the coke layer To gain entry. The reduction in cross section caused by it is also effective cheap.
Die Mutleerung der nunmehr aufgebrochenen, gekühlten Koks enthaltenden Brennwagen stellt eine mit bekannten technischen Mitteln lösbare Aufgabe dar. Dasselbe gilt für deren Rücktransport zum Einstoßende.The emptying of the now broken, cooled coke containing Brennwagen represents a problem that can be solved with known technical means. The same applies to their return transport to the end of the push-in.
Das bei 8 austretende was weist einen Heizwert von ca. 2000 kcal/ Nm3 auf. Es kann ohne aufwendige reinigung in Kraftwerken verbrannt werden.What escapes at 8 has a calorific value of approx. 2000 kcal / Nm3. It can be burned in power plants without costly cleaning.
Die Erfindung stellt einen wesentlichen Fortschritt insoferne dar, als mit ihrer Hilfe die Verkokung von Kokskohle in einem vollmechanisierten Gerät ermöglicht wird. Es ist zumindest günstig, daß der erzeugte Koks gekühlt wird, ohne mit Wasser in Kontakt zu kommen. Ein ganz wesentlicher Fortschritt aber ist, daß sich die Investitionskosten einer erfindungsgemäßen Anlage, im Vergleich zu einer Koksofenbatterie gleicher Leistung, verhalten wie 1s5.The invention represents a significant advance in that than with their help the coking of coking coal in a fully mechanized device is made possible. It is at least favorable that the coke produced is cooled without to come into contact with water. But a very important step forward is that the investment costs of a system according to the invention, compared to a Coke oven battery of the same power, behaves as 1s5.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011127742A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | 贵州桑立洁净能源科技开发有限公司 | Tunnel-type coke furnace with movable sliding bed and its using method |
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1969
- 1969-08-13 DE DE19691941092 patent/DE1941092A1/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011127742A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | 贵州桑立洁净能源科技开发有限公司 | Tunnel-type coke furnace with movable sliding bed and its using method |
| EA022011B1 (en) * | 2010-04-12 | 2015-10-30 | Гуйчжоу Санни Клин Энерджи Текхнолоджи Девелопмент Ко., Лтд. | Tunnel-type coke furnace with movable sliding bed and method of using the same |
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