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EP0085832A2 - Verfahren zur trockenen Kokskühlung und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur trockenen Kokskühlung und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens Download PDF

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Publication number
EP0085832A2
EP0085832A2 EP83100159A EP83100159A EP0085832A2 EP 0085832 A2 EP0085832 A2 EP 0085832A2 EP 83100159 A EP83100159 A EP 83100159A EP 83100159 A EP83100159 A EP 83100159A EP 0085832 A2 EP0085832 A2 EP 0085832A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling
coke
gas
stage
lock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83100159A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0085832B1 (de
EP0085832A3 (en
Inventor
Karl Prof. Dr. Rer. Nat. Hedden
Horst Dr. Schumacher
Kurt-Günther Prof. Dr. Beck
Wolfgang Dr. Rohde
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergwerksverband GmbH
Original Assignee
Bergwerksverband GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bergwerksverband GmbH filed Critical Bergwerksverband GmbH
Publication of EP0085832A2 publication Critical patent/EP0085832A2/de
Publication of EP0085832A3 publication Critical patent/EP0085832A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0085832B1 publication Critical patent/EP0085832B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/02—Dry cooling outside the oven
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying

Definitions

  • the invention relates to a method for dry coke cooling according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing this method.
  • Dry coke cooling has been a process that has been known for many decades, according to which the glowing coke expelled from the coke oven is filled into a cooling shaft, in which it is cooled by the inflowing inert gas. Consequently, such a shaft cooler works on the principle of a moving fixed bed in connection with the direct heat exchange between solid and gas in countercurrent.
  • the hot inert gas is usually used to generate steam in a tubular boiler.
  • DE-OS 24 15 758 it is possible according to DE-OS 24 15 758 to condense the water vapor from the drying process from a cycle gas subsequently used for coke cooling in a method for drying and for preheating coking coal by means of the heat obtained in dry coke cooling in countercurrent to the coke.
  • This process is complex and requires two condensation stages.
  • the water vapor contained in the cooling gas can hardly be felt with regard to the burning of the coke, since only the cooling gas of the second stage contains water vapor, while the first stage z. B. is operated with inert gas, d. H. the temperature range, which is particularly sensitive to the water gas reaction, is only passed through in the first stage and without water vapor in the cooling gas.
  • the cooling in the first stage is generally hardly operated below 700 ° C. in order to be able to use cooling gases containing water vapor to the greatest extent possible in the second stage. Typical burns are about 1% of fresh coke compared to about 0.5% in dry countercurrent cooling with inert gas.
  • the type amount and temperature of the cooling gases, there are no special limits, apart from the fact that the first cooling stage contains practically no gas components which contain water vapor and / or similar harmful substances and which promote the burning of coke.
  • a thermally particularly effective coke cooling is achieved according to the invention by countercurrent cooling in both stages.
  • the use according to the invention of the cooling gas discharged from the cooling container is particularly advantageous for the thermal pretreatment of coking coal in direct contact, ie above all for drying and preheating coking coal; this achieves the thermally most favorable temperature coupling of the two methods.
  • cooling gas - above all from the first cooling stage - can also be used beyond the thermal pretreatment of the coking coal and of course also independently of it for other purposes of providing energy.
  • the cooling gas circuits can have different temperatures and / or gas compositions.
  • the coke lock can be realized by a constriction or special baffles inside the cooling container, so that the coke can pass through it without too much hindrance, in particular in particular, no moving parts are necessary for this.
  • a slight mixing of the two cooling gas circuits in the area of the interface will generally not be particularly harmful, especially since, if necessary, the water vapor that may undesirably enter the first cooling stage can be condensed out before it is used again as cooling gas.
  • a gas build-up normally occurs, which naturally buffers the two circulating media against one another - especially if the respective cooling gas discharge and supply devices are sufficiently far apart are removed.
  • the cooling container - corresponding to the two cooling stages - is divided by the coke lock into an upper and a lower zone for coke cooling, the area of the coke lock being a separate zone - functioning as a gas buffer - and the cooling gas discharge and supply devices for the two Cooling stages are provided at the ends of the buffer zone.
  • the coke lock can be designed according to the features of claims 7 and / or 8; Here, moving parts are avoided and the coke travels through such a lock, which is always open, without being mechanically loaded excessively, continuously and without the risk of blockages. - By placing both types of built-in parts on top of each other, the gas buffer space automatically preventing mixing of both cooling gas systems; it does not matter which of the two installation parts is the upper or lower one.
  • the separation of the cooling gas circuits at the lock can be done according to the invention in that the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-in parts in the manner claimed.
  • the inlet openings of the gas discharge or supply devices are assigned to the built-
  • the truncated cone For the downward-facing, truncated cone-shaped installation part, openings above or below the outer edge of the installation part are recommended, in each case on the cooling container, on which an annular gas collecting line can be provided for this purpose (the truncated cone can also be designed as a hollow truncated cone).
  • both installation parts together form the coke lock, they are preferably used as a hollow cone or truncated cone, in which - with respect to the cooling container - the openings for the lower cooling circuit are provided on the undersides and the openings for the upper cooling circuit are provided on the upper sides.
  • the internals can be double or triple-walled to cover full openings to realize and to be able to separate the gases that collect in the rooms located within the internals.
  • a flushing gas device for the coke lock improves its gaseous buffering effect;
  • one or more gas inlet or gas outlet openings for purge gas which can optionally be circulated, are provided in the area of the coke lock.
  • openings as described in connection with the built-in parts are also suitable for this.
  • the purge gas is not only passed across the coke stream through the coke lock, but also in or against the direction of the coke stream, for. B. between the opposite surfaces of the above-described installation parts.
  • Fig. 1, 1 denotes a cooling container, with any upper coke feed device 2 and any lower coke extraction device 3 as well as an upper cooling gas supply or discharge device 4 and a lower cooling gas supply or discharge device 5 and at least one medium cooling gas discharge or removal device Feed device 6 (the latter do not necessarily have to be in the middle of the vertical cooling container expansion, but, for example, at the point at which the temperature of the cooling gas fed in from above or below is the same).
  • the cooling gas discharge or feed device 6 can, for. B. a ring line with several openings to the container wall.
  • the cooling container 1 has any cross section and is traversed by the coke from top to bottom; the upper cooling zone is designated by 1a, the lower cooling zone by 1b and the zone in the area of the cooling gas discharge or feed device is designated by 1c.
  • the coke feed device 2 is designed as a simple downpipe; the same applies to the coke extraction device 3 as well as to the upper and lower cooling gas supply and removal devices 4 and 5.
  • the cooling gas removal and supply device 6 comprises the pipes 6a and 6b with openings 6c and 6d.
  • a coke lock 7 includes an upward, cone-shaped, with Zwi Space 8 fixed to the inner wall 9 of the cooling container 1, and a downwardly directed, frustoconical and attached to the inner wall 9 built-in part 11 with a central opening 12.
  • the opening 6c in FIG. 2a is in the middle of the hollow-conical installation part 10 for the upward or downward cooling gas flow of zone 1b; it is also possible to provide a plurality of openings 6c on the lower inside of the built-in part 10 for a comprehensive cooling gas outflow or inflow, as indicated in FIG. 2b.
  • the openings 6d are located on the outer edge 11a of the installation part 11, preferably in the cooling container wall.
  • the gas discharge or feed device is arranged as a ring line around the cooling container 1.
  • a comprehensive cooling gas discharge or supply line is also possible - corresponding to that mentioned for the installation part 10 - also in the manner of FIG. 2b by a double or triple-walled design of the hollow-cone-shaped installation part 11.
  • a purge gas device 12 with a feed line 12a and a discharge line 12b in the area of the coke lock 7 can, according to FIG. B. operated in cross flow. However, it is also possible to carry out a flushing gas supply and disposal over the built-in parts 10 and 11.
  • such a gas supply or disposal device can also be provided only on the top and bottom of the installation part. Accordingly, one of the two perforated areas is missing (as not shown in FIG. 2b).
  • openings for the gas supply or disposal should be designed in terms of their size, shape and, if appropriate, also alignment so that no coke particles can penetrate into them or lay them.
  • the built-in parts as is not shown in FIG. 2a — need not necessarily be designed as a hollow cone or a hollow truncated cone, and they can be arranged in different numbers and / or in succession in the cooling container 1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur trockenen Kokskühlung, bei dem der Koks und voneinander getrennte Kühlgase in direktem Kontakt durch einen zweistufigen Kühlbehälter geleitet werden, wobei in der ersten Stufe eine Kühlung auf unterhalb etwa 800 °C erfolgt, wird eine wirkungsvolle Nutzung der dabei aufgenommenen Wärme bei Vermeidung eines allzu hohen Koksabbrandes dadurch erreicht, daß ausschließlich das Kühlgas der zweiten Stufe Wasserdampf enthält. In Prozeßkopplung mit einer thermischen Vorbehandlung von Kokskohle kann das erwärmte Kühlgas in direktem Kontakt mit der Kokskohle zur Trocknung oder Vorerhitzung gebracht werden, während bei diesem Prozeß anfallende Brüden als Kühlgas verwendet werden können. Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens weist einen zweistufigen Kühlbehälter (1) mit einer oberen Koksaufgabeeinrichtung (2), einer unteren Koksabzugseinrichtung (3) und je einer Kühlgasaufgabe- bzw. -abführeinrichtung und mindestens einer mittleren Kühlgasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung sowie ggf. eine Koksschleuse (7), die bevorzugt aus einem kegel- oder kegelstumpfförmigen Einbauteil mit permanenter Durchlaßöffnung (8, 12) bestehen kan, auf.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur trockenen Kokskühlung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowieeine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
  • Die trockene Kokskühlung ist ein seit vielen Jahrzehnten bekanntes Verfahren, nach dem der aus dem Koksofen ausgestoßene, glühende Koks in einen Kühlschacht gefüllt wird, in dem er durch aufströmendes Inertgas abgekühlt wird. Folglich arbeitet ein derartiger Schachtkühler nach dem Prinzip eines bewegten Festbettes in Verbindung mit dem direkten Wärmeaustausch zwischen Feststoff und Gas im Gegenstrom. Das heiße Inertgas wird gewöhnlich zur Dampferzeugung in einem Röhrenkessel genutzt.
  • In neuerer Zeit wurde vorgeschlagen, den so erzeugten, hochgespannten Dampf zur Vorerhitzung von Kokskohle zu verwenden. Eine solche Prozeßkopplung zwischen Kokstrockenkühlung und -vorerhitzung stellt eine sinnvolle Energieverwertung dar; es bestehen aber noch keine hierfür geeigneten Verfah-1 ren und Vorrichtungen.
  • Nach allgemein vorherrschender Meinung läßt sich die Kokstrockenkühlung und die Vorerhitzung von Kokskohle nicht im direkten Wärmeaustausch zwischen der Kokskohle und dem Koks mit ein und demselben Kreislaufmedium betreiben, weil die Brüden aus einer Vorerhitzungsanlage bei der Kokskühlung unzulässig hohe Abbrandverluste aufgrund der Wassergasreaktion verursachen würden. Daher wird eine Unterteilung des Kreislaufmediums vorgeschlagen, bei der - wie erwähnt - Inertgas für die trockene Kokskühlung verwendet wird und dieses in einem Wärmeaustauscher das z. B. wasserdampfhaltige Kreislaufmedium für die Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle aufheizt.
  • Aus der DE-OS 30 00 808 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zweistufigen, trockenen Gegenstromkokskühlung bekannt: In der ersten Kühlstufe wird der Koks auf Temperaturen oberhalb 750 °C mittels des dem Verkokungsprozeß eigenen Kohleentgasungsrohgases gekühlt. Für die Kühlung der zweiten Stufe wird ein - notwendigerweise teures - Inertgas verwendet, welches nachfolgend der Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle dienen kann.
  • Aus der DE-OS 28 53 299 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einstufigen Trockenlöschung von Koks mit einem Inertgas bekannt, bei welchem zur Erzielung einer konstanten Temperatur am Kühlgasaustritt an der Löschkammer im Falle von Betriebsstörungen die fühlbare Wärme des in einer der Löschkammer vorgeschalteten Vorkammer ruhenden Kokses dadurch herangezogen wird, daß auch die Vorkammer im Gleich- oder Gegenstrom mit dem Inertgas durchspült und die beiden Kühlgasströme anschließend vereint werden.
  • Allen bisher vorgeschlagenen Verfahren haftet der Nachteil des hohen Bauaufwandes und/oder des schlechten Wärmeüberganges auf der Wärmeverbraucherseite an, mit allen sich daraus ergebenden Konsequenzen für die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Verfahren:
    • 1. Zwei getrennte Wärmeübertragungs-Kreisläufe zwischen dem zu kühlenden Medium und dem zu erwärmenden Medium sind kostenintensiv und verringern das treibende Temperaturgefälle.
    • 2. Indirekte Vorerhitzungsverfahren für Kokskohle haben nur eine geringe Leistung, weil der Wärmeübergang zwischen Heifläche und dem Feststoff - der Kohle - gering ist. Würde ein indirekt arbeitender Kohle-Vorerhitzer auf der wärmeführenden Seite mit heißem Inertgas betrieben, müßte (zusätzlich zum schlechten Wärmeübergang auf der Kohleseite) noch ein schlechter Wärmeübergang auf der Gasseite in Kauf genommen werden.
  • Allenfalls ist es gemäß der DE-OS 24 15 758 möglich, bei einem Verfahren zum Trocknen und zur Vorerhitzung von Kokskohle mittels der bei der trockenen Kokskühlung im Gegenstrom zum Koks gewonnenen Wärme den Wasserdampf aus dem Trocknungsprozeß aus einem nachfolgend zum Kokskühlen verwendeten Kreislaufgas auszukondensieren. Dieser Vorgang ist aufwendig und erfordert zwei Kondensationsstufen.
  • Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen die fühlbare Wärme der Kühlgase direkt an einen Wärmeverbraucher abgegeben werden kann, ohne daß der zu kühlende Koks dabei wesentlich mehr abbrennt, als bei den bekannten Kokstrockenkühlungsverfahren. ;
  • Diese Aufgabe wird, hinsichtlich eines Verfahrens, gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 und, hinsichtlich einer Vorrichtung, gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 5 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Überraschenderweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der im Kühlgas enthaltene Wasserdampf im Hinblick auf den Abbrand des Kokses kaum zu spüren, da ausschließlich das Kühlgas der zweiten Stufe Wasserdampf enthält, während die erste Stufe z. B. mit Inertgas betrieben wird, d. h. der für die Wassergasreaktion besonders empfindliche Temperaturbereich ausschließlich in der ersten Stufe und ohne Wasserdampf im Kühlgas durchaufen wird. Man wird aber die Kühlung in der ersten Stufe in der Regel kaum unter 700°C betreiben, um in der zweiten Stufe in möglichst großem Umfang wasserdampfhaltige Kühlgase verwenden zu können. Typische Abbrände sind dabeietwa1% des Frischkokses im Vergleich zuetwa 0,5% bei der trockenen Gegenstromkühlung mit Inertgas.
  • Hinsichtlich der Art, Menge und Temperatur der Kühlgase sind keine besonderen Grenzen gesetzt, bis auf die Tatsache, daß in der ersten Kühlstufe praktisch keine wasserdampfenthaltenden und/oder ähnlich schädliche Gaskomponenten, die den Koksabbrand fördern, enthalten sind.
  • Eine wärmetechnisch besonders effektive Kokskühlung wird erfindungsgemäß durch eine Gegenstromkühlung in beiden Stufen erreicht.
  • Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Verwendung des vom Kühlbehälter abgeführten Kühlgases zur thermischen Vorbehandlung von Kokskohle im direkten Kontakt, also vor allem zur Trocknung und Vorerhitzung von Kokskohle; hierdurch wird die wärmetechnisch günstigste Temperaturkopplung der beiden Verfahren erreicht.
  • Da bei der thermischen Vorbehandlung von Kokskohle anfallende Brüden Wasserdampf enthalten und sich auf einem für die trockene Kokskühlung geeigneten Temperaturniveau befinden, empfiehlt sich erfindungsgemäß ihre Verwendung als Kühlgas in dem erfindungsgemäßen Prozeß; demnach erübrigt sich einerseits die gesonderte Bereitstellung von Kühlgas und andererseits entfällt das aufwendige Problem der Brüdenbesei- tigung weitgehend. - Darüber hinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stets das Kühlgas - vor allem aus der ersten Kühlstufe - auch über die thermische Vorbehandlung der Kokskohle hinaus und natürlich auch unabhängig von ihr zu anderen Zwecken der Energiebereitstellung dienen.
  • Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zum Durchführen des in Rede stehender Verfahrens können sämtliche vorbeschriebenen Verfahrensvorschläge realisiert werden. Hierbei ist es z. B. möglich, durch eine Schnittstelle im Kühlbehälter in Form einer Koksschleuse die Trennung der Kühlgaskreisläufe besonders wirkungsvoll zu verwirklichen. Die Kühlgase können - wie stets bei der Erfindung - unterschiedliche Temperaturen und/oder Gaszusammensetzungen aufweisen. Die Koksschleuse kann durch eine Engstelle oder besondere Leitbleche innerhalb des Kühlbehälter realisiert werden, so daß der Koks diesen ohne allzu große Behinderungen durchwandern kann, insbesondere sind keine beweglichen Teile hierzu notwendig. Eine geringfügige Vermischung der beiden Kühlgaskreisläufe im Bereich der Schnittstelle wird in der Regel nicht sonderlich schädlich sein, zumal man im Bedarfsfalle den eventuell unerwünscht in die erste Kühlstufe gelangenden Wasserdampf auskondensieren kann, bevor eine erneute Einsetzung als Kühlgas stattfindet. Außerdem entsteht bei unterschiedlichen Strömungsrichtungen des Kühlgases in der ersten und zweiten Kühlstufe im Bereich der Schnittstelle (Koksschleuse) normalerweise ein Gasstau, der in natürlicher Weise die beiden Kreislaufmedien gegeneinander abpuffert - vor allem dann, wenn die jeweiligen Kühlgasabführ- bzw. -zuführeinrichtungen hinreichend weit voneinander entfernt sind.
  • Es empfiehlt sich, eine Koksschleuse gemäß Patentanspruch 6 vorzusehen. Demgemäß wird der Kühlbehälter - entsprechend den zwei Kühlstufen - durch die Koksschleuse in eine obere und eine untere Zone für die Kokskühlung unterteilt, wobei der Bereich der Koksschleuse eine eigene - als Gaspuffer fungierende - Zone darstellt und die Kühlgasab- bzw. -zuführeinrichtungen für die beiden Kühlstufen an den Enden der Pufferzone vorgesehen sind.
  • Die Koksschleuse kann erfindungsgemäß nach den Merkmalen der Ansprüche 7 und/oder 8 ausgeführt sein; hierbei werden bewegliche Teile vermieden und der Koks durchwandert eine solche - stets offenstehende - Schleuse, ohne über Gebühr mechanisch belastet zu werden, kontinuierlich und ohne die Gefahr von Verstopfungen. - Durch Ubereinanderanordnen beider Arten von Einbauteilen entsteht zwischen diesen automatisch ein Vermischungen beider Kühlgassysteme verhindernder Gaspufferraum; hierbei kommt es nicht darauf an, welches der beiden Einbauteile das obere bzw. untere ist.
  • Die Trennung der Kühlgaskreisläufe an der Schleuse kann erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß die Einlaßöffnungen der Gasab- bzw. -zuführeinrichtungen den Einbauteilen in der beanspruchten Weise zugeordnet werden. So empfiehlt sich für beide Arten von Einbauteilen - sofern jeweils eines von diesen allein die Schleuse bildet - an ihrer Ober- und Unterseite getrennte öffnungen für den oberen bzw. unteren Kühlgaskreislauf vorzusehen. Diese Öffnungen können z. B. flächendeckend in Form eines Siebes vorgesehen sein; bei dem aufwärtsgerichteten, kegelförmigen Einbauteil empfiehlt sich besonders die Unterbringung der öffnungen im Bereich der Kegelspitze (der Kegel kann auch ein Hohlkegel sein). Für das abwärtsgerichtete, kegelstumpfförmige Einbauteil empfehlen sich Öffnungen oberhalb oder unterhalb des äußeren Randes des Einbauteiles, jeweils am Kühlbehälter, an dem hierfür eine ringförmige Gassammelleitung vorgesehen sein kann (auch der Kegelstumpf kann als Hohlkegelstumpf ausgebildet sein).
  • Wenn beide Einbauteile gemeinsam die Koksschleuse bilden, werden sie bevorzugt als Hohlkegel bzw. Hohlkegelstumpf verwendet, bei denen - in bezuq auf den Kühlbehälter - an den Unterseiten die öffnungen für den unteren Kühlkreislauf und an den Oberseiten die öffnungen für den oberen Kühlkreislauf vorgesehen sind. - Die Einbauten können doppel- oder dreiwandig sein, um flächendeckende Öffnungen zu realisieren und die Gase, die sich in den so innerhalb der Einbauten befindenden Räumen sammeln, getrennt voneinander führen zu können.
  • Eine erfindungsgemäße Spülgaseinrichtung für die Koksschleuse verbessert deren gasmäßige Pufferwirkung; hierfür sind im Bereich der Koksschleuse ein oder mehreren Gaseinlaß- bzw. Gasauslaßöffnungen für Spülgas, welches ggf. im Kreislauf geführt werden kann, vorgesehen. Hierfür eignen sich grundsätzlich auch Öffnungen, wie sie im Zusammenhang mit den Einbauteilen beschrieben wurden. So kann z. B. das Spülgas nicht nur quer zum Koksstrom durch die Koksschleuse geleitet werden, sondern auch in oder gegen die Richtung des Koksstromes, z. B. zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen von den vorbeschriebenen Einbauteilen.
  • Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der beiliegenden Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1 eine Prinzipskizze der Kühlvorrichtung
    • Fig. 2a einen Längsschnitt durch den Kühlbehälter gemäß Fig. 1
    • Fig. 2b einen vergrößerten Ausschnitt eines Schleuseneinbauteiles gemäß Fig. 2a
  • In Fig. 1 ist mit 1 ein Kühlbehälter bezeichnet, mit einer beliebigen oberen Koksaufgabeeinrichtung 2 und einer beliebigen unteren Koksabzugseinrichtung 3 sowie einer oberen Kühlgasaufgabe- bzw. -abführeinrichtung 4 und einer unteren Kühlgasaufgabe- bzw. -abführeinrichtung 5 und mindestens einer mittleren Kühlgasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung 6 (letztere müssen sich nicht zwangsläufig in der Mitte der vertikalen Kühlbehälterausdehnung befinden, sondern z. B. an der Stelle, an welcher etwa Temperaturgleichheit des von oben bzw. unten aufgegebenen Kühlgases herrscht). Die Kühlgasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung 6 kann z. B. eine Ringleitung mit mehreren Durchbrechungen zur Behälterwandung sein.
  • Der Kühlbehälter 1 hat einen beliebigen Querschnitt und wird von oben nach unten vom Koks durchwandert; hierbei wird die obere Kühlzone mit 1a, die untere Kühlzone mit 1b und die Zone im Bereich der Kühlgasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung mit 1c bezeichnet.
  • In Fig. 2a ist die Koksaufgabeeinrichtung 2 als einfaches Fallrohr ausgebildet; das gleiche gilt für die Koksabzugseinrichtung 3 sowie für die obere und untere Kühlgasaufgabe- bzw. - abführeinrichtung 4 und 5. Die Kühlgasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung 6 umfaßt die Rohrleitungen 6a und 6b mit öffnungen 6c und 6d. Eine Koksschleuse 7 umfaßt einen aufwärtsgerichteten, kegelförmigen, mit Zwischenraum 8 zur Innenwandung 9 des Kühlbehälters 1 befestigten Einbauteil 10 sowie ein abwärtsgerichtetes, kegelstumpfförmiges und an der Innenwandung 9 angebrachtes Einbauteil 11 mit einer zentrischen öffnung 12.
  • Die öffnung 6c ist in Fig. 2a in der Mitte des hohlkegelförmigen Einbauteiles 10 für den nach oben bzw. unten gerichteten Kühlgasstrom der Zone 1b; es können auch mehrere Öffnungen 6c an der unteren Innenseite des Einbauteiles 10 für eine flächendeckende Kühlgasab- bzw. -zuströmung vorgesehen sein, wie in Fig. 2b andeutungsweise dargestellt.
  • Die öffnungen 6d befinden sich am äußeren Rand 11a des Einbauteiles 11, bevorzugt in der Kühlbehälterwand. In diesem Falle ist die Gasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung als Ringleitung um den Kühlbehälter 1 angeordnet. Eine flächendeckende Kühlgasab- bzw. -zuleitung ist aber - entsprechend dem zum Einbauteil 10 erwähnten - auch nach Art der Fig. 2b durch eine doppel- bzw. dreiwandige Ausführung des hohlkegelstumpfförmigen Einbauteiles 11 möglich.
  • Eine Spülgaseinrichtung 12 mit einer Zuführleitung 12a und einer Abführleitung 12b im Bereich der Koksschleuse 7 kann, entsprechend Fig. 2a, z. B. im Querstromverfahren betrieben werden. Es ist aber auch möglich, eine flächendeckende Spülgasver- und -entsorgung über die Einbauteile 10 und 11 vorzunehmen.
  • Fig. 2b zeigt, wie eine flächendeckende Gasver- bzw. -entsorgung an den Einbauteilen realisiert werden kann.
  • Selbstverständlich kann eine solche Gasver- oder -entsorgungseinrichtung auch nur an der Ober- bzw. Unterseite des Einbauteiles vorgesehen sein. Entsprechend fehlt dann (wie in Fig. 2b nicht dargestellt) eine der beiden durchbrochenen Flächen.
  • Es versteht sich, daß die öffnungen für die Gasver- bzw. -entsorgung ihrer Größe, Form und ggf. auch Ausrichtung nach so gestaltet sein sollen, daß keine Kokspartikel in sie eindrigen oder sie verlegen können.
  • Schließlich versteht es sich, daß die Einbauteile - wie in Fig. 2a nicht näher dargestellt - nicht zwangsläufig als Hohlkegel oder Hohlkegelstumpf ausgebildet sein müssen und sie in unterschiedlicher Anzahl und/oder Reihenfolge hintereinander im Kühlbehälter 1 angeordnet sein können.
  • Details der Vorrichtungskonstruktion, vor allem die Dimensionierung, sind dem Fachmann anheimgestellt - ebenso die Durchsätze und Temperaturen an Koks, Kühlgasen sowie Spülgas.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann z. B. folgendermaßen ausgeführt werden:
    • Einem einzigen schachtförmigen Kühlbehälter wird aus einem Koksofen frisch ausgestoßener Koks oben aufgegeben. Der Koks durchwandert kontinuierlich den Kühlbehälter nach unten und wird dabei auf die gewünschte Endtemperatur in direktem Kontakt mit an den Extremenden der Kühlzonen des Kühlbehälters aufgegebenem Kühlgas gekühlt, woraufhin der Koks unten am Kühlbehälter abgezogen wird. Dieser Vorgang kann kontinuierlich ablaufen. Die Kühlgase können an den jeweiligen Aufgabestellen dieselben Temperaturen und müssen unterschiedliche chemische Zusammensetzungen aufweisen. Sie werden an einer geeigneten Stelle längs des Kühlbehälters insgesamt bzw. an den anderen Extremenden der Kühlzonen getrennt abgezogen. Auf diese Weise wird der heiße Koks zunächst im Gleich- oder Gegenstromverfahren möglichst schnell auf etwa unter 800°C abgekühlt, während die weitere Kühlung bevorzugt im Gegenstromverfahren erfolgt und die Kühlgase gemeinsam an der gewünschten Temperaturschnittstelle im Kühlbehälter bzw. getrennt aus diesem abgezogen werden (siehe Fig. 1). - Das Durchlaufen der hohen Temperaturzone (obere Kühlstufe) ohne die Anwesenheit von Wasserdampf im Kühlgas hat zur Folge, daß in der zweiten Stufe die bekannten Vorteile der bevorzugten Gegenstromkühlung mit Wasserdampf im Kühlgas voll genutzt werden, ohne daß eine besondere Überführung des Kokses in die zweite Stufe stattfinden muß. Eine gesonderte Weiterverwendung der aus den beiden Kühlstufen abgezogenen Kühlgase kann ggf. entfallen. Der Koks erhält die gewünschte Endtemperatur von z. B. 250°C oder auch darunter.
  • Die zweistufige Fahrweise in einer Vorrichtung gemäß Fig. 2a mit einem wasserdampffreien Kühlgas in der oberen Kühlzone bewirkt, daß der Koksabbrand stark vermindert wird, ohne daß die zu empfehlende Koksschleuse technisch, verfahrensmäßig und investitionsmäßig besonders aufwendig ist. - Sofern man auf die Koksschleuse verzichtet, muß man wegen der unterschiedlichen Kühlgase in beiden Stufen in Kauf nehmen, daß Vermischungen beider Gase auftreten, was eine Kreislaufführung der Gase aufwendiger macht.

Claims (10)

1. Verfahren zur trockenen Kokskühlung, bei dem der Koks und voneinander getrennte Kühlgase in direktem Kontakt durch einen zweistufigen Kühlbehälter geleitet werden, wobei die Kühlung in der ersten Stufe auf Kokstemperaturen von unterhalb etwa 800 °C erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich das Kühlgas der zweiten Stufe Wasserdampf enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgas in beiden Stufen im Gegenstrom zum Koks geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Kühlbehälter abgeführtes Kühlgas zur thermischen Vorbehandlung von Kokskohle im direkten Kontakt verwendet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Wasserdampf enthaltendes Kühlgas bei der thermischen Vorbehandlung von Kokskohle anfallende Brüden verwendet werden.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweistufigen Kühlbehälter (1) mit einer oberen Koksaufgabeeinrichtung (2), einer unteren Koksabzugseinrichtung (3) und je einer Kühlgasaufgabe- bzw. -abführeinrichtung (4, 5) an den Enden des Kühlbehälters (1) und mindestens einer mittleren Kühlgasabführeinrichtung (6) für die übereinanderliegenden Zonen (Stufen) (1a, 1b) des Kühlbehälters (1)..
6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem zweistufigen Kühlbehälter (1) und einer oberen Koksuafgabeeinrichtung (2), einer unteren Koksabzugseinrichtung (3) und Kühlgasaufgabe-bzw. -abführeinrichtungen (4, 5, 6) an seinen Enden und in seinem mittleren Bereich sowie einer Koksschleuse (7) zwischen beiden Stufen (1a, 1b), dadurch gekennzeichnet, daß die Koksschleuse (7) zumindest teilweise von einem aufwärtsgerichteten, kegelförmigen und mit Zwischenraum (8) zur Innenwandung (9) des Kühlbehälters (1) in 1 diesem angeordneten Einbauteil (10) gebildet wird.
7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem zweistufigen Kühl- behälter (1) und einer oberen Koksaufgabeeinrichtung (2), einer unteren Koksabzugseinrichtung (3) und Kühlgasaufgabe- bzw. -abführeinrichtungen (4, 5, 6) an seinen Enden und in seinem mittleren Bereich so- wie einer Koksschleuse (7) zwischen beiden Stufen (1a, 1b), dadurch gekennzeichnet, daß die Koksschleuse (7) zumindest teilweise von einem abwärtsgerichteten, kegelstumpfförmigen und an der Innenwandung (9) des Kühlbehälters (1) angebrachten Einbauteil (11) mit zentrischer öffnung (12) gebildet wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine öffnung (6c) der Gasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung (6) an dem Einbauteil (10) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine öffnung (6d) der Gasabführ- bzw. -aufgabeeinrichtung (6) am äußeren Rand (11a) des Einbauteiles (11) angeordnet ist.
10.Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 - 9 , gekennzeichnet durch eine Spülgaseinrichtung (12a,b) für die Koksschleuse (7).
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