CH696585A5 - Verfahren und Vorrichtung für die Behandlung von kohlenstoffhaltigem Gut. - Google Patents

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Description


  [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Behandlung von kohlenstoffhaltigem Gut in einem Vertikalkammerschachtofen, bei dem das zu behandelnde Gut vertikal absinkt und verschiedenen Behandlungen ausgesetzt und schliesslich am unteren Ende des Ofens ausgetragen wird.

[0002] Bei der Behandlung von kohlenstoffhaltigem Material und insbesondere bei der Karbonisation von Koks und/oder der Veredelung von Koks minderer Qualität treten grosse Probleme in Bezug auf die konsistente, homogene Qualität des behandelten Gutes, den Abrieb während der Behandlung und somit die Gleichmässigkeit der Partikelgrösse des behandelten Gutes auf. Dies ist insbesondere auf die Schwierigkeiten bei der Überwachung und Steuerung der Behandlung während des Verfahrens zurückzuführen.

   Das heute in diesem Zusammenhang und insbesondere für die Kalzinierung gebräuchlichste Verfahren zur Behandlung von kohlenstoffhaltigem Gut ist das Drehrohrofen-Verfahren mit einer mehr oder weniger geneigten Ofendrehachse zwischen dem Aufgabe- und Austragsende des Ofens. Die Verbrennungswärme der Gase und volatilen Stoffe aus dem kohlenstoffhaltigen Gut wird dem Gut ständig zugeführt, während es durch den Ofen gefördert wird.

[0003] Eine angemessene Beheizung ist dabei das grösste Problem, weil die Kalzinierung ein endothermischer Vorgang ist und jegliche nennenswerte Verbrennung des kohlenstoffhaltigen Gutes selbst vermieden werden muss.

   Die Schwierigkeiten bei einer derartigen Beheizungssteuerung sind eindrucksvoll in der US 3 888 621 beschrieben.

[0004] Neben dem Aufwand an grossem und schwerem Ausrüstungsmaterial bei den Drehrohröfen besteht ein weiteres Problem darin, dass Röstgut ungleichmässiger Konsistenz erzeugt wird und dass infolge der unkontrollierbaren Bewegungen und der damit verbundenen Abrasion während des Durchganges des Gutes durch den Ofen am Austragsende viel Staub und Bruch anfällt.

[0005] Zur Vermeidung mindestens einiger der bei Drehrohröfen auftretenden Probleme hat die US 6 157 667 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Kalzinierung des kohlenstoffhaltigen Gutes durch elektrischen Strom über eine obere und eine untere Elektrode geschieht. Bei diesem Verfahren können jedoch hohe Wärmespannungen auftreten, während das Gut in dem zylindrischen Vertikalschacht absinkt.

   Diese Wärmespannungen entstehen durch das zwischen den Elektroden aufgebaute elektrische Feld. Dadurch entsteht kalziniertes Gut unterschiedlicher Homogenität/Qualität entsprechend der Strömungslinie der absinkenden Partikel im Gut. Daher schlägt diese Lösung auch unterschiedliche Austragsöffnungen für das behandelte Gut vor, nämlich für gewünschte und mindere Qualität.

   Durch diese Austragsöffnungen und ihre Steuerung wird die Konstruktion dieses Ofens kompliziert, und es wird bestätigt, dass das Endprodukt nach diesem Verfahren keine Konsistenz und gleichmässige Qualität aufweist.

[0006] In der GB 1 055 857 ist ein Verfahren für die kontinuierliche Behandlung mit Kalzinierung von kohlenstoffhaltigem Gut in einer im Wesentlichen vertikalen Anlage beschrieben, bei der das Gut in einem Drehherd peripher aufgegeben wird und von dort in einen zentralen Austragstrichter gelangt. Dabei wird das Gut auf seinem Weg auf dem Herd immer wieder umgeworfen.

   Dieses Umwerfen bewirkt die Erzeugung erheblicher Mengen von Staub und Bruch im behandelten Gut und führt zu unerwünschtem Brand.

[0007] Eine ähnliche Vorrichtung ist in der EP 0 159 903 beschrieben, bei der das zu behandelnde Gut wieder und wieder in einem vertikalen Drehherd umgeworfen wird mit dem Nachteil der Erzeugung unkontrollierter Mengen von Staub und Bruch im ausgetragenen Gut.

[0008] Die EP 0 098 771 lehrt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Koks in einem Schachtofen, bei dem die Hitze durch elektrischen Strom zwischen zwei sich gegenüberstehende Elektroden in der Wand des Ofens erzeugt wird. Hier, wie in der US 6 157 667, ist das Gut Wärmespannungen ausgesetzt, was wiederum zu ungleichmässiger Qualität des behandelten Gutes führt. Darüber hinaus findet hier eine Rückführung von Gasen statt, was selten Gutes führt.

   Darüber hinaus findet hier eine Rückführung von Gasen statt, was für die Umwelt schädlich ist.

[0009] Die EP 0 186 170 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, umfassend eine Kalzinierungsstufe in einer komplexen Abfolge von getrennten Behandlungsschritten. In diesem Fall findet die Kalzinierung in einem Vertikalkammerschachtofen statt, der indirekt über die Schachtwände beheizt wird. Bei diesem Verfahren ist die Erzeugung von Abrasionsmaterial herabgesetzt.

   Die homogene Erhitzung des Gutes über den gesamten Querschnitt des absinkenden Gutes ist jedoch fragwürdig, was wiederum zu unregelmässiger Qualität am Austragsende führt.

[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben aufgezeigten Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Verfahren und Vorrichtungen durch eine mechanisch einfache und somit auch ökonomische Lösung auszuräumen, bei der das behandelte Gut eine hohe Konsistenz und hohe, gleichmässige Qualität aufweist.

[0011] Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vor, bei dem das bei der Behandlung absinkende Gut über eine Vielzahl von Temperatur/Zeit-Zonen hinweg, die kontinuierlich bis zur vollständigen Behandlung des Gutes aufeinanderfolgen, direkter Hitze ausgesetzt,

   anschliessend gekühlt und ausgetragen wird.

[0012] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, insbesondere bei der Kalzinierung von kohlenstoffhaltigem Gut, sind mindestens drei Kalzinierungsschritte vorgesehen, und zwar mit einem ersten Verfahrensschritt zur Verdampfung von Wasser und Extrahieren von im Gut eingeschlossenem Gas, einem zweiten Verfahrensschritt zum Aufbrechen/Kracken von Hydro-Carbon-Ketten mit anschliessender Destillation von volatilen Stoffen und deren Verbrennung und einem dritten Verfahrensschritt mit Erhitzung und Kalzinierung des trockenen und entgasten Gutes.

[0013] Gemäss der Erfindung ist es vorteilhaft,

   wenn man dem absinkenden Gut zur Aufrechterhaltung der Glut und zur Steuerung der Verbrennung der volatilen Stoffe und extrahierten Gase aus dem kohlenstoffhaltigen Gut kontrolliert Luft zuführt.

[0014] Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der es um die Veredelung von kohlenstoffhaltigem Gut geht, wie z.B.

   Koks und/oder geröstetes kohlenstoffhaltiges Gut minderer Qualität, wird der Auftrag von Kohlenstoff auf das zu behandelnde Gut in mindestens drei Veredelungsschritten durchgeführt, die kontinuierlich aufeinanderfolgen, und das behandelte Gut wird anschliessend gekühlt und ausgetragen.

[0015] Bei dieser Ausführungsform der Erfindung umfassen die Veredelungsschritte einen ersten Schritt, in dem das Gut vorgeheizt wird, einen zweiten Veredelungsschritt, in dem man Kohlenstoff auf das kohlenstoffhaltige Gut nach Aufbrechen/Kracken von Hydro-Carbon-Ketten aufbringt, einen dritten Veredelungsschritt mit der teilweisen Verbrennung von der Vertikalkammer zugeführtem Hydro-Carbon-Gas und einen vierten Schritt mit Abziehen, Kühlen,

   Reinigen und Wiederzuführen des gekrackten Gases zusammen mit dem abgezogenen Gas aus der teilweisen Verbrennung und mit der Beimischung von Gas als Ersatz für das gekrackte Gas.

[0016] Die besonderen Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäss der Erfindung sind die einfache Konstruktion, die überall und insbesondere an allen Verarbeitungsorten aufgestellt werden kann, eine erhebliche Einsparung an aufwendigen Anlagen, wodurch die Erfindung auch für schwächere Volkswirtschaften zugänglich wird, eine einfache Handhabung, Vermeidung von Staub und Bruch sowie unerwünschten Brandes, kein oder nur unbedeutender Austrag von toxischen, umweltbelastenden Gasen und eine gleichmässige und kontrollierte Qualität des behandelten Gutes.

[0017] Weitere Einzelheiten,

   Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

[0018] In diesen Zeichnungen sind:
<tb>Fig. 1<sep>eine schematische Seitenansicht im Schnitt eines Vertikalkammerofens gemäss der Erfindung.


  <tb>Fig. 2<sep>eine schematische Ansicht ähnlich wie Fig. 1 einer erfindungsgemässen Ausführungsform eines Vertikalkammerschachtofens.

[0019] Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform gemäss der Erfindung wird das zu behandelnde, kohlenstoffhaltige Gut am oberen Ende des Vertikalschaftofens 10 aufgegeben. Der Ofen 10 weist vorzugsweise Zylinderform auf und hat einen Aufgabebunker 1, eine Vorheizstufe 2, eine Stufe 3 für die Verdampfung von Wasser, eine Stufe 4, in der die Hydro-Carbon-Ketten zu kracken beginnen und nach unten wandern, eine Stufe 5, in der die gekrackten Hydro-Carbon-Ketten sich zu Gas umformen und sich in die nachfolgende Stufe 6 bewegen. In dieser Stufe 6 sind die volatilen Stoffe aus dem Gut nahezu vollständig gelöst.

   Daran schliesst sich eine Abkühlungsstufe 7 und der Austrag 8 an, wo das behandelte Gut auf ein Förderband 23 geladen wird.

[0020] Für das erfindungsgemässe Verfahren ist es wesentlich, dass all diese Stufen kontinuierlich aufeinanderfolgen, und zwar ohne jegliche unterbrechende Zwischenstufe, so dass eine einzige Gutsäule über die gesamte Höhe des Ofens 10 gebildet wird.

[0021] Die Vorrichtung weist ferner an einer Stelle unterhalb des Aufgabebunkers 1 einen Kamin 12 mit einem Nachbrenner 11 auf, in dem die Abgase aus dem Kamin 12 vollständig verbrannt werden.

[0022] An seinem unteren Ende und oberhalb der Abkühlungsstufe 7 weist der Ofen 10 eine Zuleitung 25 auf, über die beim Anfahren des Ofens Wärme und Luft zugeführt werden.

[0023] Über seine Höhe verteilt weist der Ofen 10 eine Vielzahl von Lufteinlässen 19, 20, 21 und 22 auf,

   die entlang einer geeigneten Anzahl von Mantellinien des Ofens 10 derart angeordnet sind, dass in unterschiedlichen Höhen Lufteinlassringe ausgebildet werden.

[0024] Ebenso weist der Ofen 10 eine Vielzahl von Temperaturmessfühlern 13, 14, 15, 16, 17 und 18 auf, die in geeigneter Weise entlang von Mantellinien des Ofens derart angeordnet sind, dass in unterschiedlichen Höhen Temperaturfühlringe gebildet werden.

[0025] Beim Anfahren des Ofens gemäss der Erfindung wird dieser vollständig vom Aufgabebunker 1 über eine Aufgabedrossel 26 beschickt, so dass sich über die gesamte Höhe des Ofens 10 eine ununterbrochene Säule aus zu behandelndem Gut bildet. Bei geschlossenen Lufteinlässen 19 bis 22 wird über die Zuleitung 25 Anfahrwärme und Luft eingespeist, um das Gut in der Stufe 6 des Ofens 10 anzuheizen.

   Sobald in der Stufe 6 die gewünschte Hitze erzeugt ist, was über die Messfühler 18 ermittelt wird, werden nacheinander die Lufteinlässe 22, 21, 20 und 19 derart geöffnet, dass die Glutsäule im Ofen 10 kontrolliert und homogen über den gesamten Schachtdurchmesser bis in die Stufe 2 nach oben steigt. Dabei entsteht über den Kamin 12 ein Zug. Durch den Nachbrenner 11 im Kamin 12 werden dabei alle aus dem Ofen abgezogenen Gase und volatilen Stoffe verbrannt und notwendigenfalls gefiltert.

[0026] Nach Erreichung der gewünschten Temperatur in den einzelnen Stufen 2 bis 6 wird eine Austragschleuse 24 geöffnet, um schrittweise Gut aus der Stufe 7 auszutragen, in 8 auf das Förderband 23 abzuladen und von dort über 9 auf geeignete Transportmittel zu verladen.

   Während des Austrages des Gutes aus der Stufe 7 sinkt die gesamte glühende Gutsäule im Ofen abwärts und neues Gut wird über die Aufgabeschleuse 26 nachgefüllt.

[0027] Nach dem Anfahren des Ofens wird die Zuleitung 25 geschlossen und der eigentliche Behandlungsprozess gemäss der Erfindung beginnt.

[0028] Durch eine koordinierte Steuerung der Lufteinlässe 19 bis 22, des Materialaustrags über die Austragschleuse 24 und der Materialzufuhr über die Aufgabeschleuse 26 wird die Hitze in der im Ofen absinkenden Materialsäule in den verschiedenen Stufen 2 bis 6 auf die geeignete Temperatur eingesteuert. Dies geschieht über die Temperaturmessfühler 13 bis 18, über die permanent die Temperatur in den verschienen Stufen 2 bis 7 abgenommen wird.

   Dementsprechend wird über die Lufteinlässe 19 bis 22 Luft zugeführt, um die gewünschte Hitze in den einzelnen Stufen zu erzeugen.

[0029] Bei der Kalzinierung, bei der das Gut gemäss der Erfindung in mindestens drei Verfahrensschritten behandelt wird, findet der erste Verfahrensschritt in den in den Stufen 2 und 3 statt. Dabei wird das im Gut gefangene Wasser und Gas bei Temperaturen zwischen 25 und 400 deg. C aus dem Gut extrahiert. Die gemäss der Erfindung bevorzugte Temperatur im unteren Bereich der Stufe 3 beträgt dabei 340 deg. C. Der auf den ersten unmittelbar folgende zweite Verfahrensschritt findet in den Stufen 4 und 5 statt. In diesem zweiten Verfahrensschritt werden Hydyro-Carbon-Ketten bei Temperaturen zwischen 300 und 1100 deg. C gekrackt und die volatilen Stoffe werden destilliert und verbrannt.

   Die bevorzugte Temperatur im unteren Bereich der Stufe 5 liegt dabei bei 980 deg. C.

[0030] Der nächste unmittelbar folgende Verfahrensschritt findet in der Stufe 6 statt. Dort wird das trockene und im Wesentlichen gasfreie Gut aufgeheizt und bei Temperaturen zwischen 900 und 1500 deg. C kalziniert. Die bevorzugte Temperatur am Ende der Kalzinierungsstufe beträgt etwa 1300 deg. C.

[0031] Bei der Verkokung von Kohle entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein zusätzlicher Verfahrensschritt zwischen dem zweiten und dritten Verfahrensschritt durchgeführt. In diesem zusätzlichen Verfahrensschritt wird das Gut bei Temperaturen zwischen 300 und 800 deg. C und vorzugsweise bei 550 deg.

   C plastifiziert.

[0032] Die gesamte Behandlungszeit bei dem Verfahren gemäss der Erfindung beträgt zwischen 14 und 20 Stunden in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des zu behandelnden Gutes, das vom leichten Lignit bis Anthrazit oder grünen Petroleumkoks alles sein kann.

[0033] Für das erfindungsgemässe Verfahren ist es wichtig, zu betonen, dass die in dem Ofen erzeugte Hitze ausschliesslich erzeugt wird durch die über die Einlasse 19 bis 22 zugeführte Luft und die Verbrennung von volatilen Stoffen und Gas, die in den Stufen 2 bis 6 durch Erwärmung freigesetzt werden.

[0034] Dies wiederum bedeutet, dass keinerlei toxische oder Fremdgase nötig sind, um die einmal angefachte Glut aufrechtzuerhalten, und dass keine toxischen Gase aus dem Ofen 10 über den Kamin 12 in die Umwelt entweichen.

   Eventuelle Restgase würden im Nachbrenner 11 verbrannt und nötigenfalls ausgefiltert.

[0035] Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung geht es im Wesentlichen um die Veredelung von Koks und anderem kohlenstoffhaltigem Gut minderer Qualität. Bei dieser Ausführungsform weist der Ofen 34 im Wesentlichen denselben Aufbau wie die Vorrichtung gemäss Fig. 1 auf, verfügt aber darüber hinaus über eine zusätzliche Ausstattung mit Schiebern 43, 44 und 45, welche die einzelnen Verfahrensstufen 28, 29, 30, 31 und 32 in dem Ofen 34 voneinander abgrenzen.

[0036] Unterhalb des Schiebers 43 führt eine Ableitung 35 das aus dem Ofen 34 abgezogene Gas zu einem Wärmetauscher 36, einer Gasreinigung 37 und schliesslich zu einem Kompressor 38, von dem das Gas über eine Zuleitung 41 wieder dem Ofen 34 zugeführt wird.

   In dieser Zuleitung 41 kann über eine Leitung 39 Hydro-Carbon-Gas und eine Leitung 40 Luft beigemischt werden.

[0037] Beim Betrieb des Ofens gemäss der Erfindung wird das Gut aus einem Bunker 27 über eine Aufgabeschleuse 42 in die Vorheizstufe 28 eingetragen. In dieser Stufe 28 wird das Gut in einem ersten Veredelungsschritt bei Temperaturen von 25 bis 500 deg. C und vorzugsweise bei 340 deg. C vorgeheizt.

[0038] Nach Erreichung dieser Temperatur und nach einer für das zu behandelnde Material notwendigen Zeit wird das Gut über den Schieber 43 in die unmittelbar nachfolgende Stufe 29 eingetragen. Hier wird das Gut in einem zweiten Veredelungsschritt erhitzt, um Gas aus dem Gut freizusetzen. Ein Teil des in dieser Stufe freigesetzten Gases wird abgezogen, während der andere Teil bei Temperaturen zwischen 500 und 1300 deg. C und vorzugsweise bei 1100 deg.

   C zu Karbon gekrackt wird.

[0039] In der unmittelbar folgenden Stufe 30 wird das Carbon vor Erreichung der Stufe 31 auf das Gut aufgetragen. In dieser Stufe 31 wird in einem dritten Veredelungsschritt über die Zuleitung 41 eingespeistes Hydro-Garbon-Gas bei Temperaturen über 1100 deg. C und vorzugsweise bei 1300 deg.

   C teilweise verbrannt.

[0040] In einem vierten Veredelungsschritt wird das in den Stufen 29 und 30 nicht gekrackte Gas über die Ableitung 35 abgezogen, in 36 gekühlt, in 37 gereinigt und über den Kompressor 38 wieder dem Ofen 34 über die Zuleitung 41 unter Beimischung von Gas über die Leitung 39 zum Ersatz des gekrackten Gases zugeführt.

[0041] Nach der vollständigen Behandlung gelangt das Gut über den Schieber 44 zur Abkühlung in die Stufe 32 und von dort über die Austragsschleuse 45 auf das Förderband 46, welches das Gut in entsprechend geeignete Transportmittel entlädt.

[0042] Das Anfahren des Ofens 34 geschieht ähnlich wie beim Ofen 10 nach Fig. 1.

   Wie bei diesem Ofen 10 weist der Ofen 34 eine Vielzahl von Temperaturmessfühlern zur Überwachung der Temperatur in den einzelnen Stufen 28 bis 32, zur Steuerung einer Aufgabeschleuse 42 und der Schieber 43 bis 45 sowie für den Betrieb des Rückführungskreislaufes 35, 36, 37, 38, 39, 40 und 41 auf.

[0043] Bei beiden Ausführungsformen des Verfahrens gemäss der Erfindung werden die Qualitätsparameter des behandelten Gutes erheblich verbessert, wie z.B.

   die Bruchfestigkeit, die Reduzierung der Oxidation durch Luft und CO2, die Reduzierung des elektrischen Widerstandes und die Porosität und/oder Konsistenz.

[0044] Die Konstruktion des Ofens 10 und/oder 34 in Verbindung mit der langsam absinkenden, glühenden Gutsäule und der ständigen direkten Beheizung kontinuierlich über alle Stufen hinweg führt zu einer Vermeidung von mechanischen Schlageinwirkungen und von Abrieb der Materialpartikel aneinander und somit zur Vermeidung von Staub und Bruch.

   Darüber hinaus ist es mit dem erfindungsgemässen Verfahren möglich, ein genaues Verhältnis zwischen der Temperatur des Gutes und der zuzuführenden Luftmenge an jedem Punkt über die Höhe des Ofens zu bestimmen und somit jeden einzelnen Verfahrensschritt einzeln und im Zusammenhang zu steuern.

[0045] Durch die genaue Steuerung von Zeit und Temperatur während der Kalzinierung ist keine Fremdwärme zur Durchführung des Verfahrens notwendig. Die Hitze in der Gutsäule ist über den gesamten Durchmesser des Schachtofens gleichmässig und steuerbar.

   Dabei ist es gleichzeitig möglich, die genaue Temperatur für die kontrollierte Verbrennung der freigesetzten volatilen Stoffe einzusteuern und somit aufwendiges Gerät für die Wärmerückgewinnung zu vermeiden.

[0046] Bei der Veredelung gemäss der Erfindung kann die kritische Phase des Gaskrackens genau bestimmt und gesteuert werden ebenso wie die nachfolgende Ablagerung des Carbons auf dem Gut.

[0047] Das gemäss der Erfindung behandelte Gut eignet sich besonders für die Herstellung von Kokselektroden aus grünem Petroleumkoks.

[0048] Die Erfindung ist keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Sie umfasst vielmehr alle Verfahrensvariationen, die schlussendlich zum gleichen oder einem ähnlichen Ergebnis führen.

Claims (27)

1. Verfahren für die Behandlung von kohlenstoffhaltigem Gut in einem Vertikalkammerofen, bei dem das zu behandelnde Gut vertikal absinkt und verschiedenen Behandlungen ausgesetzt und schliesslich am unteren Ende des Ofens ausgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass man das in der Vertikalkammer absinkende Gut einer Vielzahl von kontinuierlich aufeinanderfolgenden Temperatur/Zeit-Behandlungsschritten bis zur vollständigen Behandlung des Gutes unterwirft, das Gut anschliessend abkühlt und schliesslich austrägt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere für die Kalzinierung von kohlenstoffhaltigem Gut, gekennzeichnet durch mindestens drei Kalzinierungsschritte mit einem ersten Verfahrensschritt zur Verdampfung von Wasser und Extrahieren von im Gut eingeschlossenem Gas, einem zweiten Verfahrensschritt zum Aufbrechen/Kracken von Hydro-Carbon-Ketten mit anschliessender Destillation von volatilen Stoffen und deren Verbrennung und einem dritten Verfahrensschritt zur Erhitzung und Kalzinierung des trockenen und entgasten Gutes.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man dem absteigenden Gut zur Aufrechterhaltung der Glut und zur Steuerung der Verbrennung der volatilen Stoffe und der extrahierten Gase kontrolliert Luft zuführt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im ersten Verfahrensschritt zwischen 25 und 400 deg. C liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im ersten Verfahrensschritt 340 deg. C beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im zweiten Verfahrensschritt zwischen 400 und 1100 deg. C liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im zweiten Verfahrensschritt 980 deg. C beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im dritten Verfahrensschritt zwischen 900 und 1500 deg. C liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im dritten Verfahrensschritt 1300 deg. C beträgt.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit für die direkte Beheizung in der Vertikalkammer in Abhängigkeit von der Qualität des zu behandelnden Gutes eingesteuert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Absinkgeschwindigkeit des Gutes in der Vertikalkammer bestimmt wird durch die Austragshäufigkeit des behandelten Gutes am Austragsende des Ofens.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, insbesondere zur Kohleverkokung, dadurch gekennzeichnet, dass man einen zusätzlichen Verfahrensschritt zwischen dem zweiten und dritten Verfahrensschritt zur Plastifizierung des absinkenden Gutes in einem Temperaturbereich zwischen 300 und 800 deg. C durchführt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in diesem zusätzlichen Verfahrensschritt 550 deg. C beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Veredelung von kohlehaltigem Gut, umfassend Koks und kohlenstoffhaltiges Gut, dadurch gekennzeichnet, dass man Kohlenstoff auf dem zu behandelnden Gut in mindestens drei Veredelungsschritten aufbringt, die kontinuierlich aufeinanderfolgen, dass man das Gut anschliessend abkühlt und das veredelte Gut schliesslich austrägt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen ersten Veredelungsschritt, in dem das Gut vorgeheizt wird, einen zweiten Veredelungsschritt, in dem man Kohlenstoff auf das kohlenstoffhaltige Gut nach Aufbrechen/Kracken von Hydro-Carbon-Ketten aufbringt, und einen dritten Veredelungsschritt mit der teilweisen Verbrennung von der Vertikalkammer zugeführtem Hydro-Carbon-Gas und einen vierten Veredelungsschritt mit dem Abziehen, Kühlen, Reinigen und Wiederzuführen des nicht gekrackten Gases zusammen mit dem abgezogenen Gas aus der teilweisen Verbrennung und mit der Beimischung von Gas als Ersatz für das gekrackte Gas.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während des ersten Veredelungsschrittes im Bereich zwischen 25 und 500 deg. C liegt.
17. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Temperatur von 340 deg. C im ersten Veredelungsschritt.
18. Verfahren, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während des zweiten Veredelungsschrittes im Bereich von 600 bis 1300 deg. C liegt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine Temperatur von 1100 deg. C im zweiten Veredelungsschritt.
20. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im dritten Veredelungsschritt über 1100 deg. C liegt.
21. Verfahren nach Anspruch 20 gekennzeichnet durch eine Temperatur im dritten Veredelungsschritt von 1300 deg. C.
22. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine vorzugsweise zylindrische Vertikalkammer (10) mit einem Aufgabeende oben und einem Austragsende unten und einer Vielzahl von Lufteinlässen (19, 20, 21, 22) verteilt über verschiedene Höhen und dort entlang von Umfangslinien der Kammer (10).
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch einen Kühlbereich (7) über einer Austragsschleuse (24) und einem Abzug (12) im oberen Teil der Kammer (10) zum Abziehen der Gase infolge der Verbrennung von Gasen und volatilen Stoffen aus dem kohlenstoffhaltigen Gut und zum Ansaugen von Luft durch die Lufteinlässe (19, 20, 21, 22).
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch einen Nachbrenner (11) in dem Abzug (12) zum Verbrennen möglicherweise im Abzug (12) verbleibender toxischer Gase,
25. Vorrichtung nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch Temperaturmessfühler (13, 14,15, 16, 17, 18), die über die Höhe und entlang von Umfangslinien der Kammer (10) verteilt angeordnet sind.
26. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vorzugsweise zylindrische Vertikalkammer (34) mit einem Aufgabeende oben und einem Austragsende unten sowie eine Vielzahl von Schiebern (43, 44, 45) aufweist, welche verschiedene Bereiche über die Höhe der Kammer (34) voneinander trennen, sowie einen Kühlbereich (32) oberhalb einer Austragsschleuse (45).
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Rückführungskreislauf (35, 41) aufweist, der an die Kammer (34) im Bereich des Kohlenstoffauftrages und der teilweisen Verbrennung (29, 30, 31) angeschlossen ist und eine Kühlung (36), Reinigung (37) und einen Kompressor (38) sowie Zuführungsleitungen für Gas (39) und Luft (40) aufweist, um abgezogenes Gas wieder der Vorrichtung zuzuführen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2422332B (en) * 2005-01-19 2008-08-27 Bioflame Ltd Fuel processor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL95872C (de) * 1953-10-13 1960-11-15
DE2513330A1 (de) * 1975-03-26 1976-10-07 Felix Sobek Verfahren zum sintern von nichtbackendem petrolkoks, sowie reaktionsgefaess und reaktionsgefaessbatterie zur durchfuehrung des verfahrens
DE2913666C2 (de) * 1979-04-05 1986-01-02 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur Herstellung von Hüttenformkoks
DE3447418C2 (de) * 1984-12-24 1986-10-16 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur kontinuierlichen Verkokung von Steinkohlenhartpech

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