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44 / Kokerei Schwelgern in Duisburg ThyssenKrupp techforum 1 I 2012
ThyssenKrupp techforum 1 I 2012 Mini-PROven Emissionsreduzierung an kleinen und mittleren Koksöfen mit einer Einzelkammerdruckregelung Dr. rEr. naT. friEDricH HuHn Head of Process Engineering, Coke Plant Technologies Division ThyssenKrupp uhde GmbH Dortmund Dipl.-inG. franK KrEBBEr Senior Process Engineer, Coke Plant Technologies Division ThyssenKrupp uhde GmbH Dortmund Dr.-inG. Joanna KüHn-GaJDZiK Senior Process Engineer, Coke Plant Technologies Division ThyssenKrupp uhde GmbH Dortmund KErsTin üBErscHär Senior Design Engineer, Coke Plant Technologies Division ThyssenKrupp uhde GmbH Dortmund Ein möglichst emissionsarmer Kokereibetrieb ist aus Umwelt- und Arbeitsschutzgründen immer wichtiger geworden. Veränderliche Druckverhältnisse in jedem Einzelofen mit besonders hohen Werten zu Beginn der Ausgarungszeit haben in der Vergangenheit zu erheblichen Emissionen an den Ofenverschlüssen geführt. Zur Vermeidung hat ThyssenKrupp Uhde für moderne Großraum- öfen das Einzelkammerdruckregelungs- system PROven™ (Pressure Regulated Oven) entwickelt, das eine Regelung des Druckes in den individuellen Verkokungskammern auf einem konstant niedrigen Niveau erlaubt. Dieses inzwischen langjährig bewährte System wurde konstruktiv und verfahrenstechnisch so erweitert, dass es zukünftig als Mini-PROven auch an älteren kleinen und mittelgroßen Koksofenbatterien zur Verbesserung des Umweltschutzes nachgerüstet werden kann. Verkokung Koks ist ein unverzichtbarer Einsatzstoff für die Roheisen- erzeugung im Hochofen. Aus diesem Grund ist die Kokerei eine typische Teilanlage eines integrierten Hüttenwerkes. Herzstück einer Kokerei ist die Koksofenanlage, in der die Einsatzkohle in luftdicht abgeschlossenen Industrieöfen bei Temperaturen von ca. 1.100-1.300 °C entgast und zu Koks veredelt wird, der dann nach einer Garungszeit von ca. 18-25 h ausgedrückt werden kann. Die Koksofenanlage besteht aus einer Vielzahl von Beheizungskammern, bis zu 80 Öfen aus feuerfesten Steinen gemauert, die zu / 45 einer so genannten Batterie zusammengefasst werden. Jeder Ofen kann bis zu 8,5 m hoch, 20 m lang sowie 0,6 m breit sein und hat ein Fassungsvermögen von bis zu 70 t Kohle. Das während der Verkokung entstehende Rohgas wird über eine Absaugvorrichtung (Steigrohr, Krümmer und Vorlage) geleitet, wo es durch Einsprühen von Ammoniakwasser gekühlt wird und die teerigen Bestandteile auskondensieren. Danach wird das abgekühlte Rohgas in die Gasbehandlungsanlage weitergeleitet. Da der Verkokungsprozess drucklos ist, kann die Abdichtung der Kammern an den Ofenverschlüssen, z.B. an den Ofen- türen, durch Metall-auf-Metall-Dichtungen realisiert werden. Aufgrund der Randbedingungen des Kokereibetriebes (u.a. hohe Temperaturen, teerige Kondensate, diskontinu- ierlicher Batch-Betrieb, Anlagenalter) lassen sich aller- dings während des Verkokungsvorganges gas- und staub- förmige Emissionen an den Ofenverschlüssen – so genannte diffuse Emissionen – nicht völlig vermeiden. Um einen größtmöglichen Umwelt- und Arbeitsschutz zu gewährleisten, hat ThyssenKrupp Uhde als technologie- orientierter Anlagenbauer dieses Thema verstärkt aufgegriffen und entsprechende konstruktive und verfahrenstechnische Entwicklungen vorangetrieben. Hintergrund Das von ThyssenKrupp Uhde entwickelte System zur Emissionsreduzierung, das Einzelkammerdruckregelsystem PROven™ (Pressure Regulated Oven), hat dabei völlig neue Möglichkeiten eröffnet. Im Gegensatz zur kon- ventionellen Kokereitechnik gestattet es aufgrund einer individuellen Regelung des Druckes in den Ofenkammern einen erheblich emissionsärmeren Betrieb von Koks- ofenbatterien. Bereits frühzeitig hatte sich ThyssenKrupp Uhde die Entwicklungsgrundlage gesichert und daraus ein betriebs- taugliches System entwickelt. Seit dem erstmaligen industriellen Einsatz in 2003 an den beiden Batterien der modernen Großkokerei Schwelgern mit 140 Öfen trägt das PROven™-System wesentlich zur umwelttechnischen Verbesserung zahlreicher Kokereianlagen bei / siehe Titel- bild Bericht /.
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