DE2741075A1

DE2741075A1 - Verfahren zur erzeugung von formkoks

Info

Publication number: DE2741075A1
Application number: DE19772741075
Authority: DE
Inventors: Franz Dr Beckmann; Horst Dungs; Wolfgang Dr Hermann; Hans-Bernd Dipl Ing Koenigs; Roman Dr Kurtz; Kurt Dr Lorenz; Heinrich Dr Weber; Karl-Heinz Wollenhaupt
Original assignee: ESCHWEILER BERGWERKSVEREIN; Rheinische Braunkohlenwerke AG; Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: ESCHWEILER BERGWERKSVEREIN; Rheinbraun AG; Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1977-09-13
Filing date: 1977-09-13
Publication date: 1979-03-29
Also published as: CS208754B2; DE2741075C2; AU3985378A; GB2004298A; AU519831B2; YU207378A; HU180944B; PL209552A1; PL116861B1; DD138673A1; YU39101B; GB2004298B; JPS5450501A; US4187079A

Description

Dr.F/Bk 12. September 1977

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Patentanmeldung

der Firma Carl Still,

Verfahren zur Erzeugung von Formkoks.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Formkoks, z.B. zur Verwendung in der Hüttenindustrie als Hochofenkoks und in elektro-metallurgischen Betrieben, durch Vermischung mehrerer feinkörniger Kohlenkomponenten, von denen mindestens eine eine nicht backende Basiskohle und mindestens eine andere eine backende Steinkohle ist, Verkokung und Heißbrikettierung, wobei das erhaltene Gemisch vor dem Verpressen einer Entgasung unterworfen wird unter Verwendung von hochflüchtigen Kohlen.

Ein solches Verfahren ist z.B. durch die deutsche Patentschrift 1 671 377 bekannt. Nach diesem Verfahren werden Preßlinge bzw. Brennstoffbriketts durch Heißpressen eines feinkörnigen Gemisches aus bei Preßtemperatur erweichenden Kohlen hergestellt, die eine unter dem Erweichungspunkt liegende Temperatur aufweisen, mit einer bei Preßtemperatur nicht oder kaum erweichenden Substanz (Inertstoff), die so hoch erhitzt wird, daß die Mischung die zum nachfolgenden Pressen erforderliche Temperatur aufweist, wobei das erhaltene Gemisch vor dem Verpressen einer Entgasung (zwecks Entzug flüchtiger Bestandteile) unterworfen wird und eine zwischen 1 und 15 Minuten liegende Dauer und eine zwischen 450 und 550° C liegende Temperatur der Entgasung so aufeinander abgestimmt werden, daß sich eine Herabsetzung der Urteerausbeute des Brikettiergutes im Zeitpunkt der Verformung auf einen zwischen 0,07 und 0,2 % liegenden Betrag ergibt.

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Eine Besonderheit dieses Verfahrens ist die Aufheizung der beiden Mischungskomponenten in einem Heißgasstrom in der Weise, daß in dem selben Heißgasstrom zunächst die als Inertstoff bezeichnete Komponente und nach deren Abscheidung die backende Kohlenkomponente erhitzt wird.

Bei dem Verfahren gemäß der deutschen Patentschrift 1 915 905 zur Herstellung von Heißbriketts aus nicht erweichenden Feststoffen und backender Kohle geschieht die Verpressung bei Temperaturen von 430 bis 540° C und der Kühlung der Briketts geht eine Temperung voraus, deren Dauer von der Temperatur abhängt.

Dabei wird außer Magerkohle (Inertstoff) zusätzlich noch Anthrazitkohle verwendet und in dem selben Heißgasstrom erhitzt wie vorher die Magerkohle und nachfolgend die backende Kohle.

Das Bestreben der Technik ist nun die Basis der für die Formkoksherstellung verwendbaren Kohlen möglichst breit zu gestalten und es sind auch schon hochflüchtige Kohlen den bekannten Verfahren zugänglich und als Basiskohlenkomponente verwendet worden. Das ist aber nach dem Stande der Technik nur nach einer aufwendigen immunisierenden Vorbehandlung der Kohlen unter Erhaltung wesentlicher Anteile ihrer flüchtigen Anteile möglich (Stahl und Eisen 9^ (1972) Nr. 215.1039-1044).

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es daher ein Verfahren der eingangs definierten Art aufzufinden und vorzuschlagen bei dem die hochflüchtige Kohle nicht dieser aufwendigen Vorbehandlung bedarf.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, als nicht backende Basiskohle (Inertstoff) eine hochflüchtige Kohle mit mindestens 35 % flüchtigen Bestandteilen zu verwenden und dieser Kohle vor ihrer Vermischung mit der backenden Kohle die flüchtigen Anteile durch einfache Aufheizung und Verkokung weitgehend zu entziehen.

Es war nicht vorauszusehen, daß solche nicht backende Kohlen mit hohen Anteilen von flüchtigen Bestandteilen nach ihrer Entgasung , eine passende Komponente für die Vermischung mit backenden Kohlen

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und nachherige Verpressung zu Briketts mit großer Punktdruckfestigkeit sein könnte. Aufgrund der vorliegenden Erfahrungen müßte man zur gegenteiligen Vermutung gelangen.

Als hochflüchtige Kohle wird vorteilhaft eine Steinkohle mit nur geringen Inkohlungsgrad verwendet.

Es kann aber auch Braunkohle verwendet werden.

Koksformlinge aus Braunkohle allein können nach einem vorgeschlagenen Verfahren erhalten werden. Jedoch sind dabei umfangreiche technische Vorsichtsmaßregeln und apparative Besonderheiten einzuhalten (DTOS 2 507 735). Im Rahmen dieses neuen Verfahrens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Koks aus der hochflüchtigen Basiskomponente vor der Vermischung auf eine Korngröße von 80 % unter 5 mm zu bringen und mit einer Temperatur von 600 bis 900 ⁰C und die backende Steinkohlenkomponente auf eine ähnliche Korngröße und auf eine Temperatur von 200 bis 550 ⁰C zu bringen.

Als weitere nicht backende Kohlenkomponente kann Anthrazitkohle oder auch selbst Braunkohle in einer Körnung von 0 bis 10 mm und in einer Menge von 10 bis 40 % bezogen auf die nicht backende Basis-Kohlenkomponente zugesetzt werden, wobei diese Stoffe vor ihrer Vermischung mit der Basiskohle auf 80 bis 120 ⁰C gebracht werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform des neuen Verfahrens, bei der die Aufheizung der Anthrazitkohle bzw. der Braunkohle in dem selben Heißgasstrom erfolgt, mit dem auch die backende Steinkohle für die Mischung erhitzt wird.

Durch die folgenden Beispiele und die zugehörigen schematischen Figuren 1 und 2 werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung erläutert.

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Bei dem Beispiel zu Fig. 1 besitzt der zur Vermischung mit der backenden Kohle kommende Braunkohlenkoks eine verhältnismäßig niedrige Temperatur, nämlich 600 ⁰C. Das ist etwa die niedrigste dabei anwendbare Temperatur.

Der Herdofen 1 erhält Trockenbraunkohle mit einem Restwassergehalt von 14 % und 44 % flüchtigen Bestandteilen durch den Förderer 2. Die Braunkohle wird in dem Herdofen erhitzt, getrocknet und bis auf einen Restgehalt von 3 % flüchtigen Bestandteilen entgast. Durch den Stutzen 3 verlassen stündlich 21 000 kg Braunkohlenkoks mit einer Körnung von 80 % bis 5 mm und einer Temperatur von 600 ⁰C den Herdofen und gelangen durch die Zellenradschleuse 4 und Stutzen 5 in den Mischer 6 mit der Mischeinrichtung 7, deren Misch- bzw. Krälarme durch den Antrieb 8 angetrieben werden. Der Flugstromerhitzer 9 erhält durch dieFördereinrichtung 10 und die Schleuse 11 stündlich 9 800 kg backende Steinkohle vom Blähgrad 8 und der Körnung 0 bis 10 mm. Ihr Wassergehalt beträgt 8 %, ihr Aschegehalt (wf) 6,5 Gew.% und der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (waf) 23 Gevi.%. Der Flugstromerhitzer erhält durch Leitung 12 vom Heißgaserzeuger 13 stündlich 17.000 Nm³ Heißgas von 800 ⁰C und im Erhitzer 9 hat der Gasstrom eine Geschwindigkeit von 25 - 35 m pro Sekunde und einen Druck von 500 mm WS. In dem Flugstromerhitzer 9 wird die Kohle bis auf 350 ⁰C aufgeheizt und durch die Spontanverdampfung des Feuchtigkeitswassers zerkleinert und durch Leitung 14 dem Abscheider zugeführt, im dem Kohle und Staub von dem Gasstrom getrennt werden. Durch den Stutzen 16 gelangt die abgeschiedene Kohle in den Vorratsbunker 17 und kommt durch die Zellenradschleuse 18 und Stutzen 19 auf die Bandwaage 20. Stündlich werden von der Bandwaage 20 9000 kg backende Kohle von 350 ⁰C durch Stutzen 21 in den Mischer 6 eingeführt und mit dem Feinkoks aus Stutzen 5 vermischt. Dabei stellt sich eine Temperatur des Gemisches von 480 ⁰C ein und aus dem Konus des Mischers wird die fertige Mischung nach !0 Minuten mit 480 ⁰C entlassen und fällt durch den Stutzen 22 in die Walzenpresse 23. Aus dem Stutzen 24 werden stündlich 29.130 kg Formkoks mit einem Restgehalt von 6 Gew.« in flüchtigen Bestandteilen und einer Temperatur von 4SO ⁰C abgezogen, in bekannter Weise gehärtet und ihrer Verwendung zugeführt. Die Punktdruckfestigkeit der Koksformlinge beträgt nach der Härtung 250 kp η « «ο α g / η Λ /*)

Aus dem Abscheider 15 zieht durch Leitung 25 mit Wasserdampf beladenes, 450 ⁰C heißes Heißgas ab und durch Leitung 26 werden davon 5 130 Nm^J in die freie Atmosphäre entlassen. Der andere Teil des Heißgases, nämlich 12 840 Nm³, geht durch Leitung 27, Ventilator 28 und Leitung 29 in den Heißgasbereiter 13 und von dort durch Leitung 12 in den Flugstromerhitzer 9 zurück.

Aus dem Mischer 6 treten durch Leitung 30 stündlich 870 kg Staub,Teer und heizkräftiges Gas mit 480 ⁰C aus. In dem Waschsystem 31 wird das Gas von seinen Begleitstoffen befreit und durch Leitung 32 ziehen 260 kg gereinigtes Starkgas mit einem Heizwert von 5 500 Kcal pro Nm³ ab und es wird durch Leitung 35 dem Heißgasbereiter 15 zugeführt, dessen Wärmebedarf es zu 47 % deckt.

Im zweiten Beispiel (dazu Fig. 2) wird Braunkohlenkoks mit einer höheren Temperatur, nämlich 775 ⁰C, in den Mischer eingeführt und überschüssiges Heißgas aus dem Flugstromerhitzer für die backende Steinkohlenkomponente zur Vorwärmung einer zweiten Magerkomponente, in diesem Falle Anthrazit, ausgenutzt.

Der Herdofen 101 erhält Trockenbraunkohle, die im Beispiel 1 spezifiziert ist, durch den Förderer 102. Die Braunkohle wird wie im Beispiel 1 ausgeführt, erhitzt, getrocknet und entgast. Durch den Stutzen 105 werden stündlich 16.000 kg Braunkohlenkoks mit 775 ⁰C abgezogen und gelangen durch die Zellenradschleuse 104 und Fallrohr 105 in den Mischer 106 mit der Mischeinrichtung 107 und dem Antrieb 108. Der Flugstromerhitzer 109 erhält durch die Fördereinrichtung 110 und die Schleuse 111 stündlich 9.800 kg backende Steinkohle, die im Beispiel 1 spezifiziert ist. Außerdem erhält der Flugstromerhitzer 109 durch Leitung 112 stündlich vom Heißgaserzeuger 113 14180 Nm³ Heißgas von 800 ⁰C und im Flugstromerhitzer 109 werden im übrigen die in Beispiel 1.angegebenen Geschwindigkeits- und Druckverhältnisse eingestellt. Auf 500 ⁰C aufgeheizte Feinkohle wird durch Leitung 114 abgezogen. In dem Abscheider 115 wird die Kohle von dem Gasstrom getrennt und die Kohle durch Leitung 116 in den Vorratsbunker 117 gefördert,

* für den Flugstromerhitzer ^

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von dem aus stündlich 9.000 kg dieser Kohle mit 300 ⁰C durch die Zellenradschleuse 118 und Stutzen 119 auf die Bandwaage 120 und von dort durch den Stutzen 121 in den Mischer 106 gelangen. Der Flugstromtrockner 150 erhält stündlich durch den Förderer 151 und die Schleuse 152 5400 kg Fein-Anthrazit mit einem Wassergehalt von 8 % . Er erhält außerdem durch die Leitungen 125 und 153 stündlich 4670 Nm³ Abgas aus dem Abscheider 115 mit 420 °C. In dem Apparat 150 wird eine Gasgeschwindigkeit von 25-35 m pro Sekunde und ein Druck von 150 mm WS aufrecht erhalten. Der getrocknete Fein-Anthrazit wird durch das Warmgas mit einem Restgehalt an Wasser von 1 % und 100 ⁰C durch Leitung 154 in den Abscheider 155 gefördert. Er wird dort von dem Warmgas getrennt, das mit 150 ⁰C die Anlage durch Leitung 156 verläßt. Der getrocknete Fein-Anthrazit gelangt durch den Stutzen 157 in den Vorratsbunker 158. Von dort kommen stündlich 5.000 kg mit 100 ⁰C durch die Zellenradschleuse 158a auf die Bandwaage 159 und durch den Stutzen 160 in den Mischer 106. In dem Mischer 106 werden die drei Komponenten vermischt und es stellt sich eine Temperatur von 480 "C ein. Bei der Mischung werden die nicht backenden Komponenten von der backenden "eingebunden" und die fertige noch 480 ^eC heiße Mischung wird nach 10 Minuten aus dem Mischer durch den Stutzen 122 entlassen und der Walzenpresse 125 zugeführt. Dort wird die Mischung mit dem Druck von 5,5 t pro cm Arbeitsbreite der Presse verpresst und die Formkoksbriketts verlassen die Anlage durch den Austrag 124. Die Formkoksbriketts werden in bekannter Weise nachgehärtet und sie besitzen danach eine Punktdruckfestigkeit von 250 kp. Durch die Leitungen 125 und 127 werden stündlich 10.490 Nm³ Abgas mit 420 ⁰C aus dem Abscheider 115 von dem Ventilator 128 übernommen und durch Leitung 129 als Kreislaufkühlgas dem Heißgaserzeuger 113 wieder zugeführt. Durch den Gasabzug 130 auf dem Mischer 106 verlassen stündlich 260 kg reichlich mit Staub und Teer beladenes Starkgas mit 5.500 kcal/Nm³ den Mischer. In einem (nicht gezeichneten Waschsystem), welches in Beispiel 1 dargestellt ist, wird das Gas von seinen Begleitstoffen befreit und dem Heißgaserzeuger 113 zugeführt, dessen Wärmebedarf es zu 53 % deckt.

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L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung von Formkoks z.B. zur Verwendung in der Hüttenindustrie als Hochofenkoks und in elektrometallurgischen Betrieben durch Vermischung mehrerer feinkörniger Kohlenkomponenten, von denen mindestens eine eine nicht backende Basiskohle und mindestens eine andere eine backende Steinkohle ist, Verkokung und Heißbrikettierung, wobei das erhaltene Gemisch vor dem Verpressen einer Entgasung unterworfen wird unter Verwendung von hochflüchtigen Kohlen,dadurch gekennzeichnet, daß als nicht backende Basiskohle eine hochflüchtige Kohle mit mindestens 35ö flüchtigen Bestandteilen verwendet wird und dieser Kohle vor ihrer Vermischung mit der backenden Kohle ihre flüchtigen Anteile durch Verkokung weitgehend entzogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtbackende hochflüchtige Kohlenkomponente eine Steinkohle von geringem Inkohlungsgrad verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht backende Basiskohlenkomponente Braunkohle verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koks aus der hochflüchtigen Kohlenkomponente in einer Korngröße von 80 % unter 5 mm angewendet und mit der backenden Steinkohle vermischt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinkoks vor seiner Vermischung mit der backenden Steinkohle auf 600 bis 900 ⁰C gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnige, backende Steinkohlenkomponente vor ihrer Vermischung mit dem Feinkoks auf 200 bis 350 ⁰C gebracht wird.

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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere nicht backende Kohlekomponente Anthrazitkohle oder Braunkohle in einer Körnung von 0 bis 10 mm und in einer
Menge von 10 bis 40 % bezogen auf die nicht backende Basis-Kohlenkomponente zugesetzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die als weitere nicht backende Kohlenkomponente Anthrazitkohle oder Braunkohle vor ihrer Vermischung mit den anderen Kohlenkomponenten auf eine Körnung von 0 bis 10 mm und 80 bis 120 ⁰C gebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche nicht backende Kohlekomponente, also Anthrazitkohle oder Braunkohle von dem selben Heißgasstrom getrocknet wird in dem die backende Steinkohle erhitzt wurde.

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