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Verfahren zur Herstellung mechanisch fester, kleiner Koksteilchen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mechanisch fester, kleiner Koksteilchen.
Die Hauptquelle für im Hüttenwesen verwendeten Kohlenstoff war lange Zeit der durch verschiedene
Hochtemperatur-Koksofenverfahren erzeugte Koks. Betriebe, die Eisen, Phosphor, Zink, Blei, Zinn,
Silizium usw. schmelzen, verwenden derartigen Koks. Diese Öfen erfordern immer teurere und selten vor- kommende Kokskohlen. Verkäufliche Mengen von Kohlengriess u. ähnl. Nebenprodukten von Koks, die früher aus besonderen Koksöfen erhältlich waren, nehmen ab, da das Sinterverfahren es den Herstellern von solchem Koks ermöglichte, dieses Material (Griess u. a. Koksgrössen) vorteilhaft für eigene Ver- fahren zu verwenden.
In vielen Gebieten der Welt bestehen gewaltige Ablagerungen armer, wasserhaltiger, hochflüchtiger, bituminöser und hochbituminöser Kohlen und Lignite. Diese Kohlen sind weit verbreitet und manche können leicht im Tagbau u. a. billigen Abbauverfahren gewonnen werden. Diese Kohlen backen im all- gemeinen nicht oder wenig zusammen und ergeben bei den bekannten Verkokungsverfahren keine im
Hüttenwesen befriedigenden Kokssorten. Die Schmelzbetriebe bezahlen vielfach hohe Frachtkosten für den Transport von teurem Koks über grosse Entfernungen, obwohl sie von grossen Ablagerungen derartiger
Kohle umgeben sind.
Destillationsöfen bieten ausserdem unerwünschte Verfahrensbedingungen, da sie eine ausgedehnte Apparatur zum Mischen und Sortieren der Kohlen erfordern ; so entstehen Schwierigkeiten und erhebliche Aufwendungen für die Instandhaltung. Infolge der Art der für Koksofenverfahren benötigten Kohlen beeinflusst wechselndes Zusammenballen das Verfahren ungünstig. Da das Verfahren im Satzbetrieb durchgeführt wird, schwankt die Temperatur in den Koksöfen (gleichgültig, ob es Destillations- oder Bienenkorbkoksöfen oder andere Abarten sind) je nach der Reaktionszeit und dem Durchsatz im Ofen. Das führt zu Produkten, deren Eigenschaften von Ansatz zu Ansatz und auch innerhalb einer bestimmten Charge schwanken. Bei allen bisher bekannten Kokereiverfahren beträgt die für die Reaktion benötigte Zeit viele Stunden.
Bei Destillationskoksöfen kann dieser Zeitraum von 16 bis 48 h betragen. In Bienenkorbkoksöfen kann die Reaktion 72 h lang dauern. Der in Hochtemperaturöfen hergestellte Hochofenkoks hat relativ geringe Druckfestigkeit (im Bereich von 35 bis 56 kg/cm2) und geringe Abriebfestigkeit (etwa 50-70%, bestimmt nach dem ASTM-Tumbler-Index). Diese Produkte haben auch eine niedrige Dichte (dies wird zweifellos durch die rasche und unregelmässige Erhitzungsgeschwindigkeit verursacht) und geringe Reaktivität (was durch zu langes Verbleiben bei hohen Temperaturen bewirkt wird).
Es wurde eine erhebliche Forschungsarbeit für Durchkohlungsverfahren bei niedrigen Temperaturen, d. h. für das Durchkohlen bei Temperaturen von 420 bis 650 C verwendet. Solche Verfahren ergeben schwachen Koks oder Kohle mit Eigenschaften, die sie im allgemeinen zur Verwendung im Hüttenwesen ungeeignet machen. Diese Verfahren wurden in erster Linie grosstechnisch verwendet, um flüssige und gasförmige Destillate herzustellen, die relativ geringen Gehalt an Aromaten aufwiesen ; die Abfallkohle war hauptsächlich zur Gewinnung von flüssigem Brennstoff geeignet.
Es wurde vorgeschlagen (z. B. in der USA-Patentschrift Nr. 2, 844, 526), fein verteilte Kohleteilchen im Fliessbett zu behandeln und derartigen Verfahren wurde eine erhebliche Forschungsarbeit gewidmet.
Es ist bekannt, dass viele Kohlen, wenn sie fein gemahlen und in heissen Gasen zum Fliessen gebracht werden, eine charakteristisch expandierte Hohlstruktur erhalten, die als Cenosphäre bekannt ist. Es wird angenommen, dass diese Erscheinung auftritt, wenn die Entgasung (bei der Gase entwickelt werden, deren Volumen vielfach grösser als das der Festkörper ist) in Temperaturbereichen oder unter andern Bedingungen ausgeführt wird, bei denen die Kohleteilchen relativ hohe Plastizität, d. h. geringe Viskosität und daher geringe Porenwandstärke aufweisen. Selbst wenn die Bildung von Cenosphären vermindert wird, bilden sich bei der bisher durchgeführten Fliessbettdurchkohlung poröse, schwache und bröckelige Kohlerückstände von geringer Dichte, die selbst durch Brikettieren zur Verwendung im Hüttenwesen völlig unbefriedigend sind.
Die nach bisher durchgeführten Niedrig- und Hochtemperaturfliessbett-
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verfahren erhaltenen Kohlerückstände haben aufgeblasene und stark strukturierte äussere Oberflächen, wobei wenig oder nichts von der ursprünglichen Kohlenteilchenstruktur erhalten ist, sie haben im Gegenteil die typische Struktur üblicher gebrannter Kohlerückstände mit offenen Poren.
Das Brikettieren von Koksrückständen, die nach bisher durchgeführten Nieder- oder Hochtemperaturverkokungsverfahren (einschliesslich Fliessbettverfahren) hergestellt wurden, führt zu nichthomogenen Produkten. Dieser Mangel an Homogenität zeigt sich darin, dass innerhalb der Struktur des schliesslich erhaltenen Briketts nach üblichen optischen Mikroskopierverfahren die ursprünglichen einzelnen
Koksteilchen festgestellt werden können, die an ihrem Ort durch Koks zusammengeleimt werden, der aus dem Bindematerial erzeugt wurde. Es bestehen tatsächlich zwei Koksarten nebeneinander, die verschiedene Eigenschaften aufweisen, welche die schliesslich erhaltenen Briketts zur Verwendung im Hüttenwesen ungeeignet machen.
Die Erfahrung zeigte, dass Bindekoks mit verschiedener und schnellerer Geschwindigkeit als Kohlerückstandkoks reagiert, was den Zerfall der Brikettstruktur zu den ursprünglichen feinen Kohlerückstandskoksteilchen zur Folge hat. Diese Teilchen sind bei der Reaktion des Verfahrens nicht benutzt worden und dies hat schwere wirtschaftliche Nachteile und technologische Schwierigkeiten zur Folge.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung beliebiger Kohlesorten zu entwickeln (insbesondere für die billigen, leicht erhältlichen, nicht backenden Kohlen), um mechanisch festes, chemisch reaktives kohlenstoffhaltiges Material herzustellen, das u. a. zur Verwendung im Hüttenwesen geeignet ist und je nach den Verfahrensbedingungen eine bestimmte chemische Reaktivität aufweist, die sich in der unerwartet hohen Reaktionsgeschwindigkeit mit Gasen, wie z. B. Sauerstoff, Wasserdampf, Kohlendioxyd oder Chlor zeigt, und welches die gewünschten, vorher bestimmbaren physikalischen Eigenschaften, nämlich eine bestimmte Dichte, Härte und Festigkeit, hat.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, aus beliebigen Kohlesorten (insbesondere aus den billigen, leicht verfügbaren, nicht backenden Kohlen) solche kalzinierte Teilchen herzustellen, die sich mit Bindemitteln vereinigen ; die Mischung wird komprimiert (d. h. brikettiert, ausgepresst od. dgl. ) und weiter unter Bildung dichter Einheiten von beliebiger Gestalt oder Grösse behandelt, die zum Schmelzen von Erz und Ausführen chemischer Reaktionen gut geeignet sind ; wenn dieses Verfahren mit bestimmten Kohlesorten, wie z.
B. mit bituminösen, hochbituminösen und Lignitkohlen ausgeführt wird, erhält man alles oder einen Teil des Bindemittels, das zur Bildung der vorerwähnten dichten Einheiten notwendig ist, und dieses Verfahren erfordert bei der praktischen Durchführung eine weniger kostspielige Apparatur, die ausserdem leichter instandzuhalten, thermisch wirksamer und leichter in Gang zu setzen, zum Arbeiten und zum Aufhören zu bringen ist als übliche Destillationsöfen für Kokskohlen.
Erfindungsgemäss werden mechanisch feste, kleine Koksteilchen dadurch hergestellt, dass Kohle beliebiger Sorte in Form von Teilchen, deren Grösse die Anwendung der Fliessbettechnik erlaubt, z. B. zwischen 0, 04 und 2, 4 mm Durchmesser,
1. in einer Atmosphäre, deren Sauerstoffgehalt zwischen 0 und 20 Vol.-% eingestellt wird, auf eine Temperatur erhitzt wird, die genügend ist, um den Feuchtigkeitsgehalt der Kohle zu vermindern, die aber noch nicht so hoch ist, dass sich teerbildende Dämpfe entwickeln, u. zw. so lange, bis der Feuchtigkeitsgehalt der Kohle auf weniger als 2 Gew.-% gesunken und die Kohle soweit modifiziert ist, dass die Porenwände ihrer Teilchen in der folgenden Stufe nicht brechen oder explodieren ;
dass die so erhaltenen Teilchen ("katalysierte" Kohleteilchen) hierauf
2. im Fliessbettverfahren 10-60 min auf eine Temperatur erhitzt werden, die genügend hoch ist, dass teerbildende Dämpfe abgegeben werden, die jedoch 650 C nicht überschreitet ; dass die so erhaltenen
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Temperatur derart erhitzt werden, dass das Endprodukt weniger als 3% flüchtige brennbare Stoffe enthält, woraufhin die erhaltenen Koksteilchen ("Kalzinat")
4. entweder in einer im wesentlichen inerten Atmosphäre abgekühlt oder, falls erwünscht, unmittelbar ohne Kühlung in Hochtemperaturverarbeitungsstufen eingebracht werden.
Der hier gebrauchte Ausdruck "Sorte" wird in dem üblicherweise in der Kohlenindustrie gebrauchten Sinne verwendet, nämlich zur Unterscheidung von Kohlen verschiedener Eigenschaften.
Die so hergestellten, kalzinierten Kohlerückstandsteilchen können als solche, z. B. als Rohmaterial für Wassergas oder andere Gasreaktionen an Stelle von Kohle oder Koks oder zur Ausführung von Erzreduktionen, wie z. B. zur Reduktion von Eisenerz, z. B. beim Sintern, verwendet werden. Sie sind bemerkenswert fest, abriebsfest, homogen und ausserordentlich gleichförmig bei Reaktionen mit Kohlendioxyd, Wasserdampf und Sauerstoff.
Die kalzinierten Kohlerückstandsteilchen haben die einzigartige und überraschende Eigenschaft, starke Kohlenstoff-Kohlenstoffbindungen mit Kohlenstoff aus Teer und Pech zu bilden, der bei der Herstellung des kalzinierten Kohlerückstands oder aus Kohlenteerpech oder andern derartigen bituminösen Bindemitteln entsteht, wobei anschliessend starke interne dreidimensionale Bindungen entstehen, so dass massive Formen mit hoher Strukturfestigkeit erzeugt werden, die erhaltenen massiven Formen also für das Hüttenwesen hervorragend geeignet sind.
Bei der Verwendung kalzinierter Kohlerückstandsteilchen zur Herstellung derartiger massiver Presskörper werden die heissen kalzinierten Kohlerückstandsteilchen auf eine Temperatur zwischen 16 und 320 C
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über dem Erweichungspunkt des beim nachfolgenden Mischverfahren verwendeten Bindemittels abgekühlt. Die abgekühlten kalzinierten Teilchen werden mit dem bituminösen Bindemittel vermischt und die Mischung wird einer Druckverformung bei einem Druck über 350 at zur Herstellung von Grünlingen verformt. Die Grünlinge werden in einer Atmosphäre gehärtet, die wenigstens 2t, vorzugsweise 2i-21 Vol.-%
Sauerstoff zur Herstellung gehärteter Formen enthält.
Die gehärteten Körper werden bei einer Temperatur über 7600 C, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 816 und 9270 C, wenigstens 5 min, vorzugsweise 5-60 min, in einer von Kohlendioxyd, Wasserdampf und Sauerstoff praktisch freien Atmosphäre verkokt, um den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen so zu vermindern, dass er nicht mehr als 3 Gew.-% beträgt.
In den beigefügten Zeichnungen zeigt die Fig. l als Beispiel und zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung ein Fliessdiagramm der Verfahrensstufen der Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Fliessdiagramm einer bevorzugten Apparatur für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Erfindungsgemäss wird aus Kohle aller Sorten, von Lignit bis Anthrazit, durch ein Verfahren folgender Stufen chemisch reaktives kohlenstoffhaltiges Material hergestellt.
Die Kohle wird, wenn sie nicht bereits fein zerteilt ist, z. B. in einer Hammermühle, bis zu einer so geringen Teilchengrösse zermahlen, dass sie leicht zum Fliessen gebracht werden kann.
1. Diese gemahlenen Kohleteilchen werden in einer Umgebung mit solchen Eigenschaften vorbehandelt, dass dann, wenn die Mutterkohle im nachfolgenden Durchkohlungsschritt behandelt wird, eine Verminderrung des Gehalts an flüchtigen Kohlenwasserstoffen und eine Polymerisation der restlichen Kohlenwasserstoffsubstanz der Kohle stattfindet, ohne dass die ursprüngliche physikalische Struktur der Kohle zerstört wird. Man nimmt an, dass sich dabei auch Katalysatoren peroxydischer oder hydroperoxydischer Art aus einem Teil des in der Mutterkohle enthaltenen Sauerstoffs und/oder aus Sauerstoff aus dem Wasserdampf und/oder der atmosphärischen Luft bei der Durchführung dieser Verfahrensstufe bilden.
Diese Stufe muss innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs ausgeführt werden, der von Kohlenart zu Kohlenart schwankt und wenigstens teilweise von der Zeit abhängig ist, in der die Mutterkohle solchen Temperaturen ausgesetzt wird, und der durch die anschliessend beschriebenen unterschiedlichen Erscheinungen begrenzt ist. Die obere Temperaturgrenze ist, unabhängig von der Zeit, diejenige Temperatur, oberhalb welcher die destillierenden Dämpfe beim Kondensieren Teer bilden. Die untere Temperaturgrenze ist diejenige Temperatur, bei welcher enthaltene Feuchtigkeit aus der Mutterkohle entwickelt wird.
Die zwischen diesen Temperaturgrenzen zur Ausführung dieser Katalysierwirkung notwendige Verweilzeit hängt von der angewendeten Verfahrensbehandlung, der Temperatur innerhalb der angegebenen Grenzen und der zu behandelnden Kohlensorte ab.
Folgende weiteren beiden wichtigen Sekundäreffekte dieser Stufe gehören zu dem Primärzweck der Katalysatorbildung. a) Der Feuchtigkeitsgehalt der Mutterkohle wird bis zu solchen Grenzen vermindert, wie es für eine geeignete Durchführung des Durchkohlungsschrittes erforderlich ist. Im allgemeinen auf 2% oder weniger. b) Gegebenenfalls vorhandene Verkohlung-un Backeigenschaften der Mutterkohlen werden durch einen geringen Zusatz und/oder Rekombination mit Sauerstoff zerstört, der aus der Mutterkohle oder der Atmosphäre, in der diese Verfahrensstufe ausgeführt wird, entnommen wird, wobei sich Carboxylgruppen bilden, wie sie in Huminsäuren auftreten.
Diese katalysierten Kohleteilchen sind pyrophor und sollten beim Transport so behandelt werden, dass unerwünschte Oxydation vermieden wird.
Diese Verfahrensstufe, die in erster Linie zum wirksamen Katalysieren der Kohle führt, wird anschliessend und in Fig. 1 als Katalysatorstufe"bezeichnet. Die Produkte werden als katalysierte Kohle" bezeichnet.
2. Die vorerwähnten katalysierten Kohleteilchen werden, wie anschliessend dargelegt wird, weiter mit solcher Geschwindigkeit und Verweilzeit erhitzt, dass die gewünschte Dichte und Reaktivität des kalzinierten Produkts, d. h. des bei der nachfolgenden Stufe erhaltenen Produkts, erzeugt wird.
Der Zweck dieser zweiten Stufe liegt darin, die Polymerisation, die von den Katalysatoren (die sich vermutlich bei der Katalysatorstufe gebildet haben) gefördert und gerichtet wird, so auszuführen, dass die Struktur der Mutterkohle beibehalten wird, während gleichzeitig ein Teil dieser Bestandteile (abhängig von der vorher bestimmten Umgebung dieser Stufe) als Dampf entwickelt wird, der unter Bildung von Teer und Gasen zur Verwendung bei den nachfolgenden Verfahrensmassnahmen kondensiert werden kann.
Diese Stufe bewirkt eine Verminderung desjenigen Anteils der Mutterkohle, der im allgemeinen flüchtiges, brennbares Material genannt wird.
Die notwendigen Erhitzungsgeschwindigkeiten und Verweilzeiten können erzielt werden, indem die katalysierte Kohle in ein Fliessbettreaktionsgefäss gebracht wird, wo der Temperaturanstieg praktisch augenblicklich erfolgt und wo die Verweilzeit der katalysierten Kohle in dieser Umgebung durch die gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produkts geregelt wird. Innerhalb der anschliessend angegebenen Grenzen erzeugen längere Verweilzeiten bei einer bestimmten Temperatur höhere Dichten, aber geringere Reaktivitäten. Höhere Temperaturen erzeugen bei einer bestimmten, aber kürzeren
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Verweilzeit höhere Reaktivitäten, aber geringere Dichten. Die dem Kohlerückstand bei dieser Stufe verliehenen Eigenschaften haben direkte Bedeutung für die Produkte der nachfolgenden Stufen.
Die Wärme für diese Stufe wird am besten durch Verbrennung eines solchen Teiles der katalysierten
Kohleteilchen erhalten, der notwendig ist, um die für die Reaktion nötige Wärme zu erzeugen, und diese
Verbrennung wird geregelt, indem nur so viel Sauerstoff, vorzugsweise als Luft, zugegeben wird, wie für dieses Verbrennungsmass notwendig ist.
Diese Teilchen des Kohlerückstandes sind pyrophor und sollten beim Transport so behandelt werden, dass keine unerwünschte Oxydation auftritt.
Anschliessend und in der Fig. 1 wird diese Stufe als Durchkohlungsstufe"und das feste in dieser Stufe erhaltene Produkt als "Durchkohlungsrückstand" bezeichnet.
2 a. Die kondensierten, aus der Durchkohlungsstufe wiedergewonnenen Teerdämpfe können so be- handelt werden, dass ein zum nachfolgenden Vermischen mit den kalzinierten Durchkohlungsrückständen geeignetes Bindemittel erzeugt wird. Diese Behandlung besteht im Luft- oder Dampfblasen. Diese Teer- arten, die von Wasser befreit wurden, werden bei Temperaturen über dem Kondensationspunkt von Wasser- dampf, aber unter der Temperatur gehalten, wo das Durchblasen von Gasen (Luft oder Dampf) durch die
Teermasse die Destillation leichter Fraktionen von mehr als 5 Gew.-% des trockenen, so behandelten
Teers bewirkt. Diese Behandlung wird fortgesetzt, bis ein geeigneter Viskositätsanstieg erhalten wird, wie anschliessend beschrieben wird.
3. Der Durchkohlungsrückstand wird, vorzugsweise sofort, weiter erhitzt, um den restlichen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen im Durchkohlungsrückstand auf maximal 3% zu vermindern. Wenn dies in einem
Fliessbett mit Verbrennung von einem Teil des Durchkohlungsrückstandes zur Erzeugung der gewünschten
Temperatur ausgeführt wird, muss das in einer Atmosphäre durchgeführt werden, die nicht mehr derartige aktive Gase enthält, welche Hitze erzeugen und nicht mehr Kohlendioxyd, als durch die Verbrennung des- jenigen Teils der Durchkohlungsrückstandsteilchen erzeugt wird, wie zur Erzeugung der bei dieser Reaktion erforderlichen Wärme notwendig ist.
Diese kalzinierten Teilchen sind pyrophor und sollten beim Transport so behandelt werden, dass un- erwünschte Oxydation vermieden wird.
Anschliessend und in der Fig. 1 wird diese Stufe als Kalzinierstufe"und das bei dieser Stufe erzeugte
Produkt als "heisses Kalzinat"bezeichnet.
4. Das heisse Kalzinat wird sofort und rasch auf eine Temperatur abgekühlt, bei welcher anschliessend das Vermischen mit dem Bindemittel zur Herstellung von Formlingen ausgeführt wird, oder auf eine Temperatur unter 200 C oder auf die Temperatur, bei der das Kalzinat verwendet werden soll, wenn es als solches Anwendung finden soll. Wenn es bei einer niedrigeren Temperatur verwendet wird, kann das
Kühlen ausgeführt werden, indem das heisse Kalzinat in ein Fliessbett gebracht wird, das bei der Temperatur gehalten wird, auf die das Kalzinat abgekühlt werden soll ; das kann auch schrittweise ausgeführt werden, indem zwei oder mehrere Fliessbetten benutzt werden, wenn die Wärmeersparnis es erfordert.
Die Wirkung von derartigem Abkühlen besteht darin, den Verlust an Produkt durch Oxydation bei Berührung mit Luft zu vermindern und gleichzeitig die Struktur der Kohlenstoffoberfläche durch Verhinderung dieser Oxydation beizubehalten.
Anschliessend und in der Fig. 1 wird diese Stufe als Kühlstufe"und das in dieser Stufe erhaltene Produkt als "Kalzinat" bezeichnet.
Das so hergestellte chemisch reaktionsfähige kohlenstoffhaltige Material oder Kalzinat kann als solches, z. B. als Rohmaterial, für Wassergasreaktionen oder andere Gasreaktionen an Stelle von Kohle oder Koks oder zur Reduktion von Erzen, wie z. B. in Sintereisenverfahren, verwendet werden. Es ist bemerkenswert fest, gegen Abrieb widerstandsfähig, homogen, von hohem Schüttgewicht und ausserordentlich gleichförmig bei Reaktionen mit Kohlendioxyd, Dampf und Sauerstoff.
Diese kalzinierten Teilchen sind pyrophor und sollten beim Transport so behandelt werden, dass unerwünschte Oxydation vermieden wird.
Bei der Beschreibung der Verfahrensschritte und der dafür bestehenden Gründe wurde versucht, den Einfluss und die Bedeutung jedes Schrittes für die nachfolgende Stufe verständlich zu machen ; die Erfindung soll jedoch nicht durch darin angegebene theoretische Deutungen beschränkt werden.
In Anbetracht der bekannten Unterschiede zwischen Kohlen verschiedener Sorten und selbst zwischen verschiedenen Kohlenlagerstätten der gleichen Sorte ist es überraschend und unerwartet, dass das erfindunggemässe Verfahren auf Kohlen aller Sorten angewendet werden kann, wobei Kalzinate und/oder massive Körper gleicher Qualität gewonnen werden.
Anschliessend werden die bevorzugten, im allgemeinen auf Lignite, nicht backende Kohlen mit hohem Anteil an flüchtigen Bestandteilen, backende Kohlen und Anthrazite anwendbaren Verfahrensbedingungen für jede der oben erwähnten Stufen beschrieben.
Mahlstufe
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann die Kohle, wenn sie nicht bereits die gewünschte fein zerteilte Grösse hat, gemäss Standard-Mahl- und -Sortierverfahren gemahlen werden, wobei eine natürliche Teilchengrössenverteilung auftritt, praktisch alles durch ein Sieb mit 2, 38 mm Maschenweite hindurchgeht und wenigstens 95% davon auf einem Sieb mit 0, 043 mm Maschenweite zurückgehalten wird und eine minimale Menge feiner Teilchen von einer Grösse vorhanden ist, die aus dem
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Cyclon der Fliessbettreaktionsgefässe entweichen würde. Das wird im allgemeinen durch Mahlen in einer Hammermühle bewirkt.
Katalysatorstufe
Diese fein gemahlenen Mutterkohlenteilchen werden zunächst einer Vorbehandlung unterworfen, vorzugsweise in einem Fliessbett, aber auf alternative Weise in einer dispersen Phase, vermutlich um die Bildung von Peroxyd-und Hydroperoxydkatalysatoren zu fördern Das wird am besten in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre bewirkt, deren Konzentration umgekehrt mit der Sauerstoffkonzentration der so katalysierten Kohle schwankt. Der praktisch verwendete Bereich beträgt 1-20 Vol.-% im eintretenden Fliessmittel, je nach der Kohlensorte. Für geringwertige, nicht kokende Kohlen wird eine Sauerstoffkonzentration bei oder in der Nähe der unteren Grenze dieses Bereichs verwendet, z. B. 1-8 Vol.-% ; für Kokskohlen wird eine Sauerstoffkonzentration im oberen Teil dieses Bereichs verwendet, z.
B. 8-20 Vol.-%. Die verwendete Sauerstoffkonzentration sollte eine optimale sein, welche in die Kohlenmatrix hineingeht, eine Sauerstoffquelle für die Katalysatorbildung darstellt und gegebenenfalls vorhandene Backneigung verhindert, ohne unkontrollierte Verbrennung bei dieser Katalysatorstufe oder in den späteren Verfahrensstufen zu bewirken.
Bei dieser Katalysierung nicht backender Kohlen, einschliesslich von Lignite, wird das Fliessbett üblicherweise bei einer Temperatur von 121 bis 260 C gehalten. Bei Kohlen mit backenden und verkokenden Eigenschaften wird das Bett bei einer Temperatur von 260 bis 430 C gehalten, um den Sekundäreffekt der Zerstörung dieser Eigenschaften zu fördern. Die maximale Temperatur dieses Bereiches ist diejenige, bei welcher Kohlenwasserstoffdämpfe, die Teervorstufen, sich zu entwickeln beginnen. Die untere Grenze ist diejenige Temperatur, die dazu erforderlich ist, den Feuchtigkeitsgehalt auf 2% oder weniger zu vermindern oder im Fall von Kohle mit weniger als 2% Feuchtigkeit diejenige Temperatur, bei welcher Sauerstoff der Kohlenmatrix zugeführt werden kann.
Bei der Ausführung dieser katalytischen Reaktion kann die Mutterkohle in ein kaltes Fliessbett gebracht und allmählich auf eine Temperatur im angegebenen Bereich erhitzt werden. Die Mutterkohle wird vorzugsweise kontinuierlich in ein Fliessbett gebracht, das auf der gewünschten Temperatur gehalten wird, wobei das Erhitzen praktisch augenblicklich, d. h. im Laufe von einer Sekunde oder weniger, durchgeführt wird.
Wenn die Kohleteilchen unter Fliessbedingungen erhitzt werden, sollen sie wenigstens 5 min, vorzugsweise 5 min bis 3 h, im Fliessbett bleiben. Diese katalytische Reaktion kann in einer so kurzen Zeit wie 10 min, oder auch im Laufe von 180 min, ausgeführt werden, ohne dass sich dies schädlich auf das Endprodukt auswirkt. Die Temperatur der Katalysatorstufe steht innerhalb des oben erwähnten Bereichs im umgekehrten Verhältnis zur Verweilzeit. Bei der katalytischen Reaktion nichtbackender Kohlen bei Temperaturen im unteren Teil des Bereiches von 120 bis 2600 C soll die Zeit im oberen Teil des Verweilzeitbereiches liegen. Wenn man anderseits bei höheren Temperaturen nahe 260 C arbeitet, soll die Verweilzeit im unteren Teil dieses Bereiches liegen.
Wenn Kokskohlen verarbeitet werden, werden in ähnlicher Weise längere Verweilzeiten im Bereich von 5 min bis 3 h angewendet, wenn die Reaktion nahe 260 C ausgeführt wird und kürzere Verweilzeiten beim Arbeiten nahe 430 C. Die Zeiten und Temperaturen der katalytischen Reaktion bei Anthrazitkohlen sind im wesentlichen die gleichen wie bei Kokskohlen.
Das Fliessmittel, günstigerweise Wasserdampf oder Abgas, verdünnt mit Luft oder Sauerstoff, wird bei einem Druck von 0, 14 bis 2, 11 atü eingeleitet. Das Fliessmittel wird mit einer solchen Geschwindigkeit eingeführt, dass die gewünschten Fliessbett-Bedingungen erhalten werden, z. B. etwa 0, 15-0, 61 m/sec
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Teil der Kohle verbrannt wird, indem fühlbare Wärme in das Fliessmittel gebracht wird oder durch indirekten Wärmeaustausch.
An Stelle der Ausführung der katalytischen Reaktion der Kohle in einem Fliessbett können die fein zerteilten Kohleteilchen auch in einer dispersen Phase, d. h. in einem geeigneten gasförmigen Medium dispergiert erhitzt werden (z. B. Abgas, Stickstoff oder sauerstoffhaltiges Kohlendioxyd innerhalb der oben bezeichneten Grenzen), wobei die Teilchen in einem Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit suspendiert werden, wobei das Verhältnis von Feststoff zu Gas wesentlich geringer ist als beim Arbeiten im Fliessbett.
Es wurden daher zur Erzielung des gleichen Ergebnisses andere Verweilszeiten und Temperaturen verwendet. Bei Anwendung des dispersen Phasenerhitzens werden nichtkokende Kohlen etwa 3 sec lang auf eine Temperatur von 177 bis 400 C erhitzt. Kokende Kohlen werden etwa 3 sec lang auf 400-540 C erhitzt.
Das oben beschriebene Katalysieren :
1. konditioniert die Mutterkohle so, dass bei der weiteren Behandlung in den nachfolgenden Stufen eine bestimmte Polymerisatmenge auftritt, die die Festigkeit und Dicke der Porenwände wirksam erhöht und eine vorausbestimmte Menge an Kohlenbestandteilen als Gas und Dämpfe entweichen lässt, wobei die Dämpfe anschliessend zur Erfüllung der Anforderungen des Gesamtverfahrens zu Teer kondensiert werden ;
2. bewirkt die Entfernung enthaltener Feuchtigkeit, wenn wasserhaltige Kohlen behandelt werden ;
3. die Behandlung hemmt die gegebenenfalls vorhandene Agglomerierungstendenz.
Diese Wirkungen werden ohne Nachteil für die Strukturdichteeigenschaften der Mutterkohle erzielt.
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Durchkohlungsstufe
Die Durchkohlung wird ausgeführt, indem die katalysierten Kohleteilchen einer weiteren Wärme- behandlung in einem Fliessbett unterworfen werden, wo die Wärmeerfordernisse vorhanden sind, vorzugs- weise durch Oxydation einer begrenzten Menge der katalytisch behandelten Kohle oder der daraus ent- wickelten Kohlenwasserstoffdämpfe. Diese Oxydation wird geregelt, indem nur die zur Erzeugung des gewünschten Temperaturniveaus notwendige Sauerstoffmenge zugegeben wird. Dieser Sauerstoff wird dem Bett in Form von Luft als Komponente des Fliessmediums zugegeben, dessen Rest Wasserdampf,
Stickstoff, Abgas, Kohlendioxyd, Kohlenmonoxyd oder ein beliebiges Gas sein kann, das mit der katalysierten
Kohle in dieser Stufe nicht reagiert. Auf alternativem Wege kann Wärme auch von aussen durch Verwendung von Wärmeaustauschern angewendet werden.
Bei dieser Stufe können die katalytisch behandelten Kohleteilchen unter folgenden Bedingungen erhitzt werden : a) unter so geregelten Bedingungen, dass ein Durchkohlungsrückstand mit den gewünschten optimalen
Eigenschaften erzeugt wird ; b) unter so geregelten Bedingungen, dass nur eine solche Teermenge erzeugt wird, wie sie mit der für weitere Mischvorgänge benötigten Bindemittelmenge übereinstimmt ; c) unter so geregelten Bedingungen, dass die maximale Teermenge erzeugt wird, die im Fall von Anthra- zit oder andern Kohlen mit niedrigem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen nicht ausreichend sein kann, um die unter Absatz b) angegebenen Bindemittelerfordernisse zu sichern.
Die optimalen Bedingungen der Durchkohlungsschritte sind von Kohle zu Kohle verschieden und können für jede verarbeitete Kohlensorte durch vorherige Durchführung der entsprechenden Schritte in Laboratoriumsapparaturen bestimmt werden.
Die Temperatur und Verweilzeit sind kritisch. Die untere Temperaturgrenze ist diejenige Temperatur, bei der die aktivierte Kohle in grösserer Menge teerbildende Dämpfe entwickelt und diese Temperatur ist die gleiche wie die obere Grenze der Katalysatorstufe für eine bestimmte Kohle, d. h. 427 C für backende
Kohlen und 260 C für nichtbackende Kohlen.
Die obere Temperaturgrenze wird durch die Temperatur festgelegt, oberhalb welcher die sich expandierenden Kohleteilchen Risse, Brüche und Blasen in einem sochen Ausmass bilden, dass keine Grössenund Formrückbildung des ursprünglichen Kohleteilchens auftreten kann. Diese obere Temperaturgrenze beträgt etwa 620-6500 C. Je höher die Durchkohlungstemperatur (innerhalb der unteren und oberen
Grenzen) ist, umso grösser ist im allgemeinen die erzeugte Teermenge.
Das Fliessgas sollte in das Bett nicht wesentlich unter der Temperatur des Fliessbetts und nicht mehr als 11 0 C über dieser Temperatur eintreten ; wenn dieses Fliessmedium bei einer wesentlich tieferen Temperatur als der des Bettes zugegeben wird, muss eine grössere Menge an katalytisch behandelter Kohle und Kohlenwasserstoffdämpfen verbrannt werden, um die Wärme aufzubringen, die dazu notwendig ist, das Fliessmedium auf Bettemperatur zu bringen ; dadurch werden die Ausbeuten vermindert. Wenn die Fliessgase bei einer Temperatur von mehr als 11 C über der Bettemperatur in das Bett kommen, erhält man einen schwachen, nicht gleichförmigen Durchkohlungsrückstand.
Das Fliessmittel wird mit solcher Oberflächengeschwindigkeit zugegeben, dass die gewünschte Fliessart, im allgemeinen 0, 15-0, 60 m/sec, bewirkt wird und zweckmässig bei Drücken, die mit der milden Durchführungsweise des ganzen Verfahrens im Einklang stehen, z. B. 0, 14-2, 1 atü, vorzugsweise etwa 0, 35 atü.
Das Material wird 10-60 min in dem Bett auf der erwähnten Bettemperatur gehalten. Die Verweilzeit bei dieser Temperatur ist ein Ausgangspunkt der Regelung der chemischen Reaktionsfähigkeit u. a.
Eigenschaften des Endkalzinats oder der massiven Körper und wird durch die Eigenschaften bestimmt, die für das aus dem Kalzinat erhaltene Endkalzinat oder die massiven Körper gefordert werden.
Bei Kohlen von geringerer Sorte als Anthrazit wird eine ausreichende Menge Bindemittel erzeugt, um gegebenenfalls die Massivkörperbildung sicherzustellen. Bei Anthraziten ist das nicht der Fall ; der Durchkohlungsschritt entgast die Anthrazitstruktur teilweise und ordnet sie teilweise zur weiteren Behandlung bei den nachfolgenden Verfahrensstufen anders an.
Die Durchkohlung kann als Fortsetzung eines diskontinuierlich ausgeführten Katalysatorschritts durchgeführt werden, wobei, nachdem die katalytisch behandelten Teilchen so lange bei der gewünschten Temperatur gehalten wurden, wie die Verweilzeit beträgt, die Bettemperatur so schnell erhöht wird, wie infolge der Reaktion des Sauerstoffgehalts des Fliessmediums mit dem Bett Durchkohlungstemperaturen erreicht werden. Die Durchkohlung kann auch kontinuierlich durchgeführt werden, indem die bei der Katalysatorstufe erhaltene katalytisch behandelte Kohle direkt in ein Fliessbett gebracht wird, das, wie vorher erwähnt, bei Durchkohungstemperaturen gehalten wird. In diesem Fall werden die Wärmeübertragungsgeschwindigkeiten im Bett so hoch gehalten, dass die Teilchen unmittelbar stosserhitzt werden.
Wenn die Mutterkohlenteilchen nicht so behandelt wurden, wie es bei der Katalysatorstufe beschrieben wurde, tritt irreversible Expansion der Teilchen infolge von nicht elastischem Bruch und Explosion der Porenwände auf. Die erhaltenen Durchkohlungsrückstände sind zwar als Feuerungsmaterial für Heizkessel verwendbar, können aber nicht zur Gewinnung von Kalzinaten weiterverarbeitet werden, die mit den Koksarten aus Destillation-, Bienenkorb- od. ähnl. Öfen konkurrieren können oder ihnen überlegen sind.
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Nur durch die oben beschriebenen, aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen werden Kalzinatteilchen mit hoher Dichte und hoher Festigkeit erhalten, die anschliessend zu homogenen, stabilen Presslingen verformt werden können.
Gewinnung und Herstellung der Teerarten
Der geregelte Teil der Kohlebestandteile, der als Gas und Dampf aus den Kohleteilchen entwickelt wird, kann zur Gewinnung von Teerarten und von Gas weiter verarbeitet werden. Man kann die Dämpfe durch direkten Kontakt mit einer Umlaufwassersprühapparatur auf eine solche Temperatur abkühlen, dass etwa 80% der Dämpfe als Teer kondenisert werden. Die nicht kondensierten 20% gehen durch die üblichen Wärmeaustauscher hindurch und werden auf etwa 22 C über die Temperatur des Kühlmdiums abgekühlt, welches indirekt über die Wärmeaustauschoberfläche zirkuliert, bei welcher Temperatur eine weitere Kondensation stattfindet.
Die beiden Kondensate werden zu dem gesamten nassen Teer vereinigt, den man absitzen lässt und das Wasser wird dekantiert, wobei ein Teer mit etwa 4-6% Feuchtigkeitsgehalt zurückbleibt.
Der Gas- und Dampfstrom kann auch durch direktes Sprühen oder üblicherweise durch indirekte
Wärmeaustauscher auf solche Temperaturen abgekühlt werden, die die Teerbildner vollständig zu Teer kondensieren und nur die normalerweise nicht kondensierbaren Gase, wie z. B. Methan usw., aus den
Wärmeaustauschern heraus lassen. Das führt zu einem Gesamtkondensat, nicht zu getrennten Fraktionen.
Dieses Gesamtkondensat wird dann auf die oben beschriebene Art dekantiert.
Blasen in den so gebildeten dekantierten Teer entwässert den Teer gleichzeitig bis zu einem Wassergehalt von 0, 5% und erhöht die Viskosität des Teers bis zu dem gewünschten Erweichungspunkt. Ein Erweichungspunkt im Bereich von 38 bis 1070 C, vorzugsweise 54-660 C (ASTM Ring und Kugel) ist für die Verwendung als Bindematerial zufriedenstellend.
Dieses Blasen wird bewirkt, indem Luft (man kann auch Dampf verwenden, der aber nicht so wirksam wie Luft ist) durch eine geeignete Einblasapparatur in den dekantierten Teer eingeblasen wird. Dieser Teer wird auf einer Temperatur über der Kondensationstemperatur des Dampfes, aber unter derjenigen Temperatur gehalten, bei der die Destillation der leichten Teerfraktionen etwa 5% überschreitet. Die zurückgehaltenen leichten Fraktionen werden während des Durchblasens in ein Bindemittel von geeigneter Viskosität umgewandelt.
Dieser Viskositätsanstieg kann dadurch bewirkt werden, dass Katalysatoren nach der Entwässerung in den Teer hineingebracht werden. Geeignete Katalysatoren sind organische Peroxyde, wie z. B. Benzoylperoxyd, anorganische Katalysatoren, wie z. B. Schwefelsäure, Bortrifluorid oder seine Komplexe. Aluminiumchlorid usw. Die anwendbare Katalysatorkonzentration kann je nach dem Teer, den Katalysatoren und dem gewünschten Viskositätsbereich 0, 1-2% betragen.
Kalzinierstufe
Die Teilchen des Durchkohlungsrückstandes der Durchkohlungsstufe werden weiter erhitzt, um die Menge an flüchtigem, brennbarem Material im Endprodukt auf unter 3% zu senken. Dieses Kalzinieren wird zweckmässig in einem Fliessbettverfahren bei der zur Erzielung dieser Verminderung notwendigen minimalen Temperatur ausgeführt, d. h. zwischen etwa 760 und 820 C und bei einer Verweilzeit zwischen etwa 7 und 60 min. Man kann auch höhere Temperaturen, jedoch nicht über etwa 980 C anwenden.
Wenn man im Bereich von 815 bis 9800 C arbeitet, bewirken Verweilzeiten über 10 min eine Verminderung der chemischen Reaktionsfähigkeit des kalzinierten Produkts, die proportional der Länge der Verweilzeit über 10 min ist. Ein Sekundäreffekt dieses Kalzinierens besteht im Anwachsen der mechanischen Festigkeit des Kalzinats.
Die Verweilzeit des Durchkohlungsrückstands bei dieser Stufe wird durch die Eigenschaften des Endproduktes bestimmt und ist mehr oder weniger von der Verfahrenstemperatur abhängig. Bei der minimalen Temperatur wird eine ausreichende Verweilzeit zur Verminderung der flüchtigen, brennbaren Materie auf 3% benötigt. Diese Grenze beträgt praktisch 10 min bei etwa 760 -815OC und sollte selbst bei 980 C nicht weniger als 7 min betragen.
Die bei dieser Stufe erforderliche Fliessatmosphäre sollte von reaktionsfähigen Gasen, wie z. B. von Kohlendioxyd oder Wasserdampf, frei sein. Sauerstoff kann nur in einer solchen Menge geduldet werden, wie es von derjenigen Oxydationsgeschwindigkeit des Durchkohlungsrückstandes erforderlich gemacht wird, die zur Erfüllung der Wärmezufuhr bei dieser Stufe notwendig ist. Dieser Sauerstoff wird meist praktisch aus der Luft gewonnen, die als Teil des sonst chemisch inerten Fliessmediums zugebracht wird und die Luftkonzentration im Eintrittsgas sollte zu diesem Zweck 70% nicht übersteigen.
Die restlichen Bestandteile des Fliessmediums können Kohlenmonoxyd, Wasserstoff, Stickstoff und Abgas sein, in welchen Kohlendioxyd und Wasser zu Kohlenmonoxyd und Wasserstoff reduziert werden, indem das Abgas zuvor z. B. über ein Bett aus heissem Kohlenstoff geleitet wurde.
Dieses Fliessmedium sollte bei solchen Drücken hinzugebracht werden, die mit einer milden Arbeitsweise des Fliessverfahrens im Einklang stehen ; ein Bereich von 0 bis 2, 1 atü, vorzugsweise von etwa 0, 14 atü, ist zufriedenstellend. Die Geschwindigkeit dieses Mediums sollte mit einem geeigneten Strömungsbild übereinstimmen oder ebenso gross sein wie bei der Durchkohlungsstufe, z. B. 0, 15-0, 6 m/sek.
Es ist vorteilhaft, das Fliessmedium etwa bei der Arbeitstemperatur des Betts hinzuzubringen. Geringere Temperaturen als Bettemperaturen erfordern erhöhte Oxydation des Durchkohlungsrückstandes mit sich daraus ergebender schädlicher Wirkung des Wasserdampfs und des Kohlendioxyds auf das Endprodukt.
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Das Erhitzen kann als Fortsetzung der Katalysator- und Durchkohlungsstufen im gleichen Fliessbett- reaktionsgefäss, in welchem diskontinuierlich gearbeitet wird, ausgeführt werden, indem die Bettemperatur auf den gewünschten Kalzinierbereich erhöht und das Bett in diesem Bereich gehalten wird, bis die Kal- zinierung beendet ist. Vorzugsweise kann auch der heisse Durchkohlungsrückstand kontinuierlich und direkt zum Fliessbett hinzugegeben werden, das auf der angegebenen Kalziniertemperatur gehalten wird.
In diesem Fall ist die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung in das Fliessbett so gross, dass augenblick- liches Erhitzen des Durchkohlungsrückstandes auf Kalziniertemperatur eintritt.
Wenn die Mutterkohle nicht so behandelt wurde, wie es bei den Katalysator- und Durchkohlungs- stufen beschrieben wurde, zersplittert dieses plötzliche Erhitzen die Teilchen und erzeugt ein sehr lockeres, stark zersplittertes Produkt von ausserordentlich geringer scheinbarer Dichte. Solche Teilchen zeigen, dass die Strukturdichte und der Bruch der Mutterkohle vollständig, ungünstig und dauernd verändert wurden.
Das unter Beachtung der oben beschriebenen Verfahrensbedingungen erzeugte Kalzinat hat die wesent- liche Struktur und das Schüttgewicht der Mutterkohlenteilchen.
Kühlung :
Das Kalzinat muss rasch und unmittelbar abgekühlt werden, um einen Verlust an Reaktionsfähigkeit zu vermeiden. Dieses Abkühlen wird günstig in einem oder mehreren, vorzugsweise zwei Fliessbetten ausgeführt, wobei das Fliessmedium auch als Kühlmedium dient und wobei die Wärmeübertragungs- geschwindigkeit so gross ist, dass augenblickliches Abkühlen eintritt. Geeignete Kühlmedien sind Abgas,
Stickstoff oder Kohlenmonoxyd, die bei einer solchen Temperatur eingeführt werden, dass das gewünschte
Abkühlen bewirkt wird und mit einer solchen Geschwindigkeit, dass das gewünschte Fliessen vor sich geht.
Die Geschwindigkeit kann im wesentlichen die gleiche sein, wie die bei der Durchkohlungs- oder Kalzinier- behandlung. Kühlatmosphären, die wesentliche Mengen an Sauerstoff, Wasserdampf oder Kohlendioxyd enthalten, sollten vermieden werden, da im Hinblick auf die hohe Reaktionsfähigkeit des kalzinierten
Durchkohlungsrückstandes derartige Atmosphären das Kalzinat ungünstig beeinflussen können.
Wenn das Kalzinat zur Herstellung von Massivkörpern verwendet wird, kühlt man es auf eine Temperatur von etwa 16bis 33 0 C, vorzugsweise etwa 280 C, über den vorher beschriebenen Erweichungspunkt des bituminösen Bindemittels, das beim Pressvorgang verwendet wird, ab und verwendet es, ohne zu viel Zeit zu verlieren oder es der Luft auszusetzen.
Wenn Kalzinate zur Verwendung als solche hergestellt werden, muss das Kalzinat etwa auf Zimmertemperatur zur Aufbewahrung oder zum Transport abgekühlt werden, wenn es nicht unmittelbar bei hoher Temperatur verwendet wird. Dieses Kalzinat ist pyrophor ; es sollte daher bei etwaigem Aufbewahren in einer nicht oxydierenden Atmosphäre gelagert werden, so dass es nicht Feuer fängt.
Es wird jetzt auf die Fig. 2 Bezug genommen, die eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeigt. 1 zeigt die Kohlenbeschickung, die für eine Förderschnecke 2 bestimmt ist, welche kontinuierlich das Katalysatorgefäss 3 beschickt. Dieses enthält ein Fliessbett 4 der pulverisierten Kohleteilchen. Das Fliessbett 4'wird durch einen Heissgasstrom 5, der Wasserdampf und Luft enthält, aktiviert. Der Heissgasstrom 5 kann so eingestellt werden, dass die gewünschte Atmosphäre im Katalysatorgefäss 3 aufrecht erhalten wird. Das Katalysatorgefäss ist mit einem inneren Cyclonseparator 6 ausgestattet, durch den die im Katalysatorgefäss entwickelten Gase durch das Rohr 7 abgeleitet werden.
Der Cyclonseparator 6 entfernt auch mitgerissene Kohleteilchen aus dem Gas und bringt die Teilchen in das Fliessbett 4 zurück.
Das Katalysatorgefäss 3 entlädt die Kohle kontinuierlich durch die Leitung 8 in das Durchkohlungsgefäss 9. Dieses enthält ein Fliessbett 10 mit den katalytisch behandelten Kohleteilchen. Ein Strom aus Heissluft und inertem Gas 11 wird als Fliessmedium zugeführt. Das Durchkohlungsgefäss 9 ist mit einem inneren Cyclontrenner 12 ausgestattet, durch den die im Durchkohlungsgefäss entwickelten Gase abgeleitet werden. Ein Gasableitungsrohr 13 führt vom Cyclontrenner 12 zum anschliessend beschriebenen Kondensationsgefäss 30. Der Cyclontrenner 12 entfernt auch Durchkohlungsrückstandsteilchen aus dem Gas und bringt die Teilchen zum Fliessbett 10 zurück.
Die Durchkohlungsvorrichtung 9 entlädt den Durchkohlungsrückstand kontinuierlich durch das Rohr 14 in den Röstofen 15. Der Röstofen enthält ein Fliessbett 16 mit den Durchkohlungsrückstandsteilchen. Ein Strom von Heissluft und inertem Gas 17 wird als Fliessmedium zugeführt. Der Röstofen 15 ist mit einem inneren Cyclontrenner 18 ausgestattet, durch welchen Abgas, das im Röstofen 15 entwickelt wird, durch das Rohr 19 abgelassen wird. Der Cyclontrenner 18 entfernt auch Kohlerückstandsteilchen aus dem Abgas und bringt die Teilchen in das Fliessbett 16 zurück.
Der Röstofen 15 entlädt kalzinierten Durchkohlungsrückstand kontinuierlich durch das Rohr 20 in die Kühlapparatur 21. Der Kühler enthält ein Fliessbett 22 von kalzinierten Durchkohlungsrückstandsteilchen, die durch einen Strom von inertem Gas, der durch die Leitung 23 zugebracht wird, zum Fliessen gebracht wird. Der Kühler ist mit einem inneren Cyclontrenner 24 ausgestattet, durch welchen Gase durch die Leitung 25 abgelassen werden. Der Cyclontrenner entfernt auch Durchkohlungsrückstandsteilchen aus dem Gas und bringt die Teilchen in das Fliessbett 22 zurück. Der Kühler 21 ist auch mit inneren Kühlschlangen 26 ausgestattet, durch die ein geeignetes Kühlmittel zirkuliert werden kann. Das Kalzinat wird kontinuierlich aus dem Kühler 21 durch einen Hahn 27 entleert.
<Desc/Clms Page number 9>
Das Teergewinnungssystem umfasst ein Kondensationsgefäss 30, das mit einer zirkulierenden Kühlflüssigkeit zum Kondensieren des Teers und eines Teils des Wasserdampfes in dem Gas, das aus der Leitung 13 in das Kondensationsgefäss 30 eintritt, ausgestattet ist. Das Abgas verlässt das Kondensationsgefäss durch die Leitung 31. Teeriges Kondensat verlässt das Kondensationsgefäss 30 durch die Leitung 32 und wird in das Dekantiergefäss 33 entleert. Teer vom Dekantiergefäss wird durch die Leitung 34 in den Konditionierapparat 35 gepumpt. Der Konditionierapparat ist mit einem Rührer 36 ausgestattet. Der Teer im Konditionierapparat kann während des Rührens erhitzt werden und wird mit Luft, die bei 37 zur Entfernung von Feuchtigkeit und zur Erhöhung des Teererweichungspunktes eingeblasen wird, behandelt.
Überschüssiges Gas wird durch die Leitung 38 entfernt.
Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemässe Verfahren, ohne es zu beschränken.
Bei allen Beispielen wurde die Kohle in einer Hammermühle gemahlen, die ein Sieb mit zirka l mm Maschenweite hatte, um fein zerteilte Kohleteilchen zu erzeugen, von denen 100% durch ein Sieb mit 1, 41 mm Maschenweite hindurchgingen und 95% auf einem Sieb mit 0, 043 mm Maschenweite zurückgehalten wurden.
Die Verarbeitung dieser fein zerteilten Kohle wurde im allgemeinen in der in der Fig. 2 der Zeichnungen gezeigten Apparatur ausgeführt.
Im Beispiel I wurde eine hochbituminöse Kohle C verarbeitet, in Beispiel 2 eine nicht backende hochbituminöse Kohle C, in Beispiel 3 eine schwach backende hochbituminöse Kohle B und in Beispiel 4 Lignit.
Diese Kohlen sind in der folgenden Tabelle I identifiziert.
Tabelle I
EMI9.1
<tb>
<tb> Beispiet <SEP> l <SEP> Beispiels <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> Beispiel <SEP> 4
<tb> Besondere <SEP> Arten <SEP> Elkol-Adaville <SEP> Castlegate-D-Illinois <SEP> Nr. <SEP> 6 <SEP> Sandow
<tb> Flöz <SEP> Bett
<tb> Ort <SEP> Kemmerer, <SEP> Kenilworth, <SEP> Burning <SEP> Star <SEP> Rockdale,
<tb> Wyoming, <SEP> Utah, <SEP> U. <SEP> S. <SEP> A. <SEP> No. <SEP> 1 <SEP> Mine, <SEP> Texas, <SEP> U. <SEP> S. <SEP> A <SEP>
<tb> U. <SEP> S. <SEP> A. <SEP> U. <SEP> S. <SEP> A.
<tb>
Sorte............................. <SEP> hochbitumi-hochbitumi-hochbitumi-Lignit <SEP>
<tb> nös <SEP> C <SEP> nös <SEP> C <SEP> nös <SEP> B
<tb> Backeigenschaften <SEP> nichtbackend <SEP> nichtbackend <SEP> schwach <SEP> nicht <SEP> backend
<tb> backend
<tb> Grobanalyse
<tb> Unterer <SEP> Heizwert, <SEP> kcal/kg <SEP> (aschefrei) <SEP> 2690 <SEP> 3390 <SEP> 3430 <SEP> 2710
<tb> Feuchtigkeit, <SEP> Gel.-% <SEP> 18 <SEP> 2,6 <SEP> 4 <SEP> 25, <SEP> 2 <SEP>
<tb> flüchtige <SEP> Substanz, <SEP> Gew.-%, <SEP> bezogen <SEP>
<tb> auf <SEP> Trockensubstanz <SEP> 42, <SEP> 7 <SEP> 42, <SEP> 1 <SEP> 36, <SEP> 9 <SEP> 49, <SEP> 8 <SEP>
<tb> fester <SEP> Kohlenstoff*), <SEP> Gew.-%, <SEP> bezogen <SEP>
<tb> auf <SEP> Trockensubstanz <SEP> 53, <SEP> 2 <SEP> 48, <SEP> 4 <SEP> 54 <SEP> 34, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Asche, <SEP> Gew.-%,
<SEP> bezogen <SEP> auf <SEP> Trocken- <SEP>
<tb> substanz <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP> 6, <SEP> 9 <SEP> 9, <SEP> 7 <SEP> 15, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Elementaranalyse, <SEP> Gew.-%, <SEP> bezogen
<tb> auf <SEP> Trockensubstanz
<tb> Kohlenstoff <SEP> 70, <SEP> 8 <SEP> 72, <SEP> 9 <SEP> 73, <SEP> 3 <SEP> 61, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Wasserstoff <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 4, <SEP> 96 <SEP> 4, <SEP> 41 <SEP>
<tb> Sauerstoff <SEP> 18, <SEP> 8 <SEP> 13, <SEP> 97 <SEP> 9, <SEP> 53 <SEP> 16, <SEP> 98 <SEP>
<tb> Stickstoff <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 0, <SEP> 63 <SEP> 1, <SEP> 37 <SEP> 1, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 0, <SEP> 48 <SEP> 2, <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP> 99 <SEP>
<tb> Asche <SEP> 3, <SEP> 4 <SEP> 6, <SEP> 42 <SEP> 8, <SEP> 64 <SEP> 14, <SEP> 07 <SEP>
<tb> *) <SEP> Material <SEP> nach <SEP> Entfernung <SEP> von <SEP> Feuchtigkeit,
<SEP> flüchtigen <SEP> Bestandteilen <SEP> und <SEP> Aschegehalt.
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
Die Bedingungen für jede Stufe sind in der folgenden Tabelle II angegeben.
Tabelle II
EMI10.1
<tb>
<tb> Beispiel <SEP> l <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> Beispiels <SEP> Beispiel4 <SEP>
<tb> Katalysatorstufe
<tb> Versuchsdauer, <SEP> h................... <SEP> 87 <SEP> 10 <SEP> 13, <SEP> 4 <SEP> 10
<tb> Gesamtfestsubstanzbeschickung, <SEP> kg... <SEP> 3880 <SEP> 26, <SEP> 2 <SEP> 17, <SEP> 0 <SEP> 24, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Katalysiergefäss, <SEP> Innendurchmesser,
<tb> cm <SEP> 25, <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Wirbelschicht, <SEP> 0 <SEP> C.. <SEP> 189 <SEP> 177 <SEP> 316 <SEP> 177
<tb> Verweilzeit, <SEP> min <SEP> 25 <SEP> 26 <SEP> 44 <SEP> 36
<tb> Fliessmittel <SEP> : <SEP>
<tb> Oberflächengeschwindigkeit, <SEP> m/sec... <SEP> 0, <SEP> 26 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP> 0, <SEP> 12 <SEP>
<tb> Zusammensetzung, <SEP> Viol.-% <SEP> :
<SEP>
<tb> Sauerstoff <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Stickstoff <SEP> 7, <SEP> 0 <SEP> 40, <SEP> 4 <SEP> 38 <SEP> 36, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Wasserdampf <SEP> 91, <SEP> 0 <SEP> 58, <SEP> 5 <SEP> 60, <SEP> 6 <SEP> 62, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Durchkohlung
<tb> Versuchsdauer, <SEP> h................... <SEP> 87 <SEP> 11, <SEP> 5 <SEP> 9, <SEP> 3 <SEP> 11
<tb> Gesamtfestsubstanzbeschickung, <SEP> kg... <SEP> 3320 <SEP> 12, <SEP> 2 <SEP> 8, <SEP> 8 <SEP> 13, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Durchkohlungsgefäss, <SEP> Innendurchmesser, <SEP> cm <SEP> """""""""'" <SEP> 25, <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Wirbelschicht, <SEP> C.. <SEP> 466 <SEP> 438 <SEP> 454 <SEP> 510
<tb> Verweilzeit, <SEP> min <SEP> 53 <SEP> 46 <SEP> 32 <SEP> 60
<tb> Fliessmittel <SEP> :
<SEP>
<tb> Oberflächengeschwindigkeit, <SEP> m/sec... <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> 0, <SEP> 21 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP> 0, <SEP> 20 <SEP>
<tb> Zusammensetzung, <SEP> Viol.-% <SEP> : <SEP>
<tb> Sauerstoff <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 2 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 5, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Stickstoff <SEP> 19, <SEP> 0 <SEP> 49, <SEP> 5 <SEP> 45, <SEP> 2 <SEP> 58
<tb> Wasserdampf <SEP> 76, <SEP> 0 <SEP> 47, <SEP> 3 <SEP> 50, <SEP> 6 <SEP> 36, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Kalzinierung
<tb> Versuchsdauer, <SEP> h................... <SEP> 87 <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 6, <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Gesamtfestsubstanzbeschickung, <SEP> kg... <SEP> 2090 <SEP> 8, <SEP> 6 <SEP> 6, <SEP> 0 <SEP> 8, <SEP> 16 <SEP>
<tb> Kalziniergefäss, <SEP> Innendurchmesser, <SEP> cm <SEP> 34, <SEP> 5 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP> 7, <SEP> 64 <SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Wirbelschicht, <SEP> 0 <SEP> C..
<SEP> 810 <SEP> 877 <SEP> 899 <SEP> 871
<tb> Verweilzeit, <SEP> min <SEP> 21 <SEP> 16 <SEP> 37 <SEP> 62
<tb> Fliessmittel <SEP> : <SEP>
<tb> Oberflächengeschwindigkeit, <SEP> m/sec... <SEP> 0, <SEP> 16 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP> 0, <SEP> 27 <SEP> 0, <SEP> 21 <SEP>
<tb> Zusammensetzung, <SEP> Viol.-% <SEP> : <SEP>
<tb> Sauerstoff <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 11, <SEP> 2 <SEP> 9, <SEP> 7 <SEP> 11, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Stickstoff <SEP> 89, <SEP> 0 <SEP> 88, <SEP> 8 <SEP> 90, <SEP> 3 <SEP> 88, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Kühlung <SEP> :
<SEP>
<tb> Temperatur <SEP> der <SEP> Wirbelschicht, <SEP> 0 <SEP> C.. <SEP> 204 <SEP> 66 <SEP> 66 <SEP> 66
<tb> Zusammensetzung <SEP> des <SEP> Fliessmittels
<tb> (Vol.-%) <SEP> Stickstoff <SEP> Stickstoff <SEP> Stickstoff <SEP> Stickstoff
<tb> (100) <SEP> (100) <SEP> (100) <SEP> (100)
<tb> Temperatur <SEP> des <SEP> Fliessmittels, <SEP> 0 <SEP> C... <SEP> 27 <SEP> 27 <SEP> 27 <SEP> 27
<tb>
Beispiel5 :IndiesemBeispielwurdeReadingAnthrazitkohlemiteinemFeuchtigkeitsgradvon4,2%, einem Gehalt an flüchtiger Substanz (berechnet auf trockene Substanz) von 4, 5%, einem Gehalt an festem Kohlenstoff (berechnet auf Trockensubstanz) von 79, 5% und einem Aschegehalt (berechnet auf Trockensubstanz) von 11, 8% verarbeitet. Alle Prozentsätze sind Gew.-%.
Die Anthrazitkohle wurde in einer Hammermühle auf praktisch die gleiche Teilchengrösse wie die bituminösen Kohlen fein gemahlen. Sie wurde dann in einem Katalysatorgefäss katalytisch behandelt, welches einen inneren Durchmesser von 3, 8 cm hatte, indem sie in einem Fliessbett bei einer Temperatur von 177 C bei einer Verweilzeit von 20 min unter Verwendung eines Fliessmediums, das 1, 5% Sauerstoff und 98, 5% Stickstoff enthielt, bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 0, 12 m/sec ausgesetzt wurde.
<Desc/Clms Page number 11>
Nach der Katalysatorstufe wurden die katalytisch behandelten Kohleteilchen in einem Durchkohlungsgefäss mit einem inneren Durchmesser von 3, 8 cm in einem Fliessbett bei einer Temperatur von 482 C bei einer Verweilzeit von 20 min unter Bildung von Durchkohlungsrückstand durchkohlt. Das bei dieser
EMI11.1
Stickstoff, das mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 0, 12 m/sec eingeleitet wurde.
Der Durchkohlungsrückstand wurde in einem Fliessbett kalziniert, das in einem Röstofen mit einem inneren Durchmesser von 3, 8 cm gehalten wurde. Die Temperatur des Bettes betrug 9000 C, die Verweilzeit 20 min. Das Fliessmittel, das aus 100% Stickstoff bestand, wurde in das Fliessbett mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 0, 13 m/sec eingeleitet.
Das Kalzinat wurde auf 93% C durch Behandlung in einem Fliessbett unter Verwendung von Stickstoff als Fliessmittel abgekühlt.
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der in den Beispielen 1-5 einschliesslich hergestellten Kalzinate sind in der folgenden Tabelle III angegeben.
In dieser Tabelle bedeutet :
ASG das scheinbare spezifische Gewicht bei 15, 5 C ;
MH ist die Mohs-Härte, die unter Verwendung der Mohs-Härte"-Standardskala bestimmt wurde ;
EMI11.2
Widerstandwurde ;
SAN ist die nach dem Standardverfahren von Brunauer, Emmet und Teller unter Verwendung von
Stickstoff als adsorbiertes Gas bestimmte Oberfläche in m2/g ;
SAW ist die nach dem Standardverfahren von Brunauer, Emmet und Teller bestimmte Oberfläche, wobei Wasserdampf als adsorbiertes Medium benutzt wurde, in m2/g ;
AD ist die absolute Dichte, die nach der Helium-Sorptionsmethode bestimmt wurde, in m2/g ;
CR-C02 ist die Reaktionsfähigkeit gegen Kohlendioxyd, die durch die Koksmenge gemessen wurde, welche sortiert wurde, damit sie durch ein Sieb mit 0, 65 mm Maschenweite hindurchging, und die in einer Stunde in einem Kohlendioxydstrom bei 925 C verbraucht wurde, der über die Probe mit einer Geschwindigkeit von 400 ml/min strömte ; CR-HgO ist die Reaktionsfähigkeit gegen Wasserdampf, gemessen durch die Koksmenge, die sortiert wurde, damit sie durch ein Sieb mit 0, 65 mm Maschenweite hindurchging, und die in einer Stunde in einem Wasserdampfstrom bei 800 C verbraucht wurde, der über die Probe mit einer Geschwindigkeit von 133 ml/min strömte. Es werden die mg Gas bzw. Dampf gemessen, die in der ersten Stunde verbraucht werden.
Sowohl bei den CR-C02 als auch bei den CR-H2O- Tests wurden die Proben zunächst von Luft freigespült, indem Argon mit einer Geschwindigkeit von 370 ml/min darübergeleitet wurde. Jede Probe wurde zerkleinert und gesiebt. Es wurden Teilchen verwendet, die durch ein Sieb mit 0, 84 mm Maschenweite hindurchgingen, aber auf einem Sieb mit 0, 59 mm Maschenweite liegenblieben. 500 mg, die auf einer Waage von 0, 1% Empfindlichkeit ausgewogen wurden, wurden auf einen Schmelztigel gebracht, der so zugeschnitten war, dass er mit Spielraum in die Si02-Röhre des Ofens passte. Die Probe bildete ein Bett von 1, 6 cm Durchmesser und 0, 63 cm Tiefe.
Die chemischen Analysen wurden nach den Verfahren ausgeführt, die in Bureau of Mines Bulletin Nr. 492 mit der Bezeichnung Methods of Analyzing Coal und Coke" (A. C. Fieldner und W. A. Selvig) dargestellt sind. Die Werte sind in Gew.-%, berechnet auf das Trockengewicht, angegeben.
VM bedeutet flüchtige Substanz ; die andern Abkürzungen unter "chemische Analyse" sind die chemischen Symbole oder Formeln für die Elemente und die dadurch bezeichneten Verbindungen.
C/H ist das Gewichtsverhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff.
Ha/Ca ist das Atomverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff.
Die scheinbare spezifische Dichte wurde bei 210 C, der CR-C02-Wert bei 9250 C und der CR-H2O- Wert bei 800 C bestimmt.
Tabelle III :
EMI11.3
<tb>
<tb> Probe <SEP> aus
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> Beispiel <SEP> 4 <SEP> Beispiel <SEP> 5
<tb> Physikalische <SEP> Eigenschaften
<tb> ASG <SEP> 1, <SEP> 00 <SEP> 0, <SEP> o5 <SEP> 1, <SEP> 000, <SEP> 05 <SEP> 1, <SEP> 000, <SEP> 05, <SEP> 1, <SEP> 050, <SEP> 05 <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP>
<tb> MH....................... <SEP> 1 <SEP> 5, <SEP> 75 <SEP> 5, <SEP> 75 <SEP> I <SEP> 5, <SEP> 75 <SEP> I <SEP> 5, <SEP> 75 <SEP> 6
<tb> R <SEP> ................. <SEP> 10-1 <SEP> 10-1 <SEP> 10-1 <SEP> 10-1 <SEP> 10-1
<tb> SAN...................... <SEP> I <SEP> 363 <SEP> I <SEP>
<tb> SAW <SEP> 54, <SEP> 9 <SEP>
<tb> AD........................
<SEP> 1, <SEP> 93 <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 12>
Tabelle III (Fortsetzung)
EMI12.1
<tb>
<tb> Probe <SEP> aus
<tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> Beispiels <SEP> Beispiel <SEP> 3 <SEP> Beispiel <SEP> 4 <SEP> Beispiels
<tb> Chemische <SEP> Reaktionsfähigkeiten
<tb> CR-C02................... <SEP> 12, <SEP> 6 <SEP> 20, <SEP> 9 <SEP> 13, <SEP> 7 <SEP> 70, <SEP> 4 <SEP> 1, <SEP> 9 <SEP>
<tb> CR-H2O <SEP> .................. <SEP> 27,4 <SEP> 27,4 <SEP> 25,0 <SEP> 67,0 <SEP> 9,8
<tb> Chemische <SEP> Analyse <SEP> auf <SEP> feuch- <SEP>
<tb> tigkeits- <SEP> undaschenfreier <SEP> Basis <SEP>
<tb> VM....................... <SEP> 4, <SEP> 5*) <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 9*) <SEP>
<tb> C.........................
<SEP> 95, <SEP> 10 <SEP> 95, <SEP> 01 <SEP> 95, <SEP> 75 <SEP> 96, <SEP> 00 <SEP> 97, <SEP> 32 <SEP>
<tb> H2........................ <SEP> 1, <SEP> 35 <SEP> 1, <SEP> 38 <SEP> 1, <SEP> 11 <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP> 1, <SEP> 03 <SEP>
<tb> Na........................ <SEP> 1, <SEP> 33 <SEP> 1, <SEP> 56 <SEP> 1, <SEP> 42 <SEP> 1, <SEP> 28 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> S <SEP> ......................... <SEP> 0,46 <SEP> 0,49 <SEP> 0,53 <SEP> 0,58 <SEP> 0,48
<tb> O2 <SEP> ........................ <SEP> 1,76 <SEP> 1,26 <SEP> 1,19 <SEP> 0,94 <SEP> 0,20
<tb> Asche...................... <SEP> 5, <SEP> 82 <SEP> 11, <SEP> 76 <SEP> 13, <SEP> 09 <SEP> 23, <SEP> 18 <SEP> 11, <SEP> 00 <SEP>
<tb> C/H <SEP> ......................... <SEP> 70,5 <SEP> 70,1 <SEP> 86,1 <SEP> 80,0 <SEP> 94,50
<tb> Ha/Ca.....................
<SEP> 0, <SEP> 170 <SEP> 0, <SEP> 174 <SEP> 0, <SEP> 139 <SEP> 0, <SEP> 150 <SEP> 0, <SEP> 127 <SEP>
<tb> *) <SEP> Muster <SEP> haben <SEP> Luftsauerstoff <SEP> aufgenommen, <SEP> die <SEP> flüchtige <SEP> brennbare <SEP> Substanzmenge <SEP> liegt <SEP> unter <SEP> 3,NO,
<tb>
Die Kalzinate der Beispiele 1-4 einschliesslich brannten schnell und gleichmässig in Luft. Das Kalzinat von Beispiel 5 aus der Anthrazitprobe brannte langsam, aber gleichmässig.
Die vorliegende Erfindung entwickelt ein Verfahren zur Behandlung von Kohle beliebiger Sorte, insbesondere von billiger, leicht erhältlicher Kohle nicht backender Qualität unter Bildung eines mechanisch festen kohlenstoffhaltigen Produkts. Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Herstellung chemisch reaktionsfähiger, kohlenstoffhaltiger Produkte verwendet werden, die u. a. als Kohlenstoff zur Verwendung im Hüttenwesen geeignet sind.
Die Erfindung kann dazu verwendet werden, Kalzinat zu erzeugen, das bemerkenswert fest, abriebswiderstandsfähig, homogen und aussergewöhnlich gleichmässig bei der Reaktion mit Kohlendioxyd, Wasserdampf und Sauerstoff ist. Dieses Kalzinat kann als solches, z. B. als Rohmaterial für Wassergas- oder andere Gasreaktionen an Stelle von Kohle oder Koks oder zur Ausführung der Reduktion von Erzen, wie im Eisensinterverfahren, verwendet werden. Es kann mit einem Bindemittel vereinigt und die Mischung verdichtet werden, um einen dichten Formling gewünschter Gestalt oder Grösse herzustellen, der gehärtet und verkokt wird.
In dieser Beschreibung sind alle Prozentangaben, wenn nichts anderes gesagt wird, auf Gewichtsbasis angegeben.
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