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EP0033093A2 - Process for dry cooling of coke - Google Patents

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Publication number
EP0033093A2
EP0033093A2 EP81100244A EP81100244A EP0033093A2 EP 0033093 A2 EP0033093 A2 EP 0033093A2 EP 81100244 A EP81100244 A EP 81100244A EP 81100244 A EP81100244 A EP 81100244A EP 0033093 A2 EP0033093 A2 EP 0033093A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cooling medium
chamber
temperature
bulk material
partial flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP81100244A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0033093B1 (en
EP0033093A3 (en
Inventor
Friedrich Dr. Jokisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krupp Koppers GmbH
Original Assignee
Krupp Koppers GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krupp Koppers GmbH filed Critical Krupp Koppers GmbH
Priority to AT81100244T priority Critical patent/ATE7040T1/en
Publication of EP0033093A2 publication Critical patent/EP0033093A2/en
Publication of EP0033093A3 publication Critical patent/EP0033093A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0033093B1 publication Critical patent/EP0033093B1/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00Cooling or quenching coke
    • C10B39/02Dry cooling outside the oven

Definitions

  • the invention relates to a method for cooling gas-permeable bulk material with a temperature-dependent coefficient of thermal conductivity and a shaft-shaped chamber in which the bulk material applied from above is treated in countercurrent with a gaseous cooling medium rising from the bottom, the cooling medium being used in two partial flows.
  • the method used to achieve this object is characterized in that the first partial flow of the cooling medium is introduced into the lower part of the chamber in a manner known per se, while the second partial flow is fed into a region of the chamber in which the bulk material to be cooled is at least has a temperature ( ⁇ G ) above which the thermal conductivity ( ⁇ ) of the bulk material rises sharply depending on the temperature.
  • the invention is based on the knowledge that for certain solids, which include coke, the thermal conductivity ( ⁇ ) is strongly temperature-dependent.
  • the illustration in Fig. 1 therefore shows a coordinate system in which the temperature ( ⁇ ) and the ordinate the thermal conductivity ( ⁇ ) have been plotted on the abscissa.
  • the typical curve profile shown in this coordinate system clearly shows that in such cases the coefficient of thermal conductivity (A) initially does not increase or increases very slowly with increasing temperature. Only when a certain limit temperature ( ⁇ G ), which of course depends on the substance, is reached or exceeded, does the heat conductivity increase relatively steeply.
  • the time course of the convective total heat transport between the solid and the gaseous cooling medium is determined by the thermal conductivity in the solid itself and the heat transfer resistance between the solid and the gaseous cooling medium.
  • the thermal resistance and thus materially because S the indicates the characteristic thickness of the solid body in question and its coefficient of thermal conductivity.
  • the thermal resistance can therefore only be influenced by the geometric shape of the solid body.
  • the heat transfer resistance is included defined, whereby the heat exchange between the gaseous cooling medium and the surfaces of the solid is described by the heat transfer coefficient ⁇ .
  • the heat transfer coefficient is dependent on the flow around the solid body, that is to say on its geometric shape and the flow rate of the gaseous cooling medium.
  • This measure can also be supported by the fact that in the area of the feed point of the second partial flow of the cooling medium, the flow velocity of the media is increased by a corresponding narrowing of the flow channel, which additionally reduces the heat transfer resistance ( ) results.
  • this can be brought about by either having a corresponding taper in the upper part of the shaft-shaped chamber, or by installing appropriate internals in the upper part of the chamber.
  • the second partial stream of the gaseous cooling medium should According to the invention, be placed in a region of the chamber in which the coke to be cooled has a temperature of approximately 400 to 600 ° C.
  • the red-hot coke is fed into the shaft-shaped chamber 6 from above into the shaft-shaped chamber 6 at a temperature of approx. 1 100 ° C. in an amount of approx. 80 t / h and initially reaches the uppermost part above the line 3, which is also known as Antechamber 13 is called.
  • the pre-chamber 13 the fluctuations that may occur during the supply of the glowing coke are to be compensated for, so that quasi-stationary conditions can develop in the areas of the chamber 6 underneath.
  • the entire chamber 6 is provided with a suitable refractory lining and has a taper in its upper region II, through which the flow velocities of the media in this region are correspondingly increased compared to the lower region 1.
  • the filled coke forms the fixed bed 7 in the chamber 6, which is shown hatched in the figure.
  • the temperature inside the fixed bed decreases steadily from top to bottom, so that the cooled coke can be drawn off at a temperature of approx.
  • the gaseous cooling medium is introduced into the chamber 6 in two partial flows, the first partial flow entering the lower part of the chamber 6 via the line 1.
  • the second partial flow in an amount of about 30-35% by volume of the total amount is introduced into the chamber 6 via the line 2 in a region in which the fixed bed 7 has a temperature of approximately 500 ° C.
  • ⁇ G limiting temperature
  • de 'r thermal conductivity
  • the thermal conductivity in the fixed bed 7 is smaller than the heat transfer resistance, while below the feed point the conditions are exactly the opposite.
  • the heated gaseous cooling medium is withdrawn via the line 3 from the upper part of the chamber 6 and reaches the waste heat boiler 4, in which the necessary cooling takes place with heat recovery.
  • the cooled gaseous cooling medium can then be recirculated to line 1 via line 9 and blower 10.
  • Line 2 branches off from this.
  • the control flaps 11 and 12 are used for the necessary adjustment of the two partial flows. Instead of the butterfly valves 11 and 12, fans can also be used to regulate the two partial flows.
  • Inert gas preferably flue gas, is used as the gaseous cooling medium.
  • the tapering of the chamber 6, through which the flow velocities in the upper part thereof are to be increased, begins in the region of the entry point of the line 2 into the chamber 6. This is of course a pure one Contingent measure that is not always necessary.

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Abstract

Bei diesem Verfahren wird gasdurchlässiges Schüttgut mit stark temperaturabhängiger Wärmeleitzahl von oben in eine schachtförmige Kammer aufgegeben, in der es im Gegenstrom mit einem von unten nach oben aufsteigenden gasförmigen Kühlmedium behandelt wird. Die Zufuhr des Kühlmedius erfolgt dabei in zwei Teilströmen, wobei der erste Teilstrom in den Unterteil der Kammer eingeleitet wird, während der zweite Teilstrom in einen Bereich der Kammer aufgegeben wird, in dem das zu kühlende Schüttgut mindestens eine Temperatur (ϑG) aufweist, oberhalb derer die Wärmeleitzahl (λ) des Schüttgutes in Abhängigkeit von der Temperatur stark ansteigt. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur trockenen Kokskühlung.In this process, gas-permeable bulk material with a strongly temperature-dependent coefficient of thermal conductivity is fed into a shaft-shaped chamber from above, in which it is treated in countercurrent with a gaseous cooling medium rising from the bottom. The cooling medium is supplied in two partial flows, the first partial flow being introduced into the lower part of the chamber, while the second partial flow is fed into an area of the chamber in which the bulk material to be cooled has at least one temperature (ϑG) above which the coefficient of thermal conductivity (λ) of the bulk material rises sharply depending on the temperature. The process is particularly suitable for dry coke cooling.

Description

Verfahren zur Kühlung von gasdurchlässigem Schüttgut.Process for cooling gas-permeable bulk material.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung von gasdurchlässigem Schüttgut mit stark temperaturabhängiger Wärmeleitzahl und einer schachtförmigen Kammer, in der das von oben aufgegebene Schüttgut im Gegenstrom mit einem von unten nach oben aufsteigenden gasförmigen Kühlmedium behandelt wird, wobei die Aufgabe des Kühlmediums in zwei Teilströmen erfolgt.The invention relates to a method for cooling gas-permeable bulk material with a temperature-dependent coefficient of thermal conductivity and a shaft-shaped chamber in which the bulk material applied from above is treated in countercurrent with a gaseous cooling medium rising from the bottom, the cooling medium being used in two partial flows.

Es ist bekannt, Schüttgüter unterschiedlicher Art dadurch zu kühlen, dass man sie von oben in eine schachtförmige Kammer aufgibt, die im Gegenstrom zu dem herabfliessenden Schüttgut von einem gasförmigen Kühlmedium, vorzugsweise Luft oder Inertgas, durchströmt wird, wobei das kalte Kühlmedium normalerweise in den Unterteil der Kammer eingeleitet und das erwärmte Kühlmedium aus dem Oberteil der Kammer abgezogen wird. Das erwärmte Kühlmedium kann dabei anschliessend gegebenenfalls unter Wärmerückgewinnung in einem Wärmetauscher, einem Abhitzekessel oder einer sonstigen Kühleinrichtung entsprechend abgekühlt und danach im Kreislauf zur Aufgabestelle im unteren Teil der schachtförmigen Kammer zurückgeführt werden.It is known to cool bulk goods of various types by placing them from above into a shaft-shaped chamber through which a gaseous cooling medium, preferably air or inert gas, flows in counterflow to the flowing bulk material, the cold cooling medium normally being in the lower part initiated the chamber and the heated cooling medium is withdrawn from the top of the chamber. The heated cooling medium can then be cooled accordingly, if necessary with heat recovery in a heat exchanger, a waste heat boiler or other cooling device, and then returned to the feed point in the lower part of the shaft-shaped chamber.

In neuerer Zeit hat die vorstehend beschriebene Arbeitsweise insbesondere für die sogenannte trockene Kokskühlung an Bedeutung gewonnen. Ausgangspunkt dieser Entwicklung war dabei die Überlegung, dass die bisher in der Kokereitechnik übliche Methode zur Kokskühlung, bei der der glühende Koks durch Löschen mit Wasser in besonderen Löschtürmen gekühlt wird, unter den Gesichtspunkten der Energienutzung bzw. Energierückgewinnung sowie des Umweltschutzes ausserordentlich ungünstig ist. Bei diesem bisher üblichen Kokslöschen wird nämlich die mit dem Löschwasser abgeführte Wärmemenge ungenutzt in die Umwelt, d. h. in Form von Dampfschwaden in die Luft und/oder mit dem ablaufenden Löschwasser, abgeführt.In recent times, the method of operation described above has become particularly important for so-called dry coke cooling. The starting point for this development was the consideration that the method previously used in coking technology for coke cooling, in which the glowing coke is cooled by extinguishing with water in special extinguishing towers, is extremely unfavorable from the point of view of energy use or energy recovery and environmental protection. In this coke quenching, which has been customary to date, the amount of heat dissipated with the extinguishing water is discharged unused into the environment, ie in the form of vapor plumes into the air and / or with the extinguishing water running off.

Bei Anwendung der weiter oben beschriebenen Arbeitsweise ist es dagegen möglich, einen grossen Teil der Wärme des glühenden Kokses bei der Abkühlung des im Kreislauf geführten gasförmigen Kühlmediums in einem Abhitzekessel oder dergleichen wiederzugewinnen.On the other hand, if the method of operation described above is used, it is possible to recover a large part of the heat of the red-hot coke by cooling the gaseous cooling medium circulated in a waste heat boiler or the like.

Es liegt daher auf der Hand, dass die sogenannte trockene Kokskühlung ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung darstellt, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Allerdings hat sich dabei gezeigt, dass die Abwärtsbewegung des zu kühlenden Kokses in der schachtförmigen Kammer unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen kann. Ebenso ist die Gasströmung durch den Querschnitt der Kammer in vielen Fällen ungleichmässig. Beides bedingt natürlich auch eine ungleichmässige Kühlung des Kokses, wobei diese insbesondere im Oberteil der Kammer langsamer erfolgt.It is therefore obvious that the so-called dry coke cooling is a preferred field of application of the present invention, but is not limited to this. However, it has been shown that the downward movement of the coke to be cooled in the shaft-shaped chamber can have different speeds. The gas flow through the cross section of the chamber is also uneven in many cases. Both of course also result in uneven cooling of the coke, which takes place more slowly, particularly in the upper part of the chamber.

Für das Trockenlöschen von Koks ist deshalb aus der DE-AS 24 32 025 bereits eine Vorrichtung bekannt, bei der das gasförmige Kühlmedium in zwei Teilströmen in die Kühlkammer eingeleitet wird. Der eine Teilstrom wird dabei am Boden der Kammer in das dort vorhandene Festbett eingeleitet, während der zweite Teilstrom über einen sogenannten Stromteiler in das Innere der Kammer geleite: wird und dort im Bereich der Mittelpunktachse in das Festbett austritt. Es werden jeodch in dieser Veröffentlichung keinerlei Angaben darüber gemacht, unter welchen speziellen Bedingungen die Aufgabe des zweiten Teilstromes des Kühlmediums erfolgen bzw. wie die Aufteilung der Teilströme sein soll. Die dort beschriebene Vorrichtung verfolgt vielmehr lediglich den Zweck, eine möglichst gleichmässige Bewegung des zu behandelnden Gutes bei möglichst gleichmässiger Verteilung des Kühlmediums zu erreichen.For the dry quenching of coke, a device is already known from DE-AS 24 32 025 in which the gaseous Cooling medium is introduced into the cooling chamber in two partial flows. One partial flow is introduced into the fixed bed at the bottom of the chamber, while the second partial flow is led into the interior of the chamber via a so-called flow divider and exits into the fixed bed in the region of the center axis. However, no information is given in this publication about the special conditions under which the second partial flow of the cooling medium takes place or what the division of the partial flows should be. Rather, the device described there merely serves the purpose of achieving the most uniform possible movement of the material to be treated with the cooling medium being distributed as evenly as possible.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art eine generelle Optimierung herbeizuführen, wobei insbesondere eine Verbesserung in folgenden Punkten erfolgen soll :

  • 1. Herabsetzung des Druckverlustes des gasförmigen Kühlmediums in der Kammer.
  • 2. Günstige Beeinflussung der Temperaturdifferenzen zwischen gasförmigem Kühlmedium und Feststoff.
  • 3. Verbesserte Regelbarkeit sowohl im Hinblick auf die Menge des gasförmigen Kühlmediums als auch im Hinblick auf die Wärmeabfuhr aus dem zu kühlenden Schüttgut.
In contrast, the object of the invention is to bring about a general optimization in a method of the type described at the outset, in particular an improvement in the following points:
  • 1. Reduction of the pressure loss of the gaseous cooling medium in the chamber.
  • 2. Favorably influencing the temperature differences between gaseous cooling medium and solid.
  • 3. Improved controllability both with regard to the amount of the gaseous cooling medium and with regard to the heat dissipation from the bulk material to be cooled.

Das der Lösung dieser Aufgabe dienende Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilstrom des Kühlmediums in an sich bekannter Weise in den Unterteil der Kammer eingeleitet wird, während der zweite Teilstrom in einen Bereich der Kammer aufgegeben wird, in dem das zu kühlende Schüttgut mindestens eine Temperatur ( ϑG) aufweist, oberhalb derer die Wärmeleitzahl (λ) des Schüttgutes in Abhängigkeit von der Temperatur stark ansteigt.The method used to achieve this object is characterized in that the first partial flow of the cooling medium is introduced into the lower part of the chamber in a manner known per se, while the second partial flow is fed into a region of the chamber in which the bulk material to be cooled is at least has a temperature (ϑ G ) above which the thermal conductivity (λ) of the bulk material rises sharply depending on the temperature.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass bei bestimmten Feststoffen, zu denen unter anderen auch der Koks gehört, die Wärmeleitzahl (λ) stark temperaturabhängig ist. Die Abbildung in Fig. 1 zeigt deshalb ein Koordinatensystem, bei dem auf der Abszisse die Temperatur (ϑ) und der Ordinate die Wärmeleitfähigkeit (λ) aufgetragen wurden. Der in diesem Koordinatensystem dargestellte typische Kurvenverlauf lässt ganz klar erkennen, dass in derartigen Fällen die Wärmeleitzahl (A) mit steigender Temperatur zunächst gar nicht bzw. sehr langsam ansteigt. Erst wenn eine bestimmte Grenztemperatur (ϑG), die natürlich stoffabhängig ist, erreicht bzw. überschritten wird, erfolgt ein verhältnismässig steiler Anstieg der Wärmeleitzahl.The invention is based on the knowledge that for certain solids, which include coke, the thermal conductivity (λ) is strongly temperature-dependent. The illustration in Fig. 1 therefore shows a coordinate system in which the temperature (ϑ) and the ordinate the thermal conductivity (λ) have been plotted on the abscissa. The typical curve profile shown in this coordinate system clearly shows that in such cases the coefficient of thermal conductivity (A) initially does not increase or increases very slowly with increasing temperature. Only when a certain limit temperature (ϑ G ), which of course depends on the substance, is reached or exceeded, does the heat conductivity increase relatively steeply.

Andererseits wird der zeitliche Ablauf des konvektiven Gesamtwärmetransports zwischen dem Feststoff und dem gasförmigen Kühlmedium durch den Wärmeleitwiderstand im Feststoff selbst und dem Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Feststoff und dem gasförmigen Kühlmedium bestimmt. Hierbei ist der Wärmeleitwiderstand =

Figure imgb0001
und somit stofflich bedingt, weil S die charakteristische Dicke des betreffenden Feststoffkörpers und dessen Wärmeleitzahl angibt.On the other hand, the time course of the convective total heat transport between the solid and the gaseous cooling medium is determined by the thermal conductivity in the solid itself and the heat transfer resistance between the solid and the gaseous cooling medium. Here the thermal resistance =
Figure imgb0001
and thus materially because S the indicates the characteristic thickness of the solid body in question and its coefficient of thermal conductivity.

Der Wärmeleitwiderstand ist deshalb nur durch die geometrische Form des Feststoffkörpers beeinflussbar. Der Wärmeübergangs - widerstand wird dagegen mit

Figure imgb0002
definiert, wobei durch die Wärmeübergangszahl α der Wärmeaustausch zwischen dem gasförmigen Kühlmedinm und den Oberflächen des Feststoffes beschrieben wird. Die Wärmeübergangszahl ist dabei abhängig von der Umströmung des Feststoffkörpers, das heisst von seiner geometrischen Form und der Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Kühlmediums.The thermal resistance can therefore only be influenced by the geometric shape of the solid body. The heat transfer resistance, on the other hand, is included
Figure imgb0002
defined, whereby the heat exchange between the gaseous cooling medium and the surfaces of the solid is described by the heat transfer coefficient α. The heat transfer coefficient is dependent on the flow around the solid body, that is to say on its geometric shape and the flow rate of the gaseous cooling medium.

Im Hinblick auf die weiter oben beschriebene Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitzahl (λ) ergibt sich hieraus jedoch, dass im Bereich unterhalb der Grenztemperatur (ϑG) folgende Beziehung gilt :

Figure imgb0003
während andererseits im Bereich oberhalb der Grenztemperatur (ϑG) die umgekehrte Beziehung gilt :
Figure imgb0004
With regard to the temperature dependence of the coefficient of thermal conductivity (λ) described above, however, this means that the following relationship applies in the area below the limit temperature (ϑ G ):
Figure imgb0003
while on the other hand the reverse relationship applies in the area above the limit temperature (ϑ G ):
Figure imgb0004

Für die Praxis bedeutet dies jedoch, dass sich im unteren Teil der schachtförmigen Kammer wegen dort erfolgter starker Abkühlung des Schüttgutes eine niedrigere Wärmeleitzahl (α) und damit ein hoher Wärmeleitwiderstand (

Figure imgb0005
) einstellt, der den Gesamtwärmetransport bestimmt. Es ist deshalb nicht zweckmässig, bereits die Gesamtmenge des gasförmigen Kühlmediums in den Unterteil der schachtförmigen Kammer einzuleiten, da dort nicht der ihrer Menge entsprechende Kühleffekt erzielt wird. Es genügt vielmehr, wenn in den Unterteil der Kammer ein Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums eingeleitet wird, der gerade ausreicht, um die dort vorhandene Wärme abzuführen. Es ist für den Kühleffekt vielmehr besser, wenn der zweite Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums in den oberen Bereich der schachtförmigen Kammer eingeleitet wird, in dem das zu kühlende Schüttgut noch eine Temperatur aufweist, die nicht unterhalb der sogenannten Grenztemperatur ( ϑG) liegt, weshalb der Wärmeleitwiderstand (
Figure imgb0006
) dort entsprechend klein ist.In practice, however, this means that in the lower part of the shaft-shaped chamber there is a lower coefficient of thermal conductivity (α) due to the strong cooling of the bulk material there, and thus a high thermal conductivity (
Figure imgb0005
) that determines the total heat transfer. It is therefore not advisable to use the total amount of the gaseous cooling medium to be introduced into the lower part of the shaft-shaped chamber, since the cooling effect corresponding to their quantity is not achieved there. Rather, it is sufficient if a partial flow of the gaseous cooling medium is introduced into the lower part of the chamber, which is just sufficient to dissipate the heat present there. Rather, it is better for the cooling effect if the second partial flow of the gaseous cooling medium is introduced into the upper region of the shaft-shaped chamber, in which the bulk material to be cooled still has a temperature that is not below the so-called limit temperature (ϑ G ), which is why Thermal resistance (
Figure imgb0006
) is correspondingly small there.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, dass erfindungsgemäss dabei mit dem zweiten Teilstrom etwa 20 bis 50 Vol. -% der insgesamt erforderlichen Menge des Kühlmediums aufgegeben werden.It has proven to be expedient that, according to the invention, about 20 to 50% by volume of the total amount of the cooling medium required is added with the second partial flow.

Diese Massnahme kann zusätzlich noch dadurch unterstützt werden, dass im Bereich der Aufgabestelle des zweiten Teilstromes des Kühlmediums die Strömungsgeschwindigkeit der Medien durch eine entsprechende Verengung des Strömungskanals heraufgesetzt wird, was zusätzlich eine Verringerung des Wärmeübergangswider-Standes (

Figure imgb0007
) zur Folge hat. Konstruktiv lässt sich das dadurch herbeiführen, dass entweder die schachtfömige Kammer in ihrem oberen Teil eine entsprechende Verjüngung aufweist, oder es werden im Oberteil der Kammer entsprechende Einbauten angebracht.This measure can also be supported by the fact that in the area of the feed point of the second partial flow of the cooling medium, the flow velocity of the media is increased by a corresponding narrowing of the flow channel, which additionally reduces the heat transfer resistance (
Figure imgb0007
) results. In terms of construction, this can be brought about by either having a corresponding taper in the upper part of the shaft-shaped chamber, or by installing appropriate internals in the upper part of the chamber.

Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zur trockenen Kokskühlung soll der zweite Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums erfindungsgemäss in einem Bereich der Kammer aufgegeben werden, in dem der zu kühlende Koks eine Temperatur von ca. 400 bis 600 ° C aufweist.When using the method according to the invention for dry coke cooling, the second partial stream of the gaseous cooling medium should According to the invention, be placed in a region of the chamber in which the coke to be cooled has a temperature of approximately 400 to 600 ° C.

Diese Arbeitsweise soll nachfolgend als Ausführungsbeispiel an Hand des in Fig. 2 dargestellten Fliessschemas erläutert werden. Dabei wird der glühende Koks über die Beschickung 5 mit einer Temperatur von ca. 1 100 ° C in einer Menge von ca. 80 t/h von oben in die schachtförmige Kammer 6 eingefüllt und gelangt zunächst in den oberhalb der Leitung 3 befindlichen obersten Teil, der auch als sogen. Vorkammer 13 bezeichnet wird. In der Vorkammer 13 sollen die eventuell bei der Zufuhr des glühenden Kokses auftretenden Schwankungen ausgeglichen werden, so dass sich in den darunter liegenden Bereichen der Kammer 6 quasi stationäre Verhältnisse ausbilden können. Die gesamte Kammer 6 ist mit einer geeigneten feuerfesten Auskleidung versehen und weist in ihrem oberen Bereich II eine Verjüngung auf, durch die die Strömungsgeschwindigkeiten der Medien in diesem Bereich gegenüber dem unteren Bereich 1 entsprechend heraufgesetzt werden.This mode of operation will be explained below as an exemplary embodiment using the flow diagram shown in FIG. 2. The red-hot coke is fed into the shaft-shaped chamber 6 from above into the shaft-shaped chamber 6 at a temperature of approx. 1 100 ° C. in an amount of approx. 80 t / h and initially reaches the uppermost part above the line 3, which is also known as Antechamber 13 is called. In the pre-chamber 13, the fluctuations that may occur during the supply of the glowing coke are to be compensated for, so that quasi-stationary conditions can develop in the areas of the chamber 6 underneath. The entire chamber 6 is provided with a suitable refractory lining and has a taper in its upper region II, through which the flow velocities of the media in this region are correspondingly increased compared to the lower region 1.

Der eingefüllte Koks bildet in der Kammer 6 das Festbett 7, welches in der Abbildung schraffiert dargestellt ist. Die Temperatur innerhalb des Festbettes nimmt dabei von oben nach unten stetig ab, so dass der gekühlte Koks entsprechend der Aufgabemenge über den Austrag 8 mit einer Temperatur von ca. 180 °C abgezogen werden kann.The filled coke forms the fixed bed 7 in the chamber 6, which is shown hatched in the figure. The temperature inside the fixed bed decreases steadily from top to bottom, so that the cooled coke can be drawn off at a temperature of approx.

Das gasförmige Kühlmedium wird erfindungsgemäss in zwei Teilströmen in die Kammer 6 eingeleitet, wobei der erste Teilstrom über die Leitung 1 in den Unterteil der Kammer 6 eintritt. Gleichzeitig wird der zweite Teilstrom in einer Menge von etwa 30 - 35 Vol.-% der Gesamtmenge über die Leitung 2 in einem Bereich in die Kammer 6 eingeleitet, in dem das Festbett 7 eine Temperatur von ca. 500 ° C aufweist. Bei diesem Temperaturwert werden die erfindungsgemässen Bedingungen bezüglich der Grenztemperatur (ϑG) de'r Wärmeleitzahl (λ) erfüllt.According to the invention, the gaseous cooling medium is introduced into the chamber 6 in two partial flows, the first partial flow entering the lower part of the chamber 6 via the line 1. At the same time, the second partial flow in an amount of about 30-35% by volume of the total amount is introduced into the chamber 6 via the line 2 in a region in which the fixed bed 7 has a temperature of approximately 500 ° C. In this temperature value according to the invention conditions are fulfilled with respect to the limiting temperature (θ G) de 'r thermal conductivity (λ).

Oberhalb der Aufgabestelle für den zweiten Teilstrom des gasförmigen Kühlmediums ist im Festbett 7 der Wärmeleitwiderstand kleiner als der Wärmeübergangswiderstand, während unterhalb der Aufgabestelle die Verhältnisse genau umgekehrt sind.Above the feed point for the second partial flow of the gaseous cooling medium, the thermal conductivity in the fixed bed 7 is smaller than the heat transfer resistance, while below the feed point the conditions are exactly the opposite.

Dies ist in der Abbildung in Fig. 2 formelmässig dargestellt.This is represented by the formula in the figure in FIG. 2.

Das aufgeheizte gasförmige Kühlmedium wird über die Leitung 3 aus dem Oberteil der Kammer 6 abgezogen und gelangt in den Abhitzekessel 4, in dem unter Wärmerückgewinnung die erforderliche Abkühlung erfolgt. Danach kann das abgekühlte gasförmige Kühlmedium über die Leitung 9 und das Gebläse 10 im Kreislauf zur Leitung 1 zurückgeführt werden. Von dieser zweigt die Leitung 2 ab. Die Stellklappen 11 und 12 dienen dabei der erforderlichen Einregulierung der beiden Teilströme. Anstelle der Stellklappen 11 und 12 können auch Gebläse zur Einregulierung der beiden Teilströme verwendet werden. Ebenso sind anstelle der Wärmerückgewinnung im Abhitzekessel auch andere Möglichkeiten zur Wärmerückgewinnung denkbar, bei denen die wiedergewonnene Energie beispielsweise zur Vorerhitzung der Kokskohlen oder als Prozesswärme eingesetzt wird. Als gasförmiges Kühlmedium wird Inertgas, vorzugsweise Rauchgas, verwendet. Wie aus der Abbildung in Fig. 2 zu erkennen ist, beginnt die Verjüngung der Kammer 6, durch die die Strömungsgeschwindigkeiten im Oberteil derselben heraufgesetzt werden sollen, im Bereich der Eintrittsstelle der Leitung 2 in die Kammer 6. Es handelt sich hierbei natürlich um eine reine Eventualmassnahme, die nicht in jedem Falle erforderlich ist.The heated gaseous cooling medium is withdrawn via the line 3 from the upper part of the chamber 6 and reaches the waste heat boiler 4, in which the necessary cooling takes place with heat recovery. The cooled gaseous cooling medium can then be recirculated to line 1 via line 9 and blower 10. Line 2 branches off from this. The control flaps 11 and 12 are used for the necessary adjustment of the two partial flows. Instead of the butterfly valves 11 and 12, fans can also be used to regulate the two partial flows. Likewise, instead of the heat return Extraction in the waste heat boiler also conceivable other possibilities for heat recovery, in which the recovered energy is used, for example, for preheating the coking coals or as process heat. Inert gas, preferably flue gas, is used as the gaseous cooling medium. As can be seen from the illustration in FIG. 2, the tapering of the chamber 6, through which the flow velocities in the upper part thereof are to be increased, begins in the region of the entry point of the line 2 into the chamber 6. This is of course a pure one Contingent measure that is not always necessary.

Die Vorteile des gefindungsgemässen Verfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen :

  • 1. Der Druckverlust für die Durchströmung der Kammer wird herabgesetzt, da der Gasstrom aufgeteilt wird und somit nicht die gesamte Gasmenge durch das gesamte Schüttgut gedrückt werden muss. Hieraus resultiert ein verringerter Energiebedarf für das Gebläse.
  • 2. Die Temperaturdifferenzen zwischen Gas und Feststoff werden günstig beeinflusst.
  • 3. Durch die Aufteilung in Teilströme wird die Gasmenge besser regelbar, was wiederum eine verbesserte Regelbarkeit der Wärmeabfuhr aus dem Festbett zur Folge hat.
The advantages of the method according to the invention can be summarized as follows:
  • 1. The pressure loss for the flow through the chamber is reduced since the gas flow is divided and therefore the entire amount of gas does not have to be pressed through the entire bulk material. This results in a reduced energy requirement for the blower.
  • 2. The temperature differences between gas and solid are influenced favorably.
  • 3. The division into partial flows makes the amount of gas more controllable, which in turn results in improved controllability of the heat dissipation from the fixed bed.

Claims (4)

1. Verfahren zur Kühlung von gasdurchlässigem Schüttgut mit stark temperaturabhängiger Wärmeleitzahl in einer schacht-- förmigen Kammer, in der das von oben aufgegebene Schüttgut im Gegenstrom mit einem von unten nach oben aufsteigenden gasförmigen Kühlmedium behandelt wird, wobei die Aufgabe des Kühlmediums in zwei Teilströmen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilstrom des Kühlmediums in an sich bekannter Weise in den Unterteil der Kammer eingeleitet wird, während der zweite Teilstrom in einem Bereich der Kammer aufgegeben wird, in dem das zu kühlende Schüttgut mindestens eine Temperatur (ϑG) aufweist, oberhalb derer die Wärmeleitzahl (λ) des Schüttgutes in Abhängigkeit von der Temperatur stark ansteigt.1.Procedure for cooling gas-permeable bulk material with a strongly temperature-dependent coefficient of thermal conductivity in a shaft-shaped chamber, in which the bulk material fed in from above is treated in countercurrent with a gaseous cooling medium rising from the bottom, the cooling medium being used in two partial flows , characterized in that the first partial flow of the cooling medium is introduced into the lower part of the chamber in a manner known per se, while the second partial flow is introduced in a region of the chamber in which the bulk material to be cooled has at least one temperature (ϑ G ), Above which the thermal conductivity (λ) of the bulk material rises sharply depending on the temperature. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Aufgabestelle des zweiten Teilstromes des Kühlmediums zusätzlich die Strömungsgeschwindigkeit der Medien durch eine entsprechende Verengung der Strömungskanals heraufgesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in the area of the feed point of the second partial flow of the cooling medium, the flow rate of the media is additionally increased by a corresponding narrowing of the flow channel. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zweiten Teilstrom etwa 20 bis 50 Vol. -% der insgesamt erforderlichen Menge des Kühlmediums aufgegeben werden.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that about 20 to 50 vol. % Of the total amount of cooling medium required are added with the second partial flow. 4. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 - 3 auf die sogenannte trockene Kokskühlung, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilstrom des Kühlmediums in einem Bereich der Kammer aufgegeben wird, in dem der zu kühlende Koks eine Temperatur von ca. 400 bis 600 ° C aufweist.4. Application of the method according to claims 1-3 to the so-called dry coke cooling, characterized in that the second partial flow of the cooling medium is applied in a region of the chamber in which the coke to be cooled has a temperature of approximately 400 to 600 ° C having.
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