DE568536C

DE568536C - Shaft furnace for the continuous production of solid, lumpy and dense semi or whole coke

Info

Publication number: DE568536C
Application number: DE1930568536D
Authority: DE
Original assignee: E H GUSTAV HILGER DR ING
Current assignee: E H GUSTAV HILGER DR ING
Priority date: 1930-03-11
Filing date: 1930-03-11
Publication date: 1933-01-20

Description

Schachtofen zur kontinuierlichen Erzeugung von festem, stückigem und dichtem Halb- oder Ganzkoks Im Patent 545 4'-3 ist ein Schachtofen zur kontinuierlichen Erzeugung von festem, stückigem und dichtem Halb- oder Ganzkoks beschrieben, bei welchem durch eine eigenartige Anordnung der Heizung des Schachtes erreicht wird, daß sich eine zweckmäßig gestaltete Verkokungsnaht im Brennstoff bildet, welche dauernd in unveränderter Lage im Schacht verharrt. Durch zentrale Gasabsaugung wird erreicht, daß die Verkokungsgase soviel wie möglich von den heißen Schachtwänden abgezogen werden, an denen sie sich zersetzen können, und nach der Mitte des Besatzes strömen. Das zur Gasabsaugung dienende Rohr ist mit Koks, Halbkoks, Kohle, Kokslösche o. dgl. gefüllt und zur Ermöglichung des Eintritts der Verkokungsgase in der Absaugungszone des Ofens mit seitlichen Löchern, Schlitzen oder sonstigen Durchbrechungen versehen. Das Gasabzugsrohr steht mit seinem unteren Ende unter Wasserabschluß, so daß der sich durch den heißen Koks bildende Wasserdampf in der glühenden Kokssäule hochsteigt und sich hierbei in atomaren Wasserstoff und Sauerstoff spaltet, welch letzterer sich mit dem vorhandenen Kohlenstoff zu Kohlenoxyd verbindet und den Verkokungsgasen beimengt, während der atomare - Wasserstoff besonders reaktionsfähig ist und hydrierend auf die in den Destillationsgasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe und den Stickstoff einwirkt. Da die Wasservorlage zweckmäßig Teerwasser enthält, ist der entstehende Wasserdampf gleichzeitig Träger des Teers, welcher neben dem Wasserdampf veredelnd auf die Kohlenwasserstoffe der Verkokungsgase einwirkt. Die abgesaugten Destillationsgase werden nach dem Durchströmen der noch nicht verkokten Kohlenschicht durch eine Wasserstoff-Kohlenoxyd-Atmosphäre geleitet, welche durch Einwirkung von Wasserdampf auf die Kokssäule des Gasabführungsrohres gebildet wird, wobei die in den Destillationsgasen enthaltenen Kohlenwasserstoffe und der Stickstoff weitergehend als bisher hydriert und veredelt werden.Shaft furnace for the continuous production of solid, lumpy and dense half or whole coke In the patent 545 4'-3 is a shaft furnace for continuous Production of solid, lumpy and dense half or whole coke described in which is achieved by a peculiar arrangement of the heating of the shaft, that an appropriately designed coking seam forms in the fuel, which remains permanently in the same position in the shaft. Central gas extraction is used achieved that the coking gases as much as possible from the hot shaft walls be peeled off where they can decompose, and towards the center of the trim stream. The pipe used for gas extraction is filled with coke, semi-coke, coal, coke extinguisher o. The like. Filled and to allow the entry of the coking gases in the suction zone of the furnace with side holes, slots or other openings. The gas discharge pipe is at its lower end under the exclusion of water, so that the The water vapor formed by the hot coke rises in the glowing coke column and splits into atomic hydrogen and oxygen, the latter combines with the existing carbon to form carbon dioxide and the coking gases added, while the atomic - hydrogen is particularly reactive and hydrogenating on the hydrocarbons and nitrogen contained in the distillation gases acts. Since the water seal appropriately contains tar water, the resulting Water vapor at the same time carrier of the tar, which in addition to the water vapor ennobles acts on the hydrocarbons of the coking gases. The extracted distillation gases after flowing through the not yet coked coal layer through a hydrogen-carbon-oxide atmosphere passed, which by the action of water vapor on the coke column of the gas discharge pipe is formed, the hydrocarbons contained in the distillation gases and the nitrogen will be hydrogenated and refined more extensively than before.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung in der Absaugung und Behandlung der bei Schachtöfen im Sinne des Hauptpatentes entstehenden Schwel- und Verkokungsgase., um die Ausbeute derselben an wertvollen Nebenprodukten zu erhöhen und den Betrieb des Ofens rationeller zu gestalten. Erfindungsgemäß werden die aus dem fertigen Koks des Besatzes unterhalb der Verkokungszone entweichenden Verkokungsgase gesondert von den in oder oberhalb der Verkokungszone entstehenden Schwelgasen je für sich abgesaugt, worauf die Gase vereinigt werden und dann gemeinsam innerhalb der glühenden Kokssäule des Gasabsaugungsrohres durch die Hydrierungszone strömen, in welcher Wasserdampf, welcher gegebenenfalls mit Teerstoffen o. dgl. beladen sein kann, in die Koksfüllung eingeblasen wird. Auch steigen wie im Hauptpatent in der Kokssäule gegebenenfalls mit Teerstoffen beladene Dämpfe aus dem Austrag hoch und tragen zur Hydrierung der Ofengase bei,- welche hierauf durch das Abzugsrohr abgesaugt werden. Vor der Vereinigung der oberhalb und unterhalb der Verkolsungszone abgesaugten Schwel- bzw. Verkokungsgase können letztere auch für sich durch eine Teerwasservorlage geleitet werden, wo sie sich mit den Verdampfungsprodukten derselben beladen. Die Schwel- und Verkokungsgase können auch bei getrennter odernichtgetrennter Absaugung aus dem Ofenbesatz gemeinsam durch eine Teerwasservorlage gesaugt und hierauf durch die Hydrierungszone der Kokssäule geführt werden. Die Hydrierungszone kann im letzteren Falle auch wegfallen, da sich beim Durchgang durch die Teerwasservorlage die Ofengase genügend mit den Verdampfungsprodukten derselben beladen, *so daß eine besondere Zuführung von Wasserdampf überflüssig ist. Bei dem Durchströmen der Teerwasservorlage findet gleichzeitig eine intensive Reinigung der Destillationsgase von staubförmigen Beimengungen statt.The invention is an improvement in the suction and Treatment of the smoldering and Coking gases. To increase their yield of valuable by-products and to make the operation of the furnace more efficient. According to the invention from coking gases escaping from the finished coke of the fill below the coking zone separately from the carbonization gases produced in or above the coking zone sucked out for itself, whereupon the gases are combined and then together within the glowing coke column of the gas extraction pipe through the hydrogenation zone flow, in which water vapor, which, if necessary, with tar materials o. can be loaded, is blown into the coke filling. Also increase as in the main patent In the coke column, vapors possibly laden with tar from the discharge high and contribute to the hydrogenation of the furnace gases, - which then through the exhaust pipe be sucked off. Before the union of the above and below the clotting zone Smoldering or coking gases sucked off can also be used by the latter for themselves Tar water reservoir are passed, where they deal with the evaporation products of the same loaded. The smoldering and coking gases can also be separated or not separated Suction from the furnace stock sucked together through a tar water seal and then passed through the hydrogenation zone of the coke column. The hydrogenation zone can also be omitted in the latter case, since the tar water trap the furnace gases are sufficiently laden with their evaporation products, * so that a special supply of steam is superfluous. When flowing through the tar water seal takes place at the same time an intensive cleaning of the distillation gases from dusty Admixtures instead.

Es sind bereits Vergasungseinrichtungen für Kohle bekanntgeworden, bei welchen inmitten einer Retorte ein Gasabzugsrohr zur leichteren und schnelleren Abführung der Destillationsgase angeordnet ist. Dem Besatz selbst wird Wasserdampf unmittelbar zugeblasen. Hierbei aber verschlechtert sich die Struktur des gebildeten Kokses, da derselbe durch die Einwirkung des Wasserdampfes rissig wird. Bei der Erfindung, bei welcher es sich um die Entgasung von Kohle zum Zwecke der Erzeugung von festem, stückigem und dichtem Halb- oder Ganzkoks handelt, kommt im Gegensatz hierzu der MTasserdampf mit dem Besatz nicht in Berührung, sondern die Zuführung des Wasserdampfes erfolgt in eine vom Besatz getrennte glühende Kokssäule, die sich im Gasabzugsrohr befindet und von welcher der Wasserdampf zur Bildung der Hydrierungszone zersetzt wird.Gasification devices for coal have already become known, in which in the middle of a retort a gas exhaust pipe for easier and faster Discharge of the distillation gases is arranged. The stock itself becomes water vapor blown immediately. Here, however, the structure of the educated deteriorates Coke, as it cracks due to the action of water vapor. In the Invention, which is the degassing of coal for the purpose of production is about solid, lumpy and dense half or whole coke, comes in contrast for this purpose, the M steam does not come into contact with the material, but the feed of the water vapor takes place in a glowing coke column that is separate from the stock located in the gas discharge pipe and from which the water vapor to form the hydrogenation zone is decomposed.

Da die Kokssäule im Gasabzugsrohr völlig unabhängig vom Besatz des Ofens ist, also auch schneller oder langsamer als dieser wandern kann, kann mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Kokssäule gleichzeitig die Temperatur geregelt werden, die einerseits notwendig ist, den Wasserdampf aufzuspalten und andererseits die Anreicherung der Gase mit Wasserstoff zu begünstigen. Hierdurch kann eine weitgehende Regulierung der Ausbeute an Nebenprodukten aus den Schwel- und Verkokungsgasen erreicht werden. So können die Destillationsgase entweder mit ihrer Bildungstemperatur durch die Hydrierungszone (Wasserstoff-Kohlenoxyd-Atmosphäre) geleitet oder die Destillationsgase vor dem Eintritt in die Hydrierungszone auf höhere oder auf eine niedrigere Temperatur gebracht und dann erst der Hydrierungszone zugeleitet werden, was die Ausbeute an bestimmten Nebenprodukten beeinflußt.Since the coke column in the gas exhaust pipe is completely independent of the occupancy of the Oven is, so it can move faster or slower than it can with the speed of movement of the coke column at the same time regulates the temperature which on the one hand is necessary to split the water vapor and on the other hand to favor the enrichment of the gases with hydrogen. This can result in a far-reaching Regulation of the yield of by-products from the smoldering and coking gases achieved will. So the distillation gases can either with their formation temperature through the hydrogenation zone (hydrogen-carbon oxide atmosphere) or the distillation gases before entering the hydrogenation zone to a higher or to a lower temperature brought and then fed to the hydrogenation zone, which is the yield influences certain by-products.

Der Austrag des aus dem Besatz gebildeten Fertiggutes und der Austrag des Füllmaterials der Kokssäule kann getrennt oder gemeinsam, periodisch oder kontinuierlich, von Hand oder maschinell erfolgen.The discharge of the finished product formed from the filling and the discharge the filling material of the coke column can be separated or combined, periodically or continuously, done by hand or by machine.

Bei Schachtöfen im Sinne der Erfindung findet bereits eine rationelle Wärmeausnutzung des Fertiggutes statt, da die Wärme zur Erhitzung der Koksfüllung des Gasabzugsrohres und weiterhin zur Verdampfung des zur Hydrierung erforderlichen Wassers dem Fertiggut entnommen wird. Es kann aber weiterhin auch beispielsweise durch Einbau von geeigneten Vorrichtungen eine Wärmeausnutzung in noch ausgedehnterem Maße erfolgen, wodurch sich der Betrieb des neuen Ofens lohnender gestaltet.In shaft furnaces within the meaning of the invention there is already an efficient one Heat utilization of the finished product takes place, since the heat is used to heat the coke filling of the gas discharge pipe and furthermore for the evaporation of the necessary for the hydrogenation Water is taken from the finished product. However, it can still also be used, for example by installing suitable devices, a heat utilization in an even more extensive way Measurements are made, which makes the operation of the new furnace more profitable.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der beiliegenden Zeichnung in einigen Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen senkrechten Querschnitt durch die Mittelachse eines Schachtofens mit getrennter Absaugung der Schwel- und Verkokungsgase, bei welchem dieselben gemeinsam durch die Hydrierungszone geführt werden, Abb.2 einen senkrechten Querschnitt durch den gleichen Ofen mit getrennter Absaugung der Schwel- und Verkokungsgase, bei welchem die letzteren durch eine Teerwasservorlage geleitet werden, ehe sie gemeinsam mit den Schwelgasen durch die Hydrierungszone geführt werden, Abb. 3 einen senkrechten Querschnitt durch den gleichen Ofen mit gemeinsamer Absaugung der Schwel- und Verkokungsgase, bei welchem dieselben gemeinsam durch eine Wasservorlage geleitet und dann zwecks Hydrierung unter Wegfall der Hydrierungszone gemeinsam durch die heiße Kokssäule geführt werden.The object of the invention is on the accompanying drawing in some exemplary embodiments illustrated in a schematic representation, and although Fig. i shows a vertical cross section through the central axis of a shaft furnace with separate extraction of the smoldering and coking gases, in which the same are common be passed through the hydrogenation zone, Figure 2 is a vertical cross-section the same furnace with separate extraction of the smoldering and coking gases, in which the latter are passed through a tar water seal before they are together with the carbonization gases are passed through the hydrogenation zone, Fig. 3 a vertical Cross-section through the same furnace with joint extraction of the smoldering and coking gases, in which the same passed together through a water reservoir and then for the purpose Hydrogenation with the elimination of the hydrogenation zone together through the hot coke column be guided.

Wie ersichtlich, gelangt die zu verkokende Kohle aus dem Bunker i durch entsprechende Zuführungskanäle in den Schachtofen 2, dessen Querschnitt beliebig gestaltet sein kann. Um den kontinuierlichen Durchgang der zu verkokenden Kohle durch den Ofen zu gewährleisten, ist ein Stempel 3 vorgesehen, welcher die Kohle durch den Ofen drücken kann. 4 ist eine Außenheizung, welche die zu verkokende Kohle bei ihrem Durchgang durch den Ofen so erhitzt, daß sich die Verkokungsnaht stets in der in der Zeichnung angedeuteten Gestaltung in einer bestimmten Höhe des Ofens einstellt und am unteren Ende des Ofens völlig garer Koks ausgetragen wird. 5 ist ein in der Ofenmitte angeordnetes Gasabzugsrohr, in welches kontinuierlich oder diskontinuierlich vom Bunker 6 Koks, Halbkoks oder Kokslösche aufgegeben wird.As can be seen, the coal to be coked comes from the bunker i through appropriate feed channels into the shaft furnace 2, the cross-section of which is arbitrary can be designed. To ensure the continuous passage of the coal to be coked To ensure through the furnace, a stamp 3 is provided, which the coal can push through the oven. 4 is an external heater, which the coal to be coked heated on their passage through the furnace so that the coking seam is always in the design indicated in the drawing at a certain height of the furnace sets and completely cooked coke is discharged at the lower end of the oven. 5 is one in the middle of the oven arranged gas exhaust pipe, in which continuously or discontinuously from bunker 6 coke, semi-coke or coke sludge is abandoned.

Die in der Verkokungszone und oberhalb derselben entstehenden Schwelgase und die im fertigen Koks unterhalb der Verkokungszone entstehenden Verkokungsgase werden getrennt voneinander durch besondere Schlitze im Gasabsaugungsrohr 5 abgesaugt. Nach dem Eintritt in die glühende Koksfüllung des Gasabzugsrohres 5 vereinigen sich die getrennt abgesaugten Schwel- und Verkokungsgase und werden gemeinsam nach unten durch die Hydrierungszone geführt, welche durch das Einblasen von Wasserdampf mittels des unteren, siebartig durchlochten Teiles des Rohres 7 aus dem Mantelhohlraum zwischen den Rohren 7 und 9 in die glühende Koksfüllung des Rohres 5 gebildet wird. Diese Hydrierung wird noch unterstützt durch die Teerwasserdämpfe, welche aus der Teerwasservorlage des Abtrags am unteren Ende des Rohres 5 in der Koksfüllung desselben hochsteigen. Das Absaugen erfolgt durch das innerste Rohr 9.The carbonization gases generated in and above the coking zone and the coking gases arising in the finished coke below the coking zone are suctioned off separately from one another through special slots in the gas suction pipe 5. After entering the glowing coke filling of the gas discharge pipe 5 unite the separately sucked off smoldering and coking gases and are down together passed through the hydrogenation zone, which by blowing in steam by means of the lower, sieve-like perforated part of the tube 7 from the shell cavity between the tubes 7 and 9 is formed in the glowing coke filling of the tube 5. These Hydrogenation is supported by the tar water vapors that come from the tar water reservoir of the erosion at the lower end of the tube 5 rise in the coke filling of the same. The suction takes place through the innermost pipe 9.

Bei der in Abb. 2 dargestellten Einrichtung werden die Schwelgase wieder in der aus Abb. i ersichtlichen Art oberhalb der Verkokungszone durch besondere Schlitze in das Gasabsaugungsrohr 5 abgesaugt, die Absaugung der Verkokungsgase aus dem fertigen Besatz dagegen erfolgt unmittelbar in die am unteren Ende des Rohres 5 befindliche Teerwasservorlage, wobei die Verkokungsgase durch das Wasser dieser Vorlage hindurchgesaugt und in einen den unteren Teil der Koksfüllung des Rohres 5 umgebenden Mantelraum geführt werden, in welchem sie nach Beladung mit den Verdampfungsprodukten der Teerwasservorlage und Reinigung von staubförmigen Beimengungen bis zur Vereinigung mit den von oben her kommenden Schwelgasen hochsteigen. Hierauf werden beide Gase gemeinsam wie bei Abb. i der Hydrierungszone zugeleitet und sodann durch das Absaugungsrohr 9 abgezogen.In the device shown in Fig. 2, the carbonization gases again in the manner shown in Fig. i above the coking zone by special Sucked out slots in the gas suction pipe 5, the suction of the coking gases on the other hand, the finished stocking is carried out directly into the one at the lower end of the tube 5 located tar water template, the coking gases through the water of this Template sucked through and into the lower part of the coke filling of the tube 5 surrounding jacket space, in which they are loaded with the evaporation products the tar water supply and cleaning of dusty admixtures up to the union climb up with the smoldering gases coming from above. Thereupon both gases together as in Fig. i fed to the hydrogenation zone and then through the suction pipe 9 deducted.

Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform des Schachtofens werden die Schwel- und Verkokungsgase aus dem Ofenraum in einen das Rohr 5 umgebenden kaminartigen Schacht ii abgesaugt, steigen hier gemeinsam hoch und werden durch das Rohr 12 in das innerste Rohr 9 geleitet. Nach dem Durchströmen desselben treten die Destillationsgase durch die Teerwasservorlage am unteren Ende des Rohres 9 in den mit Koks gefüllten Mantelhohlraum zwischen den Rohren 5 und 7 und strömen hier nach oben zum Absaugungsrohr io. Auf diesem Wege werden die Destillationsgase ohne eine besondere Hydrierungszone hydriert, da sie sich beim Durchgang durch das Teerwasser der Vorlage genügend mit Verdampfungsprodukten beladen haben. Der Zwischenraum zwischen den Rohren 7 und 9 ist hierbei unten geschlossen und dient lediglich zur Wärmeisolierung. Selbstverständlich aber kann durch diesen Hohlraum in der aus den Abb. i und 2 ersichtlichen Art auch Wasserdampf zwecks Bildung einer Hydrierungszone in die Koksfüllung des Gasabsaugungsrohres 5 eingeleitet werden, wenn dies erforderlich oder erwünscht sein sollte.In the embodiment of the shaft furnace shown in Fig. 3 the smoldering and coking gases from the furnace chamber into a chimney-like surrounding the pipe 5 Shaft ii sucked off, rise here together and are through the pipe 12 in the innermost pipe 9 passed. After flowing through it, the distillation gases emerge through the tar water seal at the lower end of the tube 9 into the filled with coke Shell cavity between the pipes 5 and 7 and flow here up to the suction pipe ok In this way, the distillation gases are left without a special hydrogenation zone hydrated, because they are sufficiently with the passage through the tar water of the template Have loaded evaporation products. The space between the tubes 7 and 9 is closed at the bottom and is only used for thermal insulation. Of course but can also through this cavity in the manner shown in Figs. i and 2 Steam to form a hydrogenation zone in the coke filling of the gas suction pipe 5 should be initiated if this should be necessary or desired.

Claims

PATRN TA N SPRAY i. Shaft furnace with indirect heating after Patent 545,423 for the continuous production of solid, lumpy and dense Half or whole coke, characterized in that in order to avoid gas tensions in the finished coke of the charge, those in the coke formation zone or above the same resulting valuable carbonization gases and those below them in the finished coke less valuable coking gases produced by separate above and below the coking seam of the filling in the gas suction pipe (5) attached slots separated sucked from each other and then together in the glowing coke filling of the central arranged gas suction pipe (5) down through the hydrogenation zone, which the water vapor through the pipe (io) and the cavity between the pipes (7 and 9) is fed in by means of the tube (7) perforated like a sieve at the lower end, into the exhaust pipe (9), the hydrogenation of the same by the evaporation products the tar water seal, into which the lower end of the gas suction pipe (5) is immersed, is supported (Fig. i and 2).

2. Shaft furnace according to claim i, characterized in that that the less valuable that arise below the coke formation zone in the finished stock Distillation gases prior to combining with those separately above the coke formation zone exhausted valuable carbonization gases through one at the lower end of the gas suction pipe (5) located tar water reservoir for the purpose of cleaning and loading the same with the Evaporation products of the template are performed, whereupon the smoldering and coking gases after their current union together in the coke filling of the gas suction pipe (5) flow downwards through the hydrogenation zone into the flue pipe (9), the hydrogenation the same is supported by the evaporation products of the tar water reservoir (Fig. 2).

3. Shaft furnace according to claim i, characterized in that the above and arising below the coke formation zone Distillation gases sucked together out of the furnace equipment upwards by means of the pipe (ii), thereupon down through the pipe (g) and only after flowing through one at the bottom At the end of the pipe (g) there is a tar water seal for cleaning and loading the same with the evaporation products of the template for hydrogenation upwards the glowing coke column of the gas suction pipe (5) passed and discharged from the furnace (Fig. 3). q ..

Shaft furnace according to claims i to 3, characterized in that that the rate of descent of the glowing coke column in the tube (5) is independent of the furnace load depending on the desired temperature of the splitting of water vapor into hydrogen and Oxygen and the necessary enrichment of the gases with hydrogen is regulated will.

5. Shaft furnace according to claim: i to q., Characterized in that the carbonization gases are fed with their formation temperature of the hydrogen-carbon oxide atmosphere.

6. Shaft furnace according to claim i to q., Characterized in that the carbonization gases brought to a higher temperature before being fed to the hydrogen-carbon oxide atmosphere will.

7. shaft furnace according to claim i to 4, characterized in that the carbonization gases be cooled before being fed to the hydrogen-carbon-oxide atmosphere.