<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Umwandlung von Steinkohlenteer und andern Destillationsriickständen in Peehkoks in Ofen mit von aussen beheizten Kammern.
EMI1.1
möglicher Gehalt an Asche und flüchtigen Stoffen (im Maximum 0. 4- (}'5O/0), sehr langsame Verbrennung, vollkommene Homogenität, dichtes Gefüge und grosse Bruchsicherheit.
Der mittlere Aschegehalt hängt wesentlich vom mehr oder weniger hohen Reinheitsgrad des als Ausgangsstoff verfügbaren Pechs ab. die gleichförmige Verteilung der Aschen jedoch in der gewonnenen Koksmasse ist ausschliesslich von der Art abhängig, in der die Destillation dieses Pechs durchgeführt wird und ebenso auch alle die andern oben angegebenen Beschaffenheitsmerkmale.
Die Erzeugung von Pechkoks wird gegenwärtig in Destillationsöfen bewerkstelligt, die zwei
EMI1.2
messungen für ihre Bauelemente (Kammern bzw. Kessel) betrifft, den Nachteil gemeinsam, dass sie für die gleichmässige Erwärmung der zur Destillation gelangenden Masse nicht günstig sind. Die von aussen übertragene oder zugeführte Wärme bewirkt nämlich eine sofortige Verkokung der an den Wandungen haftenden Schichten, und damit setzt eine fortschreitende Verlangsamung der Fortpflanzung der Wärme nach dem Innern der Masse zu ein. Folglich geht der Destillationsprozess in den verschiedenen Schichten nicht gleichmässig vor sich und der Koks nimmt je nach der Entfernung von den beheizten Wänden ein verschiedenes Gefüge an.
Der ungleichmässige Verlauf der Destillation macht die Fertigstellung reichlich problematisch, und man erhält leicht sehr hohe Gehalte an flüchtigen Stoffen, u. zw. besonders an bestimmten Stellen der destillierten Masse. Ausserdem wird auf Grund von sehr starken örtlichen Temperaturübersteigerungen die Bildung von Graphit hervorgerufen, der isoliert bleibt und dazu beiträgt, die strukturelle Beschaffenheit des Kokses und die Gleichmässigkeit seiner Zusammensetzung zum Schlechten zu beeinflussen.
Ein anderer gemeinsamer Nachteil der genannten Ofentypen besteht darin, dass sie einen Koks von vorwiegend schwammigem und sehr brüchigem Gefüge liefern, u. zw. wegen der Neigung des Kokses während seiner Schmelzung Schaum zu'bilden. Versuche die gemacht wurden, um diesen Fehler auszugleichen, u. zw. vermittels Zusatz anderer Stoffe (wie z. B. von Petrolkoks), haben wegen des hohen Aschegehaltes keine befriedigenden Ergebnisse gegeben.
Bei den beiden obengenannten Ofentypen werden die Destillationsgase im allgemeinen besonders und für sieh kondensiert und die geglühten Kondensationserzeugnisse entweder dem Pech wieder zugesetzt oder anderweitig verwendet. Diese Verfahrensweisen bringen verschiedene Nachteile mit sich und im besonderen die Schwierigkeit der Kondensierung und Abscheidung der kondensierten Erzeugnisse.
Bei einigen Typen von Verkokungskesseln wird die Zersetzung der schweren Kohlenwasserstoffe, die sich im gasförmigen Zustand entwickeln, dadurch bewirkt, dass man dieselben mit Hilfe der teilweisen Verbrennung der andern Destillationsgase (im wesentlichen Wasserstoff) im Innern des Kessels stark erhitzt. Als Zersetzungsprodukt erhält man Graphit, der sich jedoch lediglich auf der Oberfläche absetzt, während der Vorteil, der in der Bildung des Graphits liegt, nur dann in Er-
<Desc/Clms Page number 2>
scheinung tritt, wenn der Graphit dem Koks innig und gleichmässig beigemischt ist, um dessen Beschaffenheit zu verbessern.
In Verfolg der vorstehenden Überlegungen, die durch die Praxis in weitestem Masse unterstützt werden, und auf Grund einer Reihe von mit Destillationskammern ausgeführten Untersuchungen wurden, wie nachfolgend angegeben, die Merkmale festgelegt, denen ein guter Ofen für die Erzeugung von Elektrodenkoks entsprechen muss : a) Die Umwandlung des Steinkohlenpechs bzw. anderer für die Gewinnung von Koks geeigneter Destillationsrückstände, in Koks muss in Öfen mit von aussen beheizten Kammern vor sich gehen. deren Breite 200 mm nicht überschreitet und deren übrige Abmessungen hiezu im entsprechenden Verhältnis stehen.
Auf diese Weise erhält man ein sehr hohes Verhältnis zwischen der Grösse der beheizten Fläche und dem Fassungsvermögen der Kammer, wodurch die Übertragung der Wärme sehr rasch erfolgt und die Gleichmässigkeit und Gleichzeitigkeit der Erwärmung an allen Punkten der Masse gewährleistet wird. b) Das in die Destillationskammer eingebrachte Pech muss vorher innig mit einer angemessenen Menge Graphit gemischt werden. Diesen Graphit erhält man, indem man die in den Destillationsgasen in dampfförmigen Zustand enthaltenen Schweröle zerlegt.
Zu diesem Zweck werden die Destillationsgase, bevor sie abgekühlt werden, wie dies gewöhnlich geschieht, beim Austreten aus der Kammer durch eine Leitung geschickt, die eine Temperatur auf-
EMI2.1
bis zur Zersetzungstemperatur erhitzt werden.
Der Fassungsraum dieser Kammern ist so gewählt, dass ein ausreichendes Verweilen der in ihnen befindlichen Gase gewährleistet ist, so dass genügend Zeit zur Entwicklung der Zersetzungserscheinungen und der anschliessenden Bildung starker Graphitmengen gegeben ist. Jede Gruppe von Destillationsöfen umfasst wenigstens zwei Kammern, welche vor dem Austragen des ausgeschiedenen
Graphits abwechselnd abgekühlt werden. Die Erhitzung der Destillationsgase bis zur Zersetzungstemperatur kann nicht von aussen her erfolgen, da sich in diesem Falle der Kohlenstoff auf der Oberfläche der beheizten Wände absetzen würde und bei seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit nichts anderes bewirken würde, als in immer höherem Grade den vorbeiziehenden Gasstrom dadurch zu isolieren, so dass er dessen Erhitzung verhindert.
Es ist also erforderlich, die direkte Beheizung anzuwenden, und dies lässt sich mit zwei verschiedenen Verfahren bewerkstelligen : entweder dadurch, dass heisse Gase in genügender Menge und von ausreichender Temperatur zugesetzt werden, oder dadurch, dass Luft in solchen Mengen zugeführt wird, dass eine teilweise Verbrennung innerhalb des Destillationsgasstromes erfolgt.
Die Temperatur, die in der Graphitabseheidungskammer aufrechterhalten werden muss, ist abhängig von dem Material der Wandungen, von der Zusammensetzung der Destillationsgase und von den verschiedenen Reaktionen des Kohlenstoffes auf den Sauerstoff, die dadurch eintreten können. dass der Gehalt an Zuführungsluft und die Temperatur verändert werden. Selbstverständlich muss die Zersetzungstemperatur genau festgesetzt und aufmerksam überwacht werden, wobei zu bedenken ist, dass, Gleichheit der übrigen Bedingungen vorausgesetzt, mit dem Überschreiten einer bestimmten Grenze die Graphitausseheidung vermindert wird.
Im Falle der Erzeugung der Wärme vermittels der teilweisen Verbrennung der Destillationsgase ist es ratsam, die Verbrennungsluft die zugeführt wird, stark vorzuwärmen. Dies kann man z. B. durch direkten Wärmetausch mit den Verbrennungserzeugnissen der Koksöfen erzielen. Das aus den Abseheidungskammern austretende Rückstandsgas besteht vorwiegend aus Wasserstoff. Dieser kann für die Beheizung der Öfen verwendet bzw. verbrannt werden, indem man dann die sehr heissen Verbrennungserzeugnisse dazu verwendet, die Zersetzung der Kohlenwasserstoffe in der bereits erklärten Weise oder unter Verwendung eines andern Verfahrens herbeizuführen.
Der Verlauf des Prozesses ist zum grossen Teil von der Form abhängig, in der sich der gebildete Kohlenstoff ausscheidet. Wenn er sieh in pulveriger Form abscheidet, wird er in unter den Zersetzungkammern angebrachten sogenannten Rasten gesammelt und da selbst stark abgekühlt werden, z. B. durch Wasser, das die Wände umspült. Im Falle als man einen besonders feinen Kohlenstoff erhält, ist es ratsam die suspendierten Kohlenstoffpartikelchen durch Auswaschung des aus der Abscheidungkammer austretenden Rückstandsgases zurückzuhalten, wobei man für die Auswaschung Wasser oder Öl benutzen kann.
Wenn die Pechkokserzeugungsanlage mit einer Teerdestillationsanlage verbunden ist, kann als Mittel für die Waschung auch der Rohteer dienen und in diesem Falle findet man den absorbierten Kohlenstoff in dem aus der Teerdestillationsanlage kommenden Pech wieder.
Die Abscheidung des Feinkohlenstoffes kann auch auf andere Weise erledigt werden, u. zw. so, wie man es gewöhnlich bei der Abseheidung der suspendierten Partikel aus Gasen macht, z. B. mit Hilfe von Sehüttelabseheidern, Zyklonen, Staubkammern, mechanischen oder elektrischen Filtern u. dgl.
Wenn die Abscheidung des Kohlenstoffes in Form von Körnchen, Plättchen oder auch geradezu in Krustenform erfolgt, kann man ihn lediglieh nach vorheriger Abkühlung aus den Abscheidungkammern gewinnen.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Rückgewinnung des Kohlenstoffes aus den Destillationsgasen des Pechs kann auch gemäss dem bei der Erzeugung von Russ üblichen Verfahren erfolgen, bei dem z. B. die bei der unvollständigen Verbrennung des Gases gebildete Flamme gegen in Drehung befindliche Scheiben schlägt, die mittels Wasser gekühlt werden und mit Vorrichtungen zum Abkratzen versehen sind.
Die Zeichnung stellt ein Beispiel einer für die Erzeugung von Pechkoks geeigneten Anordnung unter Anwendung der erfindungsgemässen Verbesserungen dar.
Darin ist a die Kammer für die Destillation des Pechs, welches durch die Beschickungsöffnungen eingebracht wird. Die Verbrennungsprodukte der Heizanlage der Kammer gelangen durch e-d in den sogenannten Fuchskanal e. Auf ihrem Wege können Wärmeaustauscher vorgesehen sein, durch die die gegebenenfalls für die Zersetzung des Graphits bestimmte Luft kräftig vorgewärmt wird.
EMI3.1
Gruppe gemeinsam ist) und von hier durch h zur Abscheidungskammer i und von dort in die Kühl- kammer 1. Schliesslich treten die Rückstandsgase durch das Rohr m aus und können auf verschiedene Weise ausgenutzt werden. Sie können z.
B. zur Beheizung der Destillationskammer a dienen oder auch verbrannt werden und die entsprechenden Verbrennungserzeugnisse, die sehr heiss sind, durch t-o
EMI3.2
oder auch teilweise in den Gasüberhitzer zurüekgeleitet und dort verbrannt werden. Im Falle als sich pulveriger Kohlenstoff abscheidet, werden die Rnekstandsgase gewaschen, gegebenenfalls auch mit Rohteer, durch dessen Destillation man ein bereits mit graphitförmigen Kohlenstoff angereichertes Pech gewinnt.
Die Abscheidung des Graphits beginnt in der Kammer i und findet in der Kammer 1 ihr Ende.
Die heissen Gase bzw. die vorgewärmte Luft (je nach dem System das man anzuwenden gedenkt), die für die Zersetzung erforderlich sind, werden durch das Rohr K und die Kammer i geleitet. Der abgeschiedene Graphit sammelt sich am Boden an und wird in regelmässigen Zwischenräumen durch die Ablassöffnung p entfernt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Umwandlung von Steinkohlenteer und andern Destillationsrüekständen in Pechkoks in Öfen mit von aussen beheizten Kammern, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Erzeugung des Pechkoks bestimmte Pech zunächst mit Graphit, der aus den Destillationsgasen durch Zersetzung der schweren Kohlenwasserstoffe in Überhitzungskammem gewonnen wurde, vermischt wird.