DE2737624A1 - Extinction of incandescent coke by spraying with water - in enclosed space, eliminating emissions to atmos., incorporating heat and materials recovery - Google Patents
Extinction of incandescent coke by spraying with water - in enclosed space, eliminating emissions to atmos., incorporating heat and materials recoveryInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Naß-The invention relates to a method for wet
löschung von glühendem Koks, bei dem jeweils eine in einem beispielsweise als verfahrbarer Wagen ausgebildeten Löschhehälter befindliche Koksmenge in einem durch einen Kühlturm verwirklichten Löschraum durch Verfahren des Wagens unter den Kühlturm verbracht und Wasser beispielsweise durch Düsen zugeführt erhält, wobei aus dem Löschwasser entstehender Dampf kondensiert und das Löschwasserkondensat abgeführt wird, aus dem vorzugsweise die Kondensationswärme wenigstens zum Teil herausgewonnen und weiterverwendet wird.extinguishing glowing coke, one in each case, for example designed as a mobile carriage extinguishing container located amount of coke in one fire-fighting space realized by a cooling tower by moving the car under the Spent cooling tower and receives water supplied, for example, through nozzles, wherein Steam arising from the extinguishing water condenses and the extinguishing water condensate is removed, from which preferably the heat of condensation at least partially is recovered and reused.
Beim Löschen von Koks, insbesondere von Steinkohlenkoks mit Wasser entstehen außer erheblichen Wasserdampfmengen aus Löschgase, nämlich z.B. Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Stickstoff, Stickoxyde, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und andere schädliche Gase sowie staubförmige Produkte. Außerdem fällt Abwärme in erheblichem Umfang an, die aus dem glühenden Koks stammt und bei dessen Löschung frei wird. Die Emission der bezeichneten Stoffe und deren Auswirkung als Imission in die Atmosphäre stellt in der Regel eine beträclitliche Umweltbelastung dar, was bislang nur teilweise bekannt gewesen ist. Die Abgabe der Abwärme in die Atmosphäre ist aus Gründen der Energieeinsparung häufig unerwünscht.When extinguishing coke, especially hard coal coke, with water In addition to considerable amounts of water vapor from extinguishing gases, e.g. carbon monoxide, Carbon dioxide, nitrogen, nitrogen oxides, hydrogen, hydrogen sulfide and others harmful gases and dusty products. In addition, waste heat falls in considerable Extent that comes from the glowing coke and is released when it is extinguished. The emission of the named substances and their effect as emission into the atmosphere usually represents a considerable environmental burden, which so far only partially has been known. The release of waste heat into the atmosphere is for the sake of Energy saving is often undesirable.
Es ist bereits bekannt (DT-OS 26 53 755), das Löschwasser teilweise zu kondensieren und mit dem Kondensat die hauptsächlich in Form von Flugkoks vorhandenen Stäube zu binden und abzuführen. Hierbei ist auch vorgesehen, die im Kondensat enthaltene fühlbare Wärme wenigstens teilweise zu nutzen. Bei dem vorbekannten Verfahren wird die Kondensation mit Hilfe eines Verdampfers mit nachgeschalteter Entspannungsturbine durch Wärmeaustausch durchgeführt. Die gasförmigen Schadstoffe werden weiter emitiert und dadurch die Umwelt in entscheidendem Umfang belastet, wie sich neuerdings herausgestell hat.It is already known (DT-OS 26 53 755), the extinguishing water partially to condense and with the condensate the mainly existing in the form of flying coke To bind and remove dust. It is also provided here that the condensate contained in the condensate sensible warmth to use at least partially. With the previously known Procedure is the condensation with the help of an evaporator with downstream Expansion turbine carried out by heat exchange. The gaseous pollutants continue to be emitted and thus have a significant impact on the environment, as it recently turned out.
Es ist auch bekannt, den Löschwasserdampf nit eingedüstem Wasser zu waschen und mit dem Waschwasser Flugkoks abzuführen. Dazu ist es erforderlich, den Löschwasserdampf in einer bestimmten Bahn mit Hilfe entsprechend angcordneter Schikanen zu führen. Schädliche Gase können sich daher in toten Räumen ansammeln, werden aber später dennoch emitiert.It is also known that the extinguishing water vapor is not sprayed in with water wash and remove flying coke with the wash water. This requires the Extinguishing water vapor in a certain path with the help of appropriately arranged baffles respectively. Harmful gases can therefore build up in dead spaces, but will later issued anyway.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Emission von Gasen, Dämpfen und Stäuben bei der Naßlöschung von glühendem Koks, insbesondere von Steinkohlenkoks gänzlich zu unterbinden, die Voraussetzung für die Gewinnung von Produkten zu schaffen, welche sich wenigstens zum Teil aufarbeiten und weiterverwenden lassen sowie die Möglichkeit offenzuhalten, die Abwärme wenigstens zum Teil zu gewinnen und weiterzuverwenden.The invention is based on the object of the emission of gases, Vapors and dusts when wet extinguishing glowing coke, especially hard coal coke to completely prevent, to create the conditions for the production of products, which can at least partially be processed and reused, as well as the To keep open the possibility of at least partially recovering and reusing the waste heat.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zufuhr von Löschwasser zu dem glühenden Koks, die Löschwasserdampferzeugung und die Löschdampfkondensation unter Abschluß nach außen durchgeführt werden, daß die Löschdampfkondensation als Mischkondensation durchgeführt wird und daß die übrig gebliebenen Löschgase emissionsfrei abgeführt werden.According to the invention, this object is achieved in that the supply from extinguishing water to glowing coke, extinguishing steam generation and extinguishing steam condensation to be carried out to the outside, that the extinguishing steam condensation as Mixed condensation is carried out and that the remaining extinguishing gases are emission-free be discharged.
Dadurch, daß man die beim Naßlöschen ablaufenden Umwandlungsvorgänge unter Abschluß nach außen durchführt, vermeidet man die bislang hierbei auftretenden Emissionen vollständig. Der dazu erforderliche Abschluß nach außen wird durch die Mischkondensation möglich. Hierzu benötigt man zwar eine beträchtliche Wassermenge, die sich aber in der üblichen Löschwasseraufbereitung verkraften läßt, andererseits aber praktisch die gesamte Abwärme enthält, die deshalb besser als bislang genutzt werden kann. Die durch den Abschluß nach außen an der Imission gehinderten Löschgase werden emissionsfrei abgeführt. Das läßt sich meistens ohne zusätzlichen Aufwand durchführen, schon weil auf den meisten vorhandenen Kokereien genügend Saugkapazität zur Verfügung steht.By doing the conversion processes that take place during wet quenching carries out to the outside world, one avoids the hitherto occurring here Emissions completely. The necessary closure to the outside is provided by the Mixed condensation possible. This requires a considerable amount of water, but which can be coped with in the usual extinguishing water treatment, on the other hand but contains practically all of the waste heat, which is therefore better used than before can be. The extinguishing gases hindered from emitting from the outside by the closure are discharged emission-free. This can usually be done without additional effort carry out, if only because there is sufficient suction capacity in most existing coking plants is available.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist deshalb eine Nutzung der Löschgase vorgesehen, indem die Löschgase von den in Ihnen enthaltenen Schadstoffen gereinigt und danach verwertet werden. Als Schadstoffe kommen insbesondere die eingangs näher bezeichneten Gase in Betracht, wobei vor allem der Entzug von Schwefelwasserstoff zu einer beträchtlichen Entlastung der Umwelt führt. Es hat sich nämlich gczeigt, daß bislang über Löschtürme imitierter Schwefelwasserstoff eine erheblich größere Umweltbelastung darstellt, als man angenommen hatte. Dic Gasreinigung erfolgt zweckmäßig in den dafür vorgesehenen Anlagen der Kokerei.According to a preferred embodiment of the invention is therefore a use of the extinguishing gases provided by the extinguishing gases contained in them Pollutants are cleaned and then recycled. The pollutants come in particular the gases specified at the outset into consideration, especially the withdrawal of Hydrogen sulfide leads to a considerable relief of the environment. It has it has been shown that hydrogen sulphide, which has so far been imitated by extinguishing towers represents a significantly greater environmental impact than was assumed. Dic Gas cleaning is expediently carried out in the facilities provided in the coking plant.
Ein erhebliches wirtschaft-liches Problem stellt bislang die Abwasserbeseitigung in den Steinkohlenkokereien dar.Wastewater disposal has so far posed a significant economic problem in the coal coking plants.
Das beruht auf den erheblichen Wassermengen, welche für die Erzeugung von Koks und Kohlenwasserstoffen benötigt werden und deswegen auch gereinigt werden müssen.This is due to the considerable amounts of water that are used for the Generation of coke and hydrocarbons are required and therefore also cleaned Need to become.
Das Abwasserproblem hat sich neuerdings durch die gesteigerten Anforderungen an die Reinheit der in die Vorfluter abzuleitenden Abwässer und durch die Schwierigkeiten bei der wirtschaftlichen Baschaffung von hinreichenden Brauchwassermengen erheblich verschärft.The wastewater problem has lately increased due to the increased requirements the purity of the wastewater to be discharged into the receiving waters and the difficulties in the economical procurement of sufficient quantities of process water tightened.
Das erfindungsgemäßeverfahren bietet die Möglichkeit einer entscheidenden Vcrbesserung der Abwasserwirtschaft von Kokereien durch die Beseitigung von Abwässern, wodurch nichts oder nur unerhebliche Mengen von Abwässern in die Vorfluter eingeleitet zu werden brauchen. Es läßt sich nämlich zeigen, daß die aus dem Löschwasserkondensat nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewinnbare Wärme ausreicht, um unter Abzug der für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Energien aus dem Abwasser ausreichende Mengen von Brauchwasser zu erzeugen.The inventive method offers the possibility of a decisive Improving the wastewater management of coking plants by eliminating wastewater, as a result, nothing or only insignificant amounts of wastewater discharged into the receiving waters need to become. It can be shown that the condensate from the extinguishing water heat obtainable by the process according to the invention is sufficient to be deducted the energies required for the process according to the invention from the wastewater to generate sufficient quantities of domestic water.
Gemäß der Erfindung kann deshalb vorgesehen werden, die dem Löschwasserkondensat entzogene Wärme zur Verdampfung von Kokereiabwässern zu verwenden, den Abwasserdampf zu kondensieren und das Abwasserkondensat als Drauchwasser abzugeben, wobei die bei der Abwasserkondensation anfallenden Rückstände deponiert oder aufgearbeitet werden.According to the invention can therefore be provided that the extinguishing water condensate to use the extracted heat for the evaporation of coking plant wastewater, the wastewater vapor to condense and release the waste water condensate as waste water, the Any residues resulting from the condensation of wastewater are deposited or processed will.
Die bei der Abwasserkondensation anfallenden Rüch-stände enthalten neben Phenol überwiegend ammoniakalische Salze.Contain the residues arising from the condensation of sewage in addition to phenol, predominantly ammoniacal salts.
Die Entfernung von Phenol ist in der Regel vorgcschrieben und daher nötig. Die Aufarbeitung der Salze kann z.B.The removal of phenol is usually mandatory and therefore necessary. The work-up of the salts can e.g.
in deren Nutzung als Düngemittel bestehen.consist in their use as fertilizers.
Zur Durchführung der Wärinerückqewinnung ist cs zweckmäßig, das beim aufeinanderfolgenden Ablöschen mehrerer Koksmengen anfallende Löschwasserkondensat zu sammeln und die in ihm fühlbare Wärme kontinuierlich abzuführen.To carry out the heat recovery, cs is useful, the Extinguishing water condensate that occurs when several quantities of coke are successively extinguished to collect and continuously dissipate the heat that can be felt in it.
Dadurch wird nämlich ein kontinuierlicher Betrieb bei der Abwasseraufbereitung möglich.This means that the wastewater treatment is in continuous operation possible.
Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage ist in dem beigefügten Stammbaum schematisch wiedergegeben.A plant suitable for carrying out the method according to the invention is shown schematically in the attached family tree.
Bei der gezeichneten Anlage wird der glühende Koks in Teilmengen gelöscht, die jeweils in einem auf Schienen verfahrbaren Löschenwagen 1 enthalten sind.In the system shown, the glowing coke is extinguished in partial quantities, each of which is contained in an extinguishing vehicle 1 that can be moved on rails.
Der Löschwagen 1 läßt sich unter einen Löschturm 2 fahren. Das Löschwasser wird über die Leitung 3 zugeführt und unmittelbar oberhalb des Löschwagens durch mehrere Düsen 4 abgegeben. Hierbei entsteht aus einem Teil Löschwasser Dampf. Der Dampf tritt durch die Schlitze 5 einer allgemein mit 6 bezeichneten und im Löschturm 2 schräg angeordneten Jalusie hindurch. Er sammelt sich im oberen Teil 7 des Löschturmes 2 und unterhalb einer Mehrzahl von Düsen 8, aus denen über Leitungen 9 - 11 aus einem Aufgabebehälter 12 Wasser abgegeben werden kann. Das aus den Düsen 8 austretende Wasser mischt sich mit dem Dampf und führt zu dessen Kondensation.The extinguishing vehicle 1 can be driven under an extinguishing tower 2. The extinguishing water is supplied via line 3 and immediately above the extinguishing vehicle several nozzles 4 delivered. This creates steam from part of the extinguishing water. Of the Steam passes through the slots 5 of a generally designated 6 and in the extinguishing tower 2 diagonally arranged blinds through. It collects in the upper part 7 of the extinguishing tower 2 and below a plurality of nozzles 8, from which via lines 9-11 from a feed container 12 water can be dispensed. That emerging from the nozzles 8 Water mixes with the steam and leads to its condensation.
Das Löschwasserkondensat sowie das in ihm enthaltene Kondensationswasser laufen über die Jalusie 6 ab und werden mit Hilfe einer Pumpe 13 in einen isolierten Smwelbehälter 14 abgeführt. Beispielsweise hat das Löschwasserkondensat eine Temperatur von 900 C.The extinguishing water condensate and the condensation water it contains run over the shutter 6 and are isolated with the help of a pump 13 in an Smwel container 14 discharged. For example, the extinguishing water condensate has a temperature from 900 C.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das für die vtischkondensation benötigte Wasser von einer Pumpe 15 aus dem Sammelbehälter 14 abgesaugt und in den Aufgabebehälter 12 zurückgedrückt.According to the illustrated embodiment, the for the table condensation required water from a pump 15 from the collecting tank 14 sucked off and pushed back into the feed container 12.
Im oberen Teil 7 des Löschturmes befindet sich neben den Düsen 8 ein Anschluß 16 für eine Gasabsaugleitung 17, durch die die nach der Löschdampfkondensation übrig gebliebenen Löschgase als Schwachgase, wie durch den Pfeil bei 18 angedeutet, emissionsfrei abgesaugt und einer Gasaufbereitung zugeführt werden. Im allgemeinen wird man die Absaugung über die Rohgassaugleitung der Koköfen durchführen, so daß die Gasaufbereitung und anschließende Nutzung im Rahmen des lvokereigases erfolgt.In the upper part 7 of the extinguishing tower there is a next to the nozzles 8 Connection 16 for a gas suction line 17, through which the after the extinguishing steam condensation remaining extinguishing gases as lean gases, as indicated by the arrow at 18, can be extracted emission-free and fed to a gas treatment system. In general one will carry out the suction via the raw gas suction line of the co-ovens, so that the gas processing and subsequent use takes place within the scope of the fuel gas.
Die Größe des Smmelbehälters 14 ist so gewählt, daß er als Puffer für die diskontinuierlich anfallenden Löschdampfkondensatniengen dienen kann und dementsprechend eine kontinuierliche Verarbeitung der in dem Löschdampfkondensat enthaltenen fühlbaren Wärme mit Hilfe einer Wärmepumpe ermöglicht, die allgemein mit 19 bezeichnet ist. Die Wärmepumpe 19 entnimmt mit ihren an sich bekannten und daher nicht mehr zu erläuternden, in der Zeichnung aber durch Symbole wiedergegebenen Teilen die Wärme aus dem Löschwasser und transformiert sie in einem Zweiphasenprozeß auf eine höhere Temperatur.The size of the Smmelbehälters 14 is chosen so that it acts as a buffer can serve for the discontinuously occurring extinguishing steam condensate and accordingly, continuous processing of the condensate in the extinguishing steam contained sensible heat with the help of a heat pump enables the general is designated by 19. The heat pump 19 removes with its known and therefore no longer to be explained, but represented by symbols in the drawing Divide the heat from the extinguishing water and transform it in a two-phase process to a higher temperature.
Infolgedessen wird durch den im Sammelbehälter 14 angeordneten Wärmeaustauscher 20 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Wärmepumpe 19 die Temperatur so weit gesteigert, daß in dem dem Wärmeaustauscher 21 zugeordneten Behälter 22 das mit hilfe einer Pumpe 23, wie bei 24 angedeutet, zugeführte Abwasser verdampft werden kann. Dadurch fallen im unteren sumpfartig ausgebildeten Teil 25 des Behälters 22 hauptsächlich aus Salzen bestehende Rcstprodukte an. Diese können aufgearbeitet und beispielsweise in Düngestoffe umgewandelt werden.As a result, the arranged in the collecting tank 14 heat exchanger 20 according to the illustrated embodiment in the heat pump 19, the temperature increased so far that in the container 22 associated with the heat exchanger 21 the wastewater supplied with the aid of a pump 23, as indicated at 24, evaporates can be. As a result, fall in the lower swamp-like part 25 of the container 22 mainly from Salt to existing residues. these can processed and converted into fertilizers, for example.
Das verdampfte Abwasser verläßt den Behälter 22 über eine Leitung 26 und gelangt zunächst in eine weitere Wärmepumpe 27, in der die fühlbare Wärme abgeführt und die Kopfprodukte werden kondensiert. Die fühlbare Wärme wird einem weiteren Wärmeaustauscher 28 aufgegeben, der im Behälter 22 untergebracht ist. Das Abwasserkondensat wird über eine Leitung 30 mit Hilfe einer Pumpe 31 abgeführt und einem Kühlturm 33 aufgegeben, den es als Brauchwasser durch eine Pumpe 34 entsprechend dem Pfeil 35 verläßt.The evaporated waste water leaves the container 22 via a line 26 and first enters another heat pump 27, in which the sensible heat discharged and the overhead products are condensed. The sensible warmth becomes one abandoned another heat exchanger 28, which is housed in the container 22. That Waste water condensate is discharged via a line 30 with the aid of a pump 31 and abandoned a cooling tower 33, which it as service water by a pump 34 accordingly the arrow 35 leaves.
Der Verfahrensstammbaum zeigt, daß die Kokerei praktisch abwasserlos arbeitet. Die Wärmebilanz ist in dem ebenfalls beigefügten Schema wiedergegeben.The process tree shows that the coking plant has practically no waste water is working. The heat balance is shown in the attached diagram.
Selbstverständlich kann man die Abwärme auch für andere Zwecke, beispeilsweise zur Fernwärmeversorgung benutzen.Of course, the waste heat can also be used for other purposes, for example use for district heating.
Wie sich aus dem Verfahrensstammbau ergibt, wird aus dem Sammelbehälter 14 das Löschwasserkondensat mit niedrigerem Wärmeniveau teilweise abgeführt und gelangt dabei durch eine Leitung 40 zu einer nicht dargestellten und üblicherweise vorhandenen Löschwasserkläranlage.As can be seen from the process master plan, the collection container becomes 14 the extinguishing water condensate with a lower heat level is partially discharged and passes through a line 40 to a not shown and usually existing extinguishing water treatment plant.
Im Betrieb wird der glühende Koks mit dem Löschwagen unter die Düsen 4 im Löschturm 2 gefahren. Der Löschturm 2 ist in geschlossener Bauweise, z.B. als Betonturm mit einem oberen Abschluß 45 und einer inneren Plattenauskleidung ausgeführt. Die für den Löschwagen 1 notwendigen Ein- und/oder Ausfahröffnungen können vor dem öffnen der Düsen 4, also vor dem eigentlichen Löschvorgang durch Stahltore mit C-Ring-Abdichtung emissionsfrei verschlossen werden.During operation, the glowing coke is placed under the nozzles with the fire truck 4 driven in extinguishing tower 2. The extinguishing tower 2 is in closed Construction, e.g. as a concrete tower with an upper end 45 and an inner panel lining executed. The entry and / or exit openings necessary for the fire fighting vehicle 1 can be done before the nozzles 4 open, i.e. before the actual extinguishing process Steel gates with a C-ring seal can be closed emission-free.
Nach dem emissionsfreien Abschluß des Löschturmes 2 wird durch Bedüsung der glühenden Koksfüllung des Löschwagens 1 über die Düsen 4 der Löschvorgang ausgeführt. Der dabei entstehende Wasserdampf steigt im Turm 2 nach oben. Er überwindet hierbei die durch die Teile 4 und 5 gebildeten Fänger und gelangt im oberen Teil 7 in den Wirkungsbereich der Düsen 8.After the emission-free closure of the extinguishing tower 2, nozzles are used of the glowing coke filling of the extinguishing vehicle 1 via the nozzles 4, the extinguishing process is carried out. The resulting water vapor rises in tower 2. He overcomes this the catcher formed by the parts 4 and 5 and arrives in the upper part 7 in the Effective area of the nozzles 8.
Das aus den Düsen 8 ausströmende Wasser führt zu einer Mischkondensation, welche den Löschdampf in die flüssige Phase überführt. Das im Turm 2 niederfallende Wasser wird über den beschriebenen Fänger aufgefangen und abgeleitet.The water flowing out of the nozzles 8 leads to mixed condensation, which converts the extinguishing vapor into the liquid phase. The one falling in tower 2 Water is caught and drained off using the catcher described.
Nach Beendigung des Löschvorganges wird der Löschwagen 1 aus dem Turm herausgefahren und kehrt mit einer neuen Füllung glühenden Kokses zurück. Der Löschvorgang ist demnach diskontinuierlich, während gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kontinuierliche Gewinnung der Abwärme möglich ist.After completion of the extinguishing process, the fire fighting vehicle 1 is out of the tower drove out and returned with a new filling of glowing coke. The deletion process is therefore discontinuous, while according to the illustrated embodiment a continuous recovery of the waste heat is possible.
Wie sich aus den beiliegenden Diagrammen ergibt, kann die beschriebene Anlage einerseits mit beiden Wärmepumpen, aber auch mit nur einer Wärmepumpe betrieben werden. Die sich in beiden Fällen ergebende Wärmebilanz steht in den Diagrammen. LeerseiteAs can be seen from the attached diagrams, the described System operated on the one hand with both heat pumps, but also with only one heat pump will. The resulting heat balance in both cases is shown in the diagrams. Blank page
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