DE1471588C - Verfahren zur kontinuierlichen Verko kung von Feinkohle - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen Verko kung von FeinkohleInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuier- Dampf in einem mit stückigem Koks gefüllten Raum
liehen Verkokung von Feinkohle im Gasstrom. Bei einer Wassergasreaktion unterworfen wird und daß
diesen Verfahren wird Feinkohle in der Regel von unten vorteilhafterweise die Wassergasreaktion in Gegenwart
durch eine zentral angeordnete Düse in geschlossenem von Katalysatoren, z. B. von stückigem Erz, durchstrahl
in Achsrichtung in einen zylindrischen Ent- 5 geführt wird.
gasungsraum geblasen. Gleichzeitig wird an der Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß für
Strahlwurzel tangential hochvorgewärmtes Trägergas die Wassergasreaktion kleinstückiger, auf dem Markt
zugegeben, das zunächst den Strahl umhüllt und gegen schlecht unterzubringender Koks Verwendung finden
die Wandung abschirmt, um sich anschließend mit den- kann, der sowohl aus einer Rostverkokung als auch
Brennstoffteilchen zu vermischen und sie weiter durch i° aus einer Kammerverkokung stammen kann. Die norden
Entgasungsraum zu tragen. Zum Einblasen des malerweise im Entgasungsraum selbst stattfindende
Brennstoffstaubes kann man sauerstofffreie Gase ver- Wassergasreaktion wird auf diese Weise in einen vor
wenden. In diesem Fall müßten dem Trägergas zusatz- dem Entgasungsraum liegenden Raum verlegt,
lieh Sauerstoffträger — Luft, mit Sauerstoff ange- Von den bei der Verkokung anfallenden Fraktionen
lieh Sauerstoffträger — Luft, mit Sauerstoff ange- Von den bei der Verkokung anfallenden Fraktionen
reicherte Luft oder reiner Sauerstoff —. beigegeben 15 können die Fraktionen unter 0,3 mm ohne weiteren
werden, während bei der Einblasung durch Luft als Mählvorgang als Magerungsmittel in den Verkokungs-Trägergas
inerte Gase verwendet werden können. prozeß zurückgeführt werden. Koksstücke von 0,3 bis
Wichtig ist, daß durch das Trägergas wenigstens ein 4 mm sind für Sinteranlagen verwendbar.
Teil der zur Durchführung des Entgasungsvorganges Koks von 4 bis 10 mm hat markttechnisch einen genotwendigen Wärme eingebracht wird, weshalb das 20 ringen Wert, da er als Heizungskoks zu klein ist und ■Trägergas im allgemeinen hoch vorgewärmt wird. für die beiden vorstehend genannten anderen Verwen-Obgleich sich das Verfahren im großen und ganzen be- dungszwecke gemahlen oder gebrochen und gesiebt währt hat, ist eine weitere Verbesserung zu erwarten, werden muß, was mit sehr hohen Kosten verbunden wenn es gelänge, den Abbrand des festen Kohlen- ist. Es ist deswegen vorzuziehen, ihn in der vorstehend stoffes, der mit einer unerwünschten Erhöhung des 25 beschriebenen Weise zu verwenden, zur Erhöhung des Aschegehaltes des erzeugten Kokses verbunden ist, Kohlenstoffausbringens der Verkokung,
ganz zu verhüten oder wenigstens zu vermindern. Als Zur Durchführung der Wassergasreaktion ist es
Teil der zur Durchführung des Entgasungsvorganges Koks von 4 bis 10 mm hat markttechnisch einen genotwendigen Wärme eingebracht wird, weshalb das 20 ringen Wert, da er als Heizungskoks zu klein ist und ■Trägergas im allgemeinen hoch vorgewärmt wird. für die beiden vorstehend genannten anderen Verwen-Obgleich sich das Verfahren im großen und ganzen be- dungszwecke gemahlen oder gebrochen und gesiebt währt hat, ist eine weitere Verbesserung zu erwarten, werden muß, was mit sehr hohen Kosten verbunden wenn es gelänge, den Abbrand des festen Kohlen- ist. Es ist deswegen vorzuziehen, ihn in der vorstehend stoffes, der mit einer unerwünschten Erhöhung des 25 beschriebenen Weise zu verwenden, zur Erhöhung des Aschegehaltes des erzeugten Kokses verbunden ist, Kohlenstoffausbringens der Verkokung,
ganz zu verhüten oder wenigstens zu vermindern. Als Zur Durchführung der Wassergasreaktion ist es
Gründe für den Kohlenstoffverlustes des festen Kokses vorteilhaft, die Teilverbrennung des Trägergases so zu
wurden erkannt: leiten, daß der Wärmeverbrauch der Wassergas-
a) Die bei der Verkokungstemperatur (900 bis 30 reaktion aus dem fühlbaren Wärmeinhalt der teilweise
10000C) auftretende Wassergasreaktion verbrannten Gase aufgebracht werden kann und daß
HO-KC = H +CO diese Gase bei ihrem Eintritt in den Entgasungsraum
2 ■ z ..'■.'. noch die für die nachfolgende Verkokung benötigte
Bei 1000° C ergibt sich aus dieser Reaktion aus der Wärme als fühlbare Wärme enthalten (Abgangsfühlbaren
und gebundenen Wärme folgende Bilanz, 35 temperatur des Gaskoksgemisches hinter der Verbezogen
auf 1 Mol: kokungsstrecke etwa 900 bis 1000°C).
22 4 · 470 4-12 · 350 4-97000 ■■'''■ ^as Verfahren kann vorteilhaft noch verbessert
= 22 4 · 280 4- 68350 4- 22 4 ·' 335 4- 67700 — O werden durch Anwendung der an sich bekannten Ka-109700
— 139950 — 30250 ' talysatoren zur Beschleunigung der Wassergasreaktion,
40 z. B. von Eisenerz.
Die Wärmemenge Q = 30250 kcal/12 kg C muß Wenn als Trägergas ein Gas benutzt wird, das keine
also dem Prozeß zugeführt werden. oder wenig Wasserstoff träger enthält, können an Stelle
b) Etwaige Restgehalte der Trägergase an Sauerstoff. von Koks auch andere Stoffe, die beschleunigend auf
c) Verminderung der Rückbildung der bei der-Ver- die Verbrennung wirken, eingesetzt werden, z.B.
kokung entstandenen Teere in festen Kohlenstoff und 45 keramische Füllmassen entsprechender Stückigkeif
Wasserstoff bzw. Wasserstoff verbindungen. oder Erze, deren Sauerstoff dann teilweise als Ver-
Es ist ein Verfahren bekanntgeworden (britische brennungssauerstoff nutzbar gemacht werden kann
Patentschrift 286 404), bei dem Wassergas in üblicher (Vorreduktion für Erze). Diese Einrichtung bewirkt
Weise erzeugt und das Trägergas in der anschließenden dann die vollständige Verbrennung des eingeführten
Entgasung verwendet wird. Nachteilig ist dabei jedoch, 50 Sauerstoffes. Hierbei ergibt sich aber auch die Mögdaß
die bei der Wassergaserzeugung benötigte Wärme lichkeit, den aus dem Verkokungsverfahren anfallendurch
die Verbrennung des festen Kohlenstoffes der den Kleinkoks mit geringem Marktwert vollständig
Kohlenschicht erfolgt; der Kohlenstoff wird sehr für die Erzeugung von Generatorgas einzusetzen, so
schnell verbraucht, und dadurch ist eine oftmalige daß dieses Gas als Trägergas bei der Staubverkokung
Ergänzung dieser Köhlenschicht erforderlich. Ein 55 angewendet werden kann, bei zu kleinen Koksmengen
weiterer Nachteil dieses und anderer Verfahren ist eventuell ergänzt durch zusätzliche Gasbeheizung. In
darin zu sehen, daß es bei axialer Einführung des zu diesem Fall ist der Wirkungsgrad des Generatorentgasenden
Brennstoffes in den Entgasungsschacht prozesses, da die erzeugten Gase weder gereinigt noch
leicht zum Zubacken des Entgasungsschachtes und abgekühlt werden müssen, sehr hoch. Die Verluste
damit zum Stillstand der Anlage kommen kann. 60 bestehen lediglich in den Abstrahlverlusten der Gene-
Der Erfindung liegt die Aufgabe.zugrunde, das Ver- ratoranlage, die sehr klein gehalten werden können,
fahren so zu gestalten, daß eine Wassergasreaktion im Da das Gas aus der Gesamtanlage als Schwachgas
Entgasungsraum selbst vermieden wird und die Träger- verwendet werden.soll, stört auch der verhältnismäßig
gase möglichst frei von Sauerstoff in den Entgasungs- niedrige Heizwert des Generatorgases nicht,
raum eintreten. 65 Eine weitere Erhöhung des Koksausbringens kann
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, durch eine verstärkte Krackung des bei der Entgasung
daß das Trägergas nach der Teilverbrennung, aber vor anfallenden Teeres erreicht werden.
Eintritt in den Entgasungsraum, unter Zugabe von Die Krackung von Teer mit Abspaltung von Kohlen-
stoff, der sich an den Kokskörnchen festsetzt und damit das Ausbringen an festem Kokskohlenstoff erhöht, ist
von Temperatur, Zeit und Berührungsoberfläche des Teeres mit dem als Kondensätionskörnern wirkenden
Koksstaub abhängig. Die Konzentration des Koksstaubes im Trägergas ist aber ihrerseits wieder abhängig
von der gesamten Wärmebilanz des Verfahrens, da in Anbetracht des vorstehend Gesagten die für die
Verkokung benötigte Wärme aus dem fühlbaren Wärmeinhalt des teilverbrannten Gases bei Einhaltung
der Endtemperatur von 900 bis 10000C, bei Schwelkoks entsprechend weniger, entnommen werden muß.
Daraus ergibt sich unter Beachtung der Wandverluste zwangsläufig das Verhältnis zwischen Trägergas und
zu verkokender Kohlenmenge.
Um nun Verhältnisse zu schaffen, bei denen die
Krackung des Teeres möglichst beschleunigt wird, d. h., bei den angegebenen Temperaturen also die
spezifische Krackungsoberfläche des Kokses und die Berührungszeit erhöht werden sollen, wird vorteilhaft
ein entsprechender Teil des glühenden Koksstaubes in das Verfahren zurückgeführt, so daß die spezifische
Oberfläche des Kokses pro Nm3 Trägergas und die Berührungszeit möglichst erhöht werden und dadurch
eine weitgehende Krackung erfolgt.
Mit Fig. 1 ist eine Apparatur zur Durchführung
des Verfahrens schematisch dargestellt. In den zylindrischen Entgasungsraum 1 mündet zentral von unten
eine Düse 2, durch die die zu verkokende Feinkohle zusammen mit dem Einblasegas in geschlossenem
Strahl in den Entgasungsraum eintritt. Die Düse ragt dabei in den Entgasungsraum hinein. Am Fuß der
Düse mündet in den Entgasungsraum gleichzeitig ein Kanal 3, und zwar tangential. Der Kanal kann auch
kurz vor seiner Einmündung in drei Kanäle unterteilt werden, die an verschiedenen Stellen des Umfangs in
den Entgasungsraum einmünden. Als Trägergas wird durch die Leitung 5 vorgewärmte Luft und vorgewärmtes Gas in einer solchen Zusammensetzung zugeführt,
daß in dem Raum 6 eine Teilverbrennung des Gases stattfinden kann. Zur Unterstützung der Verbrennungist
in den Raum6 ein Katalysator? eingebaut.
Am Ende des Brennraumes 6 befindet sich ein lotrechter Schacht 4, der innen mit Koks 14 gefüllt
und oben durch einen Deckel 24 abgedeckt ist. An seinem Umfang weist der Schacht 4 öffnungen 9 in
Form von feinen Schlitzen oder Löchern auf, durch die das Trägergas in das Innere des Schachtes gelangen
kann. Nach erfolgter Wassergasreaktion tritt es auf der anderen Seite durch gleiche öffnungen in den
Kanal 3 ein und gelangt von dort in den Entgasungsschacht 1. Unter dem Schacht 4 ist eine Schlacken-
wanne 10 zur Schlackenaustragung angeordnet.
F i g. 2 zeigt den schematischen Aufbau der Abscheideanlage. Dabei ist der Entgasungsschacht wiederum
mit 1 bezeichnet. Die Düse für die Einblasung des Koksstaubes wird durch einen Pfeil 2 dargestellt. Das
ίο Gas-Koks-Gemisch verläßt den Entgasungsschacht
nach Durchströmen des oberen Teiles 11 und gelangt durch die Leitung 12 in den Erstabscheider 13. Der
hier ausgeschiedene Koks tritt durch die Leitung 15 in einen Sichter 16 ein, aus dem der für die Weiterverwendung
brauchbare Koks durch die Leitung 17 entnommen wird. Der restliche Koks wird über die
Hauptleitung 8 mit den Zweigleitungen 18, 28 und 38 dem Verfahren wieder zugeführt. Die Füllhöhen h
und A1 des Sichters 16 werden über nicht näher beschriebene
Vorrichtungen angezeigt. Das aus dem Erstabscheider 13 austretende Gemisch aus Feinkoks
und Gas gelangt über die Leitung 19 zum Zweitabscheider 23. Durch die Leitung 27 wird wiederum
der für weitere Verwendung brauchbare Koks abgenommen, während das nunmehr praktisch reine Gas
durch die Leitung 20 seiner Verbrauchsstelle zugeführt
wird.
Claims (2)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Verkokung von Feinkohle, gemäß dem Feinkohle von unten
durch eine zentral angeordnete Düse in Achsrichtung im geschlossenen Strahl in einen zyIindri-,
sehen Entgasungsraum eingeblasen und anschließend durch ein an der Strahlwurzel tangential eintretendes,
den Strahl zunächst umhüllendes Trägergas weitergetragen wird, wobei das Trägergas zum
Zwecke der Erhitzung der Kohle vor Eintritt in den Entgasungsraum durch Teilverbrennung aufgeheizt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas nach der Teilverbrennung, aber vor
Eintritt in den Entgasungsraum, unter Zugabe von Dampf in einem mit stückigem Koks gefüllten
Raum einer Wassergasreaktion unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassergasreaktion in Gegenwart
von Katalysatoren, z. B. von stückigem Erz, durchgeführt wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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