CH701702A1 - Calcination of briquettes. - Google Patents

Calcination of briquettes. Download PDF

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CH701702A1
CH701702A1 CH01337/09A CH13372009A CH701702A1 CH 701702 A1 CH701702 A1 CH 701702A1 CH 01337/09 A CH01337/09 A CH 01337/09A CH 13372009 A CH13372009 A CH 13372009A CH 701702 A1 CH701702 A1 CH 701702A1
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CH01337/09A
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Jean Claude Fischer
Raymond Perruchoud
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R & D Carbon Ltd
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    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20Arrangements of devices for charging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01B33/023Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
    • C01B33/025Preparation by reduction of silica or free silica-containing material with carbon or a solid carbonaceous material, i.e. carbo-thermal process

Abstract

Calcining green briquettes, preferably coal based green briquettes, in which the green briquettes are subjected to heat treatment, comprises mixing the green briquettes together with coal, which exhibits a portion of volatile combustible components, and calcining in a shaft furnace (110). The energy required for the calcination is obtained at least partially by the combustion of portion of volatile combustible components of the coal. Independent claims are also included for: (1) producing briquettes using above method, comprising combing the coke produced during the calcination with further components to obtain further green briquettes; and (2) a device for calcining the green briquettes by the above method, comprising a shaft furnace, whose inlet is connected with a second silo (170) for green briquettes and a first silo (101) for coal.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalzinieren von grünen Briketts, wobei die grünen Briketts zur Kalzinierung einer Wärmebehandlung unterzogen werden. The invention relates to a method for calcining green briquettes, wherein the green briquettes are subjected to a heat treatment for calcination.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Beim Cracken von Erdöl bildet sich neben flüchtigen Kohlenwasserstoffen (Gase, Benzin, Diesel, Heizöl ect.), die abgetrennt werden, auch Petrolkoks als Feststoff. Die rohe Form wird Grünkoks genannt und kann zur Veredelung durch eine Kalzinierung bei hohen Temperaturen weiter verarbeitet werden. Dabei werden noch vorhandene Ölbestandteile verbrannt, das zurückbleibende Kalzinat besteht zu einem hohen Bestandteil aus Kohlenstoff. Grundsätzlich versteht man in der Chemie unter Kalzinierung das Erhitzen (Brennen) eines Materials unter anderem mit dem Ziel, dieses zu entwässern, respektive flüchtige Anteile zu entfernen oder zu zersetzen. Kalzinierter Petrolkoks wird u.a. als Elektrodenkoks in der Aluminiumindustrie und zur Aufkohlung von Stahl verwendet. When cracking of oil is formed in addition to volatile hydrocarbons (gases, gasoline, diesel, fuel ect.) Which are separated, and petroleum coke as a solid. The raw form is called green coke and can be further processed for refining by calcination at high temperatures. In this case, remaining oil components are burned, the remaining calcine consists of a high proportion of carbon. Basically, in calcination, the term "calcination" refers to the heating of a material inter alia with the aim of dewatering it, or of removing or decomposing volatile components. Calcined petroleum coke is u.a. used as electrode coke in the aluminum industry and for carburizing steel.

[0003] Die EP 0 409 014 B beschreibt ein Verfahren für die Herstellung von raucharmen Brennstoff-Briketts, insbesondere für die Erzeugung von Heizwärme, wobei ein nichtbackender feinkörniger Kohlenstoffträger, vorzugsweise Petrolkoks, und ein pechhaltiges Bindemittel gemischt werden. Diese Ausgangsmischung wird zu Vorformlingen brikettiert und aus den Vorformlingen werden durch eine verfestigende Wärmebehandlung die Brennstoff-Briketts gebildet. Die Wärmebehandlung erfolgt im Drehrohrofen bei etwa 500 bis 530°C. Als pechhaltiges Bindemittel wird eine Bindemittelmischung aus Pech und hackender Kohle eingesetzt. EP 0 409 014 B describes a process for the production of low-smoke fuel briquettes, in particular for the production of thermal heat, wherein a non-baking fine-grained carbon support, preferably petroleum coke, and a pitch-containing binder are mixed. This starting mixture is briquetted into preforms and from the preforms the fuel briquettes are formed by a solidifying heat treatment. The heat treatment takes place in the rotary kiln at about 500 to 530 ° C. As the pitch-containing binder, a binder mixture of pitch and chopping coal is used.

[0004] Die CH 674 643 (Aimcor) beschreibt ein Verfahren zu Herstellung von Briketts, wobei Quarzsand (Körnungsbereich von 0.005-0.2 mm), ein Kohlenstoffträger und ein bituminöses Bindemittel gemischt werden und die Mischung zu Vorformlingen geformt wird, aus welchen durch eine Wärmebehandlung kalzinierte Briketts gebildet werden. Dabei wird mit von hackender Kohle freien Vorformlingen gearbeitet, welche in einen beheizten Drehrohrofen eingeführt werden und auf bis zu 500°C aufgeheizt werden. Die Wärmebehandlung findet in einem Quarzsand-Tauchbett statt. Auf dem Quarzsand des Quarzsand-Tauchbetts bildet sich mit der Zeit eine feste Kohlenstoffumhüllung. Dieser Quarzsand kann für die Produktion der grünen Briketts eingesetzt werden. Zur Beheizung des Drehrohrofens können zusätzlich die flüchtigen Anteile verwendet werden. CH 674 643 (Aimcor) describes a process for producing briquettes wherein quartz sand (0.005-0.2 mm grain size range), a carbon carrier and a bituminous binder are mixed and the mixture is formed into preforms from which by heat treatment calcined briquettes are formed. It works with chopping coal-free preforms, which are introduced into a heated rotary kiln and heated to up to 500 ° C. The heat treatment takes place in a quartz sand immersion bed. Over time, a solid carbon envelope forms on the quartz sand of the quartz sand dip bed. This quartz sand can be used for the production of green briquettes. For heating the rotary kiln additionally the volatile components can be used.

[0005] Die DE 3 724 541 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Briketts für die Erzeugung von Silicium oder von Siliciumcarbid oder von Ferrosilicium im Elektroniederschachtofen, wobei Quarzsand, ein Kohlenstoffträger und ein bituminöses Bindemittel gemischt werden und die Mischung zu Vorformlingen geformt wird. Aus den Vorformlingen werden durch eine Wärmebehandlung die Briketts gebildet. Die Vorformlinge werden zum Zweck der Wärmebehandlung in ein Quarzsand-Tauchbett in einem beheizten Drehrohrofen geführt. DE 3 724 541 A describes a method for the production of briquettes for the production of silicon or of silicon carbide or of ferrosilicon in the electric downhole furnace, wherein quartz sand, a carbon support and a bituminous binder are mixed and the mixture is formed into preforms. From the preforms, the briquettes are formed by a heat treatment. The preforms are fed into a quartz sand immersion bed in a heated rotary kiln for heat treatment.

[0006] Die EP 0 568 984 B beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Briketts. Die Briketts weisen einen Kohlenstoffanteil aus Koks und gegebenenfalls einen Zusatzstoffanteil auf und werden mit Hilfe eines bituminösen Bindemittels zu Grün-Briketts brikettiert. Die Gün-Briketts werden in einem Drehrohrofen mit einer Kornbettfüllung wärmebehandelt. EP 0 568 984 B describes a process for the production of briquettes. The briquettes have a carbon content of coke and optionally an additive content and are briquetted to green briquettes using a bituminous binder. The Gün briquettes are heat treated in a rotary kiln with a grain bed filling.

[0007] Die Kalzinierung von Briketts mittels eines Drehofens hat sich als unbefriedigend erwiesen. Die mechanische Stabilität der so hergestellten Briketts war zu gering, so dass diese beim Transport zu Granulaten zerfallen sind. The calcination of briquettes by means of a rotary kiln has proved to be unsatisfactory. The mechanical stability of the briquettes thus produced was too low, so that these are disintegrated during transport to granules.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörendes Verfahren zu schaffen, welches eine energieeffiziente und kostengünstige Kalzinierung von Briketts ermöglicht. The object of the invention is to provide a method belonging to the aforementioned technical field, which allows an energy-efficient and cost-effective calcination of briquettes.

[0009] Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung werden die grünen Briketts zusammen mit einer Kohle, welche einen Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen aufweist, vermischt und in einem Schachtofen kalziniert, wobei eine für die Kalzinierung benötigte Energie wenigstens teilweise durch eine Verbrennung des Anteils an flüchtigen brennbaren Bestandteilen der Kohle gewonnen wird. The solution of the problem is defined by the features of claim 1. According to the invention, the green briquettes are mixed together with a coal containing a volatile combustible constituent and calcined in a shaft furnace, wherein an energy required for the calcination is at least partially recovered by a combustion of the volatile combustible constituents of the coal ,

[0010] Unter einem Schachtofen wird ein Ofen verstanden, welcher eine geometrischen Grundform eines auf seiner Grundfläche stehenden Hohlzylinders, vorzugsweise mit einer runden, ovalen oder rechteckigen Grundfläche oder eines Hohlkegels aufweist, respektive ein Hohlkörper, welcher oben eine Öffnung für einen Eintrag von Edukten und unten eine Öffnung für einen Austrag von Zwischenprodukten und/oder Produkten aufweist. Die Edukte bewegen sich dabei im Wesentlichen in vertikaler Richtung vom Eintrag zum Austrag. Typischerweise übertrifft die Höhe des Ofenkörpers seine Länge und Breite um ein Vielfaches. Under a shaft furnace, a furnace is understood, which has a geometric shape of a standing on its base hollow cylinder, preferably with a round, oval or rectangular base or a hollow cone, respectively, a hollow body, which above an opening for an entry of educts and has an opening at the bottom for a discharge of intermediates and / or products. The educts move essentially in a vertical direction from the entry to the discharge. Typically, the height of the furnace body exceeds its length and width many times.

[0011] Wie sich gezeigt hat, kann ein Schachtofen im vorliegenden Zusammenhang, speziell gegenüber einem Rotationsofen, insbesondere folgende Vorteile aufweisen: <tb>1.<sep>Durch den langsamen Durchsatz der Kohle durch den Schachtofen können alle Kohlepartikel die gleiche Kalzinierungstemperatur erreichen. Damit werden eine hohe Festigkeit, optimale Dichte und eine hohe Abrasionsfestigkeit erreicht. <tb>2.<sep>Kohlen mit hohen Anteilen an flüchtigen brennbaren Bestandteilen von bis zu 50% können ohne negative Auswirkungen auf die Koksqualität kalziniert werden. <tb>3.<sep>Es entsteht kein signifikanter Kohleverlust während dem Brennen. <tb>4.<sep>Je nach Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen in der Kohle, kann die aus der Verbrennung der flüchtigen brennbaren Bestandteile gewonnene Energie zum Beheizen des Schachtofens und/oder für weitere Prozessschritte ausreichen. <tb>5.<sep>Die entstehende Wärme kann teilweise zurückgewonnen werden, um zum Beispiel einen Wassergehalt der Kohle zu verringern, respektive zu eliminieren.As has been shown, a shaft furnace in the present context, in particular with respect to a rotary kiln, in particular the following advantages: <tb> 1. <sep> Due to the slow throughput of coal through the shaft furnace, all coal particles can reach the same calcination temperature. This achieves high strength, optimum density and high abrasion resistance. <tb> 2. <sep> Coals with high levels of volatile combustibles of up to 50% can be calcined without any negative impact on coke quality. <tb> 3. <sep> There is no significant loss of coal during firing. <tb> 4. <sep> Depending on the proportion of volatile combustible constituents in the coal, the energy gained from the combustion of the volatile combustible constituents may be sufficient for heating the shaft furnace and / or for further process steps. <tb> 5. <sep> The resulting heat can be partially recovered, for example, to reduce or eliminate a water content of the coal.

[0012] Die flüchtigen brennbaren Bestandteile umfassen beispielsweise flüchtige Kohlenwasserstoffe, insbesondere mit der Summenformel CXHY. Dabei handelt es sich beispielsweise um Bestandteile mit einem Siedepunkt unter 800°C. Dies können z.B. Wasserstoff, Methan, Ethan, Benzol, Toluol, Xylol und/oder deren Derivate sein. The volatile combustible constituents include, for example, volatile hydrocarbons, in particular having the empirical formula CXHY. These are, for example, components with a boiling point below 800 ° C. This can e.g. Hydrogen, methane, ethane, benzene, toluene, xylene and / or derivatives thereof.

[0013] Die während dem Verfahren kalzinierte Kohle wird insbesondere als Koks bezeichnet. The coal calcined during the process is referred to in particular as coke.

[0014] Mit dem Begriff Brikett wird insbesondere das Ergebnis der Brikettierung, bei der ein Rohmaterial zerkleinert und in eine einheitliche Form gepresst wird bezeichnet. Braunkohlenbriketts sind üblicherweise ziegelförmig und werden ohne Bindemittel unter hohem Druck gepresst. Bei Steinkohlebriketts, vorzugsweise Eierbriketts mit einem Gewicht 20 bis 100 g, wird häufig Steinkohleteer oder Steinkohlenteerpech als Bindemittel zugeführt. The term briquette, in particular, denotes the result of briquetting, in which a raw material is comminuted and pressed into a uniform shape. Brown coal briquettes are usually brick-shaped and are pressed without binder under high pressure. In coal briquettes, preferably egg briquettes weighing 20 to 100 g, hard coal tar or coal tar pitch is often supplied as a binder.

[0015] Die Kohle, insbesondere eine nichtbackende Steinkohle mit relativ hohem Anteil an flüchtigen Bestandteilen, weist insbesondere eine gewisse Reaktivität auf, so dass die Energie zum Betrieb des Schachtofens zumindest teilweise aus der Verbrennung der Kohle gewonnen werden kann. Weiter ist es von Vorteil, wenn die Kohle im Hinblick auf die Metallurgie möglichst wenige Verunreinigungen enthält. Bevorzugt wird Kohle mit einem tiefen Aschengehalt und hoher Porosität eingesetzt. Damit erreicht man eine hohe Reaktivität der Briketts. Weiter soll die Kohle beim Erhitzen weder untereinander noch mit grünen Briketts zusammenbacken. Auch soll die Kohle einen Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen aufweisen, welcher bevorzugt hoch ist. Mit der Verbrennung eines Teils, insbesondere mittels der vollständigen Verbrennung dieses flüchtigen Anteils an brennbaren Bestandteilen kann der Schachtofen beheizt werden. Vorzugsweise muss die Kohle nicht zerkleinert werden, da sich dadurch die Porosität und damit die Reaktivität verringert. The coal, especially a non-baking hard coal with a relatively high proportion of volatile constituents, in particular has a certain reactivity, so that the energy for operating the shaft furnace can be obtained at least partially from the combustion of the coal. It is also advantageous if the coal contains as few impurities as possible with regard to metallurgy. Preferably, coal with a low ash content and high porosity is used. This achieves a high reactivity of the briquettes. Further, the coal should not cook together when heated nor with green briquettes. Also, the coal should have a proportion of volatile combustible components, which is preferably high. With the combustion of a part, in particular by means of the complete combustion of this volatile portion of combustible constituents of the shaft furnace can be heated. Preferably, the coal does not have to be comminuted, as this reduces the porosity and thus the reactivity.

[0016] Es ist auch denkbar, erneuerbare Materialien, wie zum Beispiel Holzkohle, zu verwenden. Dies hat aber den Nachteil, dass Holzkohle teuer ist und einen hohen Anteil an Verunreinigungen und eine zu geringe Festigkeit aufweist. It is also conceivable to use renewable materials, such as charcoal. However, this has the disadvantage that charcoal is expensive and has a high content of impurities and too low a strength.

[0017] Eine mögliche Spezifikation einer einsetzbaren Kohle ist aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich: <tb>Eigenschaft<sep> <tb>Wassergehalt<sep>0-15 % <tb>Flüchtiger Anteil<sep>20-50 % <tb>Asche<sep>0-3% <tb>Schwefel<sep>0.0-1 % <tb>Hardgrove Index<sep>30-60 <tb>Freier Schwellindex<sep>1-3A possible specification of usable coal is shown in the following table: <Tb> Properties <sep> <tb> water content <sep> 0-15% <tb> Volatile share <sep> 20-50% <Tb> ash <sep> 0-3% <tb> sulfur <sep> 0.0-1% <tb> Hardgrove Index <sep> 30-60 <tb> Free Threshold Index <sep> 1-3

[0018] In einer besonders bevorzugten Ausführung wird Kohle mit den nachfolgenden Spezifikationen eingesetzt: <tb>Eigenschaft<sep> <tb>Wassergehalt<sep>6-12% <tb>Flüchtiger Anteil<sep>35-37 % <tb>Asche<sep>1.3-1.5% <tb>Schwefel<sep>0.4-0.5 % <tb>Hardgrove Index<sep>48-50 <tb>Freier Schwellindex<sep>1-2In a particularly preferred embodiment, coal is used with the following specifications: <Tb> Properties <sep> <Tb> Water content <sep> 6-12% <tb> Volatile share <sep> 35-37% <Tb> ash <sep> 1.3-1.5% <tb> sulfur <sep> 0.4-0.5% <tb> Hardgrove Index <sep> 48-50 <tb> Free Threshold Index <sep> 1-2

[0019] Weiter kann die Kohle auch Vanadium, Nickel, Natrium, Kalzium, Silizium und Eisen, sowie Spurenelemente, insbesondere im ppm-Bereich (part per million) enthalten. Furthermore, the coal may also contain vanadium, nickel, sodium, calcium, silicon and iron, as well as trace elements, in particular in the ppm range (part per million).

[0020] Erfindungsgemäss können sich folgenden Vorteile ergeben: <tb>1.<sep>Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich insbesondere Briketts mit einer hohen mechanischen Festigkeit herstellen. Damit können die Briketts transportiert werden, ohne dass sie zerbrechen, respektive zu Granulaten zerfallen. <tb>2.<sep>Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich insbesondere Briketts herstellen, welche besonders diffusionsfähig sein und/oder eine hohe Porosität aufweisen können. Damit wird eine grosse Oberfläche erreicht, womit die Briketts eine gute Reaktivitätseigenschaften erhalten. <tb>3.<sep>Weiter können mit dem erfindungsgemässen Verfahren Briketts mit einer hohen thermischen Schockresistenz hergestellt werden. Beim Einführen der Briketts in einen metallurgischen Ofen bei Temperaturen bis 2500°C kann dadurch ein Zerbrechen oder ein Zerfallen in Granulate durch die schnelle Temperaturänderung verhindert werden. <tb>4.<sep>Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Briketts können besonders geringe Verunreinigungen aufweisen, insbesondere bezüglich Aschengehalt und Spurenelementen, wie z. B. Bor, Phosphor, Aluminium, Arsen, Indium, Antimon und andere mehr, womit sie den hohen Ansprüchen der metallurgischen Industrie gerecht werden können. <tb>5.<sep>Schliesslich wird damit ein besonders effizientes, insbesondere energieeffizientes Verfahren erreicht, da zugleich mit der Kalzinierung der Kohle mit der mittels der flüchtigen Bestandteilen der Kohle und der grünen Briketts dieselben kalziniert werden können.According to the invention, the following advantages can result: <br> 1. The method according to the invention makes it possible, in particular, to produce briquettes having a high mechanical strength. This allows the briquettes to be transported without breaking or disintegrating into granules. The method according to the invention makes it possible, in particular, to produce briquettes which can be particularly diffusible and / or have a high porosity. This achieves a large surface area, with which the briquettes obtain a good reactivity properties. Furthermore, briquettes having a high thermal shock resistance can be produced by the process according to the invention. When introducing the briquettes in a metallurgical furnace at temperatures up to 2500 ° C, thereby a breakage or disintegration into granules can be prevented by the rapid change in temperature. <tb> 4. <sep> The briquettes produced by the process according to the invention may have particularly low impurities, in particular with regard to ash content and trace elements, such. As boron, phosphorus, aluminum, arsenic, indium, antimony and others, so they can meet the high demands of the metallurgical industry. <tb> 5. <sep> Finally, it achieves a particularly efficient and, in particular, energy-efficient process since, at the same time as the calcination of the coal, it can be calcined with the volatiles of the coal and the green briquettes.

[0021] Vorzugsweise ist der Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen der Kohle so hoch dass die für die Kalzinierung der Kohle und der grünen Briketts benötigte Energie vollständig aus der Verbrennung der flüchtigen brennbaren Bestandteile der Kohle entnehmbar ist. Damit kann das Verfahren energetisch selbstragend ausgeführt und Heizkosten eingespart werden. Weiter kann gegebenenfalls auch ein Wärmeüberschuss abgeführt und anderweitig verwendet werden. Preferably, the proportion of volatile combustible constituents of the coal is so high that the energy required for the calcination of the coal and the green briquettes can be completely removed from the combustion of the volatile combustible constituents of the coal. Thus, the process can be performed energetically self-sustaining and heating costs can be saved. Further, if necessary, a heat surplus can be dissipated and used elsewhere.

[0022] Optional kann Hüttenkoks (metallurgical coke) beigemischt werden. Dies jedoch höchstens in kleinen Portionen, da der Aschengehalt mit 4-10 % relativ hoch ist. Optionally, metallurgical coke can be admixed. This, however, at most in small portions, since the ash content of 4-10% is relatively high.

[0023] Bevorzugt weist die Kohle einen Aschengehalt kleiner als 10%, vorzugsweise kleiner als 5%, insbesondere kleiner als 1% auf. Damit werden besonders formstabile Briketts mit guten Brenneigenschaften erreicht. Preferably, the coal has an ash content of less than 10%, preferably less than 5%, in particular less than 1%. This achieves particularly stable briquettes with good burning properties.

[0024] Der Anteil der brennbaren flüchtigen Bestandteile der Kohle ist vorzugsweise grösser als 20%, besonders bevorzugt grösser als 30 %, insbesondere zwischen 30% und 40%. Mit den brennbaren flüchtigen Anteilen wird zumindest teilweise der Schachtofen beheizt. Deshalb ist es von Vorteil, wenn der Anteil an brennbaren flüchtigen Bestandteilen hoch ist. The proportion of the combustible volatiles of the coal is preferably greater than 20%, more preferably greater than 30%, in particular between 30% and 40%. With the combustible volatile components of the shaft furnace is at least partially heated. Therefore, it is advantageous if the proportion of combustible volatiles is high.

[0025] Das Verfahren kann aber auch mit Kohle mit geringerem Anteil an brennbaren flüchtigen Bestandteilen durchgeführt werden, wobei der Schachtofen durch andere Vorrichtungen stärker beheizt werden muss. Dies kann zum Beispiel mit Brennern erreicht werden. Dem Fachmann sind dazu auch weitere Möglichkeiten bekannt. Kohle mit einem Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen von mehr als 40% können natürlich auch verwendet werden. Dazu müssten aber die Parameter der Anlage angepasst werden. The method can also be carried out with coal with a lower proportion of combustible volatile components, the shaft furnace must be heated by other devices stronger. This can be achieved, for example, with burners. The skilled person are also known to other possibilities. Of course, coal with a volatile combustible content of more than 40% can also be used. For this, however, the parameters of the system would have to be adjusted.

[0026] Die Kohle weist bevorzugt eine mittlere Korngrösse zwischen 1 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 7 mm auf. Dieser Bereich wurde durch eine Vielzahl von Experimenten ermittelt und erwies sich als für das Verfahren optimal. Damit wird im Schachtofen eine gute Schüttdichte erreicht, womit ein hoher Durchsatz erzielt werden kann. Je kleiner die Korngrösse, desto dichter kann der Schachtofen beladen werden. Allerdings soll die Korngrösse auch nicht zu klein gewählt sein, da sonst die Körner vollständig verglühen oder zu Klumpen verbacken können. The coal preferably has an average particle size between 1 and 20 mm, preferably between 3 and 7 mm. This range was determined by a variety of experiments and proved to be optimal for the process. Thus, a good bulk density is achieved in the shaft furnace, whereby a high throughput can be achieved. The smaller the particle size, the denser the shaft furnace can be loaded. However, the grain size should not be too small, otherwise the grains can completely burn up or cake to lumps.

[0027] Die Kohle (nasse Kohle) wird vorzugsweise vor einem Eintragen in den Schachtofen getrocknet, insbesondere um einen Wasseranteil in der Kohle zu verringern. Dies hat den Vorteil, dass der Brennraum des Schachtofens entlastet werden kann. Da Wasser eine hohe spezifische Wärmekapazität hat, kann eine Eintragung von feuchter Kohle den Schachtofen abkühlen. Zudem besteht die Gefahr, dass das Wasser im sehr heissen Schachtofen explosionsartig verdampfen und damit Schäden verursachen könnte. Weiter wird damit eine Korrosion von wasserempfindlichen Materialien, insbesondere das Rosten von Metallen im Schachtofen verhindert. Schliesslich können damit Dampfemissionen bei den Zufuhrvorrichtungen und Korrosionen verhindert werden. The coal (wet coal) is preferably dried prior to entry into the shaft furnace, in particular to reduce a proportion of water in the coal. This has the advantage that the combustion chamber of the shaft furnace can be relieved. Since water has a high specific heat capacity, entry of wet coal can cool the shaft furnace. In addition, there is a risk that the water in an extremely hot shaft furnace evaporate explosively and thus could cause damage. Furthermore, this prevents corrosion of water-sensitive materials, in particular the rusting of metals in the shaft furnace. Finally, it can be used to prevent steam emissions from the feeders and corrosion.

[0028] Alternativ könnte auch weitgehend wasserfreie Kohle bezogen und direkt eingesetzt werden, was aber bedeutend teurer ist, zumal die Wärme für das Trocknen der Kohle dem Schachtofen entnommen werden kann. Alternatively, could also be largely anhydrous coal and used directly, but this is significantly more expensive, especially since the heat for drying the coal can be removed from the shaft furnace.

[0029] Die Trocknung der nassen Kohle erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur von über 100°C, insbesondere bei unter 150°C. Damit wird erreicht, dass insbesondere der wässrige Anteil der Kohle verdampft werden kann, insbesondere da Wasser einen Siedepunkt von 100°C aufweist. Die dazu benötigte Energie kann mittels eines Wärmetauschers zum Beispiel bei den Abgasen des Schachtofens bezogen werden. Natürlich kann die Trocknung der Kohle auch mittels separater Heizmittel erfolgen. The drying of the wet coal is preferably carried out at a temperature of about 100 ° C, especially at below 150 ° C. This ensures that in particular the aqueous portion of the coal can be evaporated, especially since water has a boiling point of 100 ° C. The energy required for this purpose can be obtained by means of a heat exchanger, for example in the exhaust gases of the shaft furnace. Of course, the drying of the coal can also be done by means of separate heating means.

[0030] Alternativ könnte die Kohle bei geeigneter Lagerung (gedeckte Lagerhalle) auch bei niedrigeren Temperaturen getrocknet werden. Dies hätte den Nachteil, dass die Trocknung mehr Zeit beanspruchen würde. Weiter könnten auch hygroskopische Stoffe beigegeben werden, welche nach der Trocknung wieder abgetrennt und aufbereitet werden könnten. Dies wäre aber aufwändiger und teurer. Alternatively, the coal could be dried with suitable storage (covered warehouse) even at lower temperatures. This would have the disadvantage that the drying would take more time. Furthermore, it would also be possible to add hygroscopic substances which, after drying, could be separated off again and processed. But this would be more expensive and expensive.

[0031] Eine Energie zur Trocknung der Kohle wird bevorzugt über einen Wärmetauscher aus dem Schachtofen abgeführt. Bei der Kalzinierung fällt eine grosse Menge an Energie durch die Verbrennung der flüchtigen brennbaren Bestandteile der Kohle an. Diese Energie kann mittels eines Wärmetauschers teilweise abgeführt und einer Trocknungsvorrichtung für die Kohle zugeführt werden. Die dazu benötigte Energie wird bevorzugt den Abgasen des Schachtofens entnommen. Dazu kann zwischen dem Kamin und dem Schachtofen ein Wärmetauscher angeordnet sein, welcher die Wärme der Abgase an einen Wärmeträger übergeben kann. Der Wärmeträger (HTM, oder high temperatur medium) wird typischerweise im Kreislauf gepumpt. An energy for drying the coal is preferably removed via a heat exchanger from the shaft furnace. During calcination, a large amount of energy is generated by the combustion of the volatile combustible constituents of the coal. This energy can be partially removed by means of a heat exchanger and fed to a drying device for the coal. The energy required for this purpose is preferably taken from the exhaust gases of the shaft furnace. For this purpose, a heat exchanger can be arranged between the chimney and the shaft furnace, which can pass the heat of the exhaust gases to a heat transfer medium. The heat carrier (HTM, or high temperature medium) is typically pumped in the circulation.

[0032] Die Wärme könnte auch direkt aus dem Innenraum des Schachtofens abgeführt werden, was aber in der Praxis schwierig umzusetzen ist. Dies wäre insbesondere dann von Interesse, wenn die Beheizung des Schachtofens ausschliesslich über die Verbrennung der flüchtigen brennbaren Bestandteile der Kohle erfolgt, wodurch die Temperatur direkt nur beschränkt gesteuert werden kann. Durch den Einsatz von Koks zur Kohle kann der Flüchtige Anteil gesenkt werden, was wiederum die Effizienz der Anlage negativ beeinflusst. The heat could also be dissipated directly from the interior of the shaft furnace, but this is difficult to implement in practice. This would be of particular interest if the heating of the shaft furnace takes place exclusively via the combustion of the volatile combustible constituents of the coal, as a result of which the temperature can be controlled only to a limited extent directly. The use of coke for coal can reduce the volatile fraction, which in turn adversely affects the efficiency of the plant.

[0033] Die Kohle kann vor dem Eintrag in den Schachtofen auch zusätzlich oder ausschliesslich mittels einer weiteren Energiequelle beheizt werden. Dazu können zum Beispiel Brenner eingesetzt werden. Dabei ist aber zu verhindern, dass die brennbaren flüchtigen Bestandteile in der Trocknungseinrichtung gezündet werden, da damit die Temperatur zu stark ansteigen könnte und zudem die flüchtigen Bestandteile für die Beheizung des Schachtofens nicht mehr oder nur noch teilweise zur Verfügung stünden. The coal can also be heated in addition to or exclusively by means of another energy source prior to entry into the shaft furnace. For example, burners can be used for this purpose. In this case, however, it must be prevented that the combustible volatile constituents are ignited in the drying device, since the temperature could rise too high and, moreover, the volatiles for the heating of the shaft furnace would no longer be available or only partially available.

[0034] Ein Gewichtsverhältnis zwischen grünen Briketts und Kohle bei einer Zuführung zum Schachtofen liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2:1 und 4:1, insbesondere bei ca. 3:1. Die Kohle muss nämlich genügend flüchtige brennbare Bestandteile freisetzen können, um eine genügend hohe Temperatur für die Kalzinierung der grünen Briketts erreichen zu können. A weight ratio between green briquettes and coal in a feed to the shaft furnace is preferably in the range between 2: 1 and 4: 1, in particular at about 3: 1. The coal must be able to release enough volatile combustible constituents to reach a sufficiently high temperature for the calcination of the green briquettes.

[0035] Die obigen Angaben zu den Gewichtsverhältnissen haben sich in Bezug auf unterschiedliche Schachtöfen als besonders geeignet herausgestellt, was jedoch nicht heisst, dass für spezielle Parameter (Dimension des Schachtofens, Verweilzeiten der Kohle, Temperatur etc.) nicht auch andere Gewichtsverhältnisse funktionieren würden. The above information on the weight ratios have been found to be particularly suitable with respect to different shaft furnaces, which does not mean that other weight ratios would not work for specific parameters (dimension of the shaft furnace, residence times of the coal, temperature, etc.).

[0036] Der Schachtofen wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 700°C und 1400°C, insbesondere zwischen 950°C und 1050°C betrieben. Auch diese Temperaturbereiche wurden mittels einer Vielzahl an Experimenten als geeignet für die Kalzinierung ermittelt. Die Temperatur hängt allerdings auch von der Beschaffenheit der grünen Briketts und der Kohle, insbesondere vom Pechgehalt der grünen Briketts und den flüchtigen Anteil der grünen Briketts und der Kohle ab. Beim Einsatz von grünen Briketts und/oder Kohle anderer Spezifikationen kann eine optimale Temperatur des Schachtofens auch in einem anderen Bereich liegen. The shaft furnace is preferably operated at a temperature between 700 ° C and 1400 ° C, in particular between 950 ° C and 1050 ° C. These temperature ranges were determined by means of a variety of experiments as suitable for calcination. However, the temperature also depends on the nature of the green briquettes and the coal, in particular the pitch content of the green briquettes and the volatile content of the green briquettes and the coal. When using green briquettes and / or coal of other specifications, an optimal temperature of the shaft furnace can also be in another range.

[0037] Die grünen Briketts enthalten vorzugsweise Koks und weisen insbesondere zusätzlich Siliziumdioxid und/oder kalzinierter Petrolkoks und/oder Steinkohleteerpech auf. Damit werden eine optimale Konsistenz und ein optimales Brennverhalten der Briketts erreicht. The green briquettes preferably contain coke and in particular additionally have silicon dioxide and / or calcined petroleum coke and / or coal tar pitch. This achieves optimal consistency and optimum burning behavior of the briquettes.

[0038] Das Siliziumdioxid kann in kristalliner Form verwendet werden, insbesondere in Form von Quarz, Tridymite und/oder Cristobalit. Aufgrund des grossen Vorkommens auf der Erde wird aber Quarz bevorzugt. Das verwendete Siliziumdioxid weist bevorzugt folgende Zusammensetzung (jeweils in Gewichtsprozenten) auf: <tb>Eigenschaft<sep> <tb>Siliziumdioxid<sep>95-100.0% <tb>Eisen (III) oxid<sep>≤ 0.02 % <tb>Aluminiumoxid<sep>≤0.15°/o <tb>Korngrösse gesamt<sep>0.1-5 mm1500-1700 kg/m<3> <tb>Schüttdichte (nach ISO DIS 10236)<sep>The silica may be used in crystalline form, especially in the form of quartz, tridymite and / or cristobalite. Due to the large occurrence on earth but quartz is preferred. The silicon dioxide used preferably has the following composition (in each case in percent by weight): <Tb> Properties <sep> <Tb> silica <sep> 95-100.0% <tb> ferric oxide <sep> ≤ 0.02% <Tb> alumina <sep> ≤0.15 ° / o <tb> Total grain size <sep> 0.1-5 mm1500-1700 kg / m <3> <tb> Bulk density (according to ISO DIS 10236) <sep>

[0039] Besonders bevorzugt wird Siliziumdioxid mit der nachfolgenden Spezifikation eingesetzt: <tb>Eigenschaft<sep> <tb>Siliziumdioxid<sep>99-99.8% <tb>Eisen (III) oxid<sep>≤0.01 % <tb>Aluminiumoxid<sep>≤ 0.06 % <tb>Korngrösse gesamt<sep>0.1-3 mm1550-1650 kg/m<3> <tb>Schüttdichte (nach ISO DIS 10236)<sep>Particular preference is given to using silicon dioxide with the following specification: <Tb> Properties <sep> <Tb> silica <sep> 99-99.8% <tb> ferric oxide <sep> ≤0.01% <tb> alumina <sep> ≤ 0.06% <tb> Total grain size <sep> 0.1-3 mm1550-1650 kg / m <3> <tb> Bulk density (according to ISO DIS 10236) <sep>

[0040] Das zu verwendende Siliziumdioxid kann auch andere Reinheit aufweisen, bevorzugt jedoch eine höhere Reinheit als 95%, insbesondere höher als 99%. Die Art der Verunreinigungen ist, insbesondere falls nicht metallverunreinigend, nicht wesentlich für die Produktion der grünen Briketts. The silicon dioxide to be used may also have other purity, but preferably a purity higher than 95%, in particular higher than 99%. The nature of the contaminants, especially if not contaminated with metals, is not essential to the production of green briquettes.

[0041] Kalzinierter Petrolkoks ist ein Beiprodukt der Erdölrafinerie und wird als Standardprodukt vertrieben. Bevorzugt wird kalziniertes Petrolkoks mit geringen Verunreinigungen eingesetzt. Der Petrolkoks wird insbesondere durch Kochen der Restfraktion von Rohöl bei 500°C und anschliessendem Kalzinieren in einem Drehofen bei 1200-1400°C hergestellt. Calcined petroleum coke is a by-product of Erdölrafinerie and is sold as a standard product. Preference is given to using calcined petroleum coke with low impurities. The petroleum coke is prepared in particular by boiling the residual fraction of crude oil at 500 ° C and then calcining in a rotary kiln at 1200-1400 ° C.

[0042] Der Steinkohleteer fällt zum Beispiel bei der Herstellung von metallurgischem Koks an. Aus Steinkohlenteer kann mittels Destillation Steinkohleteerpech hergestellt werden. Dazu wird beispielsweise entwässerter Teer auf ungefähr 350°C aufgeheizt und geflammt, um die flüchtigen Anteile an brennbaren Bestandteilen zu entfernen. Dies kann auch unter Teilvakuum erfolgen. Die Korngrösse spielt keine Rolle, da das Steinkohleteerpech bei einer Temperatur über dessen Erweichungstemperatur eingesetzt wird. Beim vorliegenden Verfahren wird bevorzugt Steinkohleteerpech mit einem Erweichungspunkt zwischen 100 und 120°C eingesetzt. In der Produktion wir das Steinkohleteerpech bevorzugt flüssig eingesetzt. The coal tar, for example, occurs in the production of metallurgical coke. From coal tar can be prepared by distillation coal tar pitch. For example, dewatered tar is heated to about 350 ° C and flamed to remove the volatiles of combustibles. This can also be done under partial vacuum. Grain size does not matter because the coal tar pitch is used at a temperature above its softening temperature. In the present process, coal tar pitch with a softening point of between 100 and 120 ° C. is preferably used. In the production we prefer the coal tar pitch used liquid.

[0043] Die grünen Briketts enthalten bevorzugt 40 - 50 % Siliziumdioxid (Quarzsand), 15-30% körniger Koks, 15-30% fein gemahlener Petrolkoks und 8-18 % Steinkohleteerpech. Je nach Qualität und/oder Zusammensetzung dieser Bestandteile wird die genaue Zusammensetzung der grünen Briketts mittels Experimenten festgelegt. Es können auch weitere Zusatzstoffe vorgesehen sein. The green briquettes preferably contain 40-50% silica (quartz sand), 15-30% granular coke, 15-30% finely ground petroleum coke, and 8-18% coal tar pitch. Depending on the quality and / or composition of these ingredients, the exact composition of the green briquettes is determined by experiment. There may also be provided further additives.

[0044] Dem Schachtofen wird ein Gemisch aus Kohle und grünen Briketts vorzugsweise kontinuierlich zugeführt und erhitzt. Bevorzugt wird ein während dem Kalzinieren erzeugtes Gemisch aus kalzinierten Briketts und Koks aus dem Schachtofen ausgetragen und mittels eines Trennverfahrens in kalzinierte Briketts und Koks aufgetrennt. Vor der Trennung des Gemisches in kalzinierte Briketts und Koks wird dasselbe beim Austrag abgekühlt. Nach dem Trennen können die kalzinierten Briketts als Endprodukte abgeführt werden und das Koks weiter zur Herstellung der grünen Briketts verarbeitet werden. The shaft furnace, a mixture of coal and green briquettes is preferably supplied continuously and heated. Preferably, a mixture of calcined briquettes and coke produced during calcination is discharged from the shaft furnace and separated into calcined briquettes and coke by a separation process. Prior to separation of the mixture into calcined briquettes and coke, the same is cooled on discharge. After separation, the calcined briquettes can be discharged as final products and the coke is further processed to produce the green briquettes.

[0045] Die Trennung des Koks und der kalzinierten Briketts erfolgt bevorzugt mittels Siebtrennung. Dieses Verfahren ist besonders geeignet, da sich die Briketts und der Koks bezüglich deren Grösse unterscheiden. Das Sieb weist dazu eine Maschenweite auf, welche grösser als eine obere Grenzgrösse der kalzinierten Kohlepartikel (Koks) und kleiner als eine untere Grenze der Brikettgrösse ist. Dazu kann zum Beispiel eine Siebmaschine eingesetzt werden, welche eine Schwingung des Siebes erlaubt. Zum Beispiel kann dazu eine Linearschwingung, eine Kreis-Schwingung oder sonstige Bewegungen am Sieb erzeugt werden. Es können auch optische Trennverfahren eingesetzt werden, wobei mittels eines Impulses die Briketts aussortiert werden. Dem Fachmann ist dazu eine Vielzahl von Varianten bekannt. Di e Siebtrennung hat den Vorteil, dass sie kostengünstig, effizient und wartungsarm ist. The separation of the coke and the calcined briquettes is preferably carried out by sieve separation. This method is particularly suitable because the briquettes and the coke differ in their size. The sieve has a mesh size which is greater than an upper limit size of the calcined coal particles (coke) and less than a lower limit of the briquette size. For this purpose, for example, a screening machine can be used, which allows a vibration of the screen. For example, a linear oscillation, a circular oscillation or other movements on the sieve can be generated for this purpose. It can also be used optical separation processes, whereby by means of a pulse, the briquettes are sorted out. A variety of variants are known to those skilled in the art. The sieve separation has the advantage that it is inexpensive, efficient and low-maintenance.

[0046] Natürlich könnte auch eine Trennung aufgrund der Dichteunterschiede, der Trägheitsunterschiede respektive anderer physikalischer Unterschiede eingesetzt werden. Dem Fachmann sind dazu eine Vielzahl von geeigneten Trennmethoden geläufig. Of course, a separation due to the density differences, the inertial differences or other physical differences could be used. The skilled worker is familiar with a variety of suitable separation methods.

[0047] Vorzugsweise wird das aus dem Schachtofen ausgetragene Koks zur Regulierung des Anteils an flüchtigen Bestandteilen mit Kohle vermengt und zurück in den Schachtofen geführt, insbesondere falls der Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen in der Kohle höher als 10%, vorzugsweise höher als 20% ist. Damit kann ein besonders optimiertes Kalzinierungsverfahren erreicht werden. Insbesondere kann dadurch, falls der Anteil an flüchtigen Bestandteilen der Kohle sehr hoch ist, verhindert werden, dass der Schachtofen überhitzt und möglicherweise durchbrennt. Die Grenzwerte können dabei variiert werden und insbesondere auch tiefer liegen. Dabei ist aber zu beachten, dass eine Mischung der teilweise kalzinierten Kohle mit der unkalzinierten Kohle keinen zu hohen Anteil an teilweise kalzinierter Kohle aufweist, insbesondere, wenn das Verfahren energetisch selbstragend bleiben soll. Preferably, the coke discharged from the shaft furnace is mixed with coal to control the level of volatiles and returned to the shaft furnace, particularly if the proportion of volatile combustibles in the coal is greater than 10%, preferably greater than 20% , Thus, a particularly optimized calcination process can be achieved. In particular, if the volatile content of the coal is very high, this can prevent the shaft furnace from overheating and possibly burning. The limits can be varied and, in particular, lower. It should be noted, however, that a mixture of partially calcined coal with the uncalcined coal does not have too high a proportion of partially calcined coal, especially if the process is to remain energetically self-sustaining.

[0048] Vorzugsweise erfolgt ein Verfahren zur Herstellung von Briketts, indem das während dem Kalzinieren erzeugte Koks zusammen mit weiteren Komponenten zu weiteren grünen Briketts geformt wird. Damit durchläuft die Kohle ein erstes Mal den Schachtofen und wird zu Koks, anschliessend wird das Koks zu grünen Briketts verarbeitet und durchläuft quasi ein zweites Mal unter denselben Bedingungen denselben Schachtofen. Da im Verfahren das Koks zu grünen Briketts verarbeitet und wiederum mit Kohle im Schachtofen kalziniert wird, wird das Mischungsverhältnis bevorzugt so gewählt, dass in der Produktion ein Gleichgewicht bezüglich des Eintrages von Kohle und grünen Briketts entstehen kann. Das Koks wird nämlich bevorzugt gerade in einem Gewichtsverhältnis von 1:3 mit zusätzlichen Stoffen vermengt und zu grünen Briketts geformt. Deshalb ist es von Vorteil, beim Schachtofen das Gewichtsverhältnis zwischen grünen Briketts und Kohle im Verhältnis 3:1 zu wählen. Falls die Gewichtsverhältnisse grünen Briketts/Kohle und das Gewichtsverhältnis des Koks zu den weiteren Bestandteilen der grünen Briketts nicht korreliert, kann ein Überschuss an Koks anfallen, welcher nicht direkt mit derselben Anlage weiterverarbeitet werden kann oder die Produktivität der Anlage wäre nicht ausgelastet. Bei einem anderen Gewichtsanteil an Koks in den grünen Briketts kann, zwecks Verfahrensoptimierung, das Mischungsverhältnis zwischen Kohle und grünen Briketts beim Eintrag in den Schachtofen angepasst werden, wobei eventuell weitere Parameter, wie zum Beispiel die Verweilzeit und/oder die Temperatur, auch entsprechend angepasst werden können. Preferably, a method for producing briquettes by the coke produced during calcination is formed together with other components to further green briquettes. Thus, the coal passes through the shaft furnace for the first time and becomes coke, then the coke is processed into green briquettes and passes through the same shaft furnace for a second time under the same conditions. Since in the process, the coke is processed into green briquettes and calcined again with coal in the shaft furnace, the mixing ratio is preferably chosen so that in production a balance with respect to the entry of coal and green briquettes can arise. Namely, the coke is preferably blended with additional substances in a weight ratio of 1: 3 and formed into green briquettes. Therefore, it is advantageous to choose in the shaft furnace, the weight ratio between green briquettes and coal in the ratio 3: 1. If the weight ratio of green briquette / coal and the weight ratio of the coke to the other components of the green briquettes does not correlate, there may be an excess of coke which can not be processed directly with the same equipment or the productivity of the equipment would be under-utilized. For a different proportion by weight of coke in the green briquettes, the mixing ratio between coal and green briquettes can be adapted for entry into the shaft furnace, with the option of further parameters, such as the residence time and / or the temperature, also being adjusted accordingly can.

[0049] Vorzugsweise handelt es sich bei den weiteren Komponenten um Siliziumdioxid und/oder kalziniertem Petrolkoks und/oder insbesondere flüssiges Steinkohleteerpech. Natürlich können auch weitere Stoffe beigemischt werden. Preferably, the other components are silica and / or calcined petroleum coke and / or in particular liquid coal tar pitch. Of course, other substances can be added.

[0050] Vorzugsweise umfasst das Verfahren die folgenden Schritte, insbesondere zur Herstellung der grüne Briketts: <tb>a)<sep>das Koks wird mit Siliziumdioxid und Petrolkoks zu einem Trockenstoffgemenge vermengt; <tb>b)<sep>das Trockenstoffgemenge wird vorgeheizt; <tb>c)<sep>das Trockenstoffgemenge wird unter Beimischung von flüssigem Steinkohleteerpech zu einer grünen Masse gemischt; <tb>d)<sep>die grüne Masse wird zu weiteren Briketts gepresst; <tb>e)<sep>die weiteren (heissen) Briketts werden zur Kühlung durch ein Wasserbad gefördert.Preferably, the method comprises the following steps, in particular for the production of green briquettes: <tb> a) <sep> the coke is mixed with silica and petroleum coke to form a dry matter mixture; <b> <b> <sep> the dry matter mixture is preheated; <tb> c) <sep> the dry matter mixture is mixed to form a green mass with the addition of liquid coal tar pitch; <tb> d) <sep> the green mass is pressed to further briquettes; <tb> e) <sep> the other (hot) briquettes are conveyed through a water bath for cooling.

[0051] Sämtliche Förderungen der obig erwähnten Stoffe können über ein Becherwerk, Förderband, Schneckenförderer, Schwingförderer oder andere Fördermittel erfolgen. Die Mischung des Koks mit Siliziumdioxid und Petrolkoks sowie die anschliessende Beimischung von Steinkohleteerpech können sowohl kontinuierlich (Durchlaufmischung) wie auch diskontinuierlich (Chargenmischung) durchgeführt werden. Der Mischer kann statisch (Mischung über Umlenkungen des Gemenges) oder dynamisch ausgebildet sein. Für die Mischung kann ein Trommelmischer, Tellermischer, Pflugscharmischer, Trogmischer, kontinuierlicher Kneter oder ähnliches eingesetzt werden. All promotions of the substances mentioned above can be done via a bucket elevator, conveyor belt, screw conveyor, vibratory conveyor or other funding. The mixture of the coke with silica and petroleum coke and the subsequent admixture of coal tar pitch can be carried out either continuously (continuous mixing) or batchwise (batch mixing). The mixer can be static (mixture over deflections of the batch) or dynamically formed. For the mixture, a drum mixer, plate mixer, plowshare mixer, tray mixer, continuous kneader or the like can be used.

[0052] Die Vorheizung des Trockenstoffgemenges kann indirekt oder direkt erfolgen. Dazu können Brenner, zum Beispiel Gasbrenner, eingesetzt werden. Weiter kann für die Vorheizung auch mittels eines Wärmetauschers Wärme vom Schachtofen abgeführt werden. Schliesslich könnte auch eine elektrische Beheizung vorgesehen sein. Damit kann bei der nachfolgenden Pressung ein teilweises Verbacken erreicht werden, womit die grünen Briketts stabiler werden. Die Mischungstemperatur soll dabei eine optimale Verpressung der Briketts mit optimalen mechanischen Eigenschaften erlauben. The preheating of the dry mixture can be done indirectly or directly. Burners, for example gas burners, can be used for this purpose. Furthermore, heat can be removed from the shaft furnace for preheating by means of a heat exchanger. Finally, an electrical heating could also be provided. This can be achieved in the subsequent pressing a partial baking, making the green briquettes more stable. The mixing temperature should allow optimum compression of the briquettes with optimal mechanical properties.

[0053] Die Pressung der heissen grünen Masse kann zum Beispiel mittels Walzen oder mittels eines Stempelwerkes so zu grünen Briketts verpresst werden, so dass auch die kalzinierten Briketts optimale mechanische Eigenschaften aufweisen. Dem entsprechenden Fachmann sind dazu auch weitere Methoden geläufig. Dabei wird der Druck so hoch gewählt, dass die grünen Briketts während der Kalzinierung weitgehend formstabil bleiben. The pressing of the hot green mass can be pressed into green briquettes, for example by means of rollers or by means of a stamping unit, so that the calcined briquettes also have optimum mechanical properties. The corresponding expert is also familiar with other methods. The pressure is chosen so high that the green briquettes remain largely dimensionally stable during calcination.

[0054] Bei der anschliessenden Förderung der grünen Briketts durch das Wasserbad werden die heissen grünen Briketts abgekühlt. In the subsequent promotion of green briquettes through the water bath, the hot green briquettes are cooled.

[0055] Bevorzugt umfasst die Vorrichtung zur Kalzinierung von grünen Briketts einen Schachtofen, wobei ein Einlass des Schachtofens mit einem zweiten Silo für grüne Briketts und einem ersten Silo für Kohle kommuniziert. Dazu können die Auslasse des zweiten und/oder des ersten Silos räumlich oberhalb des Eintrages des Schachtofens angeordnet sein, so dass ein Eintrag von Kohle und/oder grünen Briketts gravimetrisch im gewünschten Verhältnis erfolgen kann, insbesondere mittels einer Leitung durch Schächte und/oder Trichter. Falls der Eintrag des Schachtofens bezüglich einer horizontalen Ebene zu den Auslassen der Silos versetzt ist, kann zum Eintragen von Kohle und/oder grünen Briketts ein Fördermittel vorgesehen sein. Preferably, the device for calcining green briquettes comprises a shaft furnace, wherein an inlet of the shaft furnace communicates with a second silo for green briquettes and a first silo for coal. For this purpose, the outlets of the second and / or the first silo may be arranged spatially above the entry of the shaft furnace, so that an entry of coal and / or green briquettes can take place gravimetrically in the desired ratio, in particular by means of a conduit through shafts and / or funnels. If the entry of the shaft furnace is offset with respect to a horizontal plane to the omission of the silos, for conveying coal and / or green briquettes, a conveyor may be provided.

[0056] Bevorzugt ist die Trennvorrichtung zur Trennung von kalzinierten Briketts und des Koks in einem Bereich eines Auslasses des Schachtofens angeordnet, wobei es sich bei der Trennvorrichtung insbesondere um eine Siebtrennvorrichtung handelt. Damit wird eine besonders kompakte Bauweise der Vorrichtung erreicht. Preferably, the separation device for separating calcined briquettes and the coke is arranged in a region of an outlet of the shaft furnace, wherein the separation device is in particular a screen separation device. For a particularly compact design of the device is achieved.

[0057] Bevorzugt ist im Bereich des ersten Silos eine Trockenvorrichtung zum Trocknen der (nassen) Kohle angebracht. Falls der Austrag des ersten Silos über dem Eintrag des Schachtofens angeordnet ist, kann die Trocknungsvorrichtung zwischen dem Austrag und dem Eintrag angeordnet werden, um eine platzsparende Vorrichtung zu erreichen. Um den Eintrag der Kohle in den Schachtofen aber gravimetrisch kontrollieren zu können wird die Trocknungseinrichtung bevorzugt vor dem Eintrag in das erste Silo angeordnet. Preferably, in the region of the first silo, a drying device for drying the (wet) coal is attached. If the discharge of the first silo is arranged above the entry of the shaft furnace, the drying device can be arranged between the discharge and the entry in order to achieve a space-saving device. In order to be able to control the entry of the coal into the shaft furnace gravimetrically, however, the drying device is preferably arranged before the entry into the first silo.

[0058] Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung. From the following detailed description and the totality of the claims, there are further advantageous embodiments and feature combinations of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0059] Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendete Fig. 1 zeigt <tb>Fig. 1<sep>einen schematischen Aufbau einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung.The Fig. 1 used to explain the embodiment shows <Tb> FIG. 1 <sep> is a schematic structure of a possible embodiment of a device according to the invention.

[0060] Grundsätzlich sind in der Figur gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figure.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

[0061] Die Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer möglichen Ausführungsform einer erfindungsgemässen Kalzinierungsvorrichtung zur Kalzinierung von grünen Briketts 200.3. Fig. 1 shows a schematic structure of a possible embodiment of a calcining apparatus according to the invention for calcining green briquettes 200.3.

[0062] Die Kalzinierungsvorrichtung umfasst eine Trocknungsvorrichtung 102 und ein erstes Silo 101 für die getrocknete Kohle 200.1. Die (nasse) Kohle 200.1 wird durch die Trocknungsvorrichtung 102 über einen Eintrag in das erste Silo 101 gefördert. Die Anordnung kann auch so gewählt sein, dass das Silo 101 vor der Trocknungsvorrichtung 102 angeordnet ist. Die Förderung kann mittels der Schwerkraft erfolgen, oder aber auch durch ein Fördermittel unterstützt und/oder durch eine Dosiervorrichtung 103 kontrolliert sein. In der Trocknungsvorrichtung 102 wird die Kohle 200.1 getrocknet, primär um Feuchtigkeit (Wasser) zu entfernen. Die getrocknete Kohle 200.1 gelangt über einen Austrag der Trocknungsvorrichtung 102 mittels einer Dosiervorrichtung 103, welche hier beispielhaft als Förderband mit gravimetrischer Messeinrichtung dargestellt ist, in den Schachtofeneintrag 111 des Schachtofens 110. Parallel dazu werden grünen Briketts 200.3 aus einem zweiten Silo 170 über eine gravimetrische Dosiervorrichtung 171 durch den Schachtofeneintrag 111 in den Schacht 114 des Schachtofens 110 geführt. The calcination apparatus comprises a drying apparatus 102 and a first silo 101 for the dried coal 200.1. The (wet) coal 200.1 is conveyed by the drying device 102 via an entry into the first silo 101. The arrangement may also be chosen such that the silo 101 is arranged in front of the drying device 102. The promotion can be done by gravity, or else supported by a funding and / or controlled by a metering device 103. In the drying apparatus 102, the coal 200.1 is dried, primarily to remove moisture (water). The dried coal 200.1 passes through a discharge of the drying device 102 by means of a metering device 103, which is here exemplified as a conveyor belt with gravimetric measuring device, in the shaft furnace 111 of the shaft furnace 110. In parallel, green briquettes 200.3 from a second silo 170 via a gravimetric metering device 171 passed through the shaft furnace entry 111 into the shaft 114 of the shaft furnace 110.

[0063] Der Schachtofen 110 umfasst im Wesentlichen einen Schacht 114, ausgebildet als Brennraum. Dieser kann über externe und/oder interne Heizmittel beheizt werden. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist dies nur begrenzt respektive gar nicht notwendig. Beim Aufstarten des Verfahrens wird zwar der Schacht 114 beheizt, womit ein Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen der Kohle 200.1 freigesetzt wird und die Beheizung des Schacht 114 unterstützt. Die Beheizung erfolgt dann mittels der brennbaren Bestandteile über einen Feuerzug 112, welcher beidseitig am Schacht 114 des Schachtofens 110 angeordnet ist. Der Feuerzug 112 ist zur Abfuhr der heissen Abgase (ca. 800°C) über einen Wärmetauscher 118 mit einem Kamin 119 verbunden. In einem optimalen Fall reicht die Heizleistung des Anteils an flüchtigen brennbaren Bestandteilen aus, um den Schacht 114 zu beheizen. In diesem Fall kann auf zusätzliche Heizmittel, wie zum Beispiel Brenner, verzichtet werden. Möglicherweise wird, falls der Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen der Kohle 200.1 genügend gross ist, sogar ein Energieüberschuss erreicht, welcher mittels des Wärmetauschers 118 abgeführt und anderweitig verwendet werden kann. So kann zum Beispiel damit die Trocknungseinrichtung 102 über einen Wärmetauscher 118 über eine Wärmeleitung 113 (mit der Pfeilrichtung ist die Richtung des Energieflusses angegeben), welche einen geeigneten Wärmeträger enthält (Wasserdampf, Öl oder sonstige geeignete Wärmeträger) mit der notwendigen oder mit einem Teil der notwendigen Energie versorgt werden. Mit einer Wärmeleitung 131 kann weiter Wärme vom Wärmetauscher 118 zur Trockenstoffvorwärmung 130 und zur Mischvorrichtung 140 geführt werden (siehe weiter unten). Schliesslich könnten auch weitere Einrichtungen mit der allfällig überschüssigen Wärme versorgt werden (Gebäude beheizen, Warmwasseraufbereitung etc.). Der Schachtofen 110 umfasst weiter eine Austragskühlung 115 im Bereich des Austrages, um das Koks 200.2 abkühlen zu können. Diese wird hier mit Wasser betrieben. Es ist dabei auch denkbar die Austragskühlung 115 in den Wärmetauschprozess mit einzubinden. The shaft furnace 110 essentially comprises a shaft 114, designed as a combustion chamber. This can be heated by external and / or internal heating means. According to the present invention, this is only limited or not at all necessary. When starting the process, although the shaft 114 is heated, whereby a proportion of volatile combustible constituents of the coal 200.1 is released and the heating of the shaft 114 supported. The heating then takes place by means of the combustible components via a flue 112, which is arranged on both sides of the shaft 114 of the shaft furnace 110. The Feuerzug 112 is connected to the removal of hot exhaust gases (about 800 ° C) via a heat exchanger 118 to a chimney 119. In an optimal case, the heating power of the volatile combustible component is sufficient to heat the duct 114. In this case can be dispensed with additional heating means, such as burners. Possibly, if the proportion of volatile combustible constituents of the coal 200.1 is sufficiently large, even an energy surplus is achieved, which can be dissipated by the heat exchanger 118 and used elsewhere. Thus, for example, so that the drying device 102 via a heat exchanger 118 via a heat pipe 113 (with the arrow direction is the direction of energy flow), which contains a suitable heat transfer medium (water vapor, oil or other suitable heat transfer medium) with the necessary or with a part of necessary energy to be supplied. With a heat conduction 131, heat can continue to be conducted from the heat exchanger 118 to the drying agent preheating 130 and to the mixing device 140 (see below). Finally, other facilities could be supplied with any excess heat (heat buildings, hot water, etc.). The shaft furnace 110 further comprises a discharge cooling 115 in the region of the discharge in order to cool the coke 200.2 can. This is operated here with water. It is also conceivable to include the discharge cooling 115 in the heat exchange process.

[0064] Die Kohle 200.1 wird also zusammen mit grünen Briketts 200.3 durch den Schacht 114 des Schachtofens 110 geführt und tritt nach einer Kühlung durch die Austragskühlung 115 aus der Austragsöffnung als Koks 200.2 und kalzinierte Briketts 200.4 aus. The coal 200.1 is thus guided together with green briquettes 200.3 through the shaft 114 of the shaft furnace 110 and exits after cooling by the Austragskühlung 115 from the discharge as coke 200.2 and calcined briquettes 200.4.

[0065] Nach dem Austrag des Koks 200.2 und der Briketts 200.4 werden diese durch eine Trennvorrichtung 116, welche vorliegend als Sieb ausgebildet ist, getrennt, so dass die kalzinierten Briketts 200.4 in einem Brikettbehälter 117 gesammelt werden können. Das Koks 200.2 wird in einem Behälter 121 einer Trockenstoffaufbereitungsvorrichtung 120 aufgefangen. After the discharge of the coke 200.2 and the briquettes 200.4, these are separated by a separating device 116, which is presently designed as a sieve, so that the calcined briquettes 200.4 can be collected in a briquette container 117. The coke 200.2 is collected in a container 121 of a drier treatment device 120.

[0066] Die Mischungseinheit umfasst drei Behälter 121, 122, 123, nämlich einen Behälter 121 für das Koks 200.2, einen Behälter 122 für Siliziumdioxid und einen Behälter 123 für kalziniertes Petrolkoks. Die drei Behälter 121, 122, 123 weisen alle eine regulierbare Austragsöffnung auf, welche mit einer gravimetrischen Dosiervorrichtung 124 kommunizieren. Auf dieser Dosiervorrichtung 124 werden das Koks 200.2, das Siliziumdioxid und das Petrolkoks vermengt und in einen Heizvorrichtungseintrag einer Trockenstoffvorwärmungseinheit 130 gefördert, welche mittels des Wärmetauschers 118 beheizt ist und so die obig erwähnten Stoffen vorheizen kann. Eine Fördereinrichtung in der Trockenstoffvorwärmungseinheit 130 ist nicht dargestellt, könnte aber zum Beispiel als Förderband, Schneckenförderer oder ähnliches ausgebildet sein. Das Trockenstoffgemenge wird in eine Mischvorrichtung 140 eingeführt, welche mittels des Wärmetauschers 118 temperiert wird. Gleichzeitig wird dem Trockenstoffgemenge aus einem Tank 141 flüssiges Steinkohleteerpech zugeführt. In der Mischvorrichtung 140 werden also vorgeheiztes Koks 200.2, Siliziumdioxid, Petrolkoks und Steinkohleteerpech zu einer grünen Masse gemischt. The mixing unit comprises three containers 121, 122, 123, namely a container 121 for the coke 200.2, a container 122 for silica and a container 123 for calcined petroleum coke. The three containers 121, 122, 123 all have an adjustable discharge opening, which communicate with a gravimetric metering device 124. The coke 200.2, the silicon dioxide and the petroleum coke are mixed on this metering device 124 and conveyed into a heater inlet of a dry substance preheating unit 130, which is heated by means of the heat exchanger 118 and can thus preheat the substances mentioned above. A conveyor in the Trockenstoffvorwärmungseinheit 130 is not shown, but could for example be designed as a conveyor belt, screw conveyor or the like. The dry matter mixture is introduced into a mixing device 140, which is tempered by means of the heat exchanger 118. At the same time the dry matter mixture from a tank 141 liquid coal tar pitch is supplied. In the mixing device 140 preheated coke 200.2, silicon dioxide, petroleum coke and coal tar pitch are thus mixed to form a green mass.

[0067] Die grüne Masse wird alsdann aus einem Austrag der Mischungsvorrichtung 140 einer Brikettierungsvorrichtung 150 übergeben, welche aus der grünen Masse grüne Briketts 200.3 formt. Die Formung kann dabei mittels Walzen erfolgen. Verfahren dazu sind dem Fachmann geläufig. Nach der Formung der grünen Briketts 200.3 werden diese einem Wasserbad 160 übergeben, wo diese gekühlt und gewaschen werden. Aus dem Wasserbad 160 werden die grünen Briketts 200.3 mittels eines Fördermittels 161 gefördert und einer Fördereinrichtung 162 übergeben, welche die grünen Briketts 200.3 in das zweite Silo 170 lädt. Damit wird quasi wieder die Ausgangssituation erreicht, wo aus dem ersten Silo 101 Kohle 200.1 zusammen mit grünen Briketts 200.3 aus dem zweiten Silo 170 in den Schachtofen 110 geführt werden. The green mass is then transferred from a discharge of the mixing device 140 to a briquetting device 150 which forms green briquettes 200.3 from the green mass. The shaping can be done by means of rollers. Methods for this are familiar to the person skilled in the art. After forming the green briquettes 200.3, they are passed to a water bath 160, where they are cooled and washed. From the water bath 160, the green briquettes 200.3 are conveyed by means of a conveying means 161 and transferred to a conveyor 162, which loads the green briquettes 200.3 into the second silo 170. As a result, the starting situation is virtually reached again, where from the first silo 101 coal 200.1 together with green briquettes 200.3 are guided from the second silo 170 into the shaft furnace 110.

[0068] Falls die Kohle 200.1 einen zu grossen Anteil an flüchtigen Bestandteilen aufweist und damit im Schachtofen 110 nur teilweise kalziniert wird, kann diese mittels einer Rückführung 172 zurück in das erste Silo 101 überführt werden. Alternativ kann die teilweise kalzinierte Kohle auch direkt in die Trockenvorrichtung 102 gefördert werden. Eine Rückführung des Koks kann auch erfolgen, wenn der Schachtofen zu heiss wird (Wärmeregulierung). If the coal has 200.1 too large a proportion of volatile components and thus only partially calcined in the shaft furnace 110, this can be converted by means of a return 172 back into the first silo 101. Alternatively, the partially calcined coal may also be fed directly into the dryer 102. A return of the coke can also be done if the shaft furnace is too hot (heat regulation).

[0069] Nachfolgend sei noch ein beispielhafter Massenumsatz angegeben, welcher sich auf die eingangs spezifizierten Edukte, respektive Zwischenprodukte bezieht. Der effektive Massenumsatz kann natürlich davon abweichen und hängt von den jeweiligen Spezifikationen ab: In the following, an exemplary mass conversion is given, which relates to the educts specified at the beginning, respectively intermediates. The effective mass conversion may of course differ and depends on the respective specifications:

[0070] 422 kg feuchte Kohle 200.1 wird unter einem Gewichtsverlust von 9 % in der Trockenvorrichtung 102 getrocknet, wobei im Wesentlichen 38 kg Dampf abgeführt werden. Die 384 kg getrocknete Kohle 200.1 werden zusammen mit 1052 kg grünen Briketts 200.3 in den Schachtofen 110 gefördert. Der Schachtofen 110 hat dabei eine Temperatur von 1200°C. Bei der Kalzinierung verliert die Kohle 40 % oder 154 kg an Gewicht (im Wesentlichen durch den Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen) und erzeugt damit eine Heizleistung von ungefähr 8.24 Gigajoule pro Tonne. Die grünen Briketts 200.3 verlieren ungefähr 5 % an Gewicht, was 52 kg entspricht und wobei dieser Gewichtsverlust mitverantwortlich für die Heizleistung sein kann. Total werden also 1436 kg in den Schachtofen 110 gefördert, wobei das Gewicht während der Kalzinierung um 206 kg abnimmt. Die Kohle 200.1 hat im Schachtofen 110 beispielsweise eine Verweilzeit zwischen 18-36 Stunden. 1000 kg kalzinierte Briketts 200.4 werden als Endprodukte ausgetragen und für eine allfällige Weiterverarbeitung in den Brikettbehälter 117 gefördert. Die 230 kg Koks 200.2 werden mit 460 kg Siliziumdioxid mit einer Korngrösse von 0.1 -0.3 mm und 230 kg Petrolkoks vermengt und in einer Trockenstoffvorwärmungseinheit 130 vorgeheizt. Dies ergibt eine Gesamtmasse von 920 kg. Das Trockenstoffgemenge wird in einem Mischer 140 mit 132 kg Steinkohleteerpech aus dem Tank 141 gemischt und anschliessend zu 1052 kg grünen Briketts 200.3 geformt. Durch eine so gewählte Massenbilanz kann sichergestellt werden, dass bei dem Verfahren weder ein Zwischenprodukteüberschuss noch ein Zwischenproduktemangel entstehen kann. Auch wenn mittels der Rückführung 172 teilweise kalzinierte Kohle zurück in das erste Silo 101 geführt wird, kann nach kurzer Zeit wieder ein Gleichgewicht eingestellt werden. 422 kg wet coal 200.1 is dried under a weight loss of 9% in the drying apparatus 102, wherein substantially 38 kg of steam are removed. The 384 kg of dried coal 200.1 are conveyed into the shaft furnace 110 together with 1052 kg of green briquettes 200.3. The shaft furnace 110 has a temperature of 1200 ° C. During calcination, the coal loses 40% or 154 kg in weight (essentially by the proportion of volatile combustibles) and thus generates a heat output of about 8.24 gigajoules per tonne. The green briquettes 200.3 lose about 5% in weight, which corresponds to 52 kg and this weight loss may be partly responsible for the heating power. In total, 1436 kg are thus transported into the shaft furnace 110, the weight decreasing by 206 kg during the calcination. The coal 200.1 has in the shaft furnace 110, for example, a residence time between 18-36 hours. 1000 kg of calcined briquettes 200.4 are discharged as end products and conveyed into the briquette container 117 for possible further processing. The 230 kg of coke 200.2 are mixed with 460 kg of silicon dioxide having a particle size of 0.1-0.3 mm and 230 kg of petroleum coke and preheated in a dry substance preheating unit 130. This gives a total mass of 920 kg. The dry matter mixture is mixed in a mixer 140 with 132 kg coal tar pitch from the tank 141 and then formed into 1052 kg green briquettes 200.3. By choosing such a mass balance, it can be ensured that neither an intermediate product surplus nor an intermediate product deficiency can arise in the process. Even if partially calcined coal is fed back into the first silo 101 by means of the return 172, a balance can be set again after a short time.

[0071] Die Dosiervorrichtungen 103, 124, 134, 161, 162 sind in der Fig. 1 aufgrund der Übersichtlichkeit alle als Förderbänder dargestellt und können jeweils eine Gravimetrische Messeinrichtung (Waage) umfassen, womit die Dosierung nach Gewicht erfolgen kann. In der Praxis können dazu natürlich beliebige Fördermittel eingesetzt werden. Nur als Beispiel seien dazu als kontinuierliche Fördermittel das Becherwerk, der Schneckenförderer, der Schwingförderer und die Förderung unter Ausnutzung der Schwerkraft bei einem Gefalle oder beim freien Fall sowie diskontinuierliche Fördermittel (Wagen, Behälter etc.) erwähnt. For reasons of clarity, the metering devices 103, 124, 134, 161, 162 are all shown as conveyor belts in FIG. 1 and can each comprise a gravimetric measuring device (balance), with which the metering can be carried out by weight. In practice, of course, any funding can be used to. Just as an example of this, the bucket elevator, the screw conveyor, the vibratory conveyor and the conveyor by utilizing gravity in a fall or during free fall and discontinuous funding (cars, containers, etc.) are mentioned as continuous funding.

[0072] Der Schachtofen 110 selbst kann z.B. auch wie im Buch «Chinese Raw Materials for Anode Manufacturing» (ISBN 3-9521028-7-3; Seite 53-58) ausgebildet sein. Der Schachtofen umfasst dabei folgende Elemente: <tb>1.<sep>Der Schachtofen besteht aus Feuerfeststein, respektive aus feuerfestem keramischen Material, wobei typischerweise 12 bis 32 Schächte einen Schachtofen bilden. Die einzelnen Schächte sind beidseitig von Feuerzügen umgeben, worin die flüchtigen Bestandteile mittels Zufuhr von Sauerstoff (Luft), so mittels Klappen geregelt werden, dass eine vollständige Verbrennung erreicht wird. <tb>2.<sep>Die Kalzinierungseinheiten sind mit Heizeinrichtungen mit Klappen umgeben, welche einen konstanten Luftstrom gewährleisten. <tb>3.<sep>Eine Brennluftregelung gewährleistet eine vollständige Verbrennung der flüchtigen Bestandteile. <tb>4.<sep>Die Wärme des heissen Abgases wird zurückgewonnen. <tb>5.<sep>Am Austrag wird mittels einer indirekten Wasserkühlung die kalzinierte Charge (Koks und Briketts) abgekühlt.The shaft furnace 110 itself may be e.g. also as in the book "Chinese Raw Materials for Anode Manufacturing" (ISBN 3-9521028-7-3, pages 53-58) be formed. The shaft furnace comprises the following elements: <tb> 1. <sep> The shaft furnace consists of refractory or refractory ceramic material, with typically 12 to 32 shafts forming a shaft furnace. The individual shafts are surrounded on both sides by flues, in which the volatile constituents are regulated by means of supply of oxygen (air), so by means of flaps, that a complete combustion is achieved. <tb> 2. <sep> The calcination units are surrounded by heaters with flaps, which ensure a constant air flow. <tb> 3. <sep> Combustion air control ensures complete combustion of the volatiles. <tb> 4. <sep> The heat of the hot exhaust gas is recovered. <tb> 5. <sep> At the discharge, the calcined charge (coke and briquettes) is cooled by means of indirect water cooling.

[0073] Zusammenfassend ist festzustellen, dass durch die Erfindung ein Verfahren geschaffen wird, welches eine besonders energieeffiziente und kostengünstige Kalzinierung von grünen Briketts erlaubt. In summary, it should be noted that a method is provided by the invention, which allows a particularly energy-efficient and cost-effective calcination of green briquettes.

Claims (21)

1. Verfahren zum Kalzinieren von grünen Briketts (200.3), insbesondere von grünen Briketts (200.3) auf Kohlebasis für die Siliziumproduktion, wobei die grünen Briketts (200.3) zur Kalzinierung einer Wärmebehandlung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die grünen Briketts (200.3) zusammen mit Kohle (200.1), welche einen Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen aufweist, vermischt und in einem Schachtofen (110) kalziniert werden, wobei eine für die Kalzinierung benötigte Energie wenigstens teilweise durch eine Verbrennung des Anteils an flüchtigen brennbaren Bestandteilen der Kohle (200.1) gewonnen wird.Method for calcining green briquettes (200.3), in particular green coal briquettes (200.3) for silicon production, wherein the green briquettes (200.3) are subjected to a heat treatment for calcination, characterized in that the green briquettes (200.3) are combined coal (200.1) containing a proportion of volatile combustibles, and calcined in a shaft furnace (110), wherein energy required for the calcination is at least partially recovered by combustion of the volatile combustible portion of the coal (200.1) becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen der Kohle (200.1) so hoch ist, dass die für die Kalzinierung der Kohle (200.1) und der grünen Briketts (200.3) benötigte Energie vollständig aus der Verbrennung der flüchtigen brennbaren Bestandteile der Kohle (200.1) entnehmbar ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the proportion of volatile combustible constituents of the coal (200.1) is so high that the energy required for the calcination of the coal (200.1) and the green briquettes (200.3) completely from the combustion of Volatile combustible constituents of coal (200.1) can be removed. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle (200.1) einen Aschengehalt kleiner als 10 %, vorzugsweise kleiner als 5 %, insbesondere kleiner als 1 % aufweist.3. The method according to claim 2, characterized in that the coal (200.1) has an ash content of less than 10%, preferably less than 5%, in particular less than 1%. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der brennbaren flüchtigen Bestandteile der Kohle (200.1) grösser als 20 %, vorzugsweise grösser als 30 %, insbesondere zwischen 30 % und 40 % aufweist.4. The method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the proportion of the combustible volatiles of the coal (200.1) greater than 20%, preferably greater than 30%, in particular between 30% and 40%. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle (200.1) eine mittlere Korngrösse zwischen 1 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 7 mm aufweist.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the coal (200.1) has an average particle size between 1 and 20 mm, preferably between 3 and 7 mm. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohle (200.1) vor einem Eintragen in den Schachtofen (110) getrocknet wird, insbesondere um einen Wasseranteil in der Kohle zu verringern.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the coal (200.1) is dried before being introduced into the shaft furnace (110), in particular in order to reduce a proportion of water in the coal. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der Kohle (200.1) bei einer Temperatur von über 100°C, insbesondere bei unter 150°C erfolgt.7. The method according to claim 6, characterized in that the drying of the coal (200.1) at a temperature of about 100 ° C, in particular at below 150 ° C. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energie zur Trocknung der Kohle (200.1) über einen Wärmetauscher (113) aus dem Schachtofen (110) abgeführt wird.8. The method according to any one of claims 6 to 7, characterized in that an energy for drying the coal (200.1) via a heat exchanger (113) from the shaft furnace (110) is removed. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtsverhältnis zwischen grünen Briketts (200.3) und Kohle (200.1) bei einer Zuführung zum Schachtofen (110) im Bereich zwischen 2:1 und 4:1, insbesondere bei ca. 3:1 liegt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a weight ratio between green briquettes (200.3) and coal (200.1) in a feed to the shaft furnace (110) in the range between 2: 1 and 4: 1, in particular at ca 3: 1. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schachtofen (110) bei einer Temperatur zwischen 700°C und 1400°C, insbesondere zwischen 950°C und 1050°C betrieben wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the shaft furnace (110) is operated at a temperature between 700 ° C and 1400 ° C, in particular between 950 ° C and 1050 ° C. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die grünen Briketts (200.3) Koks (200.2) enthalten und insbesondere zusätzlich Siliziumdioxid und/oder Petrolkoks und/oder Steinkohleteerpech aufweisen.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the green briquettes (200.3) contain coke (200.2) and in particular additionally silica and / or petroleum coke and / or coal tar pitch. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die grünen Briketts (200.3) 40-50% Siliziumdioxid, 15-30 % Koks (200.2), 15-30 % Petrolkoks und 8-18 % Steinkohleteerpech enthalten.12. The method according to claim 11, characterized in that the green briquettes (200.3) contain 40-50% silica, 15-30% coke (200.2), 15-30% petroleum coke and 8-18% coal tar pitch. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein während dem Kalzinieren erzeugtes Gemisch aus kalzinierten Briketts und Koks (200.2) aus dem Schachtofen (110) ausgetragen und mittels eines Trennverfahrens in kalzinierte Briketts (200.4) und Koks (200.2) aufgetrennt wird.13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a mixture of calcined briquettes and coke (200.2) produced during the calcining discharged from the shaft furnace (110) and by means of a separation process in calcined briquettes (200.4) and coke (200.2 ) is separated. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung des Koks (200.2) und der kalzinierten Briketts (200.4) mittels Siebtrennung erfolgt.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the separation of the coke (200.2) and the calcined briquettes (200.4) takes place by means of screen separation. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Schachtofen (110) ausgetragene Koks (200.2) zur Regulierung des Anteils an flüchtigen Bestandteilen mit Kohle (200.1) vermengt und zurück in den Schachtofen (110) geführt wird, insbesondere falls der Anteil an flüchtigen brennbaren Bestandteilen in der Kohle (200.1) höher als 30 %, vorzugsweise höher als 40 % ist.15. The method according to any one of claims 13 to 14, characterized in that from the shaft furnace (110) discharged coke (200.2) for regulating the proportion of volatile constituents with coal (200.1) mixed and fed back into the shaft furnace (110) in particular if the proportion of volatile combustibles in the coal (200.1) is higher than 30%, preferably higher than 40%. 16. Verfahren zur Herstellung von Briketts unter Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der während dem Kalzinieren erzeugte Koks (200.2) zusammen mit weiteren Komponenten zu weiteren grünen Briketts (200.3) geformt wird.16. A process for the preparation of briquettes using the method according to any one of claims 1-15, characterized in that the coke produced during calcination (200.2) is formed together with other components to further green briquettes (200.3). 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den weiteren Komponenten um Siliziumdioxid und/oder Petrolkoks und/oder Steinkohleteerpech handelt.17. The method according to claim 16, characterized in that it is in the other components to silica and / or petroleum coke and / or coal tar pitch. 18. Verfahren nach Anspruch 17, umfassend die folgenden Schritte: a) der Koks (200.2) wird mit Siliziumdioxid und Petrolkoks zu einem Trockenstoffgemenge vermengt; b) das Trockenstoffgemenge wird vorgeheizt; c) das Trockenstoffgemenge wird unter Beimischung von insbesondere flüssigem Steinkohleteerpech zu einer grünen Masse gemischt; d) die grüne Masse wird zu weiteren grünen Briketts gepresst; e) die weiteren grünen Briketts werden zur Kühlung durch ein Wasserbad gefördert.18. The method according to claim 17, comprising the following steps: a) the coke (200.2) is mixed with silica and petroleum coke to a dry matter mixture; b) the dry matter mixture is preheated; c) the dry matter mixture is mixed with the admixture of particular liquid coal tar pitch to a green mass; d) the green mass is pressed to further green briquettes; e) the other green briquettes are conveyed through a water bath for cooling. 19. Vorrichtung zur Kalzinierung von grünen Briketts (200.3) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-17, umfassend einen Schachtofen (110), dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass des Schachtofens (110) mit einem zweiten Silo (170) für grüne Briketts (200.3) und einem ersten Silo (101) für Kohle (200.1) kommuniziert.A green briquette calcination apparatus (200.3) comprising a method according to any one of claims 1-17, comprising a shaft furnace (110), characterized in that an inlet of the shaft furnace (110) is provided with a second green briquette silo (170) (200.3) and a first silo (101) for coal (200.1) communicates. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich eines Auslasses des Schachtofens (110) eine Trennvorrichtung zur Trennung von kalzinierten Briketts (200.4) und Koks (200.2) angeordnet ist, wobei es sich bei der Trennvorrichtung (116) insbesondere um eine Siebtrennvorrichtung handelt.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that in a region of an outlet of the shaft furnace (110) a separating device for the separation of calcined briquettes (200.4) and coke (200.2) is arranged, wherein it is at the separating device (116) in particular a sieve separating device is. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des ersten Silos (101) eine Trockenvorrichtung (102) zum Trocknen der Kohle (200.1) angebracht ist.21. Device according to one of claims 19 to 20, characterized in that in the region of the first silo (101) a drying device (102) for drying the coal (200.1) is mounted.
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