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Verfahren und Vorrichtung zum Verhütten von Kohle-Erz-Briketts in
einem Schachtofen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Verhütten von Kohle-Erz-Briketts in einem Schachtofen unter Verwendung des in
den entstehenden Schwelgasen enthaltenen Teeres als Bindemittel für die herzustellenden
Briketts. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem solchen Verfahren das im oberen
Teil des Schachtofens entstehende Schwelgas unmittelbar durch die kleinstöckige
kohkohle-Erz-Mischung bei einer Temperatur unter dem Taupunkt der Teerbestandteile
geleitet wird, die mit Teer imprägnierte Masse anschließend zu Briketts geformt
und auf den Schachtofen zwecks Verhüttung aufgegeben wird.
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Die Abscheidung von Teerbestandteilen aus Schwelgas auf zu brikettierender
Braunkohle war bereits bekannt, wobei das Schwelgas so mit der zu brikettierenden
Braunkohle in Berührung gebracht wurde, daß die Teerdämpfe auf der Kohle niedergeschlagen
wurden und insbesondere die Beständigkeit der aus solcher Kohle hergestellten Briketts
gegen Feuchtigkeitseinflüsse vergrößert wurde.
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Ferner war es bereits bekannt, daß man bei der Verkokung von mit Bindemittel
hergestellten Briketts aus bituminöser Kohle diese Briketts so schnell erhitzen
soll, daß das eigene Bitumen der Kohle als Bindemittel wirkt.
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Außerdem war es nicht mehr neu, Teer aus Gasen zu entfernen, indem
man diese auf' kalten Oberflächen niederschlägt, ohne daß eine Brikettierung des
Materials stattfindet.
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Während man nun ursprünglich bei dem Brikett-Verhüttungsverfahren.
so vorgegangen ist, daß man die Schwelung der Briketts vollkommen von dem Verhüttungsprozeß
getrennt hat, ist man schließlich
dazu übergegangen, die Schwelung
der Briketts im Schacht des Varhüttungsschachtofens mittelp der in diesem aufsteigenden
heißen Gase durchzuführen. Dieser Weg führte aber dazu, daß das Bitumen aus den
geschwelten. Briketts sich in feinverteiltem, stark verdünntem Zustand im Gichtgas
des Schachtofens befindet. Um das Bindemittel für die Herstellung neuer Briketts
zur Verfügung zu haben, muß man dieses aus dem Gichtgas abscheiden.
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Die Teerabscheidung aus dem Gichtgas erweist sich aber als sehr schwierig,
und der normale Verfahrensgang für dieses Verfahren war z. B. durch folgende Maßnahmen
gekennzeichnet: Zuerst wurde der Grobstaub bei einer Temperatur oberhalb des Taupunktes
des Teeres, z. B. in einem wärmeisolierten Zyklon, abgeschieden und, anschließend
der Dickteer in einem Skrubber mit Wassereinspritzung und der Feinstaub und der
Teerrest in einem mechanischen Wäscher, z. B. einem Theissenwäscher, abgeschieden.
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Dieser Verfahrensgang unterliegt bei der Anwendung auf teerhaltiges
Gichtgas erheblichen Schwierigkeiten, die ihre Ursache in der gleichzeitigen Anwesenheit
von stark angekrackten Teerdämpfen. von Gichtstaub und von kondensierten Schlackenverdampfungsprodukten
haben. Die Abscheidung von Staub und Teer nacheinander bei verschiedenen Temperaturen
ist praktisch nicht möglich, weil sich bei allen Temperaturen gummiartige, aus Asphalt
und Staub bestehende Ansätze bilden, die meist nur mechanisch auf schwierige Weise
entfernt werden können. Es besteht des weiteren die Neigung dazu, daß sich im Skrubber
eine Emulsion aus Teer und Wasser bildet, aus der das Bindematerial für die Brikettierung,
wenn überhaupt, nur mit hohem Wassergehalt abgeschieden werden kann.
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Die Arbeitsweise nach der vorliegenden Erfindung bringt eine vollkommene
Beseitigung der genannten Schwierigkeiten. Um den technischen Vorteil der erfindungsgemäßen
Arbeitsweise klarzumachen, ist es notwendig, auf die weiteren Vorgänge des bekannten
Brikett-Verhüttungsverfahrens hinzuweisen, die sich an die Gewinnung des Bindemittels
für die Brikettierung anschließen. Das Bindemittel wird in geheizten Tanks gestapelt,
in denen es ständig umgepumpt wird. In der Brikettieranlage wird der frische Möller
(Feinerz + Feinkohle + Zuschläge) auf die Mischtemperatur aufgewärmt, mit einer
dosierten Menge von Bindemittel vermischt und in Mischern einem sorgfältigen Mischungsprozeß
unterzogen. Die resultierende Brikettiermasse wird schließlich zwecks Umwandlung
in Briketts durch eine Walzenpresse geschickt, Dieser komplizierte, mit großen Investierungen
behaftete und in seinen Schwierigkeiten schwer beherrschbare Verfahrensgang wird
durch die Erfindung sehr vereinfacht und von seinen Sch-,vierigkeiten befreit. Da
nämlich bei dem Verfahren nach der Erfindung die isolierte Abscheidung des Bindemittels
vermieden wird, werden die Verfahrensschritte des bekannten Verfahrens, die eine
möglichst wasserfreie Reindarstellung .des Bindemittels bezwecken, sowie dessen
Stapelung und Förderung überflüssig, und außerdem diejenigen Maßnahmen, die für
die Aufheizung des frischen Möllers und seine intensive Vermischung mit dem Bindemittel
erforderlich sind.
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Diesen Erfolg erreicht das neue Verfahren dadurch, daß das im oberen
Teil des Schachtofens entstehende Schwelgas unmittelbar durch die kleinstückige
Rohkohle-Erz-Mischung bei einer Temperatur unter dem Taupunkt der Teerbestandteile
geleitet wird, die mit Teer imprägnierte Masse anschließend zu Briketts geformt
und auf den Schachtofen zwecks Verhüttung aufgegeben wird. Beim erfindungsgemäßen
Verfahren wird die kleinstückige oder feinkörnige Beschickung außerhalb des Gaserzeugers
oder Schachtofens als Kühlmittel und Filter für das teerhaltige Gichtgas verwendet,
und das Bindemittel scheidet sich so unmittelbar und fein verteilt an der Beschickung
ab. Das beim Abscheidungsvorgang entstehende innige Gemisch aus der Beschickung
und den an dieser abgeschiedenen Bestandteilen des Gases wird anschließend brikettiert,
und die Briketts werden dem Gaserzeuger bzw. Schachtofen zur Verhüttung bzw. Vergasung
zugeführt.
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In den Abb. z und 2 sind zwei Ausführungsheispiele der Erfindung schematisch
dargestellt.
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In Abb. r ist r ein Niederschachtofen, in dem z. B. Briketts aus Eisenerz,
Kohle und Teer " oder Pech (als Bindemittel) verhüttet werden. Die Briketts werden
bei 5 durch eine Begichtungsvorrichtung in den Schachtofen gegeben. Bei 3 'wird
das Vergasungsmittel- - in den meisten Fällen vorgewärmte Luft - in das Gestell
des Ofens eingeblasen. Bei ,4 werden die flüssigen Produkte - Schlacke und Eisen
- aus dem Ofen abgezogen. Bei 6 v erläßt das Gichtgas den Ofen. 2 ist das Filter
für die Überführung des Teerinhaltes des Gichtgases in den frischen Möller. Dieses
Filter besteht aus einem inneren, mit Gasdurchlässen versehenen Rohr 7 und aus einem
äußeren, mit Gasdurchlässen versehenen Rohr B. Für die betriebssichere Ausbildung
solcher Gasdurchlässe gibt es bekannte und bewährte Konstruktionen. Zwischen die
beiden Rohre 7 und 8 wird durch Begichtungsvorrichtungen g der frische Möller zo
eingebracht, der aus einem feinkörnigen Gemisch von Erz, Kohle und unter Umständen
Zuschlägen besteht. Dieses Filtermaterial wird von dem Gichtgas im Querstrom durchströmt.
Es erwärmt sich dabei, während das Gichtgas gekühlt wird, und es besteht ein Temperaturgefälle
von dem inneren Rohr 7 zu dem äußeren Rohr 8 hin. Das Gichtgas gibt auf dem Weg
von 7 nach 8 seine kondensierbaren Bestandteile an das Filtermaterial ab. Gleichzeitig
bleibt auch der im Gichtgas enthaltene Staub im Filtermaterial hängen. Ein Verstopfen
oder Unwirksamwerden des Filters ist unmöglich, da dieses stetig betrieben wird;
d. h., an seinem unteren Ende wird ständig verbrauchtes, d. h. mit Teer und Staub
beladenes Filtermaterial abgezogen, während oben frisches Material nachgefüllt wird.
Für die Brikettierung ist bekanntlich ein Bindemittelzusatz von 6 bis 8'% erforderlich.
Das Volumen, das diese Menge einnimmt, liegt erheblich unterhalb des
Volumens
.des freien Raumes eines geschütteten Materials von der Art des Filtergutes, so
daß ein Verstopfen des Filters nicht zu befürchten ist. Dies gilt um so mehr, als
sich die Filtermasse ständig in Bewegung nach unten befindet und daher immer neue
Räume für den Durchtritt des Gases freigelegt werden. Das Filter mündet in dem vorliegenden
Falle unten in eine stetig bewegte Austragsschnecke i i, die das Brikettiergut einem
Paar Walzenpressen 12 zuführt. In diesen werden unmittelbar unterhalb des Filters
die Briketts 13 hergestellt, die bei 5 in den Schachtofen eingebracht werden. Zwischen
Filter und Presse können bei Bedarf noch Misch- und Zerkleinerungsvorrichtungen
geschaltet werden. Das Gas verläßt das Filter bei 14. Sein Reinheitsgrad hängt in
der Hauptsache von der Bemessung des Filters ab. Bei entsprechender Größe desselben
kann praktisch jeder beliebige. Reinheitsgrad erzielt werden.
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Wenn die beschriebene Einrichtung die überführung der teerartigen
und festen Verunreinigungen des Gichtgases in den frischen Möller in günstiger Weise
löst, so darf nicht verkannt werden, daß eine Ursache zu Schwierigkeiten noch die
Zuleitung vom Verhüttungsschachtofen zum Filter bildet. Solche Zuleitungen setzen
sich erfahrungsgemäß leicht zu, und es erweist sich als vorteilhaft, den Leitungsweg
zwischen dem Schwelorgan, dem Schachtofen und dem Filter möglichst kurz und möglichst
lotrecht auszubilden. Lotrechte Leitungen oder solche, die von der Vertikalen nur
wenig abweichen, lassen sich leicht auf mechanische Weise reinigen.
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In Abb. 2 ist als zweites Ausführungsbeispiel eine Weiterentwicklung
der Erfindung schematisch dargestellt, bei der diese Forderungen berücksichtigt
sind.
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In diesem Falle ist das Filter 2 unmittelbar über dem N iederschachtofen
i angeordnet. Das Lichtgas 6 wird lotrecht von unten in das innere Filterrohr 7
eingeleitet. Die mit Teer vermischte Brikettiermasse wird an einer oder an mehreren
Stellen 15 aus dem Filter abgezogen undunmittelbar einem oder mehreren Brikettierwalzenpaaren
12 zugeleitet. Die fertigen Briketts 13 werden dem Ofen i bei 5 wieder zugeführt.
Es ist aus dem Schema ersichtlich, daß diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine große Vereinfachung des Brikett-Verhüttungsverfahrens bedeutet.
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Außer den angegebenen Beispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind noch eine Reihe anderer Durchführungsformen möglich, die alle auf den Grundgedanken
der Abscheidung des im Lichtgas enthaltenen Teeres und der übrigen Verunreinigungen
an den frischen Möller außerhalb des Gaserzeugers bzw. Schachtofens zurückgehen.
Diese Abschei-Jung kann z. B. auch in einem zyklonartigen Gefäß erfolgen, in dem
Gas und Festbestandteile miteinander gemischt und nachfolgend wieder voneinander
getrennt werden. Die Abscheidung kann auch in einer Wirbelschicht erfolgen, in welcher
der feinkörnige Feststoff von dem hindurchgeleiteten Gas aufgewirbelt wird.