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Verfahren zum Trockenkühlen von Koks Zum Trockenkühlen von glühendem,
aus den Koksofenkammern ausgestoßenem Koks ist es bekannt, über oder durch denselben
in einem geschlossenen Behälter einen Strom von Kühlgas zu leiten, welches aus inerten
Gasen, z. B. Wasserstoff oder wasserstoffreichen Gasen, besteht, die Kokswärme aufnimmt
und in einer nachgeschaltetenWärmeaustauschvorrichtung, z. B. einem Dampfkessel,
nutzbringend abgibt. Bei dieser bekannten Trockenkühlung werden solche Kühlgase
benutzt, welche keine stofflichen Einwirkungen auf den Koks ausüben, insbesondere
- abgesehen von einer kurzen Kreislaufanfahrperiode - durch Abwesenheit von Sauerstoff
keineVerbrennungen und damit Verluste an Kokssubstanz herbeiführen.
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Es ist auch bekannt, inerte Kühlgase mit Dampfzugabe annähernd bei
Atmosphärendruck über den glühenden Koks, über einen Abhitzekessel und gegebenenfalls
durch eine zusätzliche Schwefelausscheideanlage, die eine Schwefel bindende Reinigungsmasse
enthält, im Kreislauf zu führen.
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Bei dieser Arbeitsweise gelingt jedoch die Entschwefelung des Kokses
nur sehr mangelhaft.
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Es wurde nun gefunden, daß man den Koks viel besser entschwefeln und
gleichzeitig wesentlich wirtschaftlicher dadurch kühlen kann, daß durch ein Druckgebläse
ein wesentlich höherer statischer Druck des Kühlgases erzeugt wird, als dem Druckabfall
im Kühlgaskreislauf entspricht, wobei außerdem die Höhe des Kühlgasdruckes im Kokskühlbehälter
entsprechend dem gewünschten Entschwefelungseffekt eingestellt wird.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken werden dem über den Koks zu
leitenden Kreislaufgasstrom im ersten Kühlstadium bei Kokstemperaturen oberhalb
650° C zur Erleichterung der Koksentschwefelung Luft oder Sauerstoff dosiert zugegeben
und die durch Koksverbrennung entstehenden Überschußgasmengen hinter der Schwefelausscheidevorrichtung
entnommen.
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Da die erzeugte Verbrennungswärme in den kreisenden Kühlgasstrom übergeht,
wird sie später in der Wärmeaustauschvorrichtung aufgenommen -und dadurch wiedergewonnen.
Die eigentliche Kokskühlung durch das Kühlgas wird durch diese Maßnahme der Sauerstoffzufuhr
nicht belanghaft beeinträchtigt.
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Bei diesem Verfahren kann man überraschenderweise mit verhältnismäßig
niedrigen Kühlgasdrucken auskommen, so daß eine relativ einfache und billige Apparatur
zu seiner Durchführung genügt.
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Dabei geht der Schwefel des Kokses teils als Schwefelwasserstoff,
teils als organischer Schwefel in den Gasstrom über und wird durch die in den Kreislaufstrom
eingeschaltete Reinigungsvorrichtung, die wegen der erhöhten Temperatur des Gases
eine Heißreinigung ist, z. B. mittels präparierter Lux-Masse entfernt. Der hiermit
von Schwefelverbindungen weitgehend befreite Gasstrom ist dadurch befähigt, erneut
im Kreislauf durch den Trockenkühlungsbehälter des Kokses zurückgeführt zu werden
und hierbei entschwefelnd zu wirken. Als wasserstoffreiches Kühlgas kann dabei gereinigtes
oder ungereinigtes Destillationsgas aus der Erzeugung des Kokses in den Koksöfen
verwendet werden.
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Da bei der Einwirkung zwischen dem Gas und dem Koks Wasserstoff verbraucht
wird, ist es vorteilhaft und notwendig, ständig oder absatzweise frisches wasserstoffhaltiges
Gas dem Kreislauf zuzugeben. Wenn als Kühlgas Destillationsgas aus der Erzeugung
des Kokses verwendet wird, so entsteht durch die Reaktion zwischen dem glühenden
Koks und dem Kühlgas eine teilweise Zersetzung des Methans und anderer Kohlenwasserstoffe,
welche einerseits neuen. Wasserstoff erzeugt und andererseits das Volumen des Kühlgases
vergrößert.
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Ferner ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, dem Kreislaufkühlgas Wasserdampf
zuzusetzen. Bei Mitanwesenheit von Wasserdampf im Kühlgas wird dieser durch den
glühenden Koks teilweise unter Bildung von Wasserstoff zersetzt; dabei wird nicht
nur die Wasserstoffmenge vermehrt, sondern außerdem durch die Zersetzungsreaktion
Wärme gebunden und dadurch die Kokskühlung gefördert. Die durch die beschränkte
Luft- bzw. Sauerstoffzufuhr entstandene Temperaturerhöhung kann hierdurch mehr oder
weniger ausgeglichen werden. Schließlich wird die durch thermische
Zersetzungen
sich bildende Überschußmenge an Gas aus dem kreisenden Gasstrom entfernt und einer
beliebigen Ausnutzung zugeführt.
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Die Zeichnung zeigt in einer schematischen Darstellung eine beispielsweise
Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Der in den Koksofenkammern 1 erzeugte glühende Koks wird beim Ausstoßen
in einen druckfesten Behälter 2 übergeführt, in welchem die Trockenkühlung stattfindet.
Ein solcher Kökskühlbehälter erfaßt die glühenden Koksbrände mehrerer Koksöfen und
kann aus denselben in Zeitabständen wiederholt beschickt werden. Der Behälter besitzt
zum Abziehen des gekühlten Kokses einen als Sieb oder Rost ausgebildeten Schrägboden
3 und einen Auslaß 4 am tiefsten Punkte. In den Hohlraum 5 unter dem Schrägboden
3 mündet die Druckleitung 6 eines Gasgebläses 7 ein. An den Kopfraum des Behälters
2 ist die Gasabgangsleitung 8 angeschlossen, welche bei 9 in die Flammrohre eines
liegenden Dampfkessels 10 einmündet. Am rückwärtigen Ende dieses Dampfkessels ist
die Abgangsrohrleitung 11 angeschlossen, welche bei 12 in einen Heißreiniger 13
am Kopf einmündet. Dieser Heißreiniger 13 enthält im Innern durchlässige Tragböden
14, auf denen eine .geeignete Reinigungsmasse, etwa präparierte Lux-Masse oder Kalk
od. dgl., die zur Schwefelbindung geeignet ist, geschichtet liegt. Am Fuß des Reinigers
13 geht die Gasleitung 15 ab, welche als Saugleitung 16 an den Einlaß des Umwälzgebläses
7 angeschlossen ist. Mittels der bisher beschriebenen Vorrichtungen wird, unter
der Wirkung des Gasgebläses 7, ein Kreislauf von Kühlgas durch den Kokskühlbehälter
2, den Dampfkessel 10 und den Heißreiniger 13 ermöglicht. Als kühlendes Gas wird
im Beispiel gereinigtes Destillationsgas der Koksöfen 1 verwendet und beispielsweise
aus der Heizgasleitung 17 über die Saugleitung 18 durch das Druckgebläse 19 entnommen,
welches über -die Druckleitung 20 in die vom Gebläse 7 nach dem Kokskühlbehälter
2 gehende Rohrleitung 6 einmündet. An die Saugleitung 18 sind die mit dem Dampfrohr
23 verbundene Rohrleitung 24 mit dem Absperr- und Regelorgan 25 und die an die freie
Luft angrenzende Rohrleitung 26 mit dem Absperr- und Regelventil 27 angeschlossen.
Durch diese beiden Rohrleitungen 24 und 26 können nach Wunsch und Bedarf Wasserdampf
bzw. beschränkte Mengen Luft - statt der Luft Sauerstoff -dem Kreislaufstrom zugeführt
werden. Von der Abgangsleitung 15 des Heißreinigers 13 zweigt eine Rohrleitung 21
mit einem druckhaltenden und -regelnden Ventil 22 ab. Durch dieses Ventil 22 kann
der Druck in dem Kreislaufsystem auf einer bestimmten Höhe gehalten und eingeregelt
und durch die Rohrleitung 21 ein in dem Kreislaufsystem auftretender Überschuß an
kreisendem Gas nach außen abgeführt werden.
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Das durch das Druckgebläse 19 der Rohrleitung 20 zugeführte Destillationsgas
der Koksöfen besteht zu etwa der Hälfte aus Wasserstoff, ist also ein wasserstoffreiches
Gas. Wenn dieses wasserstoffreiche Gas unter dem erhöhten Druck durch den glühenden
Koks im Behälter 2 geleitet wird, tritt eine Reaktion zwischen dem Wasserstoff und
dem Koks auf, welche zu einer wesentlichen Verringerung des Schwefelgehaltes des
Kokses führt. Für den Eintritt und Ablauf dieser Reaktion muß die Temperatur des
Kokses wenigstens etwa 650° C sein. Dies ist bei der stattfindenden Kokskühlung
mindestens über erhebliche Zeitabschnitte gesichert, da der Koks aus der Ofenkammer
in der Regel mit Temperaturen von 900 bis 1000° C und mehr heraus und in den Kühlbehälter
eintritt. Außerdem bewirkt die beschränkte Sauerstoffzufuhr durch die Leitung 26
eine gewisse Temperaturerhöhung und eine Verbesserung der Koksentschwefelung. Das
benutzte Kühlgas tritt aus der Kühlkammer 2 im ersten Kühlstadium bei Kokstemperaturen
oberhalb etwa 650° C mit 650 bis 900° C aus und ist nach dem Durchgang durch den
Dampfkessel 10 bei seinem Austritt auf etwa 300 bis 400° C abgekühlt. Bei dieser
Temperatur findet dann die Reinigung in dem Heißreiniger 13 statt. Die darin gehaltene
Reinigungsmasse, z. B. besonders präparierte Lux-Masse u. ä., ist geeignet, die
in den Gasstrom aufgenommenen Schwefelverbindungen chemisch zu binden, so daß der
bei 15 austretende Gasstrom genügend schwefelfrei ist, um nach seinem Wiedereintritt
in die Kühlkammer 2 neue Mengen von Schwefelverbindungen aus dem heißen Koks aufzunehmen.
Es wird so ein schwefelarmer Koks erzeugt, der anschließend entsprechend weitergekühlt
werden kann.
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Die etwaige Zufuhr von Wasserdampf durch die Leitung 24 schafft im
Kokskühlbehälter 2 durch die Reaktion mit dem Koks eine Wasserzersetzung unter Wasserstoffbildung,
also Vermehrung des Wasserstoffstromes unter Wärmebindung, also Förderung der Kühlung.
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Wenn statt des im Beispiel vorgesehenen gereinigten Destillationsgases
aus der Heizgasleitung 17 die Verwendung von ungereinigtem Destillationsgas vorgesehen
werden soll, kann man dieses aus der von den Koksofenkammern 1 bzw. der Ofenvorlage
abgehenden Hauptgasleitung entnehmen, worin dieses Gas zufolge der Vorlagenkühlung
auch schon eine genügend tiefe Temperatur besitzt, um als Kühlgas zu wirken.
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Es können als Kühl- und Reaktionsgas auch andere, nicht aus der Erzeugung
der Koksöfen stammende Gase verwendet werden, z. B. Wassergas, natürlich auch reiner
oder hochprozentiger Wasserstoff aus beliebigen Quellen. Solche Fremdgase werden
dann ebenfalls durch die Vorrichtungen 19 und 20 in das Kreislaufsystem eingeführt.