KR0170784B1

KR0170784B1 - Coke Dry Hardening Method

Info

Publication number: KR0170784B1
Application number: KR1019910005418A
Authority: KR
Inventors: 둥스 호르스트; 레스트 호르스트; 볼렌하웁트 카를-하인츠; 호프만 로베르트
Original assignee: 디터 슈탈헤름, 하인츠-레오 달캄프; 슈틸 오토 게엠베하
Priority date: 1990-04-05
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1999-03-20
Also published as: DE4011006A1; DE4011006C2; KR910018521A

Abstract

본 발명은 코크스가 그 열의 일부를 폐쇄된 냉각체임버와 폐기열시스템을 관통한 재순환 냉각개스에 직접 전달하고 또 일부를 냉각체임버 내측에 배치되어 있는 냉각면을 통해 냉매에 간적접으로 전달하고, 상기 냉매를 냉매순환시스템에는 폐기열시스템용 드럼(Ⅰ)과 냉각체임버내에 배치된 냉각면용 드럼(Ⅱ)의 적어도 2개의 팽창 내지 증기드럼이 구비되어 있는 폐쇄된 냉각체임버내에서의 코크스 건식소입방법에 관한 것이다.The present invention transfers a portion of the coke directly to the recirculating cooling gas through the closed cooling chamber and the waste heat system, and indirectly transfers the portion to the refrigerant through the cooling surface disposed inside the cooling chamber. Refrigerant circulating system is a coke dry quenching method in a closed cooling chamber in which at least two expansion or vapor drums of a drum (I) for waste heat system and a drum (II) for cooling surface disposed in the cooling chamber are provided. It is about.

본 발명에 따르면 드럼들은 각기 다른 증기압에서 작동되며, 냉각면 또는 그 일부에 관련된 드럼(Ⅱ)의 압력은 폐기열시스템에 관한 드럼(Ⅰ)의 압력보다 낮다.According to the invention the drums are operated at different vapor pressures, the pressure of the drum (II) relative to the cooling surface or part thereof being lower than the pressure of the drum (I) relative to the waste heat system.

Description

Coke Dry Hardening Method

제1도는 본 발명에 따른 코크스 건식 소입 방법의 구체예를 나타내는 개략도.1 is a schematic view showing a specific example of a coke dry quenching method according to the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 코크스 건식 소입 방법의 다른 구체예를 나타내는 개략도.2 is a schematic view showing another embodiment of the coke dry quenching method according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 코크스 유입부 2 : 예비체임버(pre-chamber)1: coke inlet 2: pre-chamber

3 : 냉각 체임버 4 : 코크스 유출부3: cooling chamber 4: coke outlet

5 : 냉각개스 유입부 8 : 냉각벽(cooling wall)5 cooling gas inlet 8 cooling wall

9 : 냉각 스크린(cooling screen)9: cooling screen

10 : 공급수 탈기 장치(feedwater deaerator)10: feedwater deaerator

15 : 펌프 16 : 폐열 보일러15 pump 16: waste heat boiler

18 : 증발기 19, 29 : 과열기(superheater)18: evaporator 19, 29: superheater

20 : 고압 터빈 21 : 발전기20: high pressure turbine 21: generator

22 : 응축기 23 : 저압가열기22 condenser 23 low pressure heater

Ⅰ : 고압 증기 드럼 Ⅱ : 저압 팽창 드럼Ⅰ: high pressure steam drum Ⅱ: low pressure expansion drum

본 발명은 코크스 열의 일부를 폐쇄된 냉각 체임버와 폐열 시스템을 지나는 재순환 냉각개스에 직접 전달하고, 또 일부는 냉매 순환 시스템을 구비한 폐쇄된 냉각 체임버 내에 배치되어 있는 냉각면을 통해 냉매에 간접 전달함으로써, 코크스의 현열(顯熱)을 회수하고, 상기 냉매 순환 시스템에는 폐열 시스템과 관련된 드럼(Ⅰ)과 냉각 체임버 내에 배치된 냉각면과 관련된 드럼(Ⅱ)의 적어도 2개의 팽창 드럼 또는 증기 드럼이 구비되어 있는 폐쇄된 냉각 체임버 내에서의 코크스(coke) 건식 소입(dry quenching) 방법에 관한 것이다.The present invention transfers a portion of the coke heat directly to the recirculating cooling gas passing through the closed cooling chamber and the waste heat system, and partly indirectly to the refrigerant through the cooling surface disposed in the closed cooling chamber with the refrigerant circulation system. Recovering sensible heat of the coke, wherein the refrigerant circulation system is provided with at least two expansion drums or vapor drums of drum (I) associated with the waste heat system and drum (II) associated with the cooling surface disposed in the cooling chamber; It relates to a coke dry quenching method in a closed enclosed cooling chamber.

독일 특허 제30 13 722 C2호에는 파이프 라인에 의해 서로 연결되어 있는 2개의 증기 드럼이 구비되어 있어, 냉각벽과 증기 드럼에 있는 냉매가 자연순환에 의해 순환되도록 되어 있는 냉매 재순환 시스템이 기재되어 있다. 상기와 같은 증기 드럼의 연결 구성에서는 증기 드럼들 내의 압력이 본질적으로 동일하다.German Patent No. 30 13 722 C2 describes a refrigerant recycling system in which two steam drums are connected to each other by a pipeline, the refrigerant in the cooling wall and the steam drum being circulated by natural circulation. . In such a connection configuration of steam drums the pressure in the steam drums is essentially the same.

상기 특성을 갖는 장치는 예를 들면 100바아(bar) 이상의 고압 시스템 하에서 전기를 발생시킬 목적으로 작동시킬 때, 냉매의 비등 온도는 300℃를 넘게 될 것이다. 이같은 이유 때문에, 냉각되는 코크스와 냉각벽간의 온도차가 상당히 감소되어, 대략 15바아의 증기압에서 마주치는 종전보다 더 낮아진 냉각면을 통해 열량이 제거되게 된다.When a device having this characteristic is operated for the purpose of generating electricity, for example under a high pressure system of 100 bar or more, the boiling temperature of the refrigerant will exceed 300 ° C. For this reason, the temperature difference between the coke to be cooled and the cooling wall is significantly reduced, so that the amount of heat is removed through the lower cooling surface encountered at approximately 15 bar vapor pressure.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점을 해소하고 냉각면으로의 열전달을 개선하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art and to improve heat transfer to the cooling surface.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 드럼들이 각기 다른 증기압에서 작동되도록 하여, 냉각면 또는 그 냉각면의 일부에 관련된 드럼(Ⅱ)의 압력을 폐열 시스템에 관련된 드럼(Ⅰ)의 압력보다 낮게 하였다.In order to achieve the above object, in the present invention, the drums are operated at different vapor pressures so that the pressure of the drum (II) related to the cooling surface or a part of the cooling surface is lower than the pressure of the drum (I) related to the waste heat system. .

본 발명에 따르면, 냉각면 및 그것에 관련된 팽창 드럼에서의 압력은 낮게 유지되지만, 즉, 약 5 내지 30 바아, 바람직하게는 10 내지 15 바아의 범위에서 유지되지만, 제2증기 드럼을 포함하는 잔여 폐열 시스템은 65 내지 120바아의 초고압, 바람직하게는 전력 발생에 특히 바람직한 약 100바아의 압력 하에 유지된다. 냉각벽을 고압 폐열 보일러 시스템으로부터 분리하는 것은, 냉각벽에서의 압력 그리고 결과적으로는 온도가 임의로 선택될 수 있으며, 가능한 최상의 방법으로 코크스 덩어리의 필요한 온도 특성에 적합하게 될 수 있는 장점을 제공한다.According to the invention, the pressure at the cooling surface and the expansion drum associated therewith is kept low, ie in the range of about 5 to 30 bar, preferably 10 to 15 bar, but residual waste heat comprising the second steam drum. The system is maintained at an ultrahigh pressure of 65 to 120 bar, preferably at a pressure of about 100 bar which is particularly desirable for power generation. Separating the cooling wall from the high pressure waste heat boiler system offers the advantage that the pressure at the cooling wall and consequently the temperature can be chosen arbitrarily and can be adapted to the required temperature characteristics of the coke mass in the best possible way.

냉각되는 코크스 덩어리와 냉각벽에 있는 냉매 사이의 보다 더 높은 온도차 때문에, 냉각벽의 열용량이 상당히 증가된다. 또한, 냉각 개스 재순환 체적이 낮을때 일반적인 코크스 배출 온도는, 상당히 감소될 수 있다. 또 다른 장점은 냉각벽의 저압 작동과 관련된 잠재적인 위험이 고압 작동과 달리 상당히 감소된다는 사실이다.Because of the higher temperature difference between the coke mass being cooled and the refrigerant in the cooling wall, the heat capacity of the cooling wall is increased significantly. In addition, the general coke discharge temperature can be significantly reduced when the cooling gas recycle volume is low. Another advantage is that the potential risks associated with low pressure operation of the cooling wall are significantly reduced, unlike high pressure operation.

특히, 냉각벽 시스템으로부터 직접 공급수 탈기 장치를 작동하는데 필요한 저압 증기를 배출시킬 수 있다. 이 방법을 사용하면, 기술적으로 복잡하고 값비싼 터빈의 탭핑(tapping) 또는 고압 증기의 변환이 필요 없게 된다.In particular, it is possible to vent the low pressure steam necessary to operate the feed water degasser directly from the cooling wall system. Using this method, there is no need for technically complicated and expensive turbine tapping or conversion of high pressure steam.

또한, 과열처리하게 되면, 드럼(Ⅱ)에서 발생된 저압 또는 중간압력의 증기가 측방향 공급 방식의 터빈에 직접 유입될 수 있다.In addition, when the overheating process, the low or medium pressure steam generated in the drum (II) can be introduced directly into the turbine of the lateral feed system.

더욱 큰 장치의 경우, 냉각 체임버에 배치된 냉각면을, 다른 압력에서 작동되는 드럼에 연결된 각각의 구역으로 분리하는 것이 바람직하다. 투자비용을 줄이기 위해서는, 다른 압력에서 작동되는 드럼들이 각종 연결부를 거쳐 필요로 하는 압력률(pressure rate)로 동시에 공급될 수 있도록, 공급수 탈기 장치의 하류에 다단계 펌프를 배치하는 것이 바람직하다.For larger devices, it is desirable to separate the cooling surface disposed in the cooling chamber into respective zones connected to drums operated at different pressures. In order to reduce the investment cost, it is desirable to arrange a multistage pump downstream of the feed water degassing apparatus so that drums operated at different pressures can be simultaneously supplied at the required pressure rate via various connections.

드럼들의 냉매회로는 자연순환에 의해 둘다 또는 개별적으로 작동될 수 있다. 그러나, 전체 시스템 또는 그것의 일부분에 강제 순환 방법이 적용될 수도 있다. 작동 개시 및 정지 중에 냉매를 재순화시키기 위한 펌프를 이용하는 것이 유리하다.The refrigerant circuit of the drums can be operated both or separately by natural circulation. However, forced circulation may be applied to the entire system or portions thereof. It is advantageous to use a pump to recycle the refrigerant during start and stop operation.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the present invention will be described in detail.

제1도를 보면, 저압 시스템에서 발생된 증기는 독립된 과열기(29)에서 과열된 후, HP 터빈(20)의 저압부로 이동되어 주로 에너지를 발생시키는 데 이용된다.Referring to FIG. 1, the steam generated in the low pressure system is overheated in an independent superheater 29 and then moved to the low pressure portion of the HP turbine 20 to be used primarily to generate energy.

제2도에 따르면, 저압 시스템에서 배출된 물은 펌프(15)를 통해 고압 증기 드럼(Ⅰ)으로 직접 유입된다.According to FIG. 2, the water discharged from the low pressure system flows directly into the high pressure steam drum I through the pump 15.

코크스 오븐 체임버로부터 나오는 고온 코크스는 코크스 유입부(1)를 통해 예비체임버(2)로 장입되어, 코크스 건식 소입 시스템(coke dry quenching plant)의 냉각 체임버(3) 내로 유입되며, 이어서 이 시스템으로부터 코크스 유출부(4)를 통해 약 200℃의 온도로 배출된다. 폐열 보일러(16)에서 배출된 순환 냉각개스는, 적당한 탈진처리(dedusting treatment)후, 라인(7)을 경유하여 이동되어, 냉각 개스 유입부(5)를 통해 약 140℃의 온도로 냉각 체임버의 바닥에 유입되며, 약 950℃의 온도에서 역류로 코크스 덩어리를 관통하여 통과할 때 라인(6)을 통해 폐열 보일러(16)로 귀환된다.The hot coke from the coke oven chamber is charged into the prechamber 2 through the coke inlet 1 and into the cooling chamber 3 of the coke dry quenching plant, which is then coke It is discharged to the temperature of about 200 ℃ through the outlet (4). The circulating cooling gas discharged from the waste heat boiler 16 is moved via the line 7 after a proper dedusting treatment, and is cooled to a temperature of about 140 ° C. through the cooling gas inlet 5. It enters the bottom and is returned to the waste heat boiler 16 via line 6 as it passes through the coke mass in countercurrent at a temperature of about 950 ° C.

폐열 보일러(16)에서 약 100바아(bar)의 압력과 500℃의 온도인 고압 증기가 생성되며, 이 증기는 터빈(20)과 발전기(21)를 이용하여 전력을 발생시키는 역할을 한다. 여러 가지 응축물 및 증기 흐름이 터빈으로부터 배출된다. 최저온의 증기는 응축기(22)와 펌프(12)를 거쳐 저압가열기(23)로 이동되어, 거기서 공급수 탈기 장치(feedwater deaerator)(10)로 이동된다. 저압가열기(23)에서 공급수는 터빈(20)에서 배출된 고온의 응축물(30)의 도움으로 가열되며, 상기 응축물은 또한 라인(31)을 경유하여 응축기(22)로 이송된다. 지금까지 적용된 작동 방법에 의해, 약 3바아의 압력을 갖는 증기가 터빈에서 배출되어 공급구 탈기용으로 사용된다. 본 발명에 따르면, 저압 팽창 드럼(Ⅱ)에서 과열기(29)를 통과하여 배출된, 압력이 약 10바아이고, 온도가 200℃인 증기는, 또한 상기 목적에 사용될 수 있다(제1도 참조).In the waste heat boiler 16, a high pressure steam is generated at a pressure of about 100 bar and a temperature of 500 ° C., which serves to generate power by using the turbine 20 and the generator 21. Various condensate and vapor streams exit the turbine. The lowest temperature steam is passed through a condenser 22 and a pump 12 to a low pressure heater 23, where it is transferred to a feedwater deaerator 10. In the low pressure heater 23 the feed water is heated with the aid of the hot condensate 30 exiting the turbine 20, which is also conveyed to the condenser 22 via line 31. By means of the operating methods applied so far, steam with a pressure of about 3 bar is withdrawn from the turbine and used for feeder degassing. According to the present invention, steam with a pressure of about 10 bar and a temperature of 200 ° C. discharged through the superheater 29 in the low pressure expansion drum II can also be used for this purpose (see also FIG. 1). .

손실을 보충하기 위해 추가 공급수가 라인(27)을 통해 공급수 탈기 장치(10)에 공급될 수 있다. 화살표(26)에 의해 나타내진 것처럼 공급수 탈기 장치는 대체로 대기와 연결되는 배기연결부를 구비한다. 탈기 장치(10)로부터, 압력이 1.1바아이고, 온도가 약 108℃인 공급수는 다단계 펌프(11)를 거쳐 2개의 드럼(Ⅰ,Ⅱ)으로 이송된다. 제2도에 도시한 바와 같이, 이러한 목적을 위해 2개의 펌프(13,14)가 구비되어 있다.Additional feedwater may be supplied to the feedwater degasser 10 via line 27 to compensate for the losses. As indicated by arrow 26, the feedwater degassing apparatus generally has an exhaust connection to the atmosphere. From the degassing apparatus 10, the feed water having a pressure of 1.1 bar and a temperature of about 108 DEG C is transferred to the two drums I, II via the multistage pump 11. As shown in FIG. 2, two pumps 13 and 14 are provided for this purpose.

드럼(Ⅱ)은 소위 팽창 드럼으로 고안되었으며, 진행라인 및 귀환라인을 거쳐, 코크스 건식 소입 시스템 내에 배치된 냉각벽(8)과 연결되어 있다. 드럼(Ⅱ)으로부터, 냉각매체는 폐열 보일러(16) 내의 과열기(29)를 통해 배출되고 라인(25)을 통해 이송된 과열증기는 다른 용도로 이용할 수 있다. 제2도에 도시한 구체예에 따르면, 펌프(!5)에 의해, 드럼(Ⅱ)으로부터 배출된 냉각 매체의 압력이 고압 증기 드럼(Ⅰ)에서의 압력으로 증가되고, 상기 냉각 매체가 직접 공급된다. 그렇지 않으면, 드럼(Ⅰ)으로의 유입은 고압 펌프(11,14) 및 공급수 예열기(17)를 통해 이루어진다.The drum (II) is designed as a so-called expansion drum and is connected to a cooling wall (8) arranged in a coke dry quenching system via a traveling line and a return line. From the drum II, the cooling medium is discharged through the superheater 29 in the waste heat boiler 16 and the superheated steam transferred through the line 25 can be used for other purposes. According to the embodiment shown in FIG. 2, by the pump! 5, the pressure of the cooling medium discharged from the drum II is increased to the pressure in the high pressure steam drum I, and the cooling medium is directly supplied. do. Otherwise, the inflow to drum I takes place via high pressure pumps 11 and 14 and feed water preheater 17.

드럼(Ⅰ)은 냉각 체임버에 배치된 냉각 스크린(9)과 증발기(18) 및 폐열 보일러내의 과열기(19)와 연결된다. 고압 증기는 과열기(19)로부터 라인(24)을 경유하여 터빈(20)에 직접 유입된다.The drum I is connected with a cooling screen 9 and an evaporator 18 arranged in a cooling chamber and a superheater 19 in a waste heat boiler. High pressure steam enters turbine 20 directly from superheater 19 via line 24.

Claims

Part of the coke heat is transferred directly to the recirculating cooling gas passing through the closed cooling chamber and the waste heat system, and part of the coke heat is indirectly transferred to the refrigerant through a cooling surface disposed in the closed cooling chamber with the refrigerant circulation system. The sensible heat is recovered and the refrigerant circulation system includes at least two expansion drums or vapor drums, namely a first drum (I) associated with the waste heat system and a second drum (II) associated with a cooling surface disposed in the cooling chamber. In a method of dry quenching coke in a closed cooling chamber, the drums are operated at different vapor pressures, the pressure of the drum (II) associated with the cooling surface or part of the cooling surface being associated with the waste heat system. Coke dry quenching method characterized by being lower than the pressure of the drum (I).

2. A method according to claim 1, wherein the drum (II) as a hot water generator associated with a cooling surface is operated at a system pressure suitable for the temperature required for the cooling surface.

The method of claim 1 or 2, wherein the drum (II) is operated at an internal pressure of about 5 to 30 bar.

The process of claim 1, wherein the high pressure steam is produced in drum (I) and the pressure is 65 to 120 bar.

3. Process according to claim 2, characterized in that the hot or boiling water produced in the drum (II) is fed to the high pressure drum (I) using a pump.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the low pressure steam necessary for the operation of the feed water degassing apparatus is fed directly from the low pressure drum (II).

The method of claim 1 wherein the cooling surfaces disposed within the cooling chambers are separated into respective zones and connected to drums operated at different pressures.

The method according to claim 1, wherein the water from the feed water degasser is simultaneously supplied to drum (I) and drum (II) operated at different pressures using a multistage pump.

The method according to claim 1, wherein the low or medium pressure steam produced in the drum (II) is superheated and then fed to the turbine in a lateral feed.

The method of claim 1, wherein the drum (I), drum (II), or refrigerant circuits of drum (I) and drum (II) are operated in a natural circulation manner.