Einführung in die Ausrüstung für den Prozess der Trockenabschaltung
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Ich bitte um eine Einführung in die Ausrüstung für den Prozess der Trockenabschaltung – vielen Dank im Voraus!
Inhalt von Ryn (Nummer 113866): Merkmale einiger typischer Verfahren zur Trockenabschaltung von Kokskohle sowie der aktuelle Stand der Technologie zur Trockenabschaltung von Kokskohle in China! Erster Teil: Kurze Einführung in die Merkmale einiger typischer Prozesse zur trockenen Kohleabschwelzung! I. Eigenschaften der Trockenabschirmungstechnologie der deutschen Firma ISOA
Die Eigenschaften der von der deutschen Firma TSOA entwickelten Trockenabschirmungstechnologie sind wie folgt:
(1) Der Trockenabschirmungsofen ist quadratisch gestaltet ； (2) Zwischen dem Trockenabschaltofen und dem Kessel wird kein Primärstaubfilter eingesetzt ； (3) Die Zirkulationslüfter verfügen über eine Frequenzumrichtersteuerung ； (4) Es wird eine schrittweise Schwungbewegung zur Entfernung des Kokses verwendet, um eine gleichmäßige Temperatur bei der Entfernung des Kokses zu gewährleisten. Der quadratische Trockenöfen, der von der Firma TSOA entworfen wurde, verjüngt sich zwischen dem Vorratsbereich und dem Kühlbereich auf 25 % der ursprünglichen Querschnittsgröße. Der Vorratsbereich wird dabei von einer Stahlkonstruktion getragen – das unterscheidet ihn deutlich von den runden Trockenöfen. Aufgrund der Verengung zwischen dem Vorratsbereich und dem Kühlbereich hat der Kokskern im Kühlbereich eine kegelförmige Struktur, wodurch viel Platz entsteht. Die Geschwindigkeit der zirkulierenden Gase nimmt an dieser Stelle ab; die größeren Kokskörner setzen sich dabei im Ofen ab. Laut TSOA sind die größten Kohlenkörner, die mit dem Zirkulationsgas aus dem Trockenabschreckofen austritt, 0,5–1 mm groß. Das ist auch ein wichtiger Grund dafür, warum TSOA bei der Konstruktion des Trockenabschreckofens für Kokskohle auf einen Staubfilter zwischen dem Ofen und dem Kessel verzichtet hat. Der untere Teil des quadratischen Trockenöfen besteht aus 12 Kammern. In diesen befinden sich 12 hydraulisch angetriebene Mechanismen zur Entnahme des abgekühlten Kohlenstoffs. Zudem sind dort Thermoelemente vorhanden, die die Temperatur des Kohlenstoffs überwachen. Sobald die Temperatur in einer bestimmten Kammer auf einen Wert fällt, der es ermöglicht, den Kohlenstoff aus dieser Kammer zu entnehmen, öffnet sich das Ventil des zugehörigen Mechanismus. Dadurch wird eine gleichmäßige Temperatur bei der Entnahme des Kohlenstoffs gewährleistet. Das Unternehmen TSOA installiert Kühlwände im oberen Bereich der Kühlzone des Trockenofens. Im Trockenabschaltofen wird das Rote Kokskohle nicht nur durch die zirkulierende Kühlgasströmung gekühlt, sondern auch 30 Prozent der Wärme wird vom kalten Wasser in den Kühlwänden aufgenommen. Im Grunde kann man die Kühlwände als Teil des Kessels betrachten. Der Vorteil der Verwendung von Kühlwänden besteht darin, dass die Menge an zirkulierendem Kühlgas reduziert werden kann – um etwa 20 %. Dadurch sinkt auch der Energieverbrauch der Zirkulationslüfter, was wiederum die Betriebskosten verringert ； Der Nachteil ist, dass dies eine erhöhte Wartungsaufwand mit sich bringt. Wenn das Wasser in den Kühlrohren nicht richtig kontrolliert wird, kann es in den Trockenoxidationsofen gelangen. Dies kann erhebliche Schäden am Trockenoxidationsgerät verursachen – sogar Unfälle. Natürlich können die Trockenöfen, die von der Firma TSOA entworfen werden, auch ohne Kühlwände auskommen. II. Eigenschaften der Trockenabschaltungstechnologie von Nippon Steel in Japan Die Eigenschaften der von Nippon Steel entwickelten Trockenabschaltungstechnologie sind wie folgt: (1) Der Trockenabschaltofen ist rund gestaltet ； (2) Die Einbaueinheit verfügt über einen Materialbehälter ； (3) Kontinuierliche Entfernung des Kohlenstaubs mit einem drehbaren Dichtungsventil ； (4) CO in den Gasmassen des vollständigen Verbrennungszyklus ； (5) Zirkulationslüfter ohne Drehzahlregelung ； (6) Es wird eine rotierende Brennkammer zur Zufuhr von Brennstoff verwendet. Eine Befüllanlage mit Masseuhr trägt dazu bei, dass der rote Koks im Trockenöfen gleichmäßig verteilt wird. Dadurch wird auch eine gleichmäßige Abkühlung des Koks erreicht. Zudem kann die Menge an Zirkulationsluft verringert werden, wodurch der Stromverbrauch der Zirkulationslüfter gesenkt wird ； Anstelle des ursprünglichen intermittierenden Kohleentladeverfahrens wird in der Kohleentladeanlage ein drehbarer Dichtungsventil verwendet. Dadurch kann die Höhe des Systems zur trockenen Kohleabscheidung um etwa 4 m verringert werden, was wiederum die Baukosten senkt. Zudem wird so eine kontinuierliche Kohleentladeung ermöglicht. Der Trockenkohlenöfen-Entschlackungsprozess, der von Nippon Steel entwickelt wurde, nutzt eine Methode zur vollständigen Verbrennung von H2 und CO im Zirkulationsgas. Das überschüssige Zirkulationsgas kann direkt abgeleitet werden. Laut Nippon Steel beträgt der Verlust an Kohle bei unvollständiger Verbrennung 6–7 kg/t, während er bei vollständiger Verbrennung 9,9 kg/t beträgt. Theoretisch gesehen machen die Kohlekörner mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm 20 % aus, während die Kohlekörner mit einem Durchmesser von weniger als 20 mm 80 % ausmachen. Somit handelt es sich in Wirklichkeit meist um pulverförmige Kohle. Die Messungen von Nippon Steel bezüglich der Trockenabschaltung der Kocheöfen Nummer 3 und 4 in Guangyuan zeigen, dass 82,1 % der verbrannten Kohlenkörner einen Durchmesser von weniger als 25 mm aufwiesen ； Wenn der verbrannte Koks 1 % der Gesamtmenge des geladenen Kokses ausmacht, beträgt die Tiefe der Verbrennung an der Oberfläche der großen Koksstücke nur 22 mm. Zwischen dem Eingang der zirkulierenden Gase in den Trockenaschenbecher und dem Ausgang des Ringofens gibt es einen Umleitungsweg, der hauptsächlich dazu dient, die Temperatur der in den Kessel strömenden zirkulierenden Gase zu senken. Dadurch soll verhindert werden, dass eine zu hohe Temperatur der zirkulierenden Gase negative Auswirkungen auf den Kessel hat. Allerdings ist dieser Umleitungsweg nicht ständig geöffnet. Nippon Steel ist der Ansicht, dass bei Zirkulationsläufern keine Drehzahlregelung notwendig ist. Solange die Dauer des Ausfalls der Kohlezufuhr innerhalb der im Design vorgesehenen Zeit liegt, muss die Drehzahl des Zirkulationslüfters nicht reguliert werden. Deshalb wird bei diesen Lüftern nur eine Klappeneinrichtung verwendet, um eine grobe Regulierung der Luftmenge zu ermöglichen. Nippon Steel ist der Ansicht, dass für einen einzigen Staubabscheider keine Trennwand erforderlich ist – und das hängt damit zusammen, dass Nippon Steel bei der Trockenkohleabscheidung eine vollständige Verbrennung anstrebt ； Außerdem ist Nippon Steel der Ansicht, dass bei einem einzigen Staubfilter ohne Trennwand die Partikel mit einer Größe von mehr als 1 mm aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft zur Ruhe kommen können. Für den Kessel hingegen sind nur die Partikel mit einer Größe von mehr als 1 mm schädlich. Bei einem Staubfilter ohne Abschirmwand kann der Lagertank erheblich kleiner sein, was die Baukosten senkt. Zudem ist die Wartung einfacher. Allerdings sind die meisten Primärstaubfilter für das Trockenabschrecken von Koks, die von Nippon Steel entworfen wurden, mit Trennwänden ausgestattet. III. Technische Eigenschaften der Trockenabschaltung der Koksofen Nummer 7 und 8 bei Wuhan Iron and Steel Group Bei der Trockenabschaltung der Koksofen Nummer 7 und 8 wird die Technologie von Nippon Steel verwendet. Allerdings wurden in einigen Aspekten Verbesserungen vorgenommen, wodurch diese Anlagen auf einem relativ fortschrittlichen Niveau stehen. Die technischen Eigenschaften sind wie folgt: (1) Der Trockenabschaltofen ist rund gestaltet ； (2) Der Einsatz von kreisförmig drehbaren Brennkammern trägt dazu bei, eine gleichmäßige Zufuhr von Brennstoff zu gewährleisten ； (3) Die Einrichtung verfügt über einen fortschrittlichen, kreuzförmigen Materialbehälter, der eine gleichmäßige Befüllung mit Kohle ermöglicht und gleichzeitig den Luftheber des Trockenabschaltofens schützt ； (4) Eine Anlage zur kontinuierlichen Entfernung von Kohle mit Drehverschlussschaltern ermöglicht eine gleichmäßige Entfernung der Kohle ； (5) Die Zirkulationslüfter verfügen über eine Frequenzumrichtersteuerung, was eine präzisere Regulierung des Durchflusses der Zirkulationsgase ermöglicht ； (6) Der zweite Staubfilter verwendet Mehrrohr-Tornadoschläuche, was zur Steigerung der Effizienz bei der Entfernung von Staub aus dem zirkulierenden Gas beiträgt ； (7) Es ist ein Vorwärmgerät für das Zuleitwasser vorgesehen, um die in den Trockenofen strömende Zirkulationsgas noch weiter abzukühlen ； (8) Vollständige Verbrennung von H und CO in den Zyklagasen. Die kreisförmig drehbaren Kokskessel nutzen den gesamten Inhalt des Kessels aus, was einer gleichmäßigen Verteilung des Kokses im Inneren des Kessels zugutekommt. Dadurch kann das Gewicht des Kokskessels verringert werden, wodurch wiederum die Leistung des Hebezeugs gesenkt wird. Zudem kann die Lebensdauer des Auskleidungsmaterials im Kokskessel verlängert werden. Die mit einem fortschrittlichen, kreuzförmigen Materialbehälter ausgestattete Befüllanlage trägt dazu bei, dass das Roheisen gleichmäßig im Inneren des Trockenofens verteilt wird. Sowohl diese Befüllanlage als auch die rundlichen, drehbaren Kohlebehälter tragen dazu bei, den Luftdurchfluss zu verringern – dadurch wird auch der Stromverbrauch der Lüftungsanlagen gesenkt. Ein kontinuierliches Kohleentladeverfahren mit dicht schließenden Rotationsverschlüssen kann die Leckagen des Zirkulationsgases verringern ； Je nach Höhe des Materialstandes im Vorratsbereich des Trockenöfen kann die Menge an Kohle, die abgegeben wird, mithilfe eines Schwingförderers sehr präzise gesteuert werden. Dadurch kann die abgekühlte Kohle in festgelegten Mengen und kontinuierlich abgeführt werden ； Durch Zirkulationslüfter mit Frequenzumrichter kann auch der Durchfluss des Zirkulationsgases recht präzise geregelt werden. Eine konstante, präzise Menge an Kohlenstaub sowie ein genauer Durchfluss des Zirkulationsgases tragen dazu bei, die Temperatur am Eingang der Boiler zu stabilisieren und den Betrieb der Trockenkohlenstaubverbrennungsboiler zu sichern. Ein Filter mit Abschirmwand kann die groben Kohlenstaubpartikel aus dem zirkulierenden Gas entfernen, wodurch sichergestellt wird, dass die Konzentration an Kohlenstaubpartikeln im zum Kessel strömenden Gas bei 10–12 g/m³ liegt. Zudem ist der Durchmesser der Kohlenstaubpartikel kleiner als 1 mm – dadurch wird die Abnutzung der Wärmeübertragungsröhren im Kessel verringert. Am Boden des Staubabscheiders befinden sich 4 wassergekühlte Rohre, die zur Kühlung sowie zum Abtransport des Koksstaubs dienen. Das aus dem Kessel strömende Zirkulationsgas durchläuft einen fortschrittlichen Mehrrohr-Turbinalstaubsauger, wodurch der größte Teil der feinen Kohlenstaubpartikel entfernt wird. Dadurch kann die Konzentration des Kohlenstaubs im Zirkulationsgas unter 1 g/m³ liegen – dadurch entfällt die Gefahr für die Zirkulationsluftpumpe. Im Vergleich zu mehrstufigen Wirbelstaubsaugern weisen Mehrrohr-Wirbelstaubsauger eine bessere Reinigungseffizienz auf. Zudem nehmen sie weniger Platz in Anspruch, es werden weniger Rohre sowie Stahlkonstruktionen benötigt – dadurch können die Baukosten gesenkt werden. Der Wasservorwärmer besteht von oben nach unten aus dem Obergehäuse, dem oberen Abschnitt, dem unteren Abschnitt sowie dem Untergehäuse, wobei der obere und der untere Abschnitt als Rohrgehäuse-Wärmeaustauscher fungieren. Das zirkulierende Gas wird durch die Zirkulationsluftpumpe unter Druck gesetzt und tritt anschließend horizontal vom unteren Gehäuse in den Wasservorwärmerraum ein. Dort findet ein Wärmetausch mit den Rohrgehäuse-Wärmetauschern im unteren und oberen Bereich statt. Danach strömt das Gas wieder aus dem oberen Gehäuse des Wasservorwärmerraums heraus. Der Vorwärmer für das Zuleitwasser hat zwei Funktionen: Erstens dient er dazu, die Temperatur der zirkulierenden Gase, die in den Trockenofen gelangen, weiter zu senken. Dadurch kann die Temperatur von etwa 180 °C am Auslass der Zirkulationsluftpumpe auf etwa 130 °C gesenkt werden. Dies verbessert wiederum die Kühlwirkung auf den Kokskohle und verringert außerdem den Durchfluss der zirkulierenden Gase ； Zweitens wird die Wärme des zirkulierenden Gases weiter genutzt, um so die Menge an Dampf zu verringern, die für den Entoxidierer benötigt wird. Ein Vorteil der Methode, bei der H2 und CO im Zyklengas vollständig verbrannt werden, ist, dass das überschüssige Zyklengas direkt abgegeben werden kann ； Zweitens kann die Eintrittstemperatur der zirkulierenden Gase in den Kessel erhöht werden, wodurch die Dampferzeugungskapazität des Kessels gesteigert wird ； Drittens wird die Korrosion des Kessels durch das zirkulierende Gas verringert. Teil 2: Der aktuelle Stand der Technologie zur Trockenabschaltung von Kokskohle im Inland! Seit Anfang der 1980er Jahre hat Baosteel in mehreren Phasen Anlagen zur Trockenabschaltung von Kokskohle aus Japan eingeführt. Derzeit sind insgesamt 6 solcher Anlagen in Betrieb. Die Nutzung dieser Anlagen unterscheidet sich jedoch von Betrieb zu Betrieb. Im Folgenden wird die Situation der Anlagen zur Trockenabschaltung von Kokskohle in den verschiedenen Betrieben beschrieben: 1. Baosteel: Um mit den 12×50-Loch-Koksofen (6 m) umzugehen, baute Baosteel insgesamt 12 Anlagen mit einer Kapazität von jeweils 75 t/h. Dadurch kann jährlich 5,1 Millionen Tonnen Kokskohle verarbeitet werden. Der Bau der Anlagen erfolgte in drei Phasen. Die erste Anlage zur trockenen Kokzereifertigung mit einer Kapazität von 4×75 t/h wurde im Mai 1985 in Betrieb genommen. Die zweite und dritte Anlage wurden jeweils im Juni 1991 sowie im Dezember 1997 in Betrieb genommen. Die Anlage zur trockenen Kokzereifertigung wurde komplett aus Japan importiert ； Die Anlage zur trockenen Kohleabschwefelung in der zweiten Phase wurde auf der Grundlage der Erkenntnisse aus der ersten Phase entwickelt und hauptsächlich in unserem Land selbst entworfen und gebaut. Der Anteil der inländisch hergestellten Komponenten am Gesamtgewicht der Anlage beträgt 80 Prozent; einige wichtige Komponenten werden aus Japan importiert ； In Phase 3 wurden mit Ausnahme einiger weniger Schlüsselelemente, die aus Japan importiert wurden, die überwiegende Mehrheit der Geräte im Inland hergestellt; der Anteil an inländisch hergestellten Geräten liegt bei über 90 %. Baosteel verwendet ausschließlich die trockene Kohlenabschaltung und nicht die feuchte Methode als Alternative; es wird ein Produktionsmodell mit „drei in Betrieb und einer als Reserve“ angewandt. 2. Trockenabschirmung von Kokskohle in der Pudong-Gasfabrik
Um die Abschirmung der Kokskohle in den Koksofen zu ermöglichen, die jährlich 560.000 t Kokskohle produzieren, importierte die Pudong-Gasfabrik im Jahr 1984 aus der Sowjetunion eine Anlage zur trockenen Abschirmung von Kokskohle mit einer Kapazität von 2×70 t/h. Das Staatliche Designinstitut für Kokereiwerkstechnik in der Sowjetunion war für die grundlegende Planung dieser Anlage verantwortlich. Das Anshan-Kokerei- und Keramikforschungsinstitut sowie das Shanghai-Institut für Chemische Technologie wirkten an der weiteren Planung der Anlage mit. Das Anshan-Kokerei- und Keramikforschungsinstitut übernahm außerdem die Gesamtplanung des Baus der Anlage. Mit den Bauarbeiten wurde im Dezember 1991 begonnen; die Anlage wurde im Dezember 1994 fertiggestellt und in Betrieb genommen. Das gesamte Set an Anlagen zur Trockenabschaltung von Kokskohle wurde aus Russland importiert, wobei die feuchte Abschaltung als Reserve beibehalten wurde. 3. Trockenabschaltung von Kokskesseln bei Jiugang: Um die Abschaltung der Kokskessel zu ermöglichen, die jährlich 1,1 Millionen Tonnen Kokskohle produzieren, importierte Jiugang im Jahr 1994 Anlagen zur trockenen Abschaltung mit einer Kapazität von 2×70 t/h aus Russland. Die Planung dieser Anlagen erfolgte gemeinsam vom Staatlichen Institut für Kokereitechnik in Russland und dem Entwurfsbüro von Jiugang. Was die Ausrüstung betrifft, so wurde teilweise importiert und teilweise in Zusammenarbeit hergestellt. Mit den Bauarbeiten begann man im Jahr 1996; die Anlage wurde im März 1999 in Betrieb genommen. Nach der Inbetriebnahme stellte sich heraus, dass die Zuverlässigkeit der russischen Technologie gering ist und die Erreichung der vollen Produktionskapazität Zeit in Anspruch nimmt. Dieses Gerät weist, genauso wie die Trockenkohleabschaltungsanlage der Pudong-Gasfabrik, kein hohes Automatisierungsniveau auf; außerdem wird weiterhin die feuchte Kohleabschaltung als Alternative beibehalten. 4. Trockenabschirmen von Kokskohle bei Shougang – Die Anlage zur trockenen Abschirmung von Kokskohle in der ersten Phase von Shougang hat eine Kapazität von 1×65 t/h. Es handelt sich dabei um eine Anlage, die im Rahmen des japanischen Green-Aid-Programms errichtet wurde. Die Hauptgeräte stammen aus Japan, während die Hilfsgeräte von Shougang selbst angeschafft wurden. Die Konstruktion der Anlage wurde gemeinsam von Nippon Steel und dem Designbüro Shougang durchgeführt. Mit den Bauarbeiten begann man im Jahr 1999, und die Anlage ging im Januar 2001 in Betrieb. Nach der Inbetriebnahme arbeitet das Trockenkohlenabschirmungsgerät von Shougang zuverlässig, und sowohl das Niveau der automatischen Steuerung als auch die Umweltleistungen sind recht gut. Shougang behält auch die feuchte Kohleabschaltung als Reserve bei. 5. Trockenabschaltung von Kokskohle bei Wuhan Iron and Steel Group: Die Koksofen Nummer 7 und 8 bei Wuhan Iron and Steel Group sind Koksofen mit 2×55 Öffnungen und einer Länge von 6 Metern. Die Kapazität der Anlage zur trockenen Abschaltung der Kokskohle beträgt 1×140 t/11. Die Grundkonzeption dieser Anlage stammt aus Japan, während die weiteren Entwicklungen vom Anshan Coke and Refractory Research Institute durchgeführt wurden. Dieses Projekt ist ein Projekt zur Aufnahme und Anwendung von Technologien durch die Kommission für Entwicklung und Reform und stellt derzeit das Anlage mit der größten Verarbeitungskapazität für Trockenabschaltung von Kokskohle in China dar. Die Schlüsselgeräte für die Trockenabschaltung von Kokskohle wurden aus Japan importiert. Ein Teil der Geräte wurde von den Japanern entworfen und überwacht, während sie von inländischen Herstellern hergestellt wurden. Der automatische Steuerungsmechanismus für die Trockenabschaltung der Kokskohle wurde von Wuhan Iron and Steel selbst entwickelt. Mit den Bauarbeiten begann man im Oktober 2002; die Anlage wurde im Dezember 2003 in Betrieb genommen. Im Juni 2004 war die Anlage bereits vollständig in Betrieb. Bei den Koksofen Nummer 7 und 8 von Wuhan Iron and Steel wird weiterhin die feuchte Abkühlung des Koks als Reserveverfahren beibehalten. 6. Trockenabschaltung von Koks bei MaSteel: Die Koksöfen Nummer 5 und 6 bei MaSteel sind Öfen vom Typ 2×50 mit einer Größe von 6 Metern pro Ofen. Die Anlage zur trockenen Abschaltung des Koks hat eine Kapazität von 1×125 t/h. Die Anlage wurde vom Anshan Coke and Refractory Research Institute errichtet. Einige der wichtigsten Geräte stammen aus Japan, Deutschland und den USA, während die übrigen Geräte im Inland hergestellt wurden. Es handelt sich dabei um die Anlage mit dem höchsten Anteil an inländisch hergestellten Komponenten in China. Die Anlage wurde im April 2004 in Betrieb genommen. Gleichzeitig bleibt auch die Methode der feuchten Abschaltung des Koks als Alternative erhalten. Mit der ständigen Verbesserung der Umweltvorschriften sowie dem wachsenden Umweltbewusstsein der Bevölkerung ist die Entwicklung von Technologien zur trockenen Abkühlung von Kokskohle unvermeidlich. Jeder Stahlwerk, das Öfen mit einer Größe von mehr als 4,3 Metern einrichtet, muss entsprechende Anlagen zur trockenen Abkühlung von Kokskohle anschließen.
Die Eigenschaften der von der deutschen Firma TSOA entwickelten Trockenabschirmungstechnologie sind wie folgt:
(1) Der Trockenabschirmungsofen ist quadratisch gestaltet ； (2) Zwischen dem Trockenabschaltofen und dem Kessel wird kein Primärstaubfilter eingesetzt ； (3) Die Zirkulationslüfter verfügen über eine Frequenzumrichtersteuerung ； (4) Es wird eine schrittweise Schwungbewegung zur Entfernung des Kokses verwendet, um eine gleichmäßige Temperatur bei der Entfernung des Kokses zu gewährleisten. Der quadratische Trockenöfen, der von der Firma TSOA entworfen wurde, verjüngt sich zwischen dem Vorratsbereich und dem Kühlbereich auf 25 % der ursprünglichen Querschnittsgröße. Der Vorratsbereich wird dabei von einer Stahlkonstruktion getragen – das unterscheidet ihn deutlich von den runden Trockenöfen. Aufgrund der Verengung zwischen dem Vorratsbereich und dem Kühlbereich hat der Kokskern im Kühlbereich eine kegelförmige Struktur, wodurch viel Platz entsteht. Die Geschwindigkeit der zirkulierenden Gase nimmt an dieser Stelle ab; die größeren Kokskörner setzen sich dabei im Ofen ab. Laut TSOA sind die größten Kohlenkörner, die mit dem Zirkulationsgas aus dem Trockenabschreckofen austritt, 0,5–1 mm groß. Das ist auch ein wichtiger Grund dafür, warum TSOA bei der Konstruktion des Trockenabschreckofens für Kokskohle auf einen Staubfilter zwischen dem Ofen und dem Kessel verzichtet hat. Der untere Teil des quadratischen Trockenöfen besteht aus 12 Kammern. In diesen befinden sich 12 hydraulisch angetriebene Mechanismen zur Entnahme des abgekühlten Kohlenstoffs. Zudem sind dort Thermoelemente vorhanden, die die Temperatur des Kohlenstoffs überwachen. Sobald die Temperatur in einer bestimmten Kammer auf einen Wert fällt, der es ermöglicht, den Kohlenstoff aus dieser Kammer zu entnehmen, öffnet sich das Ventil des zugehörigen Mechanismus. Dadurch wird eine gleichmäßige Temperatur bei der Entnahme des Kohlenstoffs gewährleistet. Das Unternehmen TSOA installiert Kühlwände im oberen Bereich der Kühlzone des Trockenofens. Im Trockenabschaltofen wird das Rote Kokskohle nicht nur durch die zirkulierende Kühlgasströmung gekühlt, sondern auch 30 Prozent der Wärme wird vom kalten Wasser in den Kühlwänden aufgenommen. Im Grunde kann man die Kühlwände als Teil des Kessels betrachten. Der Vorteil der Verwendung von Kühlwänden besteht darin, dass die Menge an zirkulierendem Kühlgas reduziert werden kann – um etwa 20 %. Dadurch sinkt auch der Energieverbrauch der Zirkulationslüfter, was wiederum die Betriebskosten verringert ； Der Nachteil ist, dass dies eine erhöhte Wartungsaufwand mit sich bringt. Wenn das Wasser in den Kühlrohren nicht richtig kontrolliert wird, kann es in den Trockenoxidationsofen gelangen. Dies kann erhebliche Schäden am Trockenoxidationsgerät verursachen – sogar Unfälle. Natürlich können die Trockenöfen, die von der Firma TSOA entworfen werden, auch ohne Kühlwände auskommen. II. Eigenschaften der Trockenabschaltungstechnologie von Nippon Steel in Japan Die Eigenschaften der von Nippon Steel entwickelten Trockenabschaltungstechnologie sind wie folgt: (1) Der Trockenabschaltofen ist rund gestaltet ； (2) Die Einbaueinheit verfügt über einen Materialbehälter ； (3) Kontinuierliche Entfernung des Kohlenstaubs mit einem drehbaren Dichtungsventil ； (4) CO in den Gasmassen des vollständigen Verbrennungszyklus ； (5) Zirkulationslüfter ohne Drehzahlregelung ； (6) Es wird eine rotierende Brennkammer zur Zufuhr von Brennstoff verwendet. Eine Befüllanlage mit Masseuhr trägt dazu bei, dass der rote Koks im Trockenöfen gleichmäßig verteilt wird. Dadurch wird auch eine gleichmäßige Abkühlung des Koks erreicht. Zudem kann die Menge an Zirkulationsluft verringert werden, wodurch der Stromverbrauch der Zirkulationslüfter gesenkt wird ； Anstelle des ursprünglichen intermittierenden Kohleentladeverfahrens wird in der Kohleentladeanlage ein drehbarer Dichtungsventil verwendet. Dadurch kann die Höhe des Systems zur trockenen Kohleabscheidung um etwa 4 m verringert werden, was wiederum die Baukosten senkt. Zudem wird so eine kontinuierliche Kohleentladeung ermöglicht. Der Trockenkohlenöfen-Entschlackungsprozess, der von Nippon Steel entwickelt wurde, nutzt eine Methode zur vollständigen Verbrennung von H2 und CO im Zirkulationsgas. Das überschüssige Zirkulationsgas kann direkt abgeleitet werden. Laut Nippon Steel beträgt der Verlust an Kohle bei unvollständiger Verbrennung 6–7 kg/t, während er bei vollständiger Verbrennung 9,9 kg/t beträgt. Theoretisch gesehen machen die Kohlekörner mit einem Durchmesser von mehr als 20 mm 20 % aus, während die Kohlekörner mit einem Durchmesser von weniger als 20 mm 80 % ausmachen. Somit handelt es sich in Wirklichkeit meist um pulverförmige Kohle. Die Messungen von Nippon Steel bezüglich der Trockenabschaltung der Kocheöfen Nummer 3 und 4 in Guangyuan zeigen, dass 82,1 % der verbrannten Kohlenkörner einen Durchmesser von weniger als 25 mm aufwiesen ； Wenn der verbrannte Koks 1 % der Gesamtmenge des geladenen Kokses ausmacht, beträgt die Tiefe der Verbrennung an der Oberfläche der großen Koksstücke nur 22 mm. Zwischen dem Eingang der zirkulierenden Gase in den Trockenaschenbecher und dem Ausgang des Ringofens gibt es einen Umleitungsweg, der hauptsächlich dazu dient, die Temperatur der in den Kessel strömenden zirkulierenden Gase zu senken. Dadurch soll verhindert werden, dass eine zu hohe Temperatur der zirkulierenden Gase negative Auswirkungen auf den Kessel hat. Allerdings ist dieser Umleitungsweg nicht ständig geöffnet. Nippon Steel ist der Ansicht, dass bei Zirkulationsläufern keine Drehzahlregelung notwendig ist. Solange die Dauer des Ausfalls der Kohlezufuhr innerhalb der im Design vorgesehenen Zeit liegt, muss die Drehzahl des Zirkulationslüfters nicht reguliert werden. Deshalb wird bei diesen Lüftern nur eine Klappeneinrichtung verwendet, um eine grobe Regulierung der Luftmenge zu ermöglichen. Nippon Steel ist der Ansicht, dass für einen einzigen Staubabscheider keine Trennwand erforderlich ist – und das hängt damit zusammen, dass Nippon Steel bei der Trockenkohleabscheidung eine vollständige Verbrennung anstrebt ； Außerdem ist Nippon Steel der Ansicht, dass bei einem einzigen Staubfilter ohne Trennwand die Partikel mit einer Größe von mehr als 1 mm aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft zur Ruhe kommen können. Für den Kessel hingegen sind nur die Partikel mit einer Größe von mehr als 1 mm schädlich. Bei einem Staubfilter ohne Abschirmwand kann der Lagertank erheblich kleiner sein, was die Baukosten senkt. Zudem ist die Wartung einfacher. Allerdings sind die meisten Primärstaubfilter für das Trockenabschrecken von Koks, die von Nippon Steel entworfen wurden, mit Trennwänden ausgestattet. III. Technische Eigenschaften der Trockenabschaltung der Koksofen Nummer 7 und 8 bei Wuhan Iron and Steel Group Bei der Trockenabschaltung der Koksofen Nummer 7 und 8 wird die Technologie von Nippon Steel verwendet. Allerdings wurden in einigen Aspekten Verbesserungen vorgenommen, wodurch diese Anlagen auf einem relativ fortschrittlichen Niveau stehen. Die technischen Eigenschaften sind wie folgt: (1) Der Trockenabschaltofen ist rund gestaltet ； (2) Der Einsatz von kreisförmig drehbaren Brennkammern trägt dazu bei, eine gleichmäßige Zufuhr von Brennstoff zu gewährleisten ； (3) Die Einrichtung verfügt über einen fortschrittlichen, kreuzförmigen Materialbehälter, der eine gleichmäßige Befüllung mit Kohle ermöglicht und gleichzeitig den Luftheber des Trockenabschaltofens schützt ； (4) Eine Anlage zur kontinuierlichen Entfernung von Kohle mit Drehverschlussschaltern ermöglicht eine gleichmäßige Entfernung der Kohle ； (5) Die Zirkulationslüfter verfügen über eine Frequenzumrichtersteuerung, was eine präzisere Regulierung des Durchflusses der Zirkulationsgase ermöglicht ； (6) Der zweite Staubfilter verwendet Mehrrohr-Tornadoschläuche, was zur Steigerung der Effizienz bei der Entfernung von Staub aus dem zirkulierenden Gas beiträgt ； (7) Es ist ein Vorwärmgerät für das Zuleitwasser vorgesehen, um die in den Trockenofen strömende Zirkulationsgas noch weiter abzukühlen ； (8) Vollständige Verbrennung von H und CO in den Zyklagasen. Die kreisförmig drehbaren Kokskessel nutzen den gesamten Inhalt des Kessels aus, was einer gleichmäßigen Verteilung des Kokses im Inneren des Kessels zugutekommt. Dadurch kann das Gewicht des Kokskessels verringert werden, wodurch wiederum die Leistung des Hebezeugs gesenkt wird. Zudem kann die Lebensdauer des Auskleidungsmaterials im Kokskessel verlängert werden. Die mit einem fortschrittlichen, kreuzförmigen Materialbehälter ausgestattete Befüllanlage trägt dazu bei, dass das Roheisen gleichmäßig im Inneren des Trockenofens verteilt wird. Sowohl diese Befüllanlage als auch die rundlichen, drehbaren Kohlebehälter tragen dazu bei, den Luftdurchfluss zu verringern – dadurch wird auch der Stromverbrauch der Lüftungsanlagen gesenkt. Ein kontinuierliches Kohleentladeverfahren mit dicht schließenden Rotationsverschlüssen kann die Leckagen des Zirkulationsgases verringern ； Je nach Höhe des Materialstandes im Vorratsbereich des Trockenöfen kann die Menge an Kohle, die abgegeben wird, mithilfe eines Schwingförderers sehr präzise gesteuert werden. Dadurch kann die abgekühlte Kohle in festgelegten Mengen und kontinuierlich abgeführt werden ； Durch Zirkulationslüfter mit Frequenzumrichter kann auch der Durchfluss des Zirkulationsgases recht präzise geregelt werden. Eine konstante, präzise Menge an Kohlenstaub sowie ein genauer Durchfluss des Zirkulationsgases tragen dazu bei, die Temperatur am Eingang der Boiler zu stabilisieren und den Betrieb der Trockenkohlenstaubverbrennungsboiler zu sichern. Ein Filter mit Abschirmwand kann die groben Kohlenstaubpartikel aus dem zirkulierenden Gas entfernen, wodurch sichergestellt wird, dass die Konzentration an Kohlenstaubpartikeln im zum Kessel strömenden Gas bei 10–12 g/m³ liegt. Zudem ist der Durchmesser der Kohlenstaubpartikel kleiner als 1 mm – dadurch wird die Abnutzung der Wärmeübertragungsröhren im Kessel verringert. Am Boden des Staubabscheiders befinden sich 4 wassergekühlte Rohre, die zur Kühlung sowie zum Abtransport des Koksstaubs dienen. Das aus dem Kessel strömende Zirkulationsgas durchläuft einen fortschrittlichen Mehrrohr-Turbinalstaubsauger, wodurch der größte Teil der feinen Kohlenstaubpartikel entfernt wird. Dadurch kann die Konzentration des Kohlenstaubs im Zirkulationsgas unter 1 g/m³ liegen – dadurch entfällt die Gefahr für die Zirkulationsluftpumpe. Im Vergleich zu mehrstufigen Wirbelstaubsaugern weisen Mehrrohr-Wirbelstaubsauger eine bessere Reinigungseffizienz auf. Zudem nehmen sie weniger Platz in Anspruch, es werden weniger Rohre sowie Stahlkonstruktionen benötigt – dadurch können die Baukosten gesenkt werden. Der Wasservorwärmer besteht von oben nach unten aus dem Obergehäuse, dem oberen Abschnitt, dem unteren Abschnitt sowie dem Untergehäuse, wobei der obere und der untere Abschnitt als Rohrgehäuse-Wärmeaustauscher fungieren. Das zirkulierende Gas wird durch die Zirkulationsluftpumpe unter Druck gesetzt und tritt anschließend horizontal vom unteren Gehäuse in den Wasservorwärmerraum ein. Dort findet ein Wärmetausch mit den Rohrgehäuse-Wärmetauschern im unteren und oberen Bereich statt. Danach strömt das Gas wieder aus dem oberen Gehäuse des Wasservorwärmerraums heraus. Der Vorwärmer für das Zuleitwasser hat zwei Funktionen: Erstens dient er dazu, die Temperatur der zirkulierenden Gase, die in den Trockenofen gelangen, weiter zu senken. Dadurch kann die Temperatur von etwa 180 °C am Auslass der Zirkulationsluftpumpe auf etwa 130 °C gesenkt werden. Dies verbessert wiederum die Kühlwirkung auf den Kokskohle und verringert außerdem den Durchfluss der zirkulierenden Gase ； Zweitens wird die Wärme des zirkulierenden Gases weiter genutzt, um so die Menge an Dampf zu verringern, die für den Entoxidierer benötigt wird. Ein Vorteil der Methode, bei der H2 und CO im Zyklengas vollständig verbrannt werden, ist, dass das überschüssige Zyklengas direkt abgegeben werden kann ； Zweitens kann die Eintrittstemperatur der zirkulierenden Gase in den Kessel erhöht werden, wodurch die Dampferzeugungskapazität des Kessels gesteigert wird ； Drittens wird die Korrosion des Kessels durch das zirkulierende Gas verringert. Teil 2: Der aktuelle Stand der Technologie zur Trockenabschaltung von Kokskohle im Inland! Seit Anfang der 1980er Jahre hat Baosteel in mehreren Phasen Anlagen zur Trockenabschaltung von Kokskohle aus Japan eingeführt. Derzeit sind insgesamt 6 solcher Anlagen in Betrieb. Die Nutzung dieser Anlagen unterscheidet sich jedoch von Betrieb zu Betrieb. Im Folgenden wird die Situation der Anlagen zur Trockenabschaltung von Kokskohle in den verschiedenen Betrieben beschrieben: 1. Baosteel: Um mit den 12×50-Loch-Koksofen (6 m) umzugehen, baute Baosteel insgesamt 12 Anlagen mit einer Kapazität von jeweils 75 t/h. Dadurch kann jährlich 5,1 Millionen Tonnen Kokskohle verarbeitet werden. Der Bau der Anlagen erfolgte in drei Phasen. Die erste Anlage zur trockenen Kokzereifertigung mit einer Kapazität von 4×75 t/h wurde im Mai 1985 in Betrieb genommen. Die zweite und dritte Anlage wurden jeweils im Juni 1991 sowie im Dezember 1997 in Betrieb genommen. Die Anlage zur trockenen Kokzereifertigung wurde komplett aus Japan importiert ； Die Anlage zur trockenen Kohleabschwefelung in der zweiten Phase wurde auf der Grundlage der Erkenntnisse aus der ersten Phase entwickelt und hauptsächlich in unserem Land selbst entworfen und gebaut. Der Anteil der inländisch hergestellten Komponenten am Gesamtgewicht der Anlage beträgt 80 Prozent; einige wichtige Komponenten werden aus Japan importiert ； In Phase 3 wurden mit Ausnahme einiger weniger Schlüsselelemente, die aus Japan importiert wurden, die überwiegende Mehrheit der Geräte im Inland hergestellt; der Anteil an inländisch hergestellten Geräten liegt bei über 90 %. Baosteel verwendet ausschließlich die trockene Kohlenabschaltung und nicht die feuchte Methode als Alternative; es wird ein Produktionsmodell mit „drei in Betrieb und einer als Reserve“ angewandt. 2. Trockenabschirmung von Kokskohle in der Pudong-Gasfabrik
Um die Abschirmung der Kokskohle in den Koksofen zu ermöglichen, die jährlich 560.000 t Kokskohle produzieren, importierte die Pudong-Gasfabrik im Jahr 1984 aus der Sowjetunion eine Anlage zur trockenen Abschirmung von Kokskohle mit einer Kapazität von 2×70 t/h. Das Staatliche Designinstitut für Kokereiwerkstechnik in der Sowjetunion war für die grundlegende Planung dieser Anlage verantwortlich. Das Anshan-Kokerei- und Keramikforschungsinstitut sowie das Shanghai-Institut für Chemische Technologie wirkten an der weiteren Planung der Anlage mit. Das Anshan-Kokerei- und Keramikforschungsinstitut übernahm außerdem die Gesamtplanung des Baus der Anlage. Mit den Bauarbeiten wurde im Dezember 1991 begonnen; die Anlage wurde im Dezember 1994 fertiggestellt und in Betrieb genommen. Das gesamte Set an Anlagen zur Trockenabschaltung von Kokskohle wurde aus Russland importiert, wobei die feuchte Abschaltung als Reserve beibehalten wurde. 3. Trockenabschaltung von Kokskesseln bei Jiugang: Um die Abschaltung der Kokskessel zu ermöglichen, die jährlich 1,1 Millionen Tonnen Kokskohle produzieren, importierte Jiugang im Jahr 1994 Anlagen zur trockenen Abschaltung mit einer Kapazität von 2×70 t/h aus Russland. Die Planung dieser Anlagen erfolgte gemeinsam vom Staatlichen Institut für Kokereitechnik in Russland und dem Entwurfsbüro von Jiugang. Was die Ausrüstung betrifft, so wurde teilweise importiert und teilweise in Zusammenarbeit hergestellt. Mit den Bauarbeiten begann man im Jahr 1996; die Anlage wurde im März 1999 in Betrieb genommen. Nach der Inbetriebnahme stellte sich heraus, dass die Zuverlässigkeit der russischen Technologie gering ist und die Erreichung der vollen Produktionskapazität Zeit in Anspruch nimmt. Dieses Gerät weist, genauso wie die Trockenkohleabschaltungsanlage der Pudong-Gasfabrik, kein hohes Automatisierungsniveau auf; außerdem wird weiterhin die feuchte Kohleabschaltung als Alternative beibehalten. 4. Trockenabschirmen von Kokskohle bei Shougang – Die Anlage zur trockenen Abschirmung von Kokskohle in der ersten Phase von Shougang hat eine Kapazität von 1×65 t/h. Es handelt sich dabei um eine Anlage, die im Rahmen des japanischen Green-Aid-Programms errichtet wurde. Die Hauptgeräte stammen aus Japan, während die Hilfsgeräte von Shougang selbst angeschafft wurden. Die Konstruktion der Anlage wurde gemeinsam von Nippon Steel und dem Designbüro Shougang durchgeführt. Mit den Bauarbeiten begann man im Jahr 1999, und die Anlage ging im Januar 2001 in Betrieb. Nach der Inbetriebnahme arbeitet das Trockenkohlenabschirmungsgerät von Shougang zuverlässig, und sowohl das Niveau der automatischen Steuerung als auch die Umweltleistungen sind recht gut. Shougang behält auch die feuchte Kohleabschaltung als Reserve bei. 5. Trockenabschaltung von Kokskohle bei Wuhan Iron and Steel Group: Die Koksofen Nummer 7 und 8 bei Wuhan Iron and Steel Group sind Koksofen mit 2×55 Öffnungen und einer Länge von 6 Metern. Die Kapazität der Anlage zur trockenen Abschaltung der Kokskohle beträgt 1×140 t/11. Die Grundkonzeption dieser Anlage stammt aus Japan, während die weiteren Entwicklungen vom Anshan Coke and Refractory Research Institute durchgeführt wurden. Dieses Projekt ist ein Projekt zur Aufnahme und Anwendung von Technologien durch die Kommission für Entwicklung und Reform und stellt derzeit das Anlage mit der größten Verarbeitungskapazität für Trockenabschaltung von Kokskohle in China dar. Die Schlüsselgeräte für die Trockenabschaltung von Kokskohle wurden aus Japan importiert. Ein Teil der Geräte wurde von den Japanern entworfen und überwacht, während sie von inländischen Herstellern hergestellt wurden. Der automatische Steuerungsmechanismus für die Trockenabschaltung der Kokskohle wurde von Wuhan Iron and Steel selbst entwickelt. Mit den Bauarbeiten begann man im Oktober 2002; die Anlage wurde im Dezember 2003 in Betrieb genommen. Im Juni 2004 war die Anlage bereits vollständig in Betrieb. Bei den Koksofen Nummer 7 und 8 von Wuhan Iron and Steel wird weiterhin die feuchte Abkühlung des Koks als Reserveverfahren beibehalten. 6. Trockenabschaltung von Koks bei MaSteel: Die Koksöfen Nummer 5 und 6 bei MaSteel sind Öfen vom Typ 2×50 mit einer Größe von 6 Metern pro Ofen. Die Anlage zur trockenen Abschaltung des Koks hat eine Kapazität von 1×125 t/h. Die Anlage wurde vom Anshan Coke and Refractory Research Institute errichtet. Einige der wichtigsten Geräte stammen aus Japan, Deutschland und den USA, während die übrigen Geräte im Inland hergestellt wurden. Es handelt sich dabei um die Anlage mit dem höchsten Anteil an inländisch hergestellten Komponenten in China. Die Anlage wurde im April 2004 in Betrieb genommen. Gleichzeitig bleibt auch die Methode der feuchten Abschaltung des Koks als Alternative erhalten. Mit der ständigen Verbesserung der Umweltvorschriften sowie dem wachsenden Umweltbewusstsein der Bevölkerung ist die Entwicklung von Technologien zur trockenen Abkühlung von Kokskohle unvermeidlich. Jeder Stahlwerk, das Öfen mit einer Größe von mehr als 4,3 Metern einrichtet, muss entsprechende Anlagen zur trockenen Abkühlung von Kokskohle anschließen.