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PROCEDE DE FABRICATION DE COKE CALCINE OU MOULE A PARTIR DE POUSSIER DE
COKE DE PETROLE.
La présente invention est relative à la fabrication de coke calciné, en morceaux ou moulé par échauffement de poussier de coke de pétrole, avec ou sans liant tel que de la poix dure etc... et avec ou sans additions de houille et de produits analogues contenant du charbon, par exemple, de charbon pur.
La forme de réalisation préférée de l'invention est la fabrication de coke calciné consistant à utiliser du poussier de coke de pétrole, à grosseur de particules non uniformément petite, comme il se présente avec des grains de grosseurs différentes dans la préparation du coke de pétrole, sans addition de liants qui, à vrai dire, en augmentent la résistance mécanique mais qui en diminuent la valeur économique, et d'y ajouter éventuellement du charbon pur, sans, de préférence y ajouter de l'eau, c'est-à-dire, avec la faible teneur en eau qui existe déjà dans le coke de pétrole; et à en garnir un espace dont les parois sont à température uniformément élevée, par exemple d'environ 8000 et au-dessus, en particulier des chambres de four à coke à chambres horizontales.
Dans ce procédé on ovtient de manière très économique des cokes calcinés durs résistants, tels qu'on peut en faire usage avec avantage pour des buts spéciaux, en particulier électrométallurgiques, cokes de résistances, cokes de lampes à arc et autres cokes artificiels, ou pour la fabrication d'électrodes par exemple pour 3.'électrolyse de l'aluminium. De tels cokes ne pouvaient, jusqu'à présent, être obtenus qu'à partir de matériaux de départ choisis de façon déterminée, relativement coûteux, et en utilisant de grandes quantités de liant cokéfiant tels que de la poix etc..
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La proposition de l'invention repose sur la constatation que l' échauffement rapide du matériau à calciner est d'importance essentielle pour la résistance du corps moulé obtenu ; alors que jusqu'à présent ou en rendait responsable une grosseur de grain déterminée fine et uniforme du coke de pétrole introduit dans le moule, une nature déterminée et une grande quantité du liant cokéfiant, une teneur en eau élevée déterminée etc...
En conséquence, laproposition de base de l'invention tend à garnir de poussier de coke de pétrole des espaces dont toutes les parois présentent une température élevée, autant que possible uniformément élevée, de 800 par exemple et plus. Ces conditions se présentent dans les fours à coke à chambres horizontales, mais elles ne se présentent pas dans les fours à coke à chambres verticales utilisés jusqu'à présent de façon exclusive ou prépondérante.
A vrai dire, les chambres verticales peuvent être exploitées en continu, ce qui est avantageux en soi comparativement à l'exploitation nécessairement discontinue des fours à chambres horizontales, cependant, dans le travail continu, dans lequel l'échauffement de la masse de remplissage passe progressivement de la température des locaux à la température de cokéfaction, on a trouvé les résistances si faibles, par comparaison avec les résistances que l'on obtient avec l'échauffement brusque de la masse de garnissage de poussier de coke de pétrole dans des chambres horizontales dont les parois ont une température de 800 et avantageusement de plus encore, qu'il y a compensation plus que satisfaisante des incommodités du travail discontinu.
Cette règle fondamentale de l'invention s'entoure de règles d' application dont l'observance est de grand avantage, telles que l'utilisation d'une grosseur de grain non uniforme par opposition à la mouture fine du coke de pétrole, employée jusqu'à présent, l'emploi d'un matériau de départ constitué par du coke de pétrole relativement exempt d'eau, l'emploi de relativement beaucoup moins de liant que ce que l'on considérait jusqu'à présent comme nécessaire, pour autant qu'en fait, on mélange des liants au poussoir de coke de pétrole à cokéfier, ainsi que le choix de la nature et de la quantité de houille à y ajouter éventuellement.
Une autre forme de réalisation préférée consiste à cokéfier, sans y ajouter d'eau, avec des teneurs en humidité de 0,2%, par exemple, le poussier de coke de pétrole, pour autant qu'il doit l'être sans y mélanger de poix dure, de poix normale, de poix de goudron de lignite ou de goudron de lignite ainsi que de charbon pur ou très pur. La résistance du coke ainsi obtenu est notablement plus grande que lorsqu'on garnit avec du poussier de coke de pétrole avec des teneurs en humidité qui vont jusqu'à 10% et plus.
On propose en outre, encore en contradiction avec les procédés, connus jusqu'à ce jour, de cokéfaction de poussoir de coke de pétrole, de renoncer à la mouture du poussoir de coke, - en particulier dans la cokéfaction sans humidification à l'eau et sans addition de matières d'addition agglomérantes. La résistance du coke obtenu à partir d'un matériau de garnissage sec est alors considérablement plus élevée que lorsque le poussier de coke de pétrole est utilisé à l'état moulu pour le garnissage de chambres verticales. Des différences analogues se présentent aussi dans la garniture au moyen d'un poussiéer de coke qui n'a pas été séché précédemment ou auquel de l'eau a été ajoutée avant cokéfaction, pour autant qu'il doive être cokéfié sans aucune addition de poix dure ou d'autres matières fortement agglomérantes.
Si, au contraire, on procède à la cokéfaction de poussier de coke de pétrole avec addition des corps agglomérants précités, il est recommandable de moudre le poussier de coke de pétrole, avant son mélange avec les corps d'addition et avant la cokéfaction, à une finesse d'environ 2 mm, en tous cas sans dépasser 2 mm. Une-mouture plus poussée fait
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à nouveau tomber considérablement la résistance du coke obtenu. Par le garnissage à sec du poussoir de coke de pétrole on facilite notablement le maintien d'une telle finesse dans l'exploitation en grand.
Le processus suivant l'invention présente de nombreux avantages.
Il est possible cette fois de laisser de côté ou tout au moins de diminuer fortement les additions de coros agglomérants jusqu'à présent indispensables pour l'amélioration de la résistance comme de la structure du coke à obtenir à partir du poussier de coke de pétrole, produits tels que poix dure, poix normale, poix de goudron de lignite, charbon et analogues. En fait, on obtient, par l'addition de ces substances, une amélioration de la résistance et de la structure, mais l'amélioration de la résistance et de la structure suivant l'invention obtenue par les mesures proposées, en particulier le fait d'éviter un échauffement progressif du coke de pétrole, est atteinte au moins en partie et il est possible dans des cas particuliers d'obtenir résistance et structure par utilisation d'une quantité relativement faible d'agglomérants.
Ceci se montre particulièrement favorable lorsqu'il s'agit, pour obtenir des qualités particulières du coke à partir de poussier de coke de pétrole, d'ajouter de la houille sous forme de charbon pur avec des teneurs en cendre de plus de 2% ou de charbon très pur avec des teneurs en cendres d'environ 1%. Pour une même résistance et structure du produit fini, on parvient par exemple à réduire à peu près de moitié l'addition de tels charbons. Il en résulte cet autre avantage que pour l'abaissement possible de la teneur en cendres dans le produit fini on peut employer du charbon pur au lieu de charbon très pur et par conséquent épargner les frais de préparation du charbon très pur, notablement plus élevés que ceux du charbon pur.
On dispose donc, avec le procédé suivant l'invention d'un procédé élastique permettant suivant les exigences de fabriquer un coke de bonnes propriétés de manière aussi peu coûteuse que possible, en sorte que le coke calciné suivant l'invention peut être utilisé avec avantage même à des fins spéciales, par exemple pour la fabrication d'électrodes pour 1' électrolyse de l'aluminium ou pour la fabrication de carbure de silicium.
La fabrication des électrodes et d'autres corps moulés de charbon artificiel se fait de manière habituelle par morcellement du coke calciné obtenu suivant l'invention et moulage en s'aidant de liants, ou on peut lier la fabrication de corps moulés à la cokéfaction c'est-à-dire à la calcination du poussier de coke de pétrole par compression de la masse de poussier de coke dans des espaces de moulage à paroi échauffées au lieu du garnissage relativement lâche comme usuel dans la calcination.
Les exemples suivants montrent des formes de réalisation préférées de l'invention et exposent les effets du procédé suivant l'invention.
Exemple 1.-
On dispose d'un poussier de coke de pétrole de composition indiquée ci-après:
EMI3.1
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> 0,4%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> cendres <SEP> 0,1%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> matières <SEP> volatiles <SEP> 12,5%
<tb> Résidu <SEP> de <SEP> coke <SEP> au <SEP> creuset <SEP> 87,5%
<tb> Granulométrie
<tb> sous <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> 78,0%
<tb>
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EMI4.1
<tb>
<tb> sous <SEP> 6 <SEP> mm <SEP> 92,0%
<tb> sous <SEP> 10 <SEP> mm <SEP> 100,0%
<tb>
Ce poussier de coke de pétrole, dans la granulométrie indiquée ci-dessus,
a été cokéfié dans des fours à chambres horizontales dans des conditions de température des parois des chambres données ci-après et en outre dans des chambres verticales dans lesquelles la température finale à la partie inférieure des chambres verticales était maintenue exactement au même niveau que la température des fours à chambre horizontales.
On a déterminé les résistances du coke calciné obtenu, dans le tambour de Mikum.
EMI4.2
<tb>
<tb>
Fours <SEP> à <SEP> Fours <SEP> à
<tb> chambres <SEP> horizontales <SEP> chambres <SEP> verticales
<tb> Température <SEP> des <SEP> parois
<tb> des <SEP> chambres <SEP> Résistance <SEP> Résistance
<tb> 8000 <SEP> 63,6% <SEP> 5,2%
<tb> 850 <SEP> 63% <SEP> 2,4%
<tb> 9000 <SEP> 68,9% <SEP> 3,2%
<tb> 1100 <SEP> 76,2% <SEP> 4,5%
<tb>
Exemple 2.-
Le même poussier de coke de pétrole a été cokéfié avec, par addition d'eau, une teneur en humidité portée à 9,8% et de la même maniére que décrit pour le poussier de coke de pétrole, dans des chambres hori- zontales et verticales :
EMI4.3
<tb>
<tb> Fours <SEP> à <SEP> Fours <SEP> à
<tb> Chambres <SEP> horizontales <SEP> Chambres <SEP> verticales
<tb> Température <SEP> des <SEP> Résistance <SEP> Résistance
<tb> parois <SEP> des <SEP> chambres
<tb> 850 <SEP> 40,0% <SEP> 4,6%
<tb> 1100 <SEP> 54,3% <SEP> 3,8%
<tb>
Exemple 3.-
Un poussier de coke de pétrole de même composition et de même granulométrie, c'est-à-dire non moulu, que dans l'exemple 1, a été cokéfié à une température de parois de 920 dans des fours à chambres horizontales.
La résistance du coke obtenu dépendait du réglage de la teneur en eau du poussier de coke de pétrole avant cokéfaction : à 0,2% d'eau 69,6% à la,4$ d'eau 48,0%
Exemple 4.-
Le même poussier de coke de pétrole que dans les exemples
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1, 2 et 3 a été moulu à une finesse de 2 mm, une fois avec une teneur en eau de 0,4%, une autre fois avec une teneur en eau de 10,4% dans des fours à chambres horizontales avec une température de parois de 1100 .
La résistance du coke obtenu était, par opposition aux résultats suivant les exemples 1 et 3 :
EMI5.1
<tb>
<tb> Poussier <SEP> de <SEP> coke <SEP> de <SEP> Poussier <SEP> de <SEP> coke
<tb> pétrole <SEP> moulu <SEP> à <SEP> 2 <SEP> mm. <SEP> de <SEP> pétrole <SEP> grossier
<tb> avec <SEP> 0,4% <SEP> d'eau <SEP> 41,5% <SEP> 76,2%
<tb> avec <SEP> 10,4% <SEP> d'eau <SEP> 3,2% <SEP> 48,0%
<tb>
Exemple 5.-
On a soumis à cokéfaction un mélange de poussier de coke de pétrole et de poix dure dans un rapport de 80% de poix de coke de pétrole à 20% de poix dure dans un four à chambres horizontales à une température de parois des chambres de 11500. La composition des produits de sortie était :
EMI5.2
<tb>
<tb> Poussier <SEP> de <SEP> coke <SEP> Poix <SEP> dure
<tb> de <SEP> pétrole
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> 0,5% <SEP> 2,0%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> cendres <SEP> 0,12% <SEP> 0,21%
<tb> @
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> matières <SEP> volatiles <SEP> 14,6% <SEP> 44,8%
<tb> Résidu <SEP> de <SEP> coke <SEP> au <SEP> creuset <SEP> 85,4% <SEP> 55,2%
<tb>
La granulométrie était : sous 8 mm 80,0% 92,0% sous 10 mm 100,0% 100%
Après la cokéfaction de ce mélange dans les conditions précitées le coke calciné avait une résistance de 46,2%.
Exemple 6.-
Le même mélange des mêmes produits de départ que ceux de 1' exemple 4 a de nouveau été cokéfié dans les conditions de l'exemple 5, avec cette seule différence que le poussier de coke de pétrole était moulu à une finesse de grain de 2 mm. Le coke calciné avait une résistance de 72,6%. exemple 7.-
Le même mélange que celui des exemples 5 et 6 était cokéfié dans les mêmes conditions que dans ces exemples précédents avec cette seule différence, par rapport à l'exemple 6, que maintenant on a moulu aussi la poix dure et en fait à une finesse de grain inférieure à 4 mm.
Le coke obtenu par la cokéfaction de ce mélange avait une résistance de 76,4%. exemple 8.-
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Le même mélange des mêmes éléments qu'aux exemples 5,6 et 7 a été cokéfié dans les mêmes conditions que celles citées dans ces exemples, dans le four à chambres horizontales, mais avec cette différence par rapport à l'exemple 7 que la mouture était poussée jusqu'à une finesse de grains de moins de 0,5 mm.
Le coke obtenu par la cokéfaction de ce mélange avait une résistance de seulement 56,5%. il en résulte que la finesse du poussier de coke de pétrole moins agglomérant que la poix dure ne peut être poussée au-delà d'une limite optima, car autrement la résistance du coke obtenu à partir du mélange tombe exagérément. Ceci ne peut être empêché que par une élévation de la proportion de poix dure suivant l'exemple 9.
Exemple 9. -
Un mélange constitué de 68% de poussier de coke de pétrole et de 32% de poix dure avec une finesse du poussier de coke et de la poix dure, comme dit à l'exemple 8 (la composition des deux éléments du mélange était autrement la même que dans les exemples 5 à 8), a été cokéfié dans les mêmes conditions qu'aux exemples 5 à 8 dans des fours à chambres horizontales. La résistance du coke qui en résultait s'élevait à 75,2%. il résulte de l'exemple que par la mouture poussée du poussier de coke de pétrôle, la résistance désirée du produit fini n'était possible que par une augmentation de l'addition de poix dure, dans les conditions autrement choisies ici, de 12%, passant de 20% à 32%.
Exemple 10. -
D'un poussier de coke de pétrole de composition : - 12,0% d'eau - 0,15% de cendre - 11,8 % de composés volatiles - 88,2% de résidu de coke on doit fabriquer en y ajoutant 10% de poix dure et de charbon très pur, un coke avec une résistance désirée d'environ 76%.
Lorsque le poussier de coke de pétrole, d'après les présentes connaissances de la technique, doit servir de garniture avec la teneur en humidité précitée et avec la granulométrie indiquée à l'exemple 5, il fallait, avec cokéfaction dans le four à chambres horizontales, à une température de 1120 , y faire une addition de 35% de charbon très pur pour qu'à côté de la résistance désirée d'environ 76% on ne tolère pas une augmentation de la teneur en cendres au-delà de 0,60%. Il faut donc dans ce cas faire le garnissage avec un mélange de - 55% de poussier de coke de pétrole - 10% de poix dure - 35% de charbon très pur.
La composition de la poix dure et du charbon très pur était la suivante:
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EMI7.1
<tb>
<tb> Poix <SEP> dure <SEP> Charbon <SEP> très <SEP> pur
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> 3,2% <SEP> 10,6%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> cendres <SEP> 0,09% <SEP> 1,0%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> matières
<tb> volatile <SEP> s <SEP> 48,2% <SEP> 24,6%
<tb> Granulométrie:
<tb> moins <SEP> de <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> --- <SEP> 48,0%
<tb> moins <SEP> de <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 12,0% <SEP> 73,0%
<tb> moins <SEP> de <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> 26,0% <SEP> 100%
<tb> moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> 62,0% <SEP> --moins <SEP> de <SEP> 10 <SEP> mm <SEP> 100 <SEP> % <SEP> ---
<tb>
Le coke obtenu à partir de ce mélange avait une résistance de 76,2% et une teneur en cendres de 0,56%.
Exemple 11. -
Si le poussier de coke de pétrole servant au garnissage est séché jusqu'à une teneur en eau de 0,2%, et que la poix dure est ajoutée à la même composition que dans l'exemple 10 avec de nouveau 3,2%, l'addition de charbon, qui est nécessaire pour satisfaire aux conditions de résistan- ce et aux teneurs en cendres maxima tolérables, pouvait être abaissée de 35% de l'exemple 10, à 15%. On a alors un mélange de garnissage de : - 75% de poussier de coke de pétrole - 10% de poix dure - 15% de charbon.
Compte tenu de ce qu'il faut que la teneur en cendres du coke final ne doit pas dépasser 0,6%, on pouvait employer au lieu de charbon très pur avec une teneur en cendres de 1,0% un charbon pur notablement meilleur marché au point de vue frais de préparation, avec une teneur en cendres de 2,4%, comme addition.
Ce charbon pur utilisé au lieu du charbon très pur avait la composition suivante:
EMI7.2
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> humidité <SEP> Il,4%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> cendres <SEP> 2,4%
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> constituants <SEP> volatils <SEP> 25,3%
<tb> Analyse <SEP> granulométrique <SEP> :
<tb> sous <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> 45,0%
<tb> sous <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 78,0%
<tb> sous <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> 100 <SEP> % <SEP>
<tb>
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On a obtenu à partir de ce mélange un coke avec une résistance de 77,8% et une teneur en cendres de 0,59%. Il suffit ainsi, comme le coke obtenu dans l'exemple 10, non seulement sous le rapport de la résistance, mais aussi au point de vue de la teneur en cendres maxima tolérable, aux exigences du consommateur.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de préparation de coke calciné, en morceaux ou moulé par moulage et cokéfaction de coke de pétrole, caractérisé en ce qu' on garnit un espace de moulage dont les parois ont été échauffées à haute température, d'environ 8000 ou avantageusement au-delà, de poussier de coke de pétrole, en utilisant de préférence des liants cokéfiants comme de la poix.
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PROCESS FOR MANUFACTURING CALCINE COKE OR MOLD FROM DUST OF
OIL COKE.
The present invention relates to the manufacture of calcined coke, in pieces or molded by heating petroleum coke dust, with or without binder such as hard pitch etc ... and with or without additions of coal and similar products containing charcoal, for example pure charcoal.
The preferred embodiment of the invention is the manufacture of calcined coke comprising the use of petroleum coke dust, of non-uniformly small particle size, as occurs with grains of different sizes in the preparation of petroleum coke. , without the addition of binders which, in fact, increase its mechanical strength but which reduce its economic value, and optionally adding pure carbon to it, without, preferably adding water, that is to say - say, with the low water content that already exists in petroleum coke; and filling a space with it having walls at a uniformly high temperature, for example about 8000 and above, in particular horizontal chamber coke oven chambers.
In this process, resistant hard calcined cokes are obtained very economically, such that they can be advantageously used for special purposes, in particular electrometallurgical, resistance cokes, arc lamp cokes and other artificial cokes, or for the manufacture of electrodes, for example for the electrolysis of aluminum. Such cokes could heretofore only be obtained from starting materials chosen in a determined manner, relatively expensive, and by using large quantities of coking binder such as pitch etc.
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The proposal of the invention is based on the observation that the rapid heating of the material to be calcined is of essential importance for the strength of the molded body obtained; whereas until now or made responsible for it a determined fine and uniform grain size of the petroleum coke introduced into the mold, a determined nature and a large quantity of the coking binder, a determined high water content etc ...
Accordingly, the basic proposition of the invention tends to fill spaces with petroleum coke dust all the walls of which have a high temperature, as much as possible uniformly high, of 800 for example and more. These conditions occur in horizontal chamber coke ovens, but they do not occur in vertical chamber coke ovens used heretofore exclusively or predominantly.
Indeed, the vertical chambers can be operated continuously, which is in itself advantageous compared to the necessarily discontinuous operation of horizontal chamber furnaces, however, in continuous work, in which the heating of the filling mass passes. gradually from the temperature of the premises to the coking temperature, the resistances were found to be so low, by comparison with the resistances obtained with the sudden heating of the mass of petroleum coke dust packing in horizontal chambers the walls of which have a temperature of 800 and advantageously even more, that there is more than satisfactory compensation for the inconveniences of discontinuous work.
This fundamental rule of the invention is surrounded by rules of application the observance of which is of great advantage, such as the use of a non-uniform grain size as opposed to the fine grinding of petroleum coke, previously employed. 'now the use of a relatively water-free petroleum coke starting material, the use of relatively much less binder than heretofore considered necessary, however that in fact, binders are mixed with the petroleum coke pusher to be coked, as well as the choice of the nature and the quantity of coal to be added thereto if necessary.
Another preferred embodiment is to coke, without adding water thereto, with moisture contents of 0.2%, for example, petroleum coke dust, as far as is required without mixing therein. of hard pitch, of normal pitch, of pitch of lignite tar or of lignite tar as well as of pure or very pure coal. The strength of the coke thus obtained is notably greater than when packing with petroleum coke dust with moisture contents of up to 10% and more.
It is also proposed, still in contradiction with the methods known to date, for coking petroleum coke pushers, to dispense with the grinding of the coke pushrod, - in particular in coking without water humidification. and without the addition of caking additives. The strength of the coke obtained from a dry packing material is then considerably higher than when the petroleum coke dust is used in the ground state for the lining of vertical chambers. Similar differences also arise in the filling by means of a coke filler which has not been dried previously or to which water has been added before coking, provided that it is to be coked without any addition of pitch. hard or other strongly bonding materials.
If, on the other hand, one proceeds to the coking of petroleum coke dust with the addition of the aforementioned agglomerating substances, it is advisable to grind the petroleum coke dust, before its mixing with the adducts and before coking, at a fineness of about 2 mm, in any case not exceeding 2 mm. Further grinding does
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again drastically drop the strength of the coke obtained. By the dry packing of the petroleum coke pusher, it is considerably easier to maintain such fineness in large-scale operation.
The process according to the invention has many advantages.
It is possible this time to leave aside or at least to greatly reduce the additions of agglomerating coroids until now essential for improving the strength and the structure of the coke to be obtained from the petroleum coke dust, products such as hard pitch, normal pitch, lignite tar pitch, coal and the like. In fact, one obtains, by the addition of these substances, an improvement of the resistance and the structure, but the improvement of the resistance and the structure according to the invention obtained by the proposed measures, in particular the fact of The avoidance of a gradual heating of the petroleum coke is achieved at least in part and it is possible in special cases to obtain strength and structure by using a relatively small amount of binder.
This is particularly favorable when, in order to obtain particular qualities of coke from petroleum coke dust, it is a question of adding hard coal in the form of pure coal with ash contents of more than 2% or of very pure coal with ash contents of about 1%. For the same strength and structure of the finished product, it is possible, for example, to reduce the addition of such charcoals by almost half. This results in this further advantage that for the possible lowering of the ash content in the finished product it is possible to use pure carbon instead of very pure carbon and consequently save the costs of preparing very pure coal, notably higher than those of pure coal.
With the process according to the invention, therefore, an elastic process is available which makes it possible, depending on the requirements, to manufacture a coke with good properties as inexpensively as possible, so that the calcined coke according to the invention can be used with advantage. even for special purposes, for example for the manufacture of electrodes for the electrolysis of aluminum or for the manufacture of silicon carbide.
The manufacture of electrodes and other molded bodies of artificial carbon is carried out in the usual way by breaking up the calcined coke obtained according to the invention and molding with the aid of binders, or the manufacture of molded bodies can be linked to coking c That is, the calcination of petroleum coke dust by compressing the mass of coke dust in heated wall molding spaces instead of the relatively loose packing as usual in calcination.
The following examples show preferred embodiments of the invention and set forth the effects of the process according to the invention.
Example 1.-
A petroleum coke dust of the composition indicated below is available:
EMI3.1
<tb>
<tb> <SEP> content in <SEP> humidity <SEP> 0.4%
<tb> <SEP> content in <SEP> ash <SEP> 0.1%
<tb> <SEP> content in <SEP> volatile <SEP> materials <SEP> 12.5%
<tb> Residue <SEP> of <SEP> coke <SEP> at <SEP> crucible <SEP> 87.5%
<tb> Granulometry
<tb> under <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> 78.0%
<tb>
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb>
<tb> under <SEP> 6 <SEP> mm <SEP> 92.0%
<tb> under <SEP> 10 <SEP> mm <SEP> 100.0%
<tb>
This petroleum coke dust, in the granulometry indicated above,
was coked in horizontal chamber furnaces under the chamber wall temperature conditions given below and further in vertical chambers in which the final temperature at the bottom of the vertical chambers was kept exactly at the same level as the temperature horizontal chamber furnaces.
The strengths of the calcined coke obtained were determined in the Mikum drum.
EMI4.2
<tb>
<tb>
<SEP> to <SEP> ovens <SEP> to
<tb> <SEP> horizontal rooms <SEP> vertical <SEP> rooms
<tb> Temperature <SEP> of the <SEP> walls
<tb> of the <SEP> chambers <SEP> Resistance <SEP> Resistance
<tb> 8000 <SEP> 63.6% <SEP> 5.2%
<tb> 850 <SEP> 63% <SEP> 2.4%
<tb> 9000 <SEP> 68.9% <SEP> 3.2%
<tb> 1100 <SEP> 76.2% <SEP> 4.5%
<tb>
Example 2.-
The same petroleum coke dust was coked with, by addition of water, a moisture content increased to 9.8% and in the same manner as described for petroleum coke dust, in horizontal chambers and vertical:
EMI4.3
<tb>
<tb> Ovens <SEP> to <SEP> Ovens <SEP> to
<tb> Horizontal <SEP> bedrooms <SEP> Vertical <SEP> bedrooms
<tb> Temperature <SEP> of <SEP> Resistance <SEP> Resistance
<tb> walls <SEP> of the <SEP> rooms
<tb> 850 <SEP> 40.0% <SEP> 4.6%
<tb> 1100 <SEP> 54.3% <SEP> 3.8%
<tb>
Example 3.-
A petroleum coke dust of the same composition and of the same particle size, that is to say unground, as in Example 1, was coked at a wall temperature of 920 in horizontal chamber furnaces.
The strength of the coke obtained depended on the setting of the water content of the petroleum coke dust before coking: at 0.2% water 69.6% at the, 4 $ water 48.0%
Example 4.-
The same petroleum coke dust as in the examples
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1, 2 and 3 were ground to a fineness of 2 mm, once with a water content of 0.4%, again with a water content of 10.4% in horizontal chamber furnaces with a temperature of walls of 1100.
The strength of the coke obtained was, as opposed to the results according to Examples 1 and 3:
EMI5.1
<tb>
<tb> Dust <SEP> of <SEP> coke <SEP> of <SEP> Dust <SEP> of <SEP> coke
<tb> petroleum <SEP> ground <SEP> to <SEP> 2 <SEP> mm. <SEP> of <SEP> crude oil <SEP>
<tb> with <SEP> 0.4% <SEP> of water <SEP> 41.5% <SEP> 76.2%
<tb> with <SEP> 10.4% <SEP> of water <SEP> 3.2% <SEP> 48.0%
<tb>
Example 5.-
A mixture of petroleum coke dust and hard pitch in a ratio of 80% petroleum coke pitch to 20% hard pitch was coked in a horizontal chamber furnace at a chamber wall temperature of 11,500. The composition of the output products was:
EMI5.2
<tb>
<tb> Dust <SEP> of <SEP> coke <SEP> Pitch <SEP> hard
<tb> from <SEP> petroleum
<tb> <SEP> content in <SEP> humidity <SEP> 0.5% <SEP> 2.0%
<tb> <SEP> content in <SEP> ashes <SEP> 0.12% <SEP> 0.21%
<tb> @
<tb> <SEP> content in <SEP> volatile <SEP> materials <SEP> 14.6% <SEP> 44.8%
<tb> Residue <SEP> of <SEP> coke <SEP> at the <SEP> crucible <SEP> 85.4% <SEP> 55.2%
<tb>
The grain size was: under 8 mm 80.0% 92.0% under 10 mm 100.0% 100%
After the coking of this mixture under the above conditions, the calcined coke had a strength of 46.2%.
Example 6.-
The same mixture of the same starting materials as those of Example 4 was again coked under the conditions of Example 5, with the only difference that the petroleum coke dust was ground to a grain size of 2 mm. . The calcined coke had a strength of 72.6%. example 7.-
The same mixture as that of Examples 5 and 6 was coked under the same conditions as in these previous examples with the only difference, compared to Example 6, that now the hard pitch was also ground and in fact to a fineness of grain less than 4 mm.
The coke obtained by coking this mixture had a strength of 76.4%. example 8.-
<Desc / Clms Page number 6>
The same mixture of the same elements as in Examples 5, 6 and 7 was coked under the same conditions as those cited in these examples, in the horizontal chamber oven, but with this difference compared to Example 7 as the grinding. was pushed to a grain fineness of less than 0.5 mm.
The coke obtained by coking this mixture had a strength of only 56.5%. as a result, the fineness of the petroleum coke dust which is less agglomerating than the hard pitch cannot be pushed beyond an optimum limit, since otherwise the strength of the coke obtained from the mixture drops excessively. This can only be prevented by increasing the proportion of hard pitch according to Example 9.
Example 9. -
A mixture of 68% petroleum coke dust and 32% hard pitch with a fineness of coke dust and hard pitch, as stated in Example 8 (the composition of the two elements of the mixture was otherwise the same as in Examples 5 to 8), was coked under the same conditions as in Examples 5 to 8 in horizontal chamber furnaces. The strength of the resulting coke was 75.2%. it follows from the example that by the thorough grinding of the petroleum coke dust, the desired strength of the finished product was only possible by an increase in the addition of hard pitch, under the conditions otherwise chosen here, by 12% from 20% to 32%.
Example 10. -
From a petroleum coke dust of composition: - 12.0% water - 0.15% ash - 11.8% volatile compounds - 88.2% coke residue one must manufacture by adding 10 % hard pitch and very pure coal, a coke with a desired strength of about 76%.
When the petroleum coke dust, according to the present knowledge of the art, is to be used as a packing with the aforementioned moisture content and with the particle size indicated in Example 5, it was necessary, with coking in the horizontal chamber furnace , at a temperature of 1120, add 35% of very pure carbon to it so that besides the desired resistance of about 76% an increase in the ash content beyond 0.60 is not tolerated %. It is therefore necessary in this case to make the filling with a mixture of - 55% petroleum coke dust - 10% hard pitch - 35% very pure coal.
The composition of hard pitch and very pure coal was as follows:
<Desc / Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb>
<tb> Pitch <SEP> hard <SEP> Coal <SEP> very <SEP> pure
<tb> <SEP> content in <SEP> humidity <SEP> 3.2% <SEP> 10.6%
<tb> <SEP> content in <SEP> ashes <SEP> 0.09% <SEP> 1.0%
<tb> Content <SEP> in <SEP> materials
<tb> volatile <SEP> s <SEP> 48.2% <SEP> 24.6%
<tb> Granulometry:
<tb> less <SEP> of <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> --- <SEP> 48.0%
<tb> less <SEP> of <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 12.0% <SEP> 73.0%
<tb> less <SEP> of <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> 26.0% <SEP> 100%
<tb> less <SEP> of <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> 62.0% <SEP> --less <SEP> of <SEP> 10 <SEP> mm <SEP> 100 <SEP>% < SEP> ---
<tb>
The coke obtained from this mixture had a strength of 76.2% and an ash content of 0.56%.
Example 11. -
If the petroleum coke dust used for the packing is dried to a water content of 0.2%, and the hard pitch is added to the same composition as in Example 10 with a further 3.2%, the addition of carbon, which is necessary to satisfy the strength conditions and the maximum tolerable ash contents, could be reduced from 35% of Example 10 to 15%. We then have a packing mixture of: - 75% petroleum coke dust - 10% hard pitch - 15% coal.
In view of the fact that the ash content of the final coke should not exceed 0.6%, instead of very pure coal with an ash content of 1.0%, a considerably cheaper pure coal could be used. from the point of view of fresh preparation, with an ash content of 2.4%, as an addition.
This pure carbon used instead of very pure carbon had the following composition:
EMI7.2
<tb>
<tb> <SEP> content in <SEP> humidity <SEP> Il, 4%
<tb> <SEP> content in <SEP> ashes <SEP> 2.4%
<tb> <SEP> content in <SEP> volatile <SEP> constituents <SEP> 25.3%
<tb> <SEP> granulometric analysis <SEP>:
<tb> under <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> 45.0%
<tb> under <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 78.0%
<tb> under <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> 100 <SEP>% <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 8>
From this mixture was obtained a coke with a strength of 77.8% and an ash content of 0.59%. It thus suffices, like the coke obtained in Example 10, not only from the point of view of strength, but also from the point of view of the maximum tolerable ash content, to the requirements of the consumer.
CLAIMS.
1.- Process for the preparation of calcined coke, in pieces or molded by molding and coking of petroleum coke, characterized in that a molding space is filled, the walls of which have been heated to a high temperature, of about 8000 or advantageously beyond that, petroleum coke dust, preferably using coking binders such as pitch.