DE3441322C1 - Process and device for dry coke cooling - Google Patents
Process and device for dry coke coolingInfo
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- C10B39/00—Cooling or quenching coke
- C10B39/02—Dry cooling outside the oven
Abstract
Description
Die Aufteilung der Wärmeübertragung in einen direkt und in einen indirekt übertragenden Anteil ist mit der Konstruktion-des Kühlschachtes festgelegt. Bedingt dadurch, daß das Umwälzgas auch durch die obersten (heißesten) Lagen (Zonen) der Koksschüttung strömt, muß es ein Inertgas und wasserdampffrei sein, um einen Koksabbrand durch Sauerstoff und (oder) Wassergasreaktion zu verhindern. Mit dieser zwingenden Einschränkung eignet sich dieses Verfahren nicht zur direkten Kopplung mit der Kohlevorerhitzung, denn das erhitzte Umwälzgas kann nicht in beispielsweise einem Flugstromapparat verwendet und nach Wärmeabgabe zusammen mit der aufgenommenen Kohlenfeuchte wieder dem Kokstrockenkühlschacht zugeführt werden. The division of heat transfer into one direct and one The indirect transmission part is determined by the construction of the cooling shaft. Due to the fact that the circulating gas also passes through the top (hottest) layers (zones) the bed of coke flows, it has to be an inert gas and free of steam to get a To prevent coke burn-off by oxygen and (or) water gas reaction. With this imperative restriction this method is not suitable for direct coupling with the coal preheating, because the heated circulating gas cannot used in, for example, an entrained flow apparatus and after heat dissipation together with the absorbed coal moisture fed back to the coke dry cooling shaft will.
Aus der DE-OS 33 09 695 ist ein Schachtkühler zum Trockenlöschen von Koks bekannt. in dem der Koks und das Kühlgas im Gegenstrom durch einen einstufigen Kühlbehälter geleitet werden. Oberhalb dieser Trockenkammer befindet sich eine Vorkammer, die die Funktion eines Wärmespeichers zumAusgleich von Betriebsschwankungen innehat. Die Vorkammer ist von einem unten offenen Ringsammelkanal zum Sammeln und Abführen des von dem zu kühlenden Koks aufgeheizten Kühlgases umgeben. Die innere Begrenzung des Ringsammelkanals bildet ein Ringmauerwerk, welches an einer Vielzahl von Rohrankern aufgehängt ist und die seitliche Begrenzung der Vorkammer bildet. Die Rohranker haben eine Doppelfunktion: sie dienen erstens der Aufhängung des Ringmauerwerkes an der konischen Kühlschachtabdeckung sowie zweitens der Kühlung des aufgeheizten Kühlgases im Ringsammelkanal. From DE-OS 33 09 695 is a shaft cooler for dry extinguishing known from coke. in which the coke and the cooling gas countercurrently through a single-stage Cooling container are passed. Above this drying chamber there is an antechamber, which has the function of a heat accumulator to compensate for operational fluctuations. The antechamber is made up of a ring collecting duct open at the bottom for collecting and discharging surrounded by the heated by the coke to be cooled cooling gas. The inner limitation of the ring collecting channel forms a circular masonry, which is attached to a large number of pipe anchors is suspended and forms the lateral boundary of the antechamber. The pipe anchor have a double function: firstly, they serve to suspend the circular masonry on the conical cooling shaft cover and, secondly, the cooling of the heated one Cooling gas in the ring collecting duct.
Die Kühlung der Rohranker ist deshalb so wichtig, weil das von ihnen getragene Ringmauerwerk koksseitig Temperaturen von etwa 1000 bis 1100°C ausgesetzt ist und die Wärmeübertragung von diesem Ringmauerwerk auf die Rohranker zu einer unzuträglich hohen Aufheizung und damit zu einer Verminderung der Tragfähigkeit der Rohranker führen würde.The cooling of the pipe anchors is so important because that of them Worn circular masonry exposed to temperatures of around 1000 to 1100 ° C on the coke side is and the heat transfer from this circular masonry to the pipe anchors to a unacceptably high heating and thus a reduction in the load-bearing capacity the pipe anchor would lead.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei denen eine direkte Kopplung des Kokskühlgaskreislaufes mit einem thermischen Behandlungsschritt, bei dem Wasserdampf entsteht, möglich ist, ohne daß der zu kühlende Koks dabei wesentlich mehr abbrennt als bei den bekannten Kokstrockenkühlungsverfahren; gleichzeitig soll unter Vermeidung getrennter Kühlgaskreisläufe eine besonders wirkungsvolle Kokstrockenkühlung mit besonders hohem Wirkungsgrad ermöglicht werden. Proceeding from this, the invention is based on the object of a method and to provide a device of the type mentioned, in which a direct coupling of the coke cooling gas circuit with a thermal treatment step, in which water vapor is produced, is possible without the coke to be cooled being significantly affected burns off more than with the known dry coke cooling process; at the same time a particularly effective dry coke cooling while avoiding separate cooling gas circuits be made possible with a particularly high degree of efficiency.
Als technische Lösung dieser Aufgabe werden ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 3 vorgeschlagen. As a technical solution to this problem, a method and a Device of the type mentioned with the characterizing features of the claims 1 and 3 suggested.
Erfindungsgemäß erfolgt die Kokskühlung in der ersten Kühlstufe im wesentlichen durch Wärmestrahlung zwischen dem Koks und den Wärmeaustauscherwänden und in geringem Maß durch Wärmeleitung zwischen dem Koks und den Wärmeaustauscherwänden -also ausschließlich indirekt; eine direkte Kühlung durch ein durch die Koksschüttung im direkten Kontakt geleitetes Kühlgas wird also unterbunden. Hierdurch wird erreicht, daß nur ein einziger Kühlgaskreislauf erforderlich ist, eine aufwendige Rückkühlung (Wärmenutzung) unterbleiben kann und mittels der Wärmeaustauscherwände sekundärseitig eine besonders effektive Dampferzeugung möglich ist. Dabei wird insgesamt eine fast vollständige Rückgewinnung der fühlbaren Wärme des glühenden Kokses erreicht. According to the invention, the coke is cooled in the first cooling stage in mainly due to thermal radiation between the coke and the heat exchanger walls and to a small extent by conduction between the coke and the heat exchanger walls - so only indirectly; a direct cooling by a through the coke bed Cooling gas conducted in direct contact is therefore prevented. This achieves that only a single cooling gas circuit is required, a complex recooling (Heat use) can be omitted and by means of the heat exchanger walls on the secondary side a particularly effective steam generation is possible. Overall, it will be an almost Complete recovery of the sensible heat of the glowing coke is achieved.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes, die insbesondere die Effektivität der Kühlung in der zweiten Kühlstufe und die Rückkühlung des Kreislaufkühlgases gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten. Appropriate configurations of the subject matter of the invention, in particular the effectiveness of the cooling in the second cooling stage and the recooling of the circulating cooling gas guarantee are contained in further claims.
Die vorgenannten, erfindungsgemäß zu verwendenden Verfahrensschritte bzw. Bauteile unterliegen in ihrer Verfahrensführung sowie Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen. so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können. The aforementioned method steps to be used according to the invention or components are subject to their process management as well as size, shape, Material selection and technical design no special exception conditions. so that the in Unrestricted application of the selection criteria known to the respective field of application can find.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform einer Kokstrockenkühlvorrichtung dargestellt worden ist. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung. More details, features and advantages of the subject matter of Invention emerge from the following description of an exemplary embodiment based on the drawing, in which a preferred embodiment of a coke dry cooling device has been shown. The only figure in the drawing shows a basic sketch a cooling device according to the invention.
Der glühende Koks tritt mit einer Temperatur von etwa 1050 bis 1 1000C in einen Kühlbehälter 1 (Kühlschacht) mit vorgeschalteter Vorkammer 10 ein. Nach Verlassen der Vorkammer 10, in der nur ein geringer Temperaturverlust eintritt, gelangt der Koks in die erste Kühlzone (Kühlstufe 1a) des Kühlbehälters 1, in der der Koks ausschließlich durch Wärmestrahlung und -leitung auf eine Temperatur von 800 bis 850"C abgekühlt wird. The glowing coke occurs at a temperature of about 1050 to 1 1000C into a cooling container 1 (cooling shaft) with an upstream chamber 10. After leaving the antechamber 10, in which only a slight temperature loss occurs, the coke enters the first cooling zone (cooling stage 1a) of the cooling container 1, in which the coke is raised to a temperature of only by thermal radiation and conduction 800 to 850 "C is cooled.
Hierzu dienen Mantelkühlflächen 8 und innere Einbaukühlflächen 9, die sekundärseitig mit Speisewasser beaufschlagt werden, das die erste Kühlstufe als Dampf wieder verläßt. Nach Passieren einer Einschnürung oder Koksschleuse 7, die aus einem Trichter und einem wahlweise darunter vorsehbaren kegeligen Einbauteil mit obenliegender Spitze (in der Figur gestrichelt eingezeichnet) bestehen kann, tritt der Koks in die zweite Kühlzone (Kühlstufe lb) des Kühlbehälters 1 ein. In dieser wird eine Abkühlung des Kokses soweit als möglich - sinnvollerweise auf Temperaturen von rund 2000C - erreicht.This is done by jacket cooling surfaces 8 and internal built-in cooling surfaces 9, which are acted upon with feed water on the secondary side, which is the first cooling stage as steam leaves again. After passing a constriction or coke lock 7, that consists of a funnel and a conical built-in part that can optionally be provided underneath with the tip at the top (shown in dashed lines in the figure), the coke enters the second cooling zone (cooling stage 1b) of the cooling container 1. In this is a cooling of the coke as much as possible - sensibly to temperatures of around 2000C - reached.
Die zweite Kühlzone wird im Gegenstrom mit etwa 1500C heißen wasserdampfhaltigen Gasen mit einem Wasserdampfanteil von etwa 50 bis 90 Vol.-% vorzugsweise aus einer an sich bekannten Kohletrocknungs-und -vorerhitzungsanlage 11 betrieben. The second cooling zone is in countercurrent with about 1500C hot water vapor Gases with a water vapor content of about 50 to 90 vol .-% preferably from a coal drying and preheating system 11 known per se.
Diese Kühlgase treten unmittelbar oberhalb der Koksabzugseinrichtung 3 durch eine untere Kühlgasaufgabeeinrichtung 5 in die Kühlstufe lb ein. Sie verlassen diese durch eine mittlere Kühlgasabführeinrichtung 6 im Bereich bzw. auf der Höhe der Einschnürung mit etwa 600"C. Die Kühlgasströmung ist in der Zeichnung mit Pfeilen dargestellt. Von der gesamten zur Verfügung stehenden Temperaturdifferenz werden etwa 850 bis 900 K genutzt - davon etwa 200 bis 250 K in der ersten Kühlzone zur Dampferzeugung, d. h. rund 25%. These cooling gases occur immediately above the coke extraction device 3 through a lower cooling gas feed device 5 into the cooling stage 1b. they leave this through a central cooling gas discharge device 6 in the area or at the height the constriction with about 600 "C. The cooling gas flow is indicated by arrows in the drawing shown. Of the total available temperature difference around 850 to 900 K - of which around 200 to 250 K in the first cooling zone for Steam generation, d. H. around 25%.
Die übrigen 75% werden an das Kühlgas übertragen und dienen der Kohletrocknung und -vorerhitzung.The remaining 75% is transferred to the cooling gas and is used to dry coal and preheating.
Mit 1 kg Koks wird etwa eine Enthalpie von 1674 kJ in den Kühlschacht eingebracht. 1423 kJ stehen zur technischen Nutzung zur Verfügung. 376 kJ werden zur Erzeugung von etwa 0,16 kg Dampf (ca. 20 bar) genutzt. With 1 kg of coke, an enthalpy of about 1674 kJ is created in the cooling shaft brought in. 1423 kJ are available for technical use. 376 kJ used to generate around 0.16 kg of steam (approx. 20 bar).
1047 kJ stehen zur Kohlevorerhitzung einschließlich -trocknung zur Verfügung, die einen Bedarf von 544 bis 837 kJ/kg Kohle, entsprechend 724 bis 837 kJ/kg Koks hat. Somit, d. h. unter Einbeziehung der Verluste, kann eine ausgeglichene Wärmewirtschaft im Kopplungsbetrieb »Kokstrockenkühlung/2. Kühlzone« und Kohletrocknung/-vorerhitzung erzielt werden.1047 kJ are available for coal preheating including drying Available with a requirement of 544 to 837 kJ / kg coal, corresponding to 724 to 837 kJ / kg of coke. Thus, i. H. taking into account the losses, an even Heat management in coupled operation »Dry coke cooling / 2. Cooling zone «and coal drying / preheating be achieved.
Bezugszeichenliste 1 Kühlbehälter la erste Kühlstufe ib zweite Kühlstufe 2 Koksaufgabeeinrichtung 3 Koksabzugseinrichtung 4 Kohletrocknungs- und -vorerhitzungsanlage 5 Kühlgasaufgabeeinrichtung 6 Kühlgasabführeinrichtung 7 Koksschleuse 8 Mantelkühlflächen 9 Einbaukühlflächen 10 VorkammerLIST OF REFERENCE NUMERALS 1 cooling container la first cooling stage ib second cooling stage 2 coke feeder 3 coke extractor 4 coal drying and pre-heating system 5 cooling gas feed device 6 cooling gas discharge device 7 coke lock 8 jacket cooling surfaces 9 built-in cooling surfaces 10 antechamber
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