Kokszoló üzem

Példa modern kunyhó kokszoló üzemre: Schwelgern (Carbonaria) kokszoló üzem Duisburg- Schwelgernben
Prosper kokszoló üzem in Bottrop : Mine kokszolót működtetett által ArcelorMittal . Kilátás oltótoronnyal és alacsony nyomású gáztartállyal (Thyssen típus)
Videó: Műveletek a töltéstől az oltásig az Anna kokszoló üzemben , 1992
Kilátás kamra kemencébe (1976, Wales)
Kamra kemence: részlet (1942, USA)

Egy kokszoló üzem , koksz és a nyers gázt állítanak elő a szén egy száraz desztillációs folyamat. A szénben lévő illékony komponenseket 900  ° C és 1400 ° C hőmérsékletre melegítve pirolizálják , felszabadítják és elszívják. Körülbelül 70 éve létrehozták a regeneratív tüzelést, amelyben a felszabaduló alkatrészeket a kokszolókemencék tüzelésére használják. A kész kokszon hamu réteg keletkezik. A szén gáztalanítása porózus kokszot képez, amely szinte kizárólag szenet tartalmaz. A nyersgázt frakcionált kondenzációval állítják elő kátrány , kénsav , ammónia , naftalin , benzol és koksz kemencegáz szénszénanyagokra bontva, amelyeket vegyi üzemekben tovább feldolgoznak. Van jelenleg öt Kokszolói működését a németországi (2017).

A kohóban a nyersvas előállításához kokszra van szükség (acélgyártás). Ma ez a fő felhasználás. A kéntartalom jelentősen csökken gázosítással, így kevesebb kén szabadul fel a koksz elégetésekor . A kén nem kívánatos nagyolvasztókban használni, mert jelentősen rontja a vasolvadék minőségét. A koksz ásványi hamu összetevői változatlanok maradnak a nyers szénhez képest.

Történelem és alapismeretek

A vasgyártás kezdeti napjaiban az érc megolvasztására csak szenet használtak . A kezeletlen fosszilis szén (barna és kőszén) vagy a karburálatlan fa nem megfelelő, mert nem érik el a szükséges magas hőmérsékleteket, és az üzemanyagok alacsonyabb tisztasága miatt nem lehet elégséges nyersvas minőséget elérni. A faanyag iránti igény miatt, amelyet szénvé alakítottak a szén kokszolásához használt folyamathoz nagyon hasonló folyamatban , hatalmas földterületek egész földterülete megváltoztatta megjelenését a hatalmas fák erdőirtása révén. Csak a 18. században fejlesztették ki a szén kokszolását, fosszilis szenet használva alapanyagként. Az újonnan létrehozott üzemanyag pótolta a szenet, és lehetővé tette a nyersvas mai tömegtermelését .

A szén levegőhiányos melegítésével az üzemanyag-koksz keletkezik, amely kifejezetten széndúsabb , tisztább és egyenletesebb minőségű, mint a nyersanyag szén.

A kokszolási folyamat ellenőrzött körülményei miatt a termék kokszja a tervezett felhasználástól függően bizonyos követelményekhez igazítható, mint pl.

  • Víztartalom,
  • Hamutartalom,
  • Kéntartalom,
  • Szemcseméret,
  • Erő,
  • Kopás.

A leggyakoribb végtermékek manapság a kohó és az öntödei koksz. A nagyolvasztó koksz egyik fontos tulajdonsága erőssége még magas hőmérsékleten is. Amellett, hogy üzemanyagként szolgál, a kohóban lévő koksz alátámasztja az ércből és aggregátumokból álló teljes anyagoszlopot . A helyén lévő szén megsülne, és megnehezítené a keverék szellőztetését.

Működési folyamat

A Völklinger Hütte kokszoló üzemének kokszolókemencéje
Töltőkocsik a sütő tetején
  • A nyers szén szállítása, keverése, őrlése és bunkerozása
  • A sütő töltelékének felvétele a sütő tetején lévő töltőkocsival
  • Nyissa ki a töltőnyílásokat a kemence tetején
  • A szén egyetlen kokszos kemencébe öntésének folyamata
  • A szenet a kemence elvétől és a szén minőségétől függően töltik meg
  • A sütő légmentesen lezárva
  • Hő
  • Ezt követi a megfelelő porozitás kigázolása és elérése
  • Nyissa ki az első és hátsó sütőajtókat
  • Expressz
  • A kemence oltása és egyben újratöltése

A kemence feltöltése után a rakodó kamion visszahajt a szénbunkerbe, és a folyamat egy másik kemencével kezdődik. Az üzemeltetési eljárásokat oly módon hangolják össze, hogy néhány percenként sajtolási folyamat történhet. A kemence falait folyamatosan melegítik a kokszolási folyamat során keletkező gázzal. A koksz céltulajdonságaitól és a sütő méretétől függően a sütési idő 15 és 30 óra közötti.

Szükséges személyzet / munkahelyek

A fekete oldal zavartalan működése érdekében legalább a következő feladatokat kell kitölteni:

  • Filler - a töltőautót hajtja
  • Einfeger - becsukja és leveti a töltőfedeleket , tisztára söpri a mennyezetet; legalább egy, gyakran két alkalmazott is
  • Ajtó működtető gép oldalán (MS) - működteti a „ajtónyitó” a push-gépen , és tisztítja a mester folyosón
  • Fonógép-kezelő - hajtja és működteti a fonógépet
  • Ajtólemez kokszoldala (KS) - hajtja és működteti a KKF kocsit; megtisztítja a kemencék előtti folyosót
  • Tűzoltókocsi-vezető (nedves oltással, manapság ritkábban fordul elő) - üzemelteti a tűzoltókocsit; talajszintnél a lehető legnagyobb mértékben megtisztítja az oltótornyot
  • Rámpahúzó - működteti a koksz rámpát, azaz Más szavakkal, az oltóautó kokszját egy szállítószalagra irányítják, amely a szűrőüzembe vezet
  • Foreman - irányítja és koordinálja az akkumulátor működését a koksz vagy gázmester utasítása szerint
  • Koksz / gázmester - felelős felügyelő legalább egy kokszolókemence akkumulátorához

A fekete oldala

Gáz sablon

A koksz tényleges előállítása a kokszolóüzem úgynevezett fekete oldalán történik. Az ezen a területen végzett munka során por és kipufogógázok keletkeznek, ami a név megadásához vezetett.

Kokszkemence

A kokszoló kemence a kokszoló üzem központi eleme. A legtöbbször használt vízszintes kemencék (a koksz kilökésekor a mozgás iránya) általában több méter magasak és mélyek, de csak kb. A legmodernebb kemencekamrák térfogata legfeljebb 100 m³ (pl. 0,5 × 6 × 32 m). Rendszerint ezeket a kamrákat úgynevezett kemenceelemekké egyesítik, ahol a kemencekamrák mindig olyan fűtőcsövek között vannak elrendezve, amelyekben a gázokat 1200–1400 ° C-on égetik, és így melegítik a kemence falát. A fűtőgáz a gáztisztító rendszerből származik, amely egyben a kiegészítő visszanyerési rendszer is. Ha nagyolvasztó van a közelben, akkor az alacsony fűtőértékű kemence-gázt használjuk, majd hozzáadunk egy magas fűtőértékű kokszgázt. Körülbelül fél óránként változik az aláfutás a gép oldala és a kisülési oldal között, így a kamrák többé-kevésbé egyenletesen melegednek.

A kokszoló üzem üzembe helyezésének körülbelül három hónapos kezdeti égetési fázisa után a fűtési folyamat folyamatosan zajlik. A túl gyors fűtés vagy az akkumulátor világításának azonnali kikapcsolása elkerülhetetlenül erős hőfeszültségekhez vezet, amelyek helyrehozhatatlanul rombolják a rendszert.

Mint a kohó, a kokszolókemencék belsejét is hőálló tűzálló vagy szilícium-dioxid- téglák szegélyezik. Minden kemencének van három működése szempontjából fontos nyílása, az elülső és a hátsó ajtók, amelyek olyan szélesek, mint a kamrák, és legalább egy töltőnyílás a kemence tetején a kemence szénnel történő feltöltésére, de általában négy ötig a szén körül Hozd a lehető legegyenletesebben a sütőbe, és oszd szét. A behozott szenet egy szintező rúddal simítják. Ez a szintező rúd a fonógépen található, és ez mozgásba hozza.

Sütőtető

Az esseni Zollverein Világörökség részét képező kokszoló üzem korábbi gépoldala
A Schwelgern-kokszoló üzem, a Schalke-i vasgyár töltőkocsija

A kemence teteje nem csak egy kokszoló kemence elemének teteje. A kemence tetején a töltőkocsi előre-hátra mozog a kokszolókemencék egyes töltőnyílásai és egy vagy több szénbunker között . A kemence mennyezetén lévő munkahely nem veszélytelen. A hő, a por, a gázok és a lángok megnehezítik a munkát.

Szénbunker

A rendszer típusától függően egy vagy több szénbunker van a kemence tetején vagy az akkumulátor egyik végén. Egy bunker tartalmazza azokat a szénkészleteket, amelyeket a töltőkamionok hoznak be a kemencékbe. A bunker szén különböző típusú szén keveréke, amelyet a koksz céltulajdonságaihoz igazítottak, és amely szitálás vagy őrlés révén már meghatározott szemcseméretet kapott.

Gépi oldal

A gépoldalt a kokszkemence akkumulátorának az az oldala jelenti, amelyen a forgógép (más néven "tolómozdony") fut (hajt). A fonógép feladata az elkészült kokszos sütemény (a levegő hiányában főzött kokszszén) kinyomása további feldolgozás céljából. Ehhez egy rudat használnak, amelyet nagyon gyakran két vagy három részre osztanak annak érdekében, hogy a kemence teljes hosszában be lehessen haladni. A tolófej ennek a rúdnak az elején található. A gép oldalán lévő kemencék előtti átjárást mesterjáratnak nevezzük. Ez a folyosó a gép oldalán olyan széles, hogy itt nemcsak az „ajtókezelő” végezheti munkáját, hanem a „kokszmester” (más néven „gázmester”) is.

Koksz oldal

A kokszoldal a kokszsütő akkumulátorának az az oldala, amelyre a főtt koksz kiesik a sütőből, és egy átviteli gép segítségével beszáll az oltókocsiba. Annak érdekében, hogy ez problémamentesen megtörténhessen, ide vezet a „kokszkalács-vezető kocsi”, más néven KKF. Gépész (ajtókezelő) működteti a gépet, és a megfelelő kemencéhez hajt. Amikor az összes biztonsági jelzés zöld, az ajtót a KKF-mel nyitják. A KKF ezután a "kádat" a helyére mozgatja. A modern kokszoló üzemekben ezt a folyamatot teljesen automatikusan irányítják. Ez a kád csak a koksz sütemény vezetője, a sütőtől a folyosón át a tűzoltó járműig.

  • A Schwelgern kokszolóüzem transzfergépe, Schalker Eisenhütte

  • A schwelgerni kokszoló üzem tűzoltóautója

  • A Prosper kokszoló üzem oltópályája a kokszszállító géppel (KÜM) az oltókocsi pálya felett

  • A tűzoltógép feltöltése

Kokszoltás

A folyamatmenedzsment megkülönböztető jellemzője a kokszoltás típusa. Amint a légköri oxigénnel való érintkezés a nyitással létrejön, a koksz égni kezd a még meglévő hőmérsékleten. Ennek megakadályozása érdekében gyorsan ki kell oltani és lehűlni kell.

  • izzó koksz az oltás útján

  • Hajtson az oltótoronyhoz

  • a nedves folyamat során eloltott koksz

  • A kioltott koksz egy ideig ellenőrzésként a bunkerben marad

Ez a hűtés a következő módszerekkel hajtható végre:

Nedves kokszos hűtés

  • Az oltáshoz kb. 2 m³ vízre van szükség egy kokszhoz.
  • A hőenergia elvész.
  • az oltóvíz körülbelül egyharmada elpárolog.
  • A főleg porral, vízgázzal és hidrogén-szulfiddal szennyezett vízgőz problémás tisztítása

1986-ban a nedves koksz hűtési folyamatának mért értéke 200 és 2000 g közötti por volt egy koksz kokszonként. A modern CSQ (Coke Stabilizing Quenching) eljárásban csak 10-15 g / t várható.

Száraz kokszos hűtés

(többnyire nitrogénnel, mint inert gáz )

  • lehetővé teszi az energia visszanyerését (hő, áramtermelés)
  • nincs vízfogyasztás
  • kevesebb por keletkezik
  • magasabb kokszminőség az alacsonyabb víztartalom miatt
  • drága felépíteni és fenntartani

A száraz hűtés 3-5 év után megtérül.

A fehér oldal

Fő cikk: Szén-újrafeldolgozó üzem

A 19. század közepén a kokszkemence gázaiból a vegyipar számára értékes nyersanyagokat kezdtek kinyerni . A gázmosás és a különféle anyagok elválasztásának feladatát ellátó rendszerelemeket általában a gép oldalán építik fel, és a kokszoló kemencegázzal együtt a gázfogadóban lévő vastag csöveken keresztül látják el. Itt általában nincs por vagy más látható szennyezés, ezért a "fehér" oldalsó vagy szén-újrafeldolgozó üzem neve . A gázszívó berendezés néven ismert fúvót használjuk a nyersgáz kivonására a gáztartályból, majd a segédvisszanyerő rendszereken keresztül történő továbbítására. Itt döntő fontosságú, hogy a gázellátást enyhe (2 mbar és 5 mbar közötti) nyomás alatt tartsuk  . A negatív nyomás elősegítené a légköri oxigén behatolását, és ezáltal robbanásveszélyt okozna. Ha a gázszívó berendezés megzavarodik, az fellángol.

Először a nyers kokszkemencegázt lehűtjük , majd úgynevezett gázmosókban mossuk. Ezt követően a további feldolgozás egyes kimosott komponenseit a következő melléktermékek előállításához a megfelelő gyártási folyamatokba táplálják:

Melléktermékek

A jelenlegi kokszolóüzem (2005)

Prosper kokszoló üzem aktív oltótoronnyal
Schwelgern kokszoló üzem

A koksz világpiaci ára erősen ingadozik. 2002-től 2004-ig a kínai koksz világpiaci ára a globális acél fellendülés következtében körülbelül 80 dollárról 350 dollárra emelkedett, ami az ár több mint négyszerese, háromszorosára nőtt az acél ára ugyanebben az időszakban.

Ugyanakkor, a kínai, a Ruhr-vidék lebontották a modern Kaiserstuhl kokszoló üzem a Dortmund . Az utolsó német kokszhűtéses üzemben hiányzott a garantált értékesítés, miután a Thyssenkrupp csoport leállította nyersvas- és acélgyártását Dortmundban, és Duisburgban koncentrálta.

A Ruhr térségében megmaradt három kokszolóüzem, a Bottrop Plant Prosper kokszolóüzem , a Schwelgern kokszolóüzem és a Hüttenwerke Krupp Mannesmann kokszolóüzem három éve dolgozik kapacitáskorlátján. A Duisburgtól délre fekvő Hüttenwerke Krupp Mannesmann ( Huckingen ) kokszoló üzeméhez 2005. június 3-án egy újabb akkumulátor bővítésének jóváhagyására irányuló kérelmet nyújtottak be a düsseldorfi kerületi kormányhoz. A jóváhagyást 2006. január 13-án adták meg. 2014. március 29-én megnyomták az első kokszot, és üzembe helyezték a kokszoló üzem bővítését.

2005 decemberében a központi kokszoló üzem, a Saar GmbH, Dillingen átszervezéséről határoztak . A koncepció új harmadik akkumulátor építését tervezi. Üzembe helyezés után a régi 1. számú akkumulátort felmelegítik és újjáépítik. A második régi akkumulátor ekkor kimerül.

Kapcsolódó cikkek

irodalom

  • A gázipar kézikönyve , különösen az 1. kötet „ Gáztermelő kemencék”, Dr.-Ing. Horst Brückner et al., R.Oldenbourg kiadó, München / Berlin 1938
  • Walter Buschman: Collieries és kokszoló üzemek a rhenishi széniparban. Aachen körzet és Ruhr nyugati területe . Mann, Berlin 1998, ISBN 3-7861-1963-5
  • Dietmar Osses: szén, koksz, kultúra. A Zollverein colliery kokszoló üzemei . Alapítvány az ipari műemlékek és a történelmi kultúra megőrzéséhez , Dortmund, kb. 2002, ISBN 3-935783-09-4
  • Franz Michael Ress: a kokszolástechnika története . Glückauf, Essen 1957
  • Fritz Schreiber: A kokszipar alakulása és jelenlegi helyzete Alsó-Sziléziában . Springer, Berlin 1911 ( digitalizált változat )
  • Michael Farrenkopf (Szerk.): Koks. Egy forrás története , 2 kötet. Német Bányászati ​​Múzeum, Bochum, 2003.

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ Uhde: Kompetencia és know-how hagyomány szerint - A kokszgyártás technológiájának új dimenziója  (az oldal már nem érhető el , keresés az internetes archívumokban )  Információ: A linket automatikusan hibásként jelölték meg. Kérjük, ellenőrizze a linket az utasításoknak megfelelően, majd távolítsa el ezt az értesítést. (PDF; 3,9 MB)@ 1@ 2Sablon: Toter Link / www.thyssenkrupp-uhde.de  
  2. ^ Rolf Peter Sieferle : A föld alatti erdő. Energiaválság és ipari forradalom. München 1982
  3. ↑ Japán és Kína közötti technológiaátadás esettanulmánya a vas- és acéliparban ( Memento 2006. május 12-től az Internet Archívumban ) (angol nyelven; PDF; 3,3 MB)
  4. ↑ Theo Payer, Wilhelm Baum: Gáztisztítás és melléktermékek kinyerése ( Memento 2016. január 28-tól az Internetes Archívumban ) (PDF; 5,0 MB)
  5. ↑ Stefan Willeke: "Mo úr beszerzi a gyárat - Dortmundból Kínába költözik a világ legmodernebb kokszolója" In: DIE ZEIT 40. szám, 2004. szeptember 23.

web Linkek

Commons : Kokszolókemencék és kokszolókemencék  - képek, videók és hangfájlok gyűjteménye
Wikiszótár: Kokerei  - jelentésmagyarázatok, szóeredet, szinonimák, fordítások