用二氧化碳干式冷却焦炭并且随后使用所产生的一氧化碳的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用二氧化碳干式冷却焦炭并且随后使用所产生的一氧化碳的方法，在该方法中煤循环地转化成焦炭并且该焦炭在焦化炉已卸载后被引入一个冷却器中，并且将二氧化碳引入该冷却器中进行干式冷却，使得一种鲍多尔德反应产生一氧化碳，并且使用该所产生的一氧化碳加热该焦化炉。该方法允许利用用于产生一氧化碳的焦化过程中出现的热量，该一氧化碳进而用于加热，使得总体可以获得极平衡的全过程热量收支。
【专利说明】用二氧化碳干式冷却焦炭并且随后使用所产生的一氧化碳的方法
[0001]本发明涉及一种借助于二氧化碳干式淬灭焦炭并且随后使用所产生的一氧化碳的方法，所述方法涉及煤到焦炭的循环焦化，该焦炭在从焦炉中排出之后被传送到一个淬灭装置中并且将二氧化碳引入该淬灭装置中进行干式淬灭，由此经由一个鲍多尔德反应产生一氧化碳，并且使用该所产生的一氧化碳加热该焦炉。这种方法允许焦化期间所产生的热量用于产生一氧化碳，该一氧化碳进而可以用于加热过程中，由此大体上在整个过程中获得极均衡的热平衡。
[0002]大多数产生焦炭的方法在大型焦炉群或焦炉组中进行，这些大型焦炉群或焦炉组包括常规焦炉室或“热回收”或“非回收”型焦炉室。在常规焦炉室中，收集并处理焦化气体，而“热回收”或“非回收”型焦炉组中的焦化气体则在焦炉中进行燃烧以加热所述炉。在此，在许多实施例中，焦炉的加热以若干个步骤在焦炭饼上方的气体空间中和在焦炉室下方的焦炉炉底中实施。
[0003]循环地执行焦化过程，循环为装入、焦化、排出以及淬灭。在焦化之后，在约1100°C的温度下将焦炭推出焦炉室。将它推出进入淬灭车中，该淬灭车收集焦炭饼并且将它运送到淬灭装置中。在许多实施例中，这个淬灭装置是一个湿式淬灭塔，在该湿式淬灭塔中用水喷雾焦炭饼，水会蒸发并且使焦炭饼冷却到低于焦炭着火温度的温度，使得可以将焦炭饼露天运送而不会造成危害。在淬灭之后，焦炭饼中焦炭的温度分布不均匀，但通常小于100℃。 [0004]DE19614482C1提供了湿式淬灭塔的一个实施例。这个传授内容描述了一种在焦化煤的方法中使用位于具有给水装置的淬灭塔中的焦炭流槽和焦炭转移溜槽湿式淬灭热焦炭的设备。另一方面，溜槽安装于底端装备有焦炭排出装置和排水瓣的焦炭淬灭车上。将给水系统直接安置于转移溜槽处并且倒入焦炭淬灭车中，该焦炭淬灭车可以被水密密封并且装备有控制系统，该控制系统在进给水时使焦炭排出瓣保持水密关闭，并且一旦给水已完成即打开排水瓣。当使用水进行淬灭时，焦炭饼中所储存的所有热能均损失而不会加以使用。
[0005]由于这个原因，近来已日益努力使用气体代替水以干式淬灭热焦炭。在此，使气体穿过热焦炭并且进行收集或提取直到焦炭已冷却到低于它的着火温度的温度。通常使热气体穿过热回收单元，在该热回收单元中产生蒸汽，由此回收热能。接着可以使用蒸汽驱动辅助单元或产生电力。出于这些目的，通常使用惰性气体，如氮气或高炉气体。
[0006]W09109094B1描述了一种在淬灭室中借助于循环淬灭气体干式淬灭焦炭的方法，所述方法允许对来自焦炭的气体速度进行调节，使得所夹带的焦炭粉尘颗粒的粒径小于3mm,并且在热淬灭气体进入废热锅炉中时所夹带的焦炭粉尘的粒径小于Imm,所述方法涉及使这种气体穿过由淬灭室和前室组成的装置，该前室具有大致相等尺寸的圆形横截面和由金属制成的圆筒形外壳，并且具体来说淬灭室的顶部处于倾斜位置使得它产生热气体通道，由此使焦炭堆上方的环形气体通道的横截面增加足以允许在淬灭期间对热淬灭气体的气体速度进行调节，使得它在整个长度上保持实质上均匀。[0007]W08602939A1描述一种使用淬灭气体的干式焦炭淬灭方法，所述方法涉及将焦炭和淬灭气体以对流方向进给穿过两阶段淬灭器，第一阶段涉及淬灭到约800°C的焦炭温度并且进给穿过第二淬灭阶段的淬灭气体含有蒸汽，由此使淬灭气体回路与热处理步骤直接偶联，在该热处理步骤中添加蒸汽使得炭基本上不烧尽，这种情况由以下来实现:第一淬灭阶段中的淬灭仅通过热交换器壁通过焦炭与冷却剂之间的间接热交换进行并且第二阶段中的淬灭仅借助于含有蒸汽的淬灭气体实施。
[0008]用于干式焦炭淬灭的现有技术水平的方法可包括多个实施例。EP0317752A2描述一种改良焦炭干式淬灭器的性能的方法，该方法涉及热焦炭在进入淬灭炉身之前发生分解。DE3030969A1描述一种干式淬灭热原焦的方法，将热原焦推出焦炉群的腔室并且排于淬灭室中，在该淬灭室中借助于与淬灭剂直接或间接接触或两者将热原焦淬灭，并且由此在原焦进入淬灭室之前将它预分类成两个或更多个粒度级，并且使个别粒度级在单独的淬灭室中经受淬灭。
[0009]另外的实施例涉及淬灭气体的热回收或清洁。DE2435500A1描述一种使用过热废热蒸汽预先加热焦化煤的方法，该过热废热蒸汽是在干式焦炭淬灭器中通过焦炭在它的最高温度水平下释放它的一些热量到蒸汽夹套壁而产生。DE3217146A1描述一种使焦炭干式淬灭器的回路气体除尘的装置，在该装置中进气通道和出气通道经安置彼此成直角，出气通道直接通过锥形扩口与整合到气体回路中的废热回收锅炉的入口连接，并且具有倾斜粉尘排出区的粉尘收集室是位于进气通道的相对侧。
[0010]然而，所述方法和它们的实施例的缺点在于:在淬灭期间焦炭的热量不能被回收或焦炭的热量仅可以被效率低地回收，这是因为在淬灭期间会产生大的气体体积并且需要使该大的气体体积穿过热回收单元就会使淬灭有技术困难或经济效率低下。由于这个原因，利用所推动的焦炭中存在的热量将为有利的，这是通过使这种能量以化学形式可获得的吸热化学反应来实现。
[0011]一种适合的吸热化学反应为鲍多尔德反应。为进行这种反应，使二氧化碳(0)2)穿过热焦炭，该热焦炭与该二氧化碳反应以形成一氧化碳(CO)。这种反应为吸热的并且应写为:
【权利要求】
1.用于干式淬灭焦炭(2)的方法，其中 ?在一个焦炉(I)中通过借助于一种高发热气体加热来加热煤(2)并且通过循环焦化获得焦炭(2)，该焦化完成时将所述焦炭推出进入一个焦炭淬灭车(6)中，并且 ?将该炽热的焦炭(2)用一个焦炭淬灭车(6)运送到一个焦炭淬灭装置(7)中，在该焦炭淬灭装置中借助于一种淬灭气体(8)将所述炽热的焦炭(2)淬灭到低于着火温度的温度，并且 ?将二氧化碳(8，CO2)用作淬灭气体(8)，该二氧化碳与该炽热的焦炭(2)至少部分反应以根据鲍多尔德(Boudouard)反应形成一氧化碳(9, CO), 其特征在于 ?因为在一个焦炭淬灭装置(7)中进行该干式淬灭，所以收集所获得的含有一氧化碳的淬灭气体(9)，并且 ?使该所获得的气体混合物(9)至少部分回到该焦炉(I)中以用该一氧化碳(CO)加热所述炉。
2.根据权利要求1所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于将蒸汽添加到该淬灭气体(8)中。
3.根据权利要求2 所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于在焦炭饼(5a)的上方并在流动方向的下游将该蒸汽添加到该焦炭淬灭装置(7)中，使得随后可以进行一种使剩余二氧化碳(8)转化成一氧化碳(9)的反应。
4.根据权利要求1到3中一项所述的干式淬灭焦炭(2)方法，其特征在于在该淬灭气体(8)穿过该焦炭饼(5a)之后将液态水喷雾到该淬灭气体中，使得随后可以进行一种使剩余二氧化碳(8)转化成一氧化碳(9)的反应。
5.根据权利要求1到4中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于在将用以加热该焦炉(I)的该一氧化碳(9)进给到该焦炉(I)之前使一种含烃燃料气体与所述一氧化碳(9)混合。
6.根据权利要求5所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于该燃料气体为天然气。
7.根据权利要求5所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于该燃料气体为来自一种高炉工艺的高炉气体。
8.根据权利要求5所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于该燃料气体为焦炉气体。
9.根据权利要求1到8中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于使该一氧化碳(9 )在进给到该焦炉(I)进行加热之前经受一种热回收工艺(11)。
10.根据权利要求9所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于在该热回收工艺(11)期间产生蒸汽。
11.根据权利要求1到10中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于将用于淬灭的该二氧化碳(8)分成至少两份物流，其中一份二氧化碳物流(8)从下方进给到该焦炭淬灭装置(7)中并且另一份二氧化碳物流(8)进给到该焦炭淬灭装置(7)的一部分中，在该焦炭淬灭装置的一部分中该有待淬灭的焦炭(5a)具有500°C到900°C的温度。
12.根据权利要求1到11中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于为该焦炭(2)来源并且通过该一氧化碳(9)加热的该焦炉群(I)为一个“热回收”型焦炉群(I)。
13.根据权利要求1到11中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于为该焦炭(2)来源并且通过该一氧化碳(9)加热的该焦炉群(I)为一个“非回收”型焦炉群(I)。
14.根据权利要求1到11中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于为该焦炭(2)来源并且通过该一氧化碳(9)加热的该焦炉群(I)为收集并且处理焦化气体(12)的一个焦炉群(I)。
15.根据权利要求1到14中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于使来自该焦炉(I)的该废气(12)或焦化气体经受气体洗涤(13)，在气体洗涤中从该废气(12)中洗涤出二氧化碳(13b)并且将该所获得的二氧化碳(13b)添加到用于淬灭该焦炭(5a)的该二氧化碳(8)中。
16.根据权利要求1到15中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于该焦炭淬灭装置(7)为一个焦炭淬灭炉身。
17.根据权利要求1到15中一项所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于该焦炭淬灭装置(7)为一个焦炭淬灭室。
18.根据权利要求17所述的干式淬灭焦炭(2)的方法，其特征在于该焦炭淬灭室(7)装备有一个前室。
【文档编号】C10B39/02GK103917627SQ201280049715
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2011年10月12日
【发明者】H·蒂勒尔特 申请人:蒂森克虏伯工业解决方案股份公司