DE2600130C2 - Verfahren zur Reinhaltung des Kreislauf-Berieselungswassers für die Steigerohre von Verkokungsöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinhaltung des Kreislauf-Beriesclungswassers für die Steigerohre und Vorlagen von Verkokungsöfen, bei dem das Berieselungswasser in die Steigerohre der Ofenkammern eingedost, aus dem Teer, Teeröle und Kohlenwasserstoffe enthaltenden Ablauf der Vorlagen wieder abgetrennt und in die Steigerohre der Verkokungsöfen zurückgeführt wird. Das Beriesclungswasser dient durch seine teilweise Verdampfung der Kühlung und Kondensation der rohen Koksofengase, die sich dabei mit Wasserdampf aufsättigen.

Mit dem rohen, heißen Gas treten u. U. schon bei der Füllung der Ofenkammern, in jedem Falle jedoch zu Beginn der Verkokung, feine Feststoffpartikeln aus der Kohle in die Steigerohre und von dort in die Vorlagen und eventuell bis hin in die Vorkühlung über, und ihre Menge hängt im wesentlichen von der Vorbehandlung der Kokskohle ab, z. B. ob und in welchem Grade sie vermählen, vorgetrocknet und vorerhitzt worden ist.

Bei einer Vermahlung der Kohle in der Hauptmenge zu einer Korngröße zwischen 1 bis 3 mm und einem Wassergehalt von 8 bis 10% bleibt der mil dem Rohgas übertretende Feststoffanteil in Grenzen, und er wird normalerweise vorrangig von dem Kondensat aufgenommen und reichert sich in dem teerigen Kondensaianteil an und verbleibt darin bei der bekannten Scheidung von Teer und Wasser durch Dekantation, so daß ein klares Wasser erhalten wird, daß ohne Schwierigkeiten in die Steigerohre zuriickgcpumpt werden kann. Überschüssiges Wasser, das sogenannte Bildungswasser, das bei der Verkokung gebildet wird, muß von Schadstoffen befreit werden, bevor es in den Vorfluter übergeben werden kann.

In der teerigen Phase verbleiben dabei etwa 2 bis 5% Wasser und etwa 10% Feststoffe. Ein solcher Feststoffanteil stört die Scheidung von Teer und Wasser nicht.

Bekannt ist, daß die Teer-Wasser-Scheidung mit zunehmenden Feststoffgehalt des Gesamtkondensates

ίο immer schwieriger wird, bis schließlich eine mit einfachen technischen Mitteln nicht mehr trennbare Mischung von Teer, Wasser und Feststoffpartikeln erhalten wird. Ihre Trennung ist dann nur noch mechanisch mit Hilfe von Zentrifugen oder durch Verdampfung des Wassers, also Destillation, oder Verdünnung mit Teerölen und Filtration möglich. In jedem Falle ist für die Scheidung viel Energie einzusetzen, und es sind auch aufwendige Apparaturen notwendig.

2u Nur unwesentlich erhöht wird u. U. der Feststoffanteil des gesamten Entgasungsgases durch die Füllgase, wenn ein Füllverfahren mit Füllgasabsaugung durch die Steigerohre angewandt wird und die Kokskohle weder sehr fein vermählen noch vorgetrocknet und vorerhitzt

: > worden ist.

Wesentlich erhöht wird der Feststoffanteil beim Einfüllen der Kokskohle zu Beginn der Verkokung aber in jedem Falle, wr-nn die Kokskohle feiner vermählen und vorgetrocknet bzw. vorerhitzt wird. Eine einfache

in und vollständige Scheidung von Teer und Wasser durch Dekantation ist dann nicht mehr möglich, und es wird eine wäßrige Phase erhalten, die von Teer- und Feststoffpartikeln durchsetzt ist und die zum Zusetzen der Berieselungsleitungen und Pumpen führt. Unter diesen Umständen ist die Bereitstellung eines einwandfreien pumpfähigen Berieselungswassers aus der Anlage selbst nicht mehr gewährleistet. Außerdem erfolgen auch Feststoffablagerungen und Verstopfungen in den Vorlagen und Rohgasleitungen. Die Feststoffanteile in

»o dem rohen, heißen Kokereigas werden nicht mehr in genügendem Maße von dem Kondensat aufgenommen, und sie verbleiben zum Teil in der Gasphase. Dabei dringen die Feststoffpartikeln bis in die Vorkühler und Gassauger vor. Dort führen sie zur Bildung von Krusten

4> und Ansätzen und führen zu Verstopfungen bzw. Unwuchten.

Zur Scheidung der dabei in der Kondensation auftretenden, schwer zu trennenden Gemische aus Teer, Wasser und Feststoffpartikeln müssen, wie vorstehend ausgeführt, aufwendige technische Mittel sowie viel Energie eingesetzt werden, wobei die Gefahr für die hinter den Vorkühlern liegenden Anlageteile keineswegs beseitigt ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, im Rahmen eines Verfahrens der eingangs definierten Art, namentlich bei zeitweiligen erhöhten, von Ofenkammer zu Ofenkammer wechselnden Anfall von stark mit Feststoffteilchen verunreinigtem Rohgas, eine Arbeitsweise zur Scheidung von Wasser und Teer aufzufinden

*>" und vorzuschlagen, die technisch einwandfrei, übersichtlich und weniger aufwendig in bezug auf Arbeitsmittel, Apparaturen und Energie ist.

Die Lösung der Aufgabe sieht nun vor, daß während des Einfüllens der Kohle in die Ofenkammer sowie in

f>5 der Anfangszeil der Verkokung, bzw. nur in der Anfangszeit der Verkokung von Feststoffen befreiter Teer in die Steigerohre der Ofenkammer eingedüst und fein verteilt wird und anschließend die Bedüsung der

Steigrohre mit Kreislaufwasser bis zum Abschluß der Verkokung vorgenommen wird.

Bekannt ist zwar bereits ein Verfahren zur unmittelbaren Herstellung von Straßenteer in einer Koksofenanlage, bei welchem der Rohteer in einer luftgekühlten Leitung aus den Koksofengasen kondensiert und an einer Stelle abgezapft wird, an der eine Temperatur von etwa 160 bis 190⁰C herrscht und bei dem ein Teil des Rohteers zum Berieseln der Vorlage dient (DE-PS 5 10 940). in

Eine nur zeitweise durchzuführende Berieselung der Vorlage mit Teer, um Feststoffe möglichst nicht in das Berieselungswasser gelangen zu lassen, und dann nachfolgende Wasserberieselung wird dabei jedoch nicht vorgenommen. \^r>

Durch das Eindosen von gereinigtem Teer in das Steigerohr während der Zeit des erhöhten Mitgehens von Feststoffen mit den Füllgasen und dem heißen, rohen Koksofengas wird das Verhältnis von Teer zu Feststoff in dem Gesamtkondensat erhöht, und es wird nunmehr nach Vorabscheidung des Dickteers eine einwandfreie Wasser-Teer-Scheidurg in einem gewöhnlichen Dekantations-Teerscheider erreicht, so daß erfindungsgemäß klares und von Teerbestandteilen freies Berieselungswasser für die Steigerohre in ausreichender Menge zur Verfügung steht, auch wenn die Kokskohle sehr fein vermählen und überdies vorgetrocknet bzw. vorerhitzt ist. Allein durch Erhöhung der Menge des eingedüsten Wassers wird die Scheidung indes nicht begünstigt. in

Es hat sich gezeigt, daß es im allgemeinen ausreicht, die Teerbedüsung der Steigerohre in den ersten 15 bis 60 Minuten der Verkokung durchzuführen und daß. gemessen an dem Berieselungswasser, für eine Ofenkammer die ein- bis fünffache Menge Teer einzudüsen ^ ist.

Die Anzahl der gleichzeitig mit Teer zu bedüsenden Steigerohre von Ofenkammern hängt von der Bedüsungsdauer ab und beträgt z. B. bei einer Batterie von 85 Ofenkammern und einer Garungszeit von 12 Stunden 2 bis 8 Kammern.

Nach der Erfindung ist zwar wesentlich mehr Teer vom Wasser zu scheiden, es wird aber erreicht, daß die Feststoffanteile aus dem rohen, heißen Gas so rechtzeitig und in so hohem Maße von dem eingedüsten Teerund dem Gesamtkondensat aufgenommen werden, daß ihr Vordringen in die empfindlichen nachgeschalteten Anlageteile, wie Vorkühler und Gassauger, unterbleibt, und im Gesamtkondensat wird der Feststoffanteil so niedrig gehalten, dab eine einwandfreie Scneidung von Teer und Wasser im Teerscheider erfolgt.

In das Verfahren kann der in den Vorkühlern anfallende Teer mit einbezogen werden, und er wird zweckmäßig in die Leitung, die zum Dickteerschcider führt, eingeschleust.

Die Dauer der Bedüsung ist von Batterie zu Batterie verschieden, und sie hängt maßgeblich von den Betriebsbedingungen ab.

Man kann für das neue Verfahren auch Teere von anderen Verkokungsbatterien einsetzen, die Vergleichsweise rein anfallen.

Der Teer der eigenen Anlage wird für die Verwendung zum Eindüsen in die Steigerohre einer sorgfältigen Aufbereitung unterworfen. Er wird durch Wäsche. Zentrifugieren oder Destillation in bekannter Weise von Feststoffen so weit wie möglich befreit und danach den Steige.ohren zugeführt.

Es ist nicht möglich vorauszusagen, welchen höchsten Anteil die Feststoffe in der Teerphase nicht übersteigen dürfen, damit die einwandfreie Phasentrennung Wasser — Teer in einem Teerscheider ni..ht gefährdet wird, weil dabei eine Vielzahl von Phänomenen, zum Teil kolloidchemischer Natur, eine Rolle spielen, die nur schwer oder gar nicht überschaubar sind. Bedeutungsvoll ist jedoch die Feinheit des Feststoffteilchen. Im allgemeinen kann davon ausgegangen werden, daß 20% Feststoffanteile nicht überschritten, werden sollten. Es können aber auch noch höhere prozentuale Anteile tragbar sein.

Auch für den zu den Steigerohren gehenden Teer läßt sich generell keine Reinheitsgrenze angeben, wenngleich allgemein als obere Grenze des Feststoffgehaltes 5% angestrebt werden sollten.

Im übrigen sind bezüglich des Teerflusses bei Vorhandensein von konventionell mit feuchter und solcher mit trockner vorerhitzter Kohle betriebenen Batterien mehrere Kombinationen möglich, wobei nur entscheidend ist,daß ein niederer Feststoffgehalt in dem zu den Sieigerohren gehenden Teer gewahrt bleibt. Fu, die feine Verdüsung des Teeres w ..den bekannte Düsen auf die Verdusungsleitungen - fgesetz..

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel mit einer schematischen Figur erläutert.

In Betracht gezogen wird eine Verkokungsbatterie mit ΐ-'y Ofenkammerr, mit je einem Steigerohr auf der Maschinen- und Koksseite und den zugehörigen Vorlagen. Sie hat eine Garungszeit von 12 Stunden, und sie wird mit vorgetrockneter und vorerhitzter Kohle betrieben. Der besseren Übersicht nalber sind in der Figur nur eine Seite einer Ofenkammer (Koksseite) der Batterie und die Verbindungsleitungen zu der anderen Seite (Maschinenseite) dargestellt. Durch die Leitung 1. die Verteilerleitung 1 c, sowie die Bedüsungsleitüngen 1 a und \b werden den Steigerohren 2 auf beiden Seiten und damit den Vorlagen 3 stündlich 600 m^J Berieselungswasser zugeführt, insgesamt also 1200 m³. d. h. je Steigerohr und Minute 117 Liter, bzw. je Ofenkammer und Minute 234 Liter.

Durch die 170 Steigerohre 2 der gesamten Batterie gelangen stündlich insgesamt 4,51 Rohteer und 51 feststoffe (Kohlenstaub) in die beiden Vorlagen 3. Durch die Leitung 4, die Verteilerleitung 4c und die Teerbedüsungsleitungen 4a und 4L· gelangen stündlich 100 tTeer mit 10 t Wasser, sowie 4,5 t Feststoffen durch einige Steigerohre zusätzlich in die Vorlagen 3. Die Bedüsungsdauer durch die Leitungen 4a und 4b beträgt 40 Minuten, das heißt, zu jeder Zeit werden auf jeder Seite je fünf Steigerohre 2 von fünf Ofenkammern mit Teer bedüst. Die Menge je Steigerohr beträgt 165 1 pro Minute. Sie ist ausreichend, um zusammen mit dem Teer, der bei der Verkokung anfällt, den erhöhten Feststoffanteil während der Füllzeit und der ersten 40 Minuten de/ Verkokung zu benetzen, zu binden und aufzunehmen. Durch die Leitungen 5 und 5a werden stündlich insgesamt aus beiden Vorlagen 3 !20Om³ Wasser, in denen das Bildungswasser der Verkokung enthalten ist. und 104,5 t Rohteer mit einem Feststoffanteil von 9.5 t abgeführt. Eingeschlossen in diese Teermenge sind 2 t aus den Vorkühlern, die durch Leitung 14 zugegeben werden.

In dem Dickteerkasten 6 wird der Dick'ee.¹ von dem Wasser-Teer-Gemisch abgetrennt und durch Leitung 7 ausgeschleust. Der Dickteer kann der Kokskohle zugegeben und -n die Ofenkammern zurückgeführt werden. Das Wasser-Teer-Gemisch wird durch Leitung 7a abgezogen und in den Wasser-Teer-Scheider 8

bekannter Bauart (etwa gemiiß der DH-AS 10 57 721) geleitet. Hier scheidet sich in dem Raum 8;) genügend reines, für die Steigerohrberieselung geeignetes Wasser ab und wird durch Leitung 1.3 abgezogen und durch Pumpe 14,i und die Leitung 1 wieder zu den .Steigerohren 2 zurückgeführt. Aus dem Raum Sb des Wasser-Teer-Scheiders 8 wird Teer mit einem geringen Wassergehalt und dem gesamten Feststoff durch Leitung 9 abgezogen und durch die Pumpe 15 und Leitung 16 der Zentrifugenanlage 10 zugeführt. Von Feststoffen befreiter Teer wird in einer Menge von ICH) t pro Stunde durch Leitung 12 abgezogen und durch Pumpe 17 und die Leitung 4 wieder den Steigerohren zugeführt. Durch Leitung 11 werden stündlich 4.5 t Teer und 5 t Feststoffe abgezogen.

Das Gemisch wird entweder verbrannt, verkokt oder nach bekannten Verfahren aufgearbeitet und in Teer und in Feststoff getrennt. Hei Bedarf kann durch Leitung 1.3.7. Pumpe 18 und Leitung 19 dem Teer von Leitung 4 feststofffreies Wasser-Teer-Gemisch aus dem Raum Hb des Wasser-Teer Schciders zugegeben werden, etwa um während der ersten Minuten der Verkokung für die Aufnahme der besonders großen Feststoffniengc aus den Ofenkammern eine zusätzliche FUissigkeitsmenge zur Verfügung zu haben.

In diesem Beispiel ist von dieser Möglichkeit kein Gebrauch gemacht worden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinhaltung des Berieselungswassers für die Steigerohre von Verkokungsöfen, bei dem das Berieselungswasser aus dem Teer, Teeröle, Kohlenwasserstoffe sowie Ammoniak enthaltenden Gesamtkondensat der rohen Koksofengase abgetrennt und in die Steigerohre der Verkokungsöfen zur Verdüsung zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Einfüllens der Kokskohle in eine Ofenkammer, sowie in der Anfangszeit der Verkokung oder nur während der Anfangszeit der Verkokung von Feststoffen befreiter Teer in die Sieigerohre der Ofenkammer eingedost und dort fein verteilt wird und anschließend die Bedüsung der Steigerohre mit Kreislaufwasser bis zum Abschluß der Verkokung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teereindüsung in der Anfangszeit der Verkc^ung auf 15 bis 60 Minuten, insbesondere auf 20 bis 40 Minuten, ausgedehnt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des pro Minute einzudosenden Teeres, gemessen an der Berieselungswassermenge, das 1 —5fache beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dab für die Bedüsung der Steigerohre Teer von anderen Verkokungsbatterien verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Steigerohre zurückgefünrte Teer durch Wäsche. Filtration, Destillation oder Z\.ntrifu^';ren von Feststoffen befreit wird.