DE3134809A1 - "kokereieinsatzmischungen mit hilfsstoffen, die den einsatzkohlen zugemischt werden" - Google Patents

Description

• Kokerei einsatzmischucri mi' H~l-fsstõf¢=n,
• die den Einsatzkohlen zugemischt werden Es ist bekannt, fehlendes Backbitumen in Kokereieinsatzmischungen durch reaktive Hilfsstoffe zu ersetzen. Nach einem älteren Vorschlag werden die Hilfsstoffe selektiv denjenigen für die Einsatzmischung bestimmten Kohlen beigemischt, die nicht selbstgängig sind. Als Hilfsstoffe kommen Carbopech, Bitumen und andere reaktive Feststoffe in Betracht. Die Hilfsstoffe werden der Kohle fein aufgemahlen, z.B. auf eine Korngröße (2 mm aufgemahlen, zugesetzt und durch intensives Mischen in die Einsatzntischung eingebracht. Dabei treten mit kleiner werdendem Anteil an Hilfsstoffen Störungen auf. Die Störungen resulticren aus unzureichender Vergleichmäßigung und mangelnder Ho;nogenität in der Mischung. Dadurch ergeben sich in der Regel 5 X als untere Grenze der Beimischung von festen Hilfsstoffen unter Berücksichtigung der in den Kokereianlagen installierten Misch- und Mahleinrichtungen.
• Im übrigen ist die Handhabung der reaktiven Hilfsstoffe zumeist aus Umweltschutzgründen problematisch. Beim Entladen der Hilfsstoffe und der Aufgabe in die Mahlanlage kommt die Bedienungsmannschaft unmittelbar mit häufig umweltaktiven Rückstandsprodukten in Berührung.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Zumischung von Hilfsstoffen zu Kokereieinsatzmischungen zu verbessern. Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der Kohlebinder verflüssigt oder in eine Suspension gebracht und anschließend auf die Einsatzkohle aufgedüst wird. Mit dem erfindungsgemäßen Aufdüsen läßt sich leicht eine homogene Zumischung auch für Anteile an Hilfsstoffen erreichen, die weniger als 5 % der Kokereieinsatzmischungen betragen. Homogene Einbindung des Hilfsstoffes in Anteilen bis zu 2 °4 wurde auf diesc Weise erreicht. Zugleich bewirkt das Aufdüsen eine bessere Benetzung der Oberfläche der Kohlekörner. Oberraschenderweisc erhöht sich damit das Austauschverhältnis "Fettkohle zu reaktivem Hilfsstoff" bei gleichen Qualitätswerten der Kokse zum Teil auf Werte zwischen 8 : 1 und 10 : 1, während nach den bisherigen Zumischungsverfahren maximal ein Austauschverhältnis von 7 : 1 erreichbar ist. Ein Austauschverhältnis von 7 : 1 bedeutet eine 7mal stärkere Aktivität des Hilfsstoffes gegenüber Fettkohle. Die durch die erfindungsgemäße Aufdüsung größere Aktivität der Hilfsstoffe bedingt bei Gleichqualität der Kokse geringere Hilfsstoffmengen gegenüber herkömmlichen Zumischungsverfahren.
• Ein weiterer Vorteil des Aufdüsens ist die gute Steuerbarkeit des Hilfsstoffstromes. Der Hilfsstoffstrom läßt sich mit der den Flüssigkeitsdruck bewirkenden Druckpumpe über ein Druck- und/oder Mengenregelventil genau steuern.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die Hilfsstoffe auf den frei fallenden Kohlestrom aufgedüst. Auch das trägt wesentlich zu der sehr guten Steuerbarkeit und hervorragenden Verteilung der Hilfsstoffe in der Einsatzkohlenmischung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei. Der frei fallende Kohlenstrom läßt sich im Verhältnis zu liegend transportierten Kohlenmengen ähnlich gut steuern wie die Aufgabe der flüssigen bzw. in Suspension befindlichen Hilfsstoffe gegenüber der Beimengung fester Hilfsstoffe. Zugleich ergeben sich im frei fallenden Kohlestrom so große Abstände zwischen den einzelnen Kohlepartikeln, daß eine vollständige Durchdringung des Kohlestromes mit den aufgedüsten Hilfsstoffen sichergestellt ist.
• Nach der Erfindung werden der frei fallende Kohlestrom und der austretende Hilfsstoffstrom von einem Schutzmantel oder einer Schutzhaube mit Dampfabzug umgeben. Der Schutzmantel und die Schutzhaube verhindern eine Belästigung der Bedienungsmannschaft durch das Aufdüsen der Hilfsstoffe und die Befreiung des auftretenden Staubes bzw. des entstehenden Dampfes von störenden Begleitstoffen. Dabei stellen der Schutzmantel und die Schutzhaube vorn baulichen Aufwand her relativ geringe Mittel dar, um den gesamten Vermischungsvorgang gegenüber der Umgebung und den Bedienungsleuten vollständig abzukapseln. Die abgezogenen Stäube und Dämpfe werden einer Naßwäsche herkömmlichen Standards unterzogen. Die von der Waschflüssigkeit aufgenommenen Bestandteile gelangen in den Kokereikreislauf zurück (z.B. Kondensatsammelbehälter), die gasförmigen Bestandteile werden gereinigt ins Freie abgeführt. Das Waschwasser wird in seinem pH-Wert dem jeweiligen Hilfsstoff und den durch ihn bedingten Emissionen angepaßt. Neben der Neutralisation als einer treibenden Kraft für die Auswaschung wird die Löslichkeit der Dämpfe in dem Waschwasser berücksichtigt.
• Die auf zudüsenden Hilfsstoffe, z.B. Erdölrückstände, können fest angeliefert und in einer Aufheizanlage auf ca.
• 200 bis 220 ° C erwärmt werden. Daneben ist die Anlieferung in bereits verflüssigtem Zustand mit Tankwagen möglich.
• Die Aufheizung bzw. Warmhaltung des Hilfsstoffes geschieht vorzugsweise indirekt durch einen Thermoölkreislauf, der auch die Zuführungsleitung bis unmittelbar zur Aufdüsstelle einschließt. Als Düse ist mit besonderem Vorteil eine Lechlerdüse vorgesehen, deren Öffnung von der zugesetzten Menge an Hilfsstoffen abhängt.
• Einer gegebenenfalls auftretenden geringfügigen Verkrustung und Zusammenbackung der Kohlekörner läßt sich nach der Erfindung mit einer der Aufdüsstation nachgeschalteten Mühle und einem Mischer entgegenwirken. Mühle und Mischer bewirken ein rieselfähiges, bunkerfähiges Gemisch. Dieses Gemisch hat den größten Homogenisierungsgrad aller bekannten Zumischungsverfahren.
• Im Untcrschied zu herkömmlichen Zumischungen kann die erfindungsgemäße Zumischung eine größcrc Schrumpfung des Ofenbesatzes, abhängig von den verwendeten lXohlenarten, bowirkeß die bis zu 15 % betragen kann. Diese Schrumpfung wird auf die größere Aktivität der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zugemischten Hilfsstoffe zurückgeführt, die sich in einem verminderten Schüttgewicht äußert.
• Im Falle äuftretender verstärkter Schrumpfuny wird zur Vermeidung überjjiäß i ger Gassammelraumtemperaturen und anderer unerwünschter Begleiterscheinungen nach der Erfindung das Schüttgewicht erhöht. Das geschieht mit Hilfe von leichtem Heizöl, das insbesondere auch mit carbo- und petrostänunigen Rückstandsprodukten leicht verträglich ist und in der Einsatzkohlenmischung die Funktion eines Schmiermittels übernimmt.
• In dieser Funktion erleichtert das Heizöl das Gleiten der Kohlekörner. Dadurch entsteht eine dichtere Packuny des Ofenbesatzes unter Einhaltung üblicher Schrumpfungswerte des Ofenbesatzes von 6 bis 8 %, wozu nach der Erfindung maximal 0,1 bis 0,3 % leichtes Heizöl erforderlich sind.
• Das Heizöl wird seiner Funktion entsprechend erst nach der Aufdüsstation und den nachfolgenden Vergleichmäßigungsaggregaten der fertigen Mischung zugegeben. Dies geschieht nach Möglichkeit erneut in frei fallendem !ohlestrom1 um eine optimale Verteilung im Kohlestrom und Steuerbarkeit des Vorganges zu gewährleisten.
• Der Hilfsstoffzusatz ist in seiner Menge abhängig von der Kohlenart und liegt bei erfindungsgemäßer Beimischung zwischen 5 und 15 . Diese Mengen bewirken deutliche Qualitätsverbesserungen des Produktes Koks. Die Qualitätsverbesserung wird abhängig von der Kohlenart erzielt.
• Höhere Anteile an iJilfsstoffen führen dagegen nicht zwangsläufig zu den gewünschten Verbesserungen der Kennwerte der Kokse.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Figur 1: das Schema einer Kokskohlenmischanlage Figur 2: die Aufheiz- und Eindüsstation für Hilfsstoffe Zur Erzeugung gewünschter Kokereieinsatzmischungen sind eine Anzahl Bunker 1 nebeneinander über Dosierbandwagen 2 und einem Bunkerabzugband 3'angeordnet. Die Dosierbandwagen 2 sind Förderbänder, die derart mit Kraft ohne Belastungsmischdosen aufgehängt oder gelagert sind, daß die in den Lagerstellen auftretende Belastung der Dosierbandwagen 2 durch die aus den Bunkern 1 austretende Kohle zur Steuerung der Bunkeraustrittsöffnung und/oder der Fördergeschwindigkeit der Dosierbandwagen 2 genutzt werden können. Anhand der Belastungen in den Lagerstellen der Dosierbandwagen läßt sich daher der aus jedem Bunker 1 austretende Kohlestrom regeln.
• Von den Dosierbandwagen 2 gelangt die aus den Bunkern 1 aus tretende Kohle auf das Bunkerabzugband 3. Von dem Bunkerabzugband wird die Kohle über ein Querband 4 auf ein Brückenband 6 gefördert. Die Ubergabestelle von Querband 4 zum Brückenband 6 ist von einer Schutzhaube 7 umgeben. Die Schutzhaube 7 bildet mit einer Spülvorrichtung 8 und den beiden Bändern 4 und 6 eine Sprühvorrichtung 5. In der Sprühvorrichtung 5 wird im Ausführungsbeispiel ein verflüssigter Rückstand aus der Erdölaufbereitung auf den von Querband 4 auf das Brückenband 6 frei fallenden Kohlestrom aufgedüst. Der Rückstand ist bei Raumtemperaturen fest, wird zum Aufdüsen in einer Aufheizanlage 9 verflüssigt, aus der Aufheizanlage 9 über eine Bitumen-Druckpumpe 10 abgezogen und mit zum Aufsprühen ausreichendem Druck in die Sprühvorrichtung 5 gegeben.
• Die beim Aufdüsen und in der Ubergabe von dem Querband 4 auf das Brückenband 6 entstehenden Dämpfe werden über einen Dampfabzug 11 abgezogen und einer Naßreinigung zugeführt.
• Von dem Brückenband 6 gelangen die mit Hilfsstoff versehenen Kohlepartikeln in eine Prallmühle 12 mit nachgeschaltetem Mischer 13. Dabei läßt sich die Prallmühle 12 wie bei 14 dargestellt auch umfahren. Prallmühle 12 und Mischer 13 beseitigen gegebenenfalls entstandenc Zusairunenbackungen und Verkrustungen der Kohlekörner.
• Die aus dem Mischer 13 austretende Einsatzkohlenmischung wird über eine Bandübergabe 15 auf ein Sehteifenband 16 gegeben.
• In der Bandübergabe 15 erfolgt eine erfindungsgemäße Beimengung von Heizöl als Gleitmittelzusatz für die Einsatzkohlenmischung.
• Die Heizölzugabe ist schematisch mit 17 bezeichnet.
• Von dem Schleifenbund 16 wird die Einsatzkohlenmischung über ein Absetzerband 18 in den Kohlenturm transportiert und über Füllwayen in die Öfen gebracht.
• Nach Figur 2 besteht die Aufheizanlage 9 aus einem Thermalölkreislauf 20. Das Thermalöl wird durch Wärmetauscher 21 geführt, in die die aufzuschmelzenden Hilfsstoffe gegeben werden. Dabei hat das zur Erwärmung vorgesehene Thermalöl im Erhitzer 22 eine Temperatur erlangt, die zu einem Aufschmelzen der Hilfsstoffe, z.. Rückstände aus der Erdölaufbereitung, führen. In der Regel ist eine Temperatur von 400 C über dem Erweichungspunkt (EP) des Hilfsstoffes ausreichende Sicherheit gegen Temperaturschwankungen. Die Erhitzer 22, hier Ölbrenner, sind mit Thermoelementen zwischen 1000.und 4000 C steuerbar. Die indirekt aufgeschmolzenen Rückstände werden über die Bitumendruckpumpe 10 und Leitungen 24 und 25 abgezogen. Die Leitungen 24 und 25 sind nut einem Heizmantel versehen, der an dem Thermalölkreislauf 20 angeschlossen ist und ein Einfrieren der Rückstände in den Leitungen 24 und 25 verhindert. Zur Regelung des Mengen stromes befinden sich in den Leitungen 24 und 25 Druck- und Mengenregelventile. Insbesondere ist ein geeichtes Mengen-und Betriebsstundenmeßgerät 32, 33 für den Hilfsstoff vorgesehen.
• Je nach dem Kohlendurchsatz der Kokerei können mehrere Wärmetauscher (Aufheizbehälter) 21, die vorzugsweise außen mit einer Begleitheizung versehen sind, parallel geschaltet werden. Im Ausführungsbeispiel sind 2 Wärmetauscher 21 vorgesehen.
• Der Thermalölkreislauf 20 aller Wärmetauscher 21 ist über Ausgleichsleitungen 30 und 31 an ein Ausdehnungsgefäß 34 und darin installierten Sicherheitseinrichtungen angeschlossen.
• Das Ausdehnungsgefäß 34 ist mit einer min. 2 max. Alarmeinrichtung ausgerüstet, über die auch neues Thermalöl aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter mit einer Pumpe in das System eingespeist wird.
• Druck- bzw. Temperaturschwankungen in allen Leitungen werden über das Ausdehnungsgefäß 34, das entsprechend dimensioniert wird, abgefangen. Das gilt gleichermaßen für das in den Leitungen 24 und 25 fließende Thermalöl. Das ist für das Auftreten von Ankrustungen und daraus resultierenden Betriebsstörungen von besonderer Bedeutung.
• Die'Menge des im Kreislauf transportierten Thermalöls richtet sich abhängig von dem zu haltenden Temperaturniveau nach der geregelten Leistung der Thermalölpumpen 39 und ist durch Temperaturfühler 35 in den Wärmetauschern 21 gesteuert.
• Das flüssige Bitumen tritt am Ende der Leitungen 24, 25 über Lechler-Düsen 36 aus. Die Lechler-Düsen besitzen zentrische Düsenöfinunyen, die leitungsseitig kalottenförmig ausgearbeitet sind.
• Leerseite

Claims (9)

Patentansp:rü'bC.

1. Kokereieinsatzmischungen mit Hilfsstoffen, die den Einsatzkohlen zugemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstoffe verflüssigt oder in eine Suspension gebracht und anschließend auf die Einsatzkohlen aufgedüst werden.

2. Kokereieinsatzmischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen frei fallenden Kohlestrom aufgedüst wird.

3. Kokereieinsatzmischungen nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Schutzmantel oder Schutzhaube (5) mit Dampfabzug (11).

4. Kokereieinsatæmischungen nach Anspruch 3, dadurch (Jekennzeichnet, daß dem Dampfabzug (11) cine Naßreinigung nachgeschaltet ist.

5. Kokereieinsatzmischungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch. gekennzeichnet, daß die Einsatzkohle nach dem Aufdüsen gemahlen und/ oder gemischt wird.

6. Kokereieinsatzmischungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für hochschmelzende Hilfsstoffe eine Aufschmelzvorrichtung (9) vorgesehen ist.

7. Kokereieinsatzmischungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschmelzanlage 9und/oder die Aufdüsvorrichtung mit einen Tbermalölkreislauf (20) versehen ist.

8. Kokereieinsatzmischungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Beimengung von Heizöl nach dem Aufdüsen der Hilfsstoffe.

9. Kokereieinsatzmischungen nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Beimischung von max. 0,3 % leichtem Heizöl.