CS275693B6

CS275693B6 - Process for producing briquettes from brown coal pyrolysis

Info

Publication number: CS275693B6
Application number: CS35888A
Authority: CS
Inventors: Wolfgang Naundorf; Dietmar Trommer; Andre Gunther; Gunter Scholz; Gunter Seifert; Wieland Schutter; Dieter Bohlmann; Heinz Limmer; Gunter Stirnal; Hartmut Schutter; Klaus Hase; Reinhard Matthey; Detlev Dietrich; Horst Lindner; Gerd Wendland; Horst Wundes; Fritz Schkommodau; Ralf Wollenberg
Original assignee: Petrolchemisches Kombinat; Bergakademie; Toyo Engineering Corp Fa; Mitsui Coke Co
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1992-03-18
Also published as: DD281407A5; AU1031988A; CS8800358A2; HUT50861A; HU202269B; CN1030091A; AU588720B2; JPS63254186A

Description

Vynález se týká způsobu výroby briket pro pyrolýzu z hnědého uhlí. Tyto brikety by měly být vyrobeny ve známých zařízeních při středních a vysokých teplotách odstraněním plynů, z briket by měl' být získán kusový hnědouhelný koks. Tento kusový hnědouhelný koks je pak možno použít v průmyslu především při provozu vysokých pecí nebo také k vytápění ve velkých teplárnách.The invention relates to a process for the production of briquettes for pyrolysis from lignite. These briquettes should be produced in known equipment at medium and high temperatures by removing gases, and lump brown coal coke should be obtained from the briquettes. This lump brown coal coke can then be used in industry, especially in the operation of blast furnaces or also for heating in large heating plants.

Z různých typů hnědého uhlí je možno získat jednostupňovým koksovacím postupem vysoce výhřevné kusové typy koksu pouze v tom případě, že se hnědé uhlí lisuje na zvláštní typy briket a tyto brikety se pak zpracovávají odstraněním plynů při vyšší teplotě, a to specificky v závislosti na složení výchozího materiálu. Při provádění způsobu podle Rammlera a Bilkenritha vzniká z hnědého uhlí pevný kusový koks pouze v tom případě, že se lisuje sušené hnědé uhlí, jemně mleté na velikost částic do 1 mm s malým obsahem vody přibližně 11 % za vysokého tlaku alespoň 120 MPa. Mimoto je zapotřebí užít hnědého uhlí s poměrně malým obsahem popelovin a s příznivým petrografickým složením. Za svrchu uvedených podmínek je možno získat známé DHT-koksy se střední pevností, která je však ještě příliš nízká pro použití tohoto koksu ve vysoké peci.Of the different types of lignite, high-temperature lump coke can be obtained by a single-stage coking process only if the lignite is compressed into special types of briquettes and these briquettes are then treated by removing gases at a higher temperature, specifically depending on the composition of the starting coal. material. In carrying out the Rammler and Bilkenrith process, lignite coke is formed from lignite only when dried brown coal is finely ground to a particle size of up to 1 mm with a small water content of about 11% at a high pressure of at least 120 MPa. In addition, it is necessary to use brown coal with a relatively low ash content and a favorable petrographic composition. Under the above conditions, known medium-strength DHT coke can be obtained, but it is still too low to use this coke in a blast furnace.

Dále je známo, že je možno podstatně zvýšit pevnost hnědouhelného koksu v případě, že se zpracovává lisováním na brikety hnědé uhlí, které je mleté na podstatně menši částice s průměrem do 0,2 mm podle DD-WP 143 790 a podle DD-WP 134 958.Furthermore, it is known that the strength of lignite coke can be substantially increased when it is processed by pressing into briquettes of brown coal, which is ground to substantially smaller particles with a diameter of up to 0.2 mm according to DD-WP 143 790 and DD-WP 134 958.

Zvýšení pevnosti koksu je možno dosáhnout také smísením hnědého uhlí s pomocnými činidly pro koksování a/nebo pro granulaci tak, jak byla tato činidla uvedena v DD-WP 120 217, DD-WP 124 192, DD-WP C 10 L/285 926 6. Jako pomocná činidla pro koksováni připadají v úvahu zejména sulfitové odpadní louhy, popřípadě sušné a práškované, anorganické kyseliny, roztoky solí, ve vodě rozpustná pojivá, sloučeniny na bázi močoviny, sulfopryskyřice, jakož i modifikované produkty na bázi dehtu a ropy. Produkty na bázi dehtu a ropy se pro tento účel modifikuji zahřátím za vlhka na teplotu s výhodou 100 *C postupem, který byl uveden v DD-WP 134 958, a publikaci Krug/Naundorf, Braunkohlenbrikettierung, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Lipsko 1985, sv. 2, str. 152 ff. Postup se týká zpracování uhlí za přítomnosti vody při teplotě vyšší než 100 ‘c za přítomnosti hydroxidu, roztoků anorganických kyselin nebo roztoků anorganických solí.An increase in coke strength can also be achieved by mixing lignite with coking and / or granulating auxiliaries as disclosed in DD-WP 120 217, DD-WP 124 192, DD-WP C 10 L / 285 926 6 Suitable coking auxiliaries are, in particular, sulphite waste liquors, optionally dried and powdered, inorganic acids, salt solutions, water-soluble binders, urea-based compounds, sulphonated resins, and modified tar and petroleum products. For this purpose, tar and petroleum products are modified by heating under wet conditions to a temperature of preferably 100 ° C as described in DD-WP 134 958 and by Krug / Naundorf, Braunkohlenbrikettierung, VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, St. 2, p. 152 ff. The process relates to the treatment of coal in the presence of water at a temperature above 100 ° C in the presence of hydroxide, inorganic acid solutions or inorganic salt solutions.

Všechny postupy, při nichž se používá modifikovaného dehtu a modifikovaných ropných produktů, se vyznačují vysokou technologickou náročností, přičemž současně dochází pouze k malému zvýšení pevnosti koksu. Mimoto dochází při použití hydroxidů, anorganických kyselin nebo roztoků anorganických solí ke vzniku dalších problémů, které jsou způsobeny korozí, zhoršením kvality koksu a také znečištěním životního prostředí. Z uvedených důvodů dosud nebyly k uvedenému účelu užity produkty, získané zpracováním dehtu a ropy. Dále je znémo, že již přidáním malého množstvi dehtu nebo živice k sušenému hnědému uhlí dochází ke snížení briketovatelnosti a tvorby kusového koksu, přičemž v případě, že podíl dosáhne více než 10 %, není již možno hnědé uhlí briketovat a získat koks. Tyto skutečnosti byly uvedeny v publikacích Krug/Naundorf, Braunkohlenbrikettierung, sv. 2, str. 152 a Krug/ /Naundorf/Trommer, Das Brikettler- und Verkokungsverhalten von Brikettgrus. Preib. Forsch.-H. A 714 (1985), str. 16. V průmyslu, zpracovávajícím hnědé uhlí, je tato známá skutečnost využívána k produkci olejového uhlí, které se užívá na počátku a na konci briketovacího postupu v briketovacím lisu.All processes using modified tar and modified petroleum products are characterized by high technological demands while at the same time there is only a slight increase in coke strength. In addition, the use of hydroxides, inorganic acids or inorganic salt solutions causes other problems due to corrosion, deterioration of coke quality and environmental pollution. For this reason, products obtained from the processing of tar and oil have not been used for this purpose. Further, it is known that even by adding a small amount of tar or bitumen to the dried lignite, briquetability and lump coke are reduced, and when the proportion reaches more than 10%, lignite can no longer be briquetted and coke recovered. These facts have been reported in Krug / Naundorf, Braunkohlenbrikettierung, Vol. 2, p. 152 and Krug (Naundorf) Trommer, Das Brikettler- und Verkokungsverhalten von Brikettgrus. Preib. Forsch-H. A 714 (1985), p. 16. In the brown coal industry, this known fact is used to produce oil coal, which is used at the beginning and end of the briquetting process in a briquetting press.

Vynález si klade za úkol navrhnout postup, při němž by bylo možno z nejrůznějšího hnědého uhlí získat při malých technologických nárocích vysoce hodnotné brikety, vhodné pro pyrolýzu, z nichž by bylo možno získat koksováním kusový koks s podstatně vyšší pevností. Jako výchozí materiál by mělo být možné použití také hnědého uhlí s poměrně nepříznivým složením nebo při vyšším prouhelnění. Přesto by měly být získány vysoce hodnotné brikety, vhodné pro pyrolýzu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process in which high-grade briquettes suitable for pyrolysis can be obtained from various lignite, with low technological demands, from which coke can be obtained with coke of substantially higher strength. It should also be possible to use brown coal with a relatively unfavorable composition or at higher coalification as starting material. Nevertheless, high-grade briquettes suitable for pyrolysis should be obtained.

Způsobem podle vynálezu je tento úkol vyřešen tak, že se uhlí mísí s pojivém, které se získá zvláštní technologií z těžkých zbytků po destilaci ropy ve vakuu. Při výrobě po2 jiva se těžký zbytek po vakuové destilaci ropy nejprve převede několikastupňovým štěpením při vyšší teplotě ze 40 až 65 % na produkty s teplotou varu nižší než 500 'C, přičemž každý následující krakovací stupeň se provádí při nižším tlaku, nižší teplotě a po delší dobu, po každém krakovacím stupni se produkty přeměny oddělí a zbytek z posledního krakovacího stupně se extrahuje přibližně z 50 % lehkými uhlovodíky. Výsledný zbytek se užije jako pojivo pro výrobu briket pro pyrolýzu a je vhodný i v tom případě, že se zbytek z posledního krakovacího stupně extrahuje pomocí lehkých uhlovodíků společně s určitým podílem zbytků z jednoho nebo většího počtu jiných krakovacích stupňů.The method according to the invention solves this problem by mixing the coal with the binder, which is obtained by a special technology from the heavy residues from the distillation of oil under vacuum. In binder production, the heavy vacuum distillation oil residue is first converted from a 40 to 65% high temperature, multi-stage cleavage at 40 ° to 65% to products boiling below 500 ° C, with each subsequent cracking step carried out at lower pressure, lower temperature and longer After each cracking step, the conversion products are separated and the remainder of the last cracking step is extracted with approximately 50% light hydrocarbons. The resulting residue is used as a binder for the production of pyrolysis briquettes and is suitable even if the residue from the last cracking step is extracted with light hydrocarbons together with some residue from one or more other cracking steps.

Výchozí materiál se lisuje na brikety, vhodné pro pyrolýzu s výhodou v briketovacím lisu při teplotě 65 až 80 'C a při tlaku 120 MPa. Je výhodné přidávat k mletému výchozímu materiálu před briketováním přibližně 3 až 5 % hmot. sulfitového odpadního louhu s obsahem pevného podílu 32 až 42 % hmot., s výhodou 36 i hmot. Z takto získaných briket vzniká při koksování při teplotě až 1 000 C za jinak obvyklých podmínek pro koksování hnědého uhlí pevný kusový koks s pevností tlaku vyšší než 35 MPa. Zvláště kvalitní brikety pro pyrolýzu je možno získat při mletí směsi sušeného hnědého uhlí a zbytků po extrakci na'velikost částic do 0,25 mm. Jemně mletý výchozí materiál se nejprve zpracovává předběžnou granulací při nižším tlaku přibližně 30 až 40 MPa, načež se takto zahuštěný materiál opatrně drtí na velikost granul přibližně do 4 mm. Kvalitu granulátů je dále možno zlepšit tak, že se jemně mletá směs před granulací smísí s přibližně 3 až 5 % hmot. sulfitového odpadního louhu s obsahem pevného podílu 32 až 42 %. Granulát se pak lisuje při teplotě 65 až 80 *C a při vysokém tlaku 120 MPa v briketovacím lisu. Z těchto briket je pak možno získat pyrolýzou kusový hnědouhelný koks s pevnosti tlaku vyšší než 45 MPa.The starting material is compressed into briquettes suitable for pyrolysis, preferably in a briquetting press at a temperature of 65-80 ° C and at a pressure of 120 MPa. It is preferred to add about 3 to 5 wt.% To the ground stock prior to briquetting. % of the sulphite waste liquor having a solids content of 32 to 42 wt.%, preferably 36 wt. The briquettes thus obtained give rise to solid lump coke with a pressure strength higher than 35 MPa when coking at a temperature of up to 1000 ° C under otherwise usual conditions for brown coal coking. Particularly high-quality pyrolysis briquettes can be obtained by grinding a mixture of dried brown coal and extraction residues to a particle size of up to 0.25 mm. The finely ground starting material is first processed by pre-granulation at a lower pressure of about 30 to 40 MPa, after which the thickened material is carefully crushed to a granule size of up to about 4 mm. Further, the quality of the granulates can be improved by mixing the finely divided mixture with about 3 to 5% by weight prior to granulation. sulphite waste liquor with a solids content of 32 to 42%. The granulate is then compressed at a temperature of 65-80 ° C and at a high pressure of 120 MPa in a briquetting press. From these briquettes it is then possible to pyrolize lump coke with a pressure strength of more than 45 MPa.

Výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že je možno získat vysoce pevný hnědouhelný kusový koks i z méně vhodného hnědého uhlí. Současně se při tomto postupu spotřebovává zbytek po extrakci ropy, který až dosud nebylo možno použít k žádnému jinému účelu.An advantage of the process according to the invention is that it is possible to obtain high-strength lignite coke even from less suitable lignite. At the same time, this process consumes the oil extraction residue which has hitherto not been used for any other purpose.

Praktické provedení způsobu podle vynálezu bude osvětleno následujícími příklady.The following examples illustrate the process according to the invention.

Příklad 1Example 1

Těžký zbytek po vakuové destilaci vody se podrobí štěpení při vyšší teplotě ve dvou stupních, přičemž první krakovací stupeň se provádí při tlaku 1,4 MPa, teplotě 425 'C a době krakování 20 minut a druhý krakovací stupeň se provádí přibližně při atmosférickém tlaku, teplotě 400 'c a době krakování přibližně 1 hodina za současného přidání 15 % páry, vztaženo na celkové množství výchozích látek, přičemž po každém stupni se produkty přeměny oddělí. Zbytek po druhém krakovacím stupni se z 50 % extrahuje lehkými uhlovodíky. 10 % hmotnostních tohoto zbytku se pak smísí s 90 % hmotnostními hnědého uhlí (Niederlausitz) s obsahem vody 10,2 % a směs se mele na velikost částic do 0,7 mm. Takto získaný produkt z hnědého uhlí a zbytků po extrakci se homogenně promísí s 3,5 % hmot. sulfitového odpadního louhu s obsahem pevných látek 36 % a pak se lisuje při teplotě 80 'c a tlaku 140 MPa na briketovacím lisu. Takto získané brikety se koksují při použití pyrolýzy při teplotě 1 000 C známým způsobem podle Vollmaiera, čímž se získá kusový hnědouhelný koks s pevností v otěru M 40 = 81 % a s pevností v tlaku 41 MPa.The heavy residue from the vacuum distillation of water is subjected to two-stage cleavage at a higher temperature, the first cracking stage being carried out at 1.4 MPa, 425 ° C and a cracking time of 20 minutes, and the second cracking stage carried out at approximately atmospheric pressure, temperature 400 DEG C. and a cracking time of approximately 1 hour with the addition of 15% steam, based on the total amount of starting materials, after which the conversion products are separated. The residue after the second cracking step is extracted to 50% with light hydrocarbons. 10% by weight of this residue is then mixed with 90% by weight of brown coal (Niederlausitz) with a water content of 10.2% and milled to a particle size of up to 0.7 mm. The brown coal product and extraction residue thus obtained are homogeneously mixed with 3.5% by weight of the product. % of the sulphite waste liquor with a solids content of 36% and then pressed at a temperature of 80 ° C and a pressure of 140 MPa on a briquetting press. The briquettes thus obtained are coke using pyrolysis at 1000 C in a known manner by Vollmaier to obtain lump brown coke having an abrasion strength of M 40 = 81% and a compressive strength of 41 MPa.

Příklad 2 % hmotnostních sušeného hnědého uhlí s průměrným obsahem popelovin 16 S a s obsahem vody 10,5 % se společně s 10 % hmotnostními zbytku po extrakci, získaném způsobem podle příkladu 1 mele na velikost částic do 0,2 mm. Takto získaný materiál se pak homogenně promísí s 3,5 % hmot. sulfitového odpadního louhu s obsahem pevných látek 36 % a pak se předběžně zhutni pri tlaku 40 MPa, načež se získaný materiál převede na granulát s velikostí granul do 4 mm. Takto získaný granulát se pak zpracovává na brikety v briketovacím lisu při teplotě 80 Ca při tlaku 140 MPa. Tyto brikety se pak zpracovávají na koks pyrolýzou při teplotě až 1 000 C při použiti známého způsobu podle Vollmaiera, čímž se získá kusový hnědouhelný koks, který má pevnost v otěru M 40 = 85 % a pevnost tlaku 51 MPa.Example 2% by weight of dried brown coal with an average ash content of 16 S and a water content of 10.5% together with 10% by weight of the extraction residue obtained by the method of Example 1 is ground to a particle size of up to 0.2 mm. The material so obtained is then homogeneously mixed with 3.5 wt. % of the sulphite waste liquor with a solids content of 36% and then pre-compacted at a pressure of 40 MPa, after which the obtained material is converted into a granulate with a granule size of up to 4 mm. The granulate thus obtained is then processed into briquettes in a briquetting press at 80 Ca at 140 MPa. These briquettes are then processed to coke by pyrolysis at a temperature of up to 1000 ° C using the known Vollmaier method to obtain lump brown coke having an abrasion strength of M 40 = 85% and a pressure strength of 51 MPa.

Příklad 3 % hmotnostních tvrdého hnědého uhlí s obsahem vůdy 8,5 % se mele společně s 10 % hmotnostními zbytku po extrakci, získaném způsobem podle příkladu 1 na materiál, který má velikost částic do 0,2 mm. Takto získaný mletý materiál se pak homogenně promísí s 3,5 % hmot. sulfitového odpadního louhu s obsahem pevného podílu 36 %, načež se materiál předem zhutní při použití tlaku 40 MPa a pak se takto zhutněný materiál drtí na granulát, který má velikost zrn do 4 mm. Takto získaný granulát se zpracovává na brikety, vhodné pro výrobu koksu pyrolýzou v briketovacím lisu při teplotě 80 'c a při tlaku 140 MPa. Získané brikety se pak podrobí zpracování na koks při teplotě až 1 000 *C při známém postupu zahřívání podle Vollmaiera, čímž je možno získat kusový hnědouhelný koks, který má pevnost v otěru M 40 = 82 % a pevnost v tlaku 48 MPa.EXAMPLE 3% by weight of hard brown coal having a flavor content of 8.5% is milled together with 10% by weight of the extraction residue obtained by the method of Example 1 to a material having a particle size of up to 0.2 mm. The milled material thus obtained is then homogeneously mixed with 3.5 wt. % of the sulphite waste liquor having a solids content of 36%, whereupon the material is pre-compacted at a pressure of 40 MPa, and then the compacted material is comminuted to a granulate having a grain size of up to 4 mm. The granulate thus obtained is processed into briquettes suitable for the production of coke by pyrolysis in a briquetting press at a temperature of 80 ° C and at a pressure of 140 MPa. The briquettes obtained are then subjected to coke treatment at a temperature of up to 1000 ° C according to the known heating method of Vollmaier to obtain lump brown coke having an abrasion strength of M 40 = 82% and a compressive strength of 48 MPa.

Claims

PATENT CLAIMS

Process for producing briquettes for brown coal pyrolysis with a water content of 6 to 12% by weight after grinding to a particle size of up to 1 mm followed by mixing with binder and briquette pressing, characterized in that the coal is mixed with a binder obtainable by conversion heavy distillation of crude oil distillation first under vacuum by multi-stage thermal fission from 40 to 65% to products with a boiling point below 500 ° C, the first cracking stage being carried out at 425 c, at 1.4 MPa for 20 minutes and the second The cracking step is carried out at 400 ° C, at atmospheric pressure for 60 minutes with the addition of 15% steam, after each cracking step the conversion products are separated and about 50% of the residue from the last cracking step is extracted with light hydrocarbons, this binder to brown coal is added in an amount of 7.5 to 15% by weight and the resulting homogeneous mixture is compressed at a temperature between 65 and 80 C and pressures above 120 MPa. >

2. Process according to claim 1, characterized in that the homogeneous mixture is mixed with 3 to 5% by weight of sulphite waste liquors with a solids content of 32 to 42%.

AND

3. A process according to claim 1, wherein the homogeneous mixture of the starting products with a particle size of less than 0.5 mm is converted to a granulate with a particle size of up to 4 mm prior to high pressure briquetting.