DE2812005C3 - Verfahren zur Herstellung von abtriebfesten Koksformlingen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von abriebfesten Koksformlingen aus Braunkohlenbriketts, wobei die Braunkohlenbriketts in je einer besonderen Stufe durch im wesentlichen aus verbrannten Gasen ihrer Verkokung bestehende, in geschlossenen Kreisläufen geführte Gase vorgewärmt, entwässert bzw. vorgetrocknet, verkokt und gekühlt werden und die Gaskreisläufe der Vorwärmung, Trocknung und Verkokung jeder für sich aufgeheizt und den aus den Brikettschüttungen der Vorwärm- und der Trockenstufe austretenden Kreislaufgasen heiße inerte Verbrennungsgase zugemischt werden.

Ein solches Verfahren ist durch die DE-PS 25 07 735 bekannt geworden. Dabei kann nach einer Verfahrensvariante gemäß der DE-PS 25 37 191 in den Heißgaskreisläufen der Vorwärmung und Trocknung Wasserdampf zugegeben werden.

Diese Verfahren haben sich in der Praxis bewährt und es werden danach abriebfeste, an Schwefel und Asche arme Koksformlinge erhalten. Ein Problem hat sich dabei daraus ergeben, daß die aus den Brikettschüttungen der Vorwärm- und Trockenstufe austretenden Kreislaufvorwärm- und Trockengase so weit mit Wasserdampf aufgesättigt sind, daß sie sich temperaturmäßig nahe an ihrem Wasserdampftaupunkt befinden und bei geringfügiger Abkühlung wäßrige Kondensate, vor allem an den Apparatewänden abscheiden, die dann in Verbindung mit dem ebenfalls in den Gasen enthaltenen Kohlestaub schmierige bis feste Ansätze bilden und die Querschnitte von Apparaten und Rohrleitungen verengen. Dadurch werden Betriebsstörungen hervorgerufen und zu ihrer Behebung ist es dann notwendig, die Anlage abzustellen und zu reinigen.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, ist es deshalb ein neues Verfahren der eingangs definierten Art aufzufinden, bei dem diese Störungen nicht eintreten können.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die heißen inerten Verbrennungsgase den aus den Brikettschüttungen der Vorwärm- und Trockenstufe austretenden Kreislaufgasen in einer solchen Menge zugemischt werden, daß die Gesamtheit der aus den Stufen abziehenden Gase Temperaturen, die mindestens 20⁰C über der Wasserdampfsättigungstemperatur des Gases liegen, erhält, die Gase abgesaugt, von Staub befreit und als Heißgase wieder in die Brikettschüttung derselben Stufe eingeführt werden.

Erfindungsgemäß erfolgt eine saugseitige Aufheizung der Kreislaufgase, damit sie temperaturmäßig von ihren Wasserdampftaupunkten entfernt werden und keine Kondensationen in Apparaten und Rohrleitungen stattfinden und auch keine festen Ansätze gebildet werden, die die vorstehend geschilderten Störungen verursachen können.

Um auch auszuschließen, daß sich Kohlenstaub auf den Brikettschüttungen der Vorwärm- und der Trokkenstufe absetzt und den freien Durchgang der Gase behindert, werden erfindungsgemäß die Gase aus der Brikettschüttung heraus mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 6,0 m pro Sekunde abgezogen und in den freien Raum unmittelbar über der Brikettschüttung überführt, in dem ihre Geschwindigkeit auf 0,5 bis 2,0 m pro Sekunde vermindert wird, worauf der größere Teil der Gase mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 15 m pro Sekunde durch die öffnungen von über dem freien Raum liegenden Lochböden oder ähnlichen Einrichtungen in zum seitlichen Abführen der Gase bestimmte waagerechte Absaugarme abgezogen wird und der restliche geringere Teil der Gase unterhalb der Lochböden aus dem freien Raum zwischen der

Brikettschüttung und dem Lochboden mit einer Geschwindigkeit von ebenfalls 10 bis 15 m pro Sekunde durch eine Ausschleus-Öffnung seitlich abgezogen und ausgeschleust wird.

Durch diese Aufteilung des Gasstromes wird den aufgewirbelten gröberen Staubteilchen, die sich oberhalb der Brikettschüttung in einer Wirbelschicht befinden, eine Bewegungskomponente in Richtung der Ausschleusöffnung unterhalb des Lochbodens aufgegeben. Ein wesentlicher Staubanteil kann so unmittelbar in eine Hauptleitung abgezogen werden. Auf diese Weise wird auch verhindert, daß sich die gröberen Staubanteile unterhalb des Lochbodens ansammeln und Verstopfungen und damit Betriebsstörungen verursachen.

Dabei hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß 70 bis 90% der Gase durch die Absaugarme und 30 bis 10% unterhalb der Lochböden abgezogen werden.

Bei dem Verfahren gemäß der DE-ÖS 25 37 191 wird der Vorwärm- und der Trockenstufe auch ein heißes inertes Gas, nämlich Wasserdampf, zugesetzt. Das geschieht jedoch zu einem anderen Zweck, nämlich zur Aufrechterhaltung von bestimmten Wasserdampfpartialdrucken in bezug auf die vorzuwärmenden und zu trocknenden Briketts und auch an einer anderen Stelle, nämlich vor Eintritt in die Stufe.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, werden an sich bekannte Schachtofen verwendet, die zur Einführung und zum Abziehen der Vorwärm- und Trocknungsgase in den dazu vorgesehenen Stufen mit Absaugarmen mit besonderen Absaug-Stichleitungen mit öffnungen und Seitenwänden ausgerüstet sind.

Ohne besondere Vorkehrungen war jedoch mit den bekannten Einrichtungen (DE-PS 7 62 217) kein regelmäßiger Betrieb der Anlage möglich. Es kam zu Gasstauungen wegen der Verlegung der Brikettschüttungen mit Staub.

Der freie Gasdurchgang ohne Stauungen wurde erst durch die Aufteilung der abziehenden Gasströme erreicht, nachdem erfindungsgemäß die Absaugarme mit einem Lochboden ausgerüstet und ihre Seitenwände in der Weise ausgebildet wurden, daß sie den Lochboden um etwa 20 cm unterragen und die Absaug-Stichleitung mit ihren öffnungen unterhalb der Lochböden zwischen den Seitenwänden angeordnet wurden.

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Summe aller Querschnitte der öffnungen des Lochbodens etwa das 1 Oiache von dem Querschnitt der öffnung für den Abzug der Gase unterhalb des Lochbodens beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielsweise durch die F i g. 1 bis 5 erläutert.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch einen Schachtofen, in dem die Einrichtung für die einzelnen Ve^rfahrensschriite schematisch dargestellt sind.

Fig.2 ist ein detaillierter und vergrößerter Längsschnitt, der die Ausgestaltung sowohl der Vorwärm- und auch der Trockenstufe zeigt.

Fig.3 ist ein Querschnitt nach der Linie A-A von Fig. 2.

F i g. 4 ist ein Schnitt nach der· I ^;nie C-Cvon F i g. 2.

Fig.5 ist ein Querschnitt nach der Linie B-B von Fig. 2.

In F i g. 1 ist 1 der Körper des Schachtofens. 2 ist der Aufgabeteil für die zu verkokenden Briketts und er wird mittels bekannter automatischer Fördermittel auf einem konstanten Höhenstand der Beschickung gehalten. 3 ist die Vortrocknungszone und 4 die Gassperrzone zwischen der Vortrocknungszone 3 und der Trockenzone 5.6 ist die Gassperrzone zwischen der Trockenzone 5 und der Verkokungszone 7 und 8 die Gassperrzone zwischen der Verkokungszone 7 uad der Kühlzone 9.10 ist der Austrag für die fertigen und gekühlten Koksbriketts mit Austragtaschen und den zugehörigen Fördermitteln. Das etwa 100 bis 130" C heiße Vortrocknungs-Spülgas wird durch die Leitung 12 in den Eintrittskanal 11 eingeführt. Es tritt durch die Durchtritte 13 in dem Bodenblech 14 in die Brikettschüttung der Vortrocknungszone 3 über.

Um den Gasübergang in die Brikettschüttung zu erleichtern, ist das Seitenblech 16 (Fig.5) des

Eintrittskanals 11 mit einem sägezahnartig ausgebildeten unteren Rand 15 ausgestattet Nachdem das Vortrocknungsgas die Brikettschüttung der Vorwärmzone durchzogen hat, beträgt seine Temperatur noch etwa 80 bis 100° C und es zieht durch die Öffnungen 18 in dem Bodenblech 19 in den Gasabsaugarm 17 ab. Die Innenwände des Absaugarmes 17 sind mit einer Wärmeisolierung 37 (F i g. 5) versehen. Zur Vermeidung von Kondensationen wird in den Absaugarm 17 Heißgas von 500⁰C über die Rohrleitung 20 und die Stichleitung 21 (Fig.4) und die gleichmäßig über die Rohrlänge verteilten Öffnungen 22 (F i g. 2 und 5) in den freien kanalartigen Raum, der aus dem etwa 20 cm weit unter dem Lochboden 19 der Absaugarme 17 heruntergezogenen Seiterwänden 17a der Absaugarme, dem Lochboden 19 und den Brikettböschungen 17£> gebildet wird, eingeblasen. Durch Gasabzug 23 wird das Gemisch von Heißgasen und abgekühlten Vorwärmgasen abgesaugt. Für die gleichmäßige Beaufschlagung aller Zuführungen und aller Abzüge sind Kalibrierungen 24, 25 und 26 vorgesehen. Durch die öffnung 27 wird dafür Sorge getragen, daß sich erfindungsgemäß unterhalb des Bodenbleches 19 die Gasströmung in Richtung des Gasabzuges 23 ausbildet. Dabei steht die Querschnittfläche der öffnung 27 mit der Summe der Querschnitte aller Bodenöffnungen 18 in dem Bodenblech 19 etwa in dem Verhältnis 1 zu 10, d. h. etwa 10% des Gases werden unterhalb des Lochbodens 19 seitlich abgezogen. Diese Strömungskomponente bewirkt, daß der Staub zu dem Gasabzug 21 mitgenommen wird und sich nicht auf der Brikettschüttung absetzt und es v/ird sichergestellt, daß der Raum unterhalb des Gasabsaugarmes 17 gleichmäßig mit Heißgas beaufschlagt wird. Die Einrichtungen in der Trockenstufe 5 sind identisch mit denen der Vorwärmzone 3. Deshalb erhalten sie die gleichen Bezugszeichen wie die der Vorwärmzone 3, jedoch zum Unterschied der Vorwärmzone 3 mit dem Index a. Indes betragen die Trocknungsgasmengen, die in der Trockenzone verwendet werden etwa das 2'/₂fache der Gasmenge der Vorwärmung.

Die sich an die Sperrzone 6 anschließende Verkokungszone 7 kann beliebig ausgeführt werden. Sie kann zum Beispiel zur indirekten Beheizung mit Heizwänden und Heißzügen ausgestattet sein.

In der Fig. 1 ist sie mit direkter Beheizung durch Heißgase dargestellt. 28 ist die Zuführleitung für das heiße Verkokungsgas, das durch öffnungen 29 in die zu verkokende Brikettschüttung eintritt. Am oberen Ende der Verkokungszone wird es durch öffnungen 30 und die Leitungen 31 abgesaugt. Zusammen mit dem EntguSungsgas der Kohlebriketts bildet es ein Gasgemisch mit einem unteren Heizwert von ungefähr 1200 kacl/Nm³. Die Kühlung des Kokses erfolgt mittels eines Kühlgaskreislaufes, wobei heißes Entgasungsgas

durch die Öffnungen 32 und die Leitung 33 abgeführt wird und in einem nicht gezeichneten Kühler auf etwa 20 bis 40°C gekühlt und mittels eines Gebläses wieder durch die Rohrleitung 34 und 35 und die öffnungen 36 in die Koksschüttung eingedrückt wird. Über Austragsund Absperrvorrichtungen 10 in der Kühlzone wird der Koks nun aus der Anlage ausgeschleust.

Aus der Vorwärmzone tritt das Gut mit einer Temperatur von ca. 85 bis 95° C, aus der Trocknungsstufe etwa mit 150° C bis 200° C, aus der Verkokungsstufe mit 900°C bis 1100°C und aus der Kühlstufe mit 25°C bis 40° C aus.

Aus dem Gasabsaugarm 17 der Vorwärmzone 3 werden die Gase mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2 m/sek. abgezogen und ihre Temperatur beträgt l00°C bis 13O⁰C bei einer Wasserdampfsättigungstemperatur von 70° C bis 80° C.

Aus dem Gasabsaugarm 17a der Trockenzone 5 werden die Gase mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2 m/sek. abgezogen und ihre Temperatur beträgt 150° C bis 22O⁰C bei einer Wasserdampfsättigungstemperatur von 80° C bis 95° C.

Wesentlich für die Durchführung des Verfahrens ist die Anordnung der Absaugarme 17 in dem Schachtofen 1 mit dem Lochboden 19 und seinen öffnungen 18 sowie den Seitenwänden 17a, die den Lochboden 19 etwa um 20 cm unterragen sowie der Stichleitung 21 mit den öffnungen 22 für die Zufuhr von Heißgas in den Raum unterhalb des Lochbodens 19 zwischen den Seitenwänden 17a.

Erfindungswesentlich ist auch, daß die Summe aller

Querschnitte der öffnungen 18 des Lochbodens 19 etwa das 1 Ofache von dem Querschnitt der Öffnung 27 für den Abzug der Gase unterhalb des Lochbodens 19 beträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von abriebfesten Koksformlingen aus Braunkohlenbriketts, wobei die Braunkohlenbriketts in je einer besonderen Stufe durch im wesentlichen aus verbrannten Gasen ihrer Verkokung bestehende und in geschlossenen Kreisläufen geführte Gase vorgewärmt, entwässert bzw. vorgetrocknet, verkokt und gekühlt werden und die Gaskreisläufe der Vorwärmung, Trocknung und Verkokung jeder für sich aufgeheizt werden und den aus den Brikettschüttungen der Vorwärm- und der Trocknungsstufe austretenden Kreislaufgasen heiße inerte Verbrennungsgase zugemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die heißen inerten Verbrennungsgase in einer solchen Menge zugemischt werden, daß die Gesamtheit der aus den Stufen abziehenden Gase Temperaturen, die mindestens 20⁰C über der Wasserdampfsättigungstemperatur des Gases liegen, erhält, die Gase absaugt, von Staub befreit und als Heißgase wieder in die Brikettschüttung derselben Stufe eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase aus der Brikettschüttung heraus mit einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 6,0 m pro Sekunde abgezogen und in den freien Raum unmittelbar über der Brikettschüttung überführt werden, in dem ihre Geschwindigkeit auf 0,5 bis 2,0 m pro Sekunde vermindert wird, worauf der größen: Teil von ihnen mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 15 m pro Sekunde durch die öffnungen von über dem freien Raum liegenden Lochböden oder ähnlichen Einrichtungen hin zum seitlichen Abführen der Gase bestimmte waagerechte Absaugarme abgezogen und von dort ausgeschleust wird und der verbleibende geringere Teil der Gase unterhalb der Lochböden aus dem freien Raum zwischen Brikettschüttung und Lochboden ebenfalls mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 15 m pro Sekunde durch eine Ausschleusöffnungen seitlich abgezogen und ausgeschleust wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß 70 bis 90% der Gase durch die Absaugarme und 30 bis 10% unterhalb der Lochböden abgezogen werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, die im wesentlichen aus einem Schachtofen besteht, in dem Absaugarme mit besonderen Absaug-Stichleitungen angeordnet sind mit Öffnungen und Seitenwänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugarme einen Lochboden (19) besitzen und die Seitenwände (Ma) den Lochboden (19) etwa um 20 cm unterragen und unterhalb des Lochbodens (19) zwischen den Seitenwänden (Ma) die Absaug-Stichleitung (21) mit öffnungen (22) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe aller Querschnitte der öffnungen (18) des Lochbodens (19) etwa das

'lOfache von dem Querschnitt der öffnung (27) für den Abzug der Gase unterhalb des Lochbodens (19) beträgt.