Vorrichtung zur Behandlung trockengekühlten Kokses

Abstract

 Nach der Erfindung wird trockengekühlter Koks von ca. 200 Grad C Ausgangstempertur in einem Puffersilo auf eine Temperatur ≦ 80 Grad C abgekühlt und mit Wasser bedüst, um die Staubbildung zu vermeiden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wasserbedüsung von trocken auf ca. 200 Grad C gekühlten Kokses, in der der Koks auf eine Temperatur ≦ 80 Grad C abgekühlt wird.

[0002] Der Koks wird in Kokstrockenkühlanlagen trocken gekühlt. Bei der Kokstrockenkühlung handelt es sich zwar um eine seit langem bekannte Verfahrensweise, die aber noch keine große Verbreitung gefunden hat. Überwiegend wird der aus dem Ofen glühend anfal­lende Koks mit Wasser noch abgelöscht. Bei der Kokstrockenkühlung wird zur Kühlung anstelle von Wasser ein Gas verwendet. Das Gas wird im Kreislauf geführt, wobei in dem Gaskreis auch Wärmetauscher und Entstauber vorgesehen sind. Die Wärmetauscher nehmen die in dem Gas enthaltene Wärme auf bzw. führen diese ab, so daß das Gas zur weiteren Wärmeaufnahme bzw. zur Rezierkulation und Kühlung geeignet ist. Die Entstauber verhindern, daß die Wärmetauscherflächen sich zusetzen bzw. mit einer starken, den Wärmeübergang hindernden Staubschicht belegt werden.

[0003] Der trockengekühlte Koks entwickelt beträchtliche Staubmengen. Diese Staubmengen bilden keinen Störfaktor, wenn der Koks über geschlossene Bandanlagen aus der Kokerei in eine verbundene Hochofenanlage transportiert wird. Störend wirkt der Staub jedoch bei verschiedenen Transporten und dergleichen vom Standort der Kokstrockenkühlanlage zum Standort der Hochofenanlage. Bei jedem Umschlagen des Kokses werden ganze Staubwolken frei. Die Staub­wolken sind eine solche Umweltbelastung, daß zu deren Verhinde­rung Maßnahmen getroffen werden müssen.

[0004] Zur Beseitigung des Staubes bestehen eine Reihe von Vorschlägen. Einer der Vorschläge beinhaltet das Abblasen des Staubes in der Sieberei durch Aufgabe von Gasimpulsen am Ende des jeweiligen Siebes. Die Sieberei ist Bestandteil der Kokerei. In der Sieberei findet eine Klassierung des Kokses durch Sieben statt.

[0005] Der Vorschlag, den Staub abzublasen, erscheint wenig geeignet. Der Koks ist nämlich mit Unterkorn behaftet. Bei jeder Belastung des Kokses aus Transport und Umschlag entstehen neue Unterkorn­anteile. Verantwortlich hierfür sind die sehr dünnen und spröden Zellwände der einzelnen Koksstücke. Es kann beobachtet werden, daß die Bildung von Unterkornanteilen mit Zunahme der Belastungen des Koksstückes einen degressiven Verlauf nimmt. Es muß daher davon ausgegangen werden, daß sich das Kokskorn nicht stabili­sieren läßt, sondern bei jeder Belastung Unterkorn bildet, bis es schließlich ganz aufgerieben ist.

[0006] Andere Vorschläge zur Staubvermeidung gegen dahin, den aus der Kokstrockenkühlanlage ausgetragenen Koks durch Bedüsung mit Staubbindemitteln zu umhüllen. Dieser Vorschlag konnte sich jedoch nicht durchsetzen, weil die Staubbindemittel zu erheblichen Kostenlasten führen. Darüber hinaus wird bislang befürchtet, daß die Staubbindemittel den Hochofengang negativ beeinflussen.

[0007] Der Erfindung liegt gleichfalls die Aufgabe zugrunde, Staub­bildung zu vermeiden. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß eine wirksame Staubreduzierung erreicht wird, wenn Koks bei einer Temperatur zwischen ca.200^oC und 80^oC mit Wasser bedüst wird. Die Staubentwicklung beim Umschlag ist dann nur noch eine Funktion des Endwassergehaltes (in Gewichtspro­zenten) des Kokses. Ermittelt wurde, daß bei einer solchen Verfahrensweise das Wasser nicht tief in den Koks eindringt, sondern sich in einer mehr oder minder dicken Randschicht der einzelnen Koksstücke befindet.

[0008] Für die Verwirklichung des oben beschriebenen Verfahrensweges bietet sich insbesondere eine Abkühlung auf dem Transportband zwischen der Kokstrockenkühlung und der Sieberei an. Dort ließe sich der etwa mit 200 Grad C aus der Kokstrockenkühlanlage anfallende Koks durch Aufdüsen von Wasser auf ca. 80 Grad C leicht abkühlen. Die notwendige Wassermenge kann dabei danach bestimmt werden, daß sie am Ende des Transportbandes vollständig verdampft ist. Im Gegenstrom zum Koks kann ein Trägergas (Luft) geführt werden, welches in der Lage ist, die gesamte entstehende Wasserdampfmenge aufzunehmen und möglichst ohne Taupunkt zur Unterschreitung abzutransportieren. Bei dem Engineering eines solchen Abkühlungsweges zeigen sich jedoch folgende Problem­punkte:
- die gleichmäßige Beladung des Transportbandes
- die erforderliche Einhausung des Bandes mit unkalkulierbarem Fremdluftzutritt durch die Absaugung, der besonders in kalter Jahreszeit im gesamten Band- und Einhausungsbereich auftretenden Kondensation, welche zur Korrosion führt
- die Bildung von Schwaden und Brüden, besondern bei hohen Luftfeuchten im Winter
- die Bestimmung der Bedüsungsintervalle, da zuviel Wasser aufeinmal infolge des zu geringen Wärmeleitfähigkeitswertes des Kokses zur Übernässung des Kokskornes führt
- das ungelöste Problem der Umschichtung der Kokstücke auf dem Band und die damit einhergehende einseitige Kühlung der Koksstücke
- die unflexible Kühlung bei unterschiedlichem Austrag aus der Kokstrockenkühlkammer, besonders wenn unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten der Koksstücke vorliegen
- die unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich großer Koksstücke, da der Wärmeausgleich unter den Koksstücken aus Zeitgründen nicht stattfinden kann
- ohne Begleitheizung der Bandeinhausung unvermeidliche Taupunktunterschreitungen
Ferner ist dieser Verfahrensweg mit erheblichen Investitions­kosten belastet.

[0009] In weiterer Ausbildung der Erfindung wird ein einfacherer und kostengünstigerer Weg und sicherer Weg zur Abkühlung und Be­sprühung des Kokses mit den Merkmalen des Anspruches 2 er­reicht. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 6 gegeben.

[0010] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

[0011] Mit 1 ist ein Puffersilo bezeichnet, der ein Fassungsvolumen von 160 m³ aufweist. In dem Puffersilo 1 soll der aus der Kokstrok­kenkühlanlage kommende Koks auf dem Weg zur Sieberei abgekühlt werden. Der Puffersilo 1 ist als Rundsilo ausgeführt und hat einen Durchmesser von ca. 5 m. Die zylinderische Höhe des Puf­fersilos beträgt ca. 8 m. Ausgetragen wird der gekühlte Koks aus dem Puffersilo aus vier Ausläufen 2, um ein möglichst gleichmä­ßiges Absinken der Koksschicht im Puffersilo 1 zu erreichen. Beschickt wird das Puffersilo von einem Bandförderer 3, dessen 1200 mm breites Band mit einer Geschwindigkeit von ca. 1,4 m/sec. läuft. Im Abwurfbereich des Bandes 3 sind Wasserdüsen 4 instal­liert, die die abgeworfene Koksschicht von beiden Seiten besprühen und eine Teilmenge des benötigten Wassers aufgeben. Vom Abwurf des Bandes gelangt der Koks auf eine Drehschurre 5, die den Koks in ständig neuen, aber dünnen Schichten in den den Puffersilo bildenden Bunker verteilt. Von der Decke aus sind weitere Wasserdüsen 6 installiert, die aktiviert werden, wenn die Drehschurre 5 sich unter ihnen befindet. Die Betätigung der Wasserdüsen 6 kann mit Zeitversatz erfolgen, z. B. um 180 Grad versetzt zur Drehschurre 5, um eine Nachkühlung durchzuführen.

[0012] Das Puffersilo 1 wird so gefahren, daß sein Füllstand möglichst gleichmäßig ist. Die zudosierte Wassermenge wird bestimmt über die durch eine Bandwaage im Band 3 ermittelte Koksmenge und die im Bereich der Bandwaage ermittelte Kokstemperatur. Die Kokstem­peratur läßt sich z. B. mit einer Infrarot-Kamera feststellen.

[0013] Um den durch die Wasserverdampfung entstehenden Dampf zu entsor­gen, wird eine Luftmenge von ca. 75 000 Nm³ /h durch den Puffersilo 1 geleitet.
- ca. ein Drittel der Luftmenge wird angesaugt über das ankommende Transportband 3
- ca. zwei Drittel der Luftmenge werden angesaugt über die Austragkonen 2 des Puffersilos 1

[0014] In etwa in Mitte des zylindrischen Teil des Puffersilos befindet sich ein Absaugkanal 7, der rings um den Puffersilo geführt ist und sektionsweise geöffnet oder geschlossen werden kann. Über den Absaugkanal 7 wird die gesamte Luft- und Dampfmenge entsorgt. Durch die Anordnung der Luftführung wird erreicht, daß der Puffersilo im oberen Teil im Gleichstrom und im unteren Teil im Gegenstrom durchströmt wird. Das hat zur Folge, daß die beim Wasseraufdüsen nicht an die Koksstücke gelangende Tröpfchen mit dem Luftstrom in die Koksschicht eingeleitet werden (im Gleich­stromteil), daß die Dampfbrüden durch die Koksschicht gezogen werden und die restliche Kühlung und Trocknung des Kokses im Gegenstromteil erfolgt. Durch Differenzdruckmessung zwischen Ansaugkanälen und Absaugkanälen wird die Durchgasung des Puffer­silos 1 derart eingestellt, daß die gewünschte Abkühlung des Kokses gleichmäßig über den Bunkerquerschnitt erreicht wird.

[0015] Der gesamte Puffersilo ist isoliert und mit einer Verschleiß­schicht ausgekleidet. Im Bereich oberhalb der Absaugung (7) und der Decke wird die Bunkerwand begleitend beheizt. Hierzu wird Dampf verwendet, der kondensiert. Mit der Begleitbeheizung 8 von Decke und Wand sowie im Bereich der Materialübergabe zum Silo wird vermieden, daß sich ein Tropfsteinhöhleneffekt ausbilden kann und infolge dessen Korrosionsschäden im Puffersilo auftreten. Der Absaugeweg des Gases aus dem Puffersilo 1 ist als Wärmetauscher ausgeführt. Der Weg ist doppelwandig ausgelegt. Im äußeren ringförmigen Spalt wird Dampf kondensiert. Damit wird erreicht, daß die Abgase aus dem Bunker überhitzt werden, derart, daß ein Abstand zum Taupunkt von ca. 20 Grad C entsteht. Durch diese Erwärmung ist es möglich, als Entstaubungsaggregat einen Tuchfilter einzusetzten, der bei Reststaubgehalten von kleiner 25 mg/Nm³ trocken Koksstaub austrägt, welcher pneumatisch zum Staubsilo der Siebanlage gefördert wird. Der Filter ist komplett isoliert, im Reingasteil und im Austragkonus mit Dampf begleitbar beheizt. Hinter dem Filter schließt sich der Saugzug an, der die Durchströmung des Puffersilos und den Abtransport der Brüden besorgt. Der Saugzug leitet die Gase weiter zu einem Kamin. Der Kamin ist innenseitig gummiert, um ihn vor Korrosion zu schützen. Über den Kamin werden die rund 75.000 Nm³ Luft und die rund 13.000 Nm³ Dampf aus der Wasserverdampfung abgeleitet.

[0016] Aufgrund der oben beschriebenen Betriebsweise wird der Koks mit Temperaturen < 80 Grad C und einem Wassergehalt < 0,5 % ausge­tragen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Verminderung des Staubanfalls beim Umschlag und Transport von trocken gekühltem Koks, dadurch gekennzeichnet daß der in der Kokstrockenkühlanlage auf ca.200^oC abgekühlte Koks in einem Behälter durch Aufdüsen von Wasser und das gleichzeitige Durchströmen mit Luft auf 80^oC ± 5^oC gekühlt wird, so daß das Wasser sich nur in einer dünnen Randschicht der Koksstücke befindet.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Puffersilo (1), wobei die Wasserbedüsung bei Beschickung des Pouffersilos (1) oben angeordnet ist, während der Koksaustrag unten vorgese­hen ist und die Luft durch etwa mittigen Abzug (7) der Brüden von oben und unten in den Puffersilo tritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Drehschurre (5) im Puffersiloeintrag.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Wärmeisolierung des Puffersilos.

5. Vorrichtung nach einem oder meheren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Begleitbeheizung oberhalb der Brüdenabsaugung (7).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch eine doppelwandige Ausbildung, wobei im äußeren ringförmigen Spalt die Dampfführung mit Kondensierung des Dampfes vorge­sehen ist.

Zeichnung