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Verfahren zur Herstellung von Presslingkoks.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Presslingen, die aus pulverförmigen Destillationsprodukten von Brennstoffen, vorteilhaft Halbkokspulver, mit bituminösen Bindemitteln hergestellt sind, in Presslingkoks durch Verkokung der Presslinge in einem durch Aussenbeheizung nach seinem einen Ende hin auf stetig steigender Temperatur gehaltenen Destillationsraume und unter Anwendung eines von ungebundenem Sauerstoff freien Spülgasstromes.
Das neue Verfahren unterscheidet sich von den bekannten Verfahren der angegebenen Art dadurch, dass, während man bei den letzteren die thermische Umwandlung der dampfförmigen Produkte tunlichst zu vermeiden und hiezu dieselben der Krakwirkung möglichst rasch und sicher zu entziehen sucht, erfindungsgemäss im Gegensatz hiezu zur gleichzeitigen Gewinnung von Leichtöl und heizkräftigem Gas während der Verkokung der vorzugsweise mit phenolreiehen Teeranteilen als Bindemittel hergestellten Presslinge ein Gas reduzierender Natur unter Vermeidung eines Zusatzes von Wasserdampf derart eingeführt wird, dass sowohl die Strömungsrichtung dieses Spülgasstromes reduzierender Natur wie auch die Bewegungsrichtung der Presslinge mit der Richtung des Temperaturanstieges im Destillationsraume übereinstimmt (Gleichstromprinzip).
Gemäss dem prioritätsälteren Patente Nr. 144028 des Erfinders soll die Verkokung von Presslingen der angegebenen Art unter Anwendung des erwähnten Gleichstromprinzipes in der Weise erfolgen, dass in den Destillationsraum Wasserdampf und ein kohlenoxydhaltiges Gas eingeführt und dadurch ein naszenten Wasserstoff liefernder Spülgasstrom geschaffen wird. Das erfindungsgemässe Verfahren, bei welchem ebenfalls das für diese Zwecke bisher nicht bekannte Gleichstromprinzip verwendet, aber ein absichtlicher Zusatz von Wasserdampf vermieden wird, bietet demgegenüber zunächst den Vorteil, dass es die Möglichkeit eröffnet, nebst der Presslingkoksgewinnung sonst geringwertige, phenolreiche Teeranteile zu veredeln und hiebei auch Normalgas zu gewinnen.
Würde man dem Spülgas reduzierender Natur auch Wasserdampf zusetzen, so wäre wohl die Phenolreduktion gleichfalls möglich, doch würde das erhaltene Krakgas unnötig mit Schwachgas gestreckt und zur Stadtgas ungeeignet. Da fernEr die Anwesenheit von Wasserdampf auf den Verlauf der bezwecken Phenolreduktionsvorgänge bekanntlich hemmend wirkt, wird durch die erfindungsgemässe Vermeidung des Zusatzes von Wasserdampf der weitere Vorteil erreicht, dass die hemmend wirkende Wasserdampfkonzentration möglichst niedrig gehalten wird.
Der Fortfall des Wasserdampfzusatzes gewährleistet auch die Erhaltung von verkokten Presslingen glatter Oberfläche, da bei jenen höheren Temperaturen, die beim erfindungsgemässen Verfahren anzuwenden sind, der an der Reaktion nicht beteiligte Wasserdampf die Presslinge unter Bildung von CO bzw. CO2 und H2 angreift.
Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgt die Aufspaltung und die Reduktion einzelner Teerbestandteile, da als Nebenprodukt heizkräftiges Gas und Leichtöl gewonnen werden soll, in den zweckentsprechend heissen, vorteilhaft weit über 550 C erhitzten Destillationsraumzonen. Die Gasentwicklung durch Krakvorgänge beginnt bereits bei etwa 500 C, mit steigender Temperatur jedoch setzt auch die Phenolreduktion ein, wenn für die Anwesenheit entsprechend reduzierender Gase gesorgt wird. Die aus diesen Presslingen entweichenden Phenole werden bei einer Temperatur von 700 bis 750 C sowohl von Kohleoxydgas wie auch vom Wasserstoff reduziert, wobei Benzol oder verwandte Produkte entstehen.
Da die zu kokenden Presslinge ausschliesslich oder grösstenteils aus Schwelprodukten bestehen, kann ihre Kokung nicht genug derartiges Gas liefern, und es ist erforderlich, die notwendige Menge von aussen her zu ergänzen oder zuzuführen, was von der Aufgabeseite der Presslinge erfolgt. Der Reduktions-
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und Krakvorgang wird einerseits immer mit der Abscheidung elementaren Kohlenstoffes aus Kohlenwasserstoffen einhergehen, welcher sowohl in den Presslingen als Bindemittel wie auch an deren Oberfläche zur Ablagerung gelangt, und anderseits mit der Abspaltung von Krakgasen hohen Heizwertes sich dem Spülgase beimischen und dessen Volumen und Heizwert vermehren. Der Zuwachs des Heizwertes wird um so augenfälliger, je weniger heizkräftig das eingeblasene Spülgas war.
Durch richtige Bemessung der Menge des Spülgases und entsprechende Temperaturführung hat man es in der Hand, als Nebenprodukt Gas zu erhalten, welches den Stadtgasnormen entspricht.
Eine lediglich nach dem Gleichstromprinzipe arbeitende Ausführungsart des neuen Verfahrens sollen die Fig. 1 und 2 veranschaulichen.
A stellt hiebei eine Retorte dar, durch welche die Presslinge in der Richtung des Temperaturanstieges wandern. Diese Retorte wird durch die bei h eingeführten und bei r abziehenden Heizgase, die z. B. gemäss einer Spiralbahn aufsteigen können, von aussen beheizt. Zur durchwegs im Gleichstrome vorzunehmenden Spülung wird in die Retorte in der Zone von etwa 200 C Temperatur bei s ein reduzierendes Gas (z. B. Generatorgas, Wassergas usw.) eingeblasen. Dieses Gas sowie die Schwelgase und Dämpfe der Presslinge durchziehen die Retorte in der übereinstimmenden Richtung des Temperaturanstieges und der Presslingbewegung, wobei die erwünschten Reaktionen zwischen dem reduzierenden Gase und den Teerdämpfen stattfinden.
Der Spülgasstrom endet in der Zone von 750 C, wo bei t die Reste des eingeblasenen Gases mit den gas-und dampfförmigen Destillations-und Reaktionsprodukten gemischt aus der Retorte gesaugt warden. Die rohen Presslinge werden durch einen Verschluss m aufgegeben, und der fertige Koks wird durch einen Verschluss n aus dem Destillationsraum genommen.
Will man neben Presslingkoks guter Qualität möglichst viel Leichtöl und zugleich aus eingeblasenem Gas niederen Heizwertes mehr Gas mit hohem Heizwerte erhalten, so wird dieser dreifache Zweck durch die ausschliessliche Anwendung des Gleichstromprinzips unerreichbar sein, weil das heizkräftige Gas nur auf Kosten des Leichtölanfalles entstehen kann. In diesem Falle ist es angezeigt, gleichzeitig mit dem von den kälteren Zonen des Destillationsraumes hinziehenden Spülgase reduzierender Natur in eine entsprechend heisse Zone des Destillationsraumes, zweckmässigerweise in die Zone der höchsten Temperatur, ein Spülgas mit hinreichendem Gehalt an schweren, spaltungsfähigen Kohlenwasserstoffen einzublasen.
Geeignet hiefür ist das mit Öldämpfen gesättigte Eigengas oder ein ähnlich beschaffene Fremdgas (z. B.
Teerdämpfe führendes Generatorgas). Derartige Gase werden, die glühende Kokszone im Gegenstrom durchziehen, durch Verkrakung ihres Schwerkohlenwasserstoffgehaltes karburiert und erfahren einen Zuwachs ihres Volumens und Heizwertes. Der gleichzeitig ausgeschiedene Kohlenstoff schlägt sich an die Oberfläche des Presslingkokses und erhöht seine Festigkeit. Diese Gase können nach Bedarf gänzlich oder teilweise durch Wasserdampf ersetzt werden.
Die mit gleichzeitigem Einblasen im Gleich-und Gegenstrom gekennzeichnete Arbeitsweise ist in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht, wo die im Gegenstrom zu führenden Spülstoffe bei v in den Destillationsraum A eingeblasen werden. Diese Stoffe sowie deren Reaktionsprodukte ziehen zwangläufig im Gegenstrom in die Destillationszonen niedrigerer Temperatur, wo sie bei t abgesaugt werden ; zweckmässig an der gleichen Stelle oder etwas darüber werden auch die im Gleichstrome ziehenden Reste der bei s eingeblasenen, reduzierenden Gase sowie die denselben beigemischten gas-und dampfförmigen Destillations-und Reaktionsprodukte abgesaugt. Die Bezugsbuchstaben haben im übrigen die gleiche Bedeutung wie in den Fig. 1 und 2.
In gewissen Fällen kann das Absaugen der Gase aus verschiedenen Zonen des Destillationsraumes von Vorteil sein. Man vermag auf diesem Wege die gegen schädlich hohe Temperatur zu schützenden Öldämpfe aus solchen Zonen des Destillationsraumes zu entnehmen, wo noch keine unerwünschte Ver- änderung stattfand. Hiebei bleibt sogar bei Anwendung von Einblasestellen in verschiedenen Zonen die Möglichkeit offen, im ganzen Destillationsraume nur Gleichstrom oder in einer Zone Gleichstrom, in einer andern Gegenstrom zu unterhalten. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die im Destillationsraume nieder- gehendeBrikettsäule die Strömung der Spülgase um so mehr behindert, je mächtiger die zu durchdringende Brikettschicht ist.
Man kann also bei Anwendung der Absauge-und Einblasestellen in verschiedenen Zonen des Destillationsraumes einerseits durch zweckmässige Anordnung dieser Stellen anderseits durch entsprechende Gaszu-und abfuhr die Druckverhältnisse in den Gasleitungen so einstellen, dass die Strömung in den gewünschten Richtungen erfolgt.
Ausführungsbeispiel :
EMI2.1
Die so hergestellten Presslinge wurden unter Gaszufuhr im Gleichstrom bei allmählich bis 750 C ansteigender Temperatur so verkokt, dass sowohl das eingeblasene Gas wie auch die gas-und dampfförmigen Destillationsprodukte durch die Zone mit der besagten Temperatur ziehen mussten. Der Destillationsraum war unbewegt, während sich die Presslinge in der Richtung des Temperaturanstieges
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fortbewegten. Eingeblasen wurde auf je 100 kg Presslinge 15 m3 Generatorgas. Ausgebracht wurden aus 100 kg rohen Presslingen 91 kg Presslingkoks mit einem Heizwerte von 6500 Kal/kg, 4 kg Teer mit einem Siedebeginn von über 2000 C, 2. 5 kg Öl mit einem Siedebeginn unter 200 C und 22 m3 Gas mit einem Heizwerte von 4000 Kal/m3.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Umwandlung von Presslingen, die aus pulverförmigen Destillationsprodukten von Brennstoffen, vorteilhaft Halbkokspulver, mit bituminösen Bindemitteln hergestellt sind, in Presslingkoks durch Verkokung der Presslinge in einem durch Aussenbeheizung nach seinem einen Ende hin auf stetig steigender Temperatur gehaltenen Destillationsraume und unter Anwendung eines von ungebundenem Sauerstoff freien Spülgasstromes, wobei die Strömungsrichtung desselben wie auch die Bewegungsrichtung der Presslinge mit der Richtung des Temperaturanstieges im Destillationsraume übereinstimmt (Gleichstromprinzip), dadurch gekennzeichnet,
dass zur gleichzeitigen Gewinnung von Leichtöl und heizkräftigem Gas mit vorzugsweise phenolreichen Teeranteilen als Bindemittel hergestellte Presslinge verwendet werden und der Strom reduzierenden Spülgases unter Vermeidung eines Zusatzes von Wasserdampf eingeführt wird.