DE1231667B

DE1231667B - Method and device for increasing the gas permeability of a compressed fuel layer in grate coking

Info

Publication number: DE1231667B
Application number: DESCH29549A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hermann Schenck; Dr-Ing Werner Wenzel
Original assignee: WERNER WENZEL DR ING
Current assignee: WERNER WENZEL DR ING
Priority date: 1961-04-14
Filing date: 1961-04-14
Publication date: 1967-01-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Gasdurchlässigkeit einer verdichteten Brennstoffschicht bei der Rostverkokung Es sind Verfahren bekannt, bei denen die Verkokung oder Verschwelung bituminöser Kohlen auf einem Rost, vorzugsweise auf einem Wanderrost, erfolat. Bei diesen Verfahren wird die Kohle in einer Schicht von etwa 10 bis 20 cm Schichtdicke unter einem Zündgewölbe hinweg bewegt und hierdurch an der Schichtoberfläche gezündet. Durch die Kohleschicht wird von unten nach oben Luft, vornehmlich im vorgewärinten Zustand, hindurchgeblasen. Die aus derKohle austretendenSchwel- undVerkokungs-,gase verbrennen mit der Luft innerhalb der Schicht. Infolge der hierbei entwickelten Wärme schreitet die Verkokuno, der Kohle von oben nach unten durch die gesamte Schicht fort.Method and device for increasing the gas permeability of a compressed fuel layer during grate coking. Methods are known in which coking or smoldering of bituminous coals takes place on a grate, preferably on a traveling grate. In this process, the coal is moved in a layer approximately 10 to 20 cm thick under an ignition vault and thereby ignited on the surface of the layer. Air is blown through the carbon layer from bottom to top, primarily in the prewarmed state. The smoldering and coking gases emitted from the coal burn with the air within the layer. As a result of the heat developed in this way, the Verkokuno, the coal, progresses from top to bottom through the entire layer.

Die Anwendung dieser einfachen Verkokungsverfahren setzt Einsatzkohle einer Stückgröße voraus, die eine genügende Gasdurchlässigkeit der Kohleschicht aewährleistet und die bei ihrer Erwärmung nicht schmilzt oder bläht, da hierdurch die Gaswege innerhalb der Kohleschicht verstopft werden. Die Verkokung von normaler Kokskohle auf einem Rostverkoker ist bisher nicht möglich.The application of this simple coking process implies feed coal a piece size ahead that a sufficient gas permeability of the carbon layer a and which does not melt or expand when heated, because of this the gas paths within the carbon layer become blocked. The coking of normal Coking coal on a grate coker is not yet possible.

Für die Schwelung oder Verkokung fester Brennstoffe in einem Schacht mit Innenheizung ist ein Verfahren bekannt, bei dem die obere freie Fläche der Füllun- der unmittelbaren Einwirkung eines die Füllung durchströmenden Heizmittels ausgesetzt und die verkokte Schicht jeweilig abgezogen und durch Nachschieben des Gutes ersetzt wird, während die Heizgase und die gasförinigen Destillate durch künstlich gebildete Kanäle, die die Füllung von oben nach unten durchqueren, unter Berührung mit dem Gut abgeleitet werden.For the smoldering or coking of solid fuels in a shaft with internal heating, a method is known in which the upper free surface of the filling is exposed to the direct action of a heating medium flowing through the filling and the coked layer is removed and replaced by pushing the material in while the heating gases and the gaseous distillates are discharged through artificially formed channels that cross the filling from top to bottom, in contact with the material.

Dabei sind die Kanäle nicht für die Zufuhr von Gasen, z. B. Luft bei der autogenen Rostverkokung, in die zu verkokende Schicht vorgesehen, und die abziehenden Entgasungsgase können nur von oben nach unten strömen.The channels are not for the supply of gases, for. B. Air at the autogenous rust coking, provided in the layer to be coked, and the withdrawing ones Degassing gases can only flow from top to bottom.

Weiterhin ist ein Verfahren zur Reduzierung des Anteils an flüchtigen Gasen von Feinkohlen bekannt, bei dem die lose und unverdichtete Feinkohle auf einem Band zu einer Schicht ausgebreitet und in einen mit Luft beschickten beheizten Ofen gefördert wird, wonach die Kohleschicht unter Anwendung von Druck zu Briketts geformt und zerschnitten wird.Furthermore, there is a method for reducing the proportion of volatile substances Gases from fine coal known, in which the loose and uncompacted fine coal on a Tape spread out into a layer and placed in an air-filled heated oven is promoted, after which the carbon layer is formed into briquettes using pressure and is cut up.

Ferner ist zur Entgasung von festen Brennstoffen ein Verfahren bekannt, bei dem eine dünne Schicht des Brennstoffes auf einem Wanderrost durch eine Entgasungskarnmer gefördert wird, wobei zwischen Rost und Brennstoffschicht eine als Wärmespeicher dienende Inertschicht von nicht sechmelzbaren und nicht zusammenbackenden Stoffen gebracht, die Brennstoffschicht durch heiße Gase aufgeheizt wird und die heißen Gase durch die Brennstoffschicht, die Inertschicht und den Wanderrost ziehen.Furthermore, a method is known for degassing solid fuels, in which a thin layer of fuel on a traveling grate through a degassing chamber is promoted, with one as a heat store between the grate and the fuel layer Serving inert layer of non-fusible and non-caking substances brought, the fuel layer is heated by hot gases and the hot Draw gases through the fuel layer, the inert layer and the traveling grate.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Rostverkokung von feinkömigen bituminösen Kohlen, wie z. B. Kokskohlen. Er ist nicht auf bituminöse Kohlen beschränkt, sondern es können auf die gleiche Weise auch andere bitumenhaltige Stoffe, wie ölschiefer, Mischungen aus Erdöl und mineralischen Stoffen, Holz und Holzabfälle u. a., verkokt werden.The present invention relates to a method for grate coking of fine-grained bituminous coals, such as B. coking coals. He's not on bituminous Coals are limited, but other bituminous ones can be used in the same way Substances such as oil shale, mixtures of petroleum and mineral substances, wood and Wood waste, etc., are coked.

Es wurde gefunden, daß man die Gasdurchlässigkeit einer verdichteten Brennstoffschicht bei der Rostverkokung von kohlenstoffhaltigen Stoffen oder Mischun(yen dieser Stoffe mit Eisenerzen unter Zündung der Brennstoffschicht und Durchführen eines Luftstromes durch den Rost von unten nach oben dadurch erhöhen kann, daß man die Brennstoffschicht in regelmäßigen Abständen mit vertikalen Gasdurchführungskanälen versieht.It has been found that the gas permeability of a compacted Fuel layer in the rust coking of carbonaceous substances or mixtures (yen these substances with iron ores igniting the fuel layer and carrying out an air flow through the grate from bottom to top can be increased by the fuel layer at regular intervals with vertical gas ducts provides.

Diese Luft- bzw. Gaskanäle können z. B. in der zu verkokenden Brennstoffschicht dadurch angelegt werden, daß man von oben Verdrängungsstempel eindrückt, die den Brennstoff verdrängen und nach ihrer Entfernung einen vertikalen Kanal hinterlassen. Man kann auch Rohrstempel eindrücken, die die innerhalb des Rohres befindliche Kohle bei dem Herausziehen mitnehmen. Die Stempel können z. B. kreisrunden Querschnitt haben. Im Fall von Verdrängungsstempeln verjüngen sie sich zweckmäßig in der Einführungsrichtung. Die Kanäle können auch rechteckige Form haben und sich z. B. parallel zur Fortbewegungsrichtung eines Verkokungswanderrostes oder/und senkrecht erstrecken. Im letzteren Fall überkreuzen sie sich nach Form eines Schachbrettmusters und grenzen säulenförmige Koksstücke ein. Auf diese einfache Weise kann man Formkoks herstellen.These air or gas channels can, for. B. in the fuel layer to be coked be created by pressing the displacement stamp from above, which the Displacing fuel, leaving a vertical channel after its removal. You can also press in the pipe punch, which removes the coal inside the pipe take with you when pulling out. The stamp can z. B. circular cross-section to have. In the case of displacement punches, they appropriately taper in the direction of insertion. The channels can also have a rectangular shape and z. B. parallel to the direction of travel a coking grate and / or extend vertically. In the latter case, cross over they look like a checkerboard pattern and border columnar Pieces of coke. In this simple way you can make molded coke.

Man kann auch vorteilhaft in der Bewegungsrichtung eines Wanderrostes verlaufende, parallele Gasdurchtrittskanäle in der Brennstoffschicht anlegen, indem man die Brennstoffschicht zwischen zwei profilierten Walzen hindurchleitet. Diese werden zweckmäßig so ausgeführt und eingestellt, daß sie gleichzeitig die Verdichtung der Brennstoffschicht vornehmen. Die Profile, die parallele Kanäle in Richtung der Bewegung der Brennstoffschicht in dieser hinterlassen, können entweder in der Oberwalze oder in der Unterwalze oder in beiden Walzen angebracht sein. Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, wenn gegenüberliegende Profile etwas gegeneinander versetzt sind und wenn die Profilköpfe über das Gegenprofil hinausgreifen, so daß die Flanken benachbarter zum selben Kanal gehöriger Profile sich berühren. Auf diese Weise sind keilförmige Profilformen möglich, die sich leicht aus der zusammengepreßten Brennstoffschicht ablösen.It is also advantageous to move in the direction of movement of a traveling grate Create running, parallel gas passage channels in the fuel layer by the fuel layer is passed between two profiled rollers. These are expediently designed and adjusted so that they simultaneously perform the compression the fuel layer. The profiles, the parallel channels in the direction of the Movement of the fuel layer left in this can either be in the top roller or in the lower roller or in both rollers. In the latter case it is useful if opposing profiles are slightly offset from one another and when the profile heads reach beyond the counter profile, so that the flanks adjacent profiles belonging to the same channel touch each other. That way are Wedge-shaped profile shapes are possible, which can easily be drawn from the compressed fuel layer peel off.

Ein besonderer Anwendungszweck des neuen Verfahrens ist die Herstellung von Erzkoks aus Mischungen von Eisenerz und verkokungsfähiger Kohle. Erzkoks wird nach bekannten Verfahren dadurch hergestellt, daß Mischungen von Eisenerz und Kohle in Retorten verkokt werden. Dabei werden die Retortenwände von dem Erzanteil der Mischung stark angegriffen und nach kurzer Betriebszeit zerstört. Dieser Nachteil entfällt bei dem Verfahren nach der Erfindung.A particular purpose of the new process is manufacturing of ore coke made from mixtures of iron ore and charcoal. Ore coke will produced by known processes in that mixtures of iron ore and coal are coked in retorts. The retort walls are made up of the ore content of the Mixture strongly attacked and destroyed after a short period of operation. This disadvantage does not apply to the method according to the invention.

Eine weitere Ausgestaltung des neuen Verfahrens besteht darin, daß man gleichzeitig mit der Verkokung Eisenerze reduziert bzw. vorreduziert. Dazu werden die Kanäle in der Brennstoffschicht mit Eisenerz einer Körnung, die den Gasdurchgang durch die Kanäle nicht behindert, gefüllt. Dabei kann auch die Brennstoffschicht des gleichen Erzes überschichtet werden.Another embodiment of the new method is that iron ores are reduced or pre-reduced at the same time as coking. To be the channels in the fuel layer with iron ore of a grain size that allow the gas passage not obstructed by the channels, filled. The fuel layer can also be used of the same ore can be overlaid.

Die überschichtun- der Brennstoffschicht mit Eisenerz wirkt sich günstig auf die Festigkeit des Kokses aus, weil das schwere Eisenerz die Schicht während des Blähvorganges zusammendrückt. Es ist vorteilhaft, die überschichtung mit Eisenerz erst dann vorzunehmen, wenn die Oberfläche der Brennstoffschicht bereits gezündet ist und die Verkokung etwa 2 bis 3 cm in ihr vorgedrungen ist.The top layer of fuel with iron ore has a beneficial effect on the strength of the coke, because the heavy iron ore compresses the layer during the expansion process. It is advantageous to cover the surface with iron ore only when the surface of the fuel layer has already ignited and the coking has penetrated it by about 2 to 3 cm.

Die Erfindung wird durch die F i g. 1 bis 4 beispielsweise erläutert.The invention is illustrated by FIGS. 1 to 4, for example.

F i g. 1 ist die Aufsicht auf eine für die erlindungsgemäß für die Verkokung auf dem Rost vorbereitete Kohleschicht. 1 sind die oberen Mündungen der senkrechten Luftdurchtrittskanäle. 5 ist die Oberfläche der Kohleschicht.F i g. 1 is a plan view of a layer of coal prepared according to the invention for coking on the grate. 1 are the upper mouths of the vertical air passage channels. 5 is the surface of the carbon layer.

F i g. 2 ist die Aufsicht auf eine andere erfindungsgemäß für die Verkokung auf einem Rost vorbereitete Kohleschicht. 2 sind parallele vertikale Kanäle in der Kohleschicht, und 3 stellt die Oberfläche der Kohlebänder zwischen den Kanälen 2 dar.F i g. 2 is a plan view of another coal layer prepared according to the invention for coking on a grate. 2 are parallel vertical channels in the coal layer, and 3 represents the surface of the carbon strips between the channels 2.

F i 3 ist ein Vertikalschnitt durch einen Verkokungsrost mit einer darüberliegenden zu verkokenden Kohleschicht. Mit 4 sind die Roststäbe bezeichnet, zwischen denen in der Pfeilrichtung die Verbrennungsluft hindurchtritt. 3 bzw. 5 ist die zu verkokende Kohle. Mit 1 und 2 sind die Durchtrittsöffnungen für die Luft in der Kohleschicht bezeichnet, und zwar mit 1 für den Fall der F i g. 1 in der Kohleschicht 5 nach dem Schnitt 111 a-Ill a und mit 2 für den Fall der F i g. 2 in der Kohleschicht 3 nach dem Schnitt III b-Ill b.F i 3 is a vertical section through a coking grate with an overlying carbon layer to be coked. The grate bars are denoted by 4, between which the combustion air passes in the direction of the arrow. 3 or 5 is the coal to be coked. With 1 and 2, the passage openings for the air in the carbon layer are designated, with 1 for the case of FIG. 1 in the carbon layer 5 after the section 111 a-III a and with 2 for the case of FIG. 2 in the carbon layer 3 after the section III b-III b.

F i g. 4 stellt teils schematisch, teils im Vertikalschnitt eine Vorrichtung dar, die eine auf einem Wanderrost zu verkokende Schicht gleichzeitig verdichtet und mit vertikalen, zur Bewegungsrichtung des Wanderrostes parallelen Kanälen versieht. Zwischen die senkrecht übereinander an-eordneten Walzen 7 und 9, welche sich gleichförmig in entgegengesetztem Sinn drehen, wird Koksfeinkohle gebracht und verdichtet. Die Profile 6 und 10 der Walzen 7 und 9 le-en in der verdichteten Kohleschicht Kanäle der Art von 2 in F i g. 2 an und zerteilen die Kohleschicht in einzelne Bänder 11. Die gegenüberliegenden Profile 6 und 10 der Walzen 7 und 9 berühren sich einander übergreifend an ihren schrägen Flanken 8 und 12, wodurch die Lösung der Profile von den Kanalwandungen erleichtert wird.F i g. 4 shows, partly schematically, partly in vertical section, a device which simultaneously compresses a layer to be coked on a traveling grate and provides it with vertical channels parallel to the direction of movement of the traveling grate. Fine coke coal is brought and compacted between the rollers 7 and 9, which are arranged vertically one above the other and rotate uniformly in opposite directions. The profiles 6 and 10 of the rollers 7 and 9 have channels of the type shown in FIG. 2 in the compacted carbon layer. 2 and divide the carbon layer into individual strips 11. The opposing profiles 6 and 10 of the rollers 7 and 9 touch each other overlapping at their inclined flanks 8 and 12, whereby the separation of the profiles from the channel walls is facilitated.

CC.

Claims

Claims: 1. A method for increasing the gas permeability of a compressed fuel layer in the grate coking of carbonaceous substances or mixtures of these substances with iron ores with ignition of the fuel layer and carrying out an air flow through the grate from bottom to top, characterized in that the fuel layer at regular intervals is provided with vertical gas ducts.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fuel layer is provided with circular cone-shaped or rectangular pyramidal gas ducts. 3. The method according to claim 1, characterized in that the fuel layer is provided with channels running at right angles to one another in such a way that the fields between the channels result in approximately a checkerboard pattern of the fuel layer spread out on the grate. 4. The method according to claim 1-, characterized in that running in the direction of movement of a traveling grate, parallel gas passage channels are created in the fuel layer. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the coal layer is covered by an iron ore layer, optionally while filling the channels with iron ore. 6. Apparatus for performing the method according to claim 4, characterized in that a pair of compaction rollers cooperates with the gas passage channels in the fuel layer generating wedge-shaped profiles by the profiles touching their peripheries as running surfaces in the fuel layer. Documents considered: German Patent No. 659 827; British Patent No. 827,592; U.S. Patent No. 2,406,077.