DD139948A3

DD139948A3 - METHOD FOR PRODUCING CARBON COAL WITH A REDUCED ELECTRICITY OF THE COZY SUBSTANCE

Info

Publication number: DD139948A3
Application number: DD19136276A
Authority: DD
Inventors: Walter Singer; Klaus Budde; Siegfried Dressel; Fritz Zobel; Dieter Schaefer; Werner Pauli
Original assignee: Walter Singer; Klaus Budde; Siegfried Dressel; Fritz Zobel; Dieter Schaefer; Werner Pauli
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1976-02-20
Publication date: 1980-01-30

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Steinkohlenkoks, der gegenüber den bisher bekannten Kokssorten bei sonst im wesentlichen gleichen Gebrauchseigenschaften, eine erheblich geringere elektrische Leitfähigkeit der Kokssubstanz aufweist.The present invention relates to a process for the production of hard coal coke, which has a significantly lower electrical conductivity of the coke substance compared to the previously known types of coke with otherwise substantially the same performance characteristics.

An einem Koks mit möglichst geringer spezifischer elektrischer Leitfähigkeit besteht ein großes Interesse bei den elektrothermischen Prozessen, insbesondere bei allen Elektroreduktionsverfahren, d.h. bei allen jenen Verfahren, die mit Reduktionsvorgängen verbunden sind und deren Wärmebedarf durch direkte elektrische Heizung gedeckt wird. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt einen Koks herzustellen, der diesen speziellen Bedingungen entspricht. Hierzu wurden grundsätzlich folgende zwei Wege beschritten:There is great interest in coke with the lowest possible specific electrical conductivity in the electrothermal processes, especially in all of the electroreduction methods, i. in all those processes that are associated with reduction processes and whose heat requirement is covered by direct electrical heating. There has therefore been no lack of attempts to produce a coke that meets these specific conditions. For this purpose, the following two ways were basically followed:

— Die Korngröße des bei elektrothermischen Prozessen eingesetzten Kokses wurde verkleinert, wodurch sich die spezifische elektrische Leitfähigkeit entsprechend verminderte. Diese Maßnahme ist jedoch durch die unabdingbare Anforderung des praktischen Betriebes von Elektroreduktionsöfen hinsichtlich einer guten Gasdurchlässigkeit der Reaktionsmasse begrenzt und kann daher nur bis zu einer bestimmten Korngröße praktisch realisiert werden. Bei gut arbeitenden Elektroreduktionsöfen wird die durch Korngrößenverkleinerung praktisch mögliche Verminderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Kokses in der Regel bereits voll ausgenutzt, so daß in dieser Richtung keine wesentlichen Verbesserungen mehr möglich sind.- The grain size of the coke used in electrothermal processes was reduced, which reduced the specific electrical conductivity accordingly. However, this measure is limited by the indispensable requirement of the practical operation of electric reduction furnaces in terms of a good gas permeability of the reaction mass and can therefore be practically realized only up to a certain particle size. In the case of well-working electroreduction furnaces, the reduction in the specific electrical conductivity of the coke, which is practically possible by reducing the size of the grain, is generally already fully utilized, so that no significant improvements are possible in this direction.

- Der Prozeß der Verkokung von Steinkohle wurde in einigen seiner Parameter modifiziert, z.B. indem man die Temperatur der Verkokung oder die Verkokungszeit verminderte, um dadurch einen Koks mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit zu erhalten. Es zeigte sich jedoch, daß dieser Weg nur eine relativ geringe Verkleinerung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit brachte. Außerdem war er mit einer Reihe von Nachteilen verbunden, indem andere — an sich genauso notwendige Eigenschaften des Kokses - z.B. der Restgehalt- The coal coking process has been modified in some of its parameters, e.g. by reducing the temperature of coking or coking time to thereby obtain a coke of lower electrical conductivity. It turned out, however, that this path only brought about a relatively small reduction of the specific electrical conductivity. In addition, it has been associated with a number of disadvantages in that other - in itself just as necessary properties of the coke - e.g. the residual content

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an flüchtigen Bestandteilen dabei verschlechtert wurden.have been worsened in volatile constituents.

Daher wurde dieser Weg auch nicht in der Praxis beschrit-Therefore, this approach has not been taken in practice.

Andere Wege zur Erzielung einer verminderten spezifischen elektrischen Leitfähigkeit von Koks sind bisher nicht bekannt geworden.Other ways to achieve a reduced specific electrical conductivity of coke have not been previously known.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, die spezifische elektrische Leitfähigkeit von Steinkohlenkoks dadurch zu reduzieren, daß man die elektrische Leitfähigkeit der Kokssubstanz selber vermindert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prozeß der Verkokung von Steinkohle so zu gestalten, daß die beim Verkokungsprozeß entstehende Koksstruktur mit einer Verminderung der elektrischen Leitfähigkeit der Kokssubstanz gegenüber der beim üblichen Verfahren vorhandenen verbunden ist.The object of the present invention is now to reduce the specific electrical conductivity of coal coke by reducing the electrical conductivity of the coke substance itself. The invention has for its object to make the process of coking of hard coal so that the coke structure formed during the coking process is associated with a reduction in the electrical conductivity of the coke substance compared to the existing in the conventional process.

Erfindungsgemäß konnte diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß man die Steinkohle vor dem Verkokungsprozeß mit Calziumoxid oder Calziumhydroxid in feiner Verteilung vermischt und dieses Gemenge in an sich bekannter Weise dem Verkokungsprozeß unterzieht. Der Anteil an Calziumoxid im Gemisch kann dabei 1 bis 50 Ma.-% betragen, wird jedoch vorzugsweise auf 2 bis 15 Ma.-%, berechnet als CaO, eingestellt.According to the invention, this object could be achieved by mixing the hard coal before the coking with calcium oxide or calcium hydroxide in a fine distribution and subjecting this mixture in a conventional manner to the coking process. The proportion of calcium oxide in the mixture can be 1 to 50% by weight, but is preferably adjusted to 2 to 15% by weight, calculated as CaO.

Da Kokskohle einen Wassergehalt bis zu ca. 10% besitzt und z.B. beim Stampfbetrieb ein bestimmter Wassergehalt für die Erzielung ausreichender Festigkeit des gestampften Kokskuchens unbedingt notwendig ist, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Calziumhydroxid einzusetzen. Dieses kann z.B. in Form von Karbidkalkhydrat eingesetzt werden, das bei der Herstellung von Acetylen aus Calziumkarbid anfällt. Zur Herstellung derartiger Verbundkokse eignen sich im Prinzip alle jenen Steinkohlensorten, die auch zur Herstellung eines normalen Steinkohlenkokses Verwendung finden. Es können daher sowohl gut backende Fettkohlen als auch Gemische derselben mit schwächer backenden Kohlen z.B. Gaskohlen, gegebenenfalls auch unter Zusatz von nicht backenden Kohlen, eingesetzt werden. Es ist dabei vorteilhaft, solche Steinkohlen zu ver-Since coking coal has a water content of up to about 10%, and e.g. When ramming a certain water content for achieving sufficient strength of the mashed coke cake is absolutely necessary, it has proven to be advantageous to use calcium hydroxide. This may e.g. be used in the form of carbide, which is obtained in the production of acetylene from calcium carbide. For the production of such composite cokes are in principle all those types of coal, which are also used for the production of a normal coal coke use. Thus, both good baking fats and mixtures thereof with weaker baking coals e.g. Gas coals, possibly also with the addition of non-baking coals, are used. It is advantageous to use such coal

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wenden, deren Asche bereits einen möglichst hohen Anteil an Calziumoxid aufweist, soweit dieser innerhalb der oben angegebenen Grenze liegt. .whose ashes already contain the highest possible proportion of calcium oxide, provided that this is within the limit specified above. ,

Verbundkokse, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren aus einem Gemisch von Steinkohle und Calziümhydroxid hergestellt wurden, weisen im Temperaturbereich von 20 bis 1800 ⁰C eine spezifische elektrische Leitfähigkeit auf, die im Mittel bei ca.. 50% derjenigen liegt, die normale Steinkohlenkokse besitzen. Dabei sind die Leitfähigkeitsunterschiede im Temperaturbereich bis 500 ⁰C am größten, werden mit zunehmender Temperatur immer geringer und nähern sich einander oberhalb 1600 bis 1800 ⁰C.Composite cokes, which were prepared according to the method of the invention from a mixture of hard coal and Calziümhydroxid, have in the temperature range of 20 to 1800 ⁰ C, a specific electrical conductivity, which is on average at approx. 50% of those that have normal hard coal coke. The conductivity differences in the temperature range up to 500 ⁰ C are greatest, are increasingly smaller with increasing temperature and approach each other above 1600 to 1800 ⁰ C.

So weist z.B. ein mit 5% Kalkanteil hergestellter Verbundkoks gegenüber einem normalen Steinkohlenkoks folgende verminderten spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten auf:Thus, e.g. a composite coke produced with 5% lime compared to a normal coal coke has the following reduced specific electrical conductivities:

Temp. (⁰C) 100 ⁰C 500 ⁰C 1000 ⁰C 1500 ⁰C 1800 ⁰CTemp. ( ⁰ C) 100 ⁰ C 500 ⁰ C 1000 ⁰ C 1500 ⁰ C 1800 ⁰ C

Leitfähigkeits-conductivity

verhältnis °'² °'⁴ °<⁵⁵ °'^{8 1}'°ratio ° ' ² °' ⁴ ° < ⁵⁵ ° ' ^{8 1} ' °

Der Einsatz eines solchen Verbundkokses in Produktionsprozessen, die auf Elektroreduktionsverfahren beruhen, ermöglicht erhebliche Verbesserungen bei der Fahrweise der Elektro-Reduktionsöfen, sowie wesentliche Leistungssteigerungen und Verbesserungen der qualitativen Faktoren der Produktion z.B. Senkung des spezifischen Energieverbrauches bei derartigen Produktionen.The use of such a coke coke in production processes based on electro-reduction techniques enables significant improvements in the operation of electric reduction furnaces, as well as substantial increases in performance and improvements in the qualitative factors of production, e.g. Reduction of specific energy consumption in such productions.

Ausführungsbeispielembodiment

In der Aufbereitungsanlage einer Kokerei wird gut backende Steinkohle in einer Hammermühle zerkleinert, so daß eine Korngröße von 80 Ma.-% < 2 mm und 20 Ma.»% 2 bis 10 mm entsteht. Diese Feinkohle mit einem Wassergehalt von 8% wird mit 5 Ma.-% CaO in Form von Calziümhydroxid - dessen Korngröße unter 1 mm liegt - in einem Mischaggregat innig vermischt, bis eine gleichmäßige feine Verteilung des Calziumhydroxids in der Kohle vorliegt. Das dabei entstehende Gemisch wird dann in an sich bekannter Weise in eine Stampfmaschine lagenweise ein-In the processing plant of a coking plant good baking coal is comminuted in a hammer mill, so that a grain size of 80 wt .-% <2 mm and 20 Ma. »% 2 to 10 mm is formed. This fine coal with a water content of 8% is mixed with 5 wt .-% CaO in the form of Calziümhydroxid - whose grain size is less than 1 mm - intimately mixed in a mixing unit until a uniform fine distribution of the calcium hydroxide is present in the coal. The resulting mixture is then introduced in a manner known per se into a stamping machine in layers.

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gefüllt sowie auf eine Stampfdichte von 1050 kg/m³ gestampft und der anfallende Stampfkuchen in die Ofenkammer eingefahren. Anschließend erfolgt darin bei einer Heizzugtemperatur von 1300 ⁰C über eine Garungszeit von 26 h die Verkokung unter Bildung des Verbundkokses. Nach beendeter Garung wird vermittels einer Koksausdrückmaschine der Kokskuchen aus der Ofenkammer in den Kokslöschwagen gedrückt. Dieser wird in eine Anlage zur Trockenlöschung gefahren und dort mit einem inerten Kreislaufgas gekühlt, wobei man den nutzbaren Wärmeinhalt des Kokses zur Dampferzeugung ausnutzt. Der dabei anfallende nahezu wasserfreie Koks wird dann in einer Brech-Sieb-Anlage auf einem Korngrößenbereich 3 bis 25 mm mit einer mittleren Korngröße von 15 mm eingestellt, mit Branntkalk in einem Verhältnis 520 kg C : 900 kg CaO vermischt und einem geschlossenen, symmetrischen Dreiphasen-Elektroreduktionsofen zur Herstellung von Kalziumkarbid mit einer Leistung von 30 MW kontinuierlich zugeführt. Dabei konnte gegenüber einer Beschickung dieses Karbidofens mit normalem Koks bei gleichem Abstand zwischen Elektrodenspitzen und Ofenboden eine Erhöhung des wirksamen Nutzwiderstandes um 38% erzielt werden. Diese wurde zur Intensivierung der Karbidproduktion zu annähernd gleichen Anteilen für folgende Rationalisierungsmaßnahmen nutzbar gemacht:filled and tamped to a tamped density of 1050 kg / m ³ and the resulting tamping cake retracted into the oven chamber. This is followed by coking at a Heizzugstemperatur of 1300 ⁰ C over a cooking time of 26 h to form the coke coke. After completion of cooking is pressed by means of a Koksausdrückmaschine the coke cake from the oven chamber in the Kokslöschwagen. This is driven into a dry extinguishing system and cooled there with an inert recycle gas, taking advantage of the usable heat content of the coke to generate steam. The resulting nearly anhydrous coke is then adjusted in a crushing-sieve plant to a particle size range of 3 to 25 mm with an average particle size of 15 mm, mixed with quicklime in a ratio of 520 kg C: 900 kg CaO and a closed, symmetrical three-phase - Electro-reduction furnace for the production of calcium carbide with a capacity of 30 MW supplied continuously. In this case, compared to a feed of this carbide furnace with normal coke at the same distance between the electrode tips and furnace bottom, an increase of the effective effective resistance could be achieved by 38%. This was used to intensify the carbide production in approximately equal proportions for the following rationalization measures:

— Der mittlere Abstand zwischen den Elektrodenspitzen und dem Ofenboden wurde um 10 bis 15% verkleinert. Dadurch konnte die Abgastemperatur um ca. 200 ⁰C gesenkt, der Verschleiß am Ofendeckel und den Ofenarmaturen erheblich verringert und die zeitliche Verfügbarkeit des Karbidofens erhöht werden. Gleichzeitig wurde eine Verbesserung der Absticharbeit erzielt und eine Erhöhung der Qualität des Calziumkarbids herbeigeführt.- The average distance between the electrode tips and the furnace bottom has been reduced by 10 to 15%. Thus, the exhaust gas temperature was lowered to about 200 ⁰ C, the wear on the furnace roof and furnace fittings considerably reduced and the time availability of the carbide furnace be increased. At the same time, an improvement in the tapping work was achieved and an increase in the quality of the calcium carbide was brought about.

— Die mittlere Spannung der Phasen wurde unter Ausnutzung einer vorhandenen Spannungsreserve der Transformatoren um 12 bis 25% erhöht und gleichzeitig die Stromstärke, die bisher der Grenzstromstärke der Transformatoren entsprach, um 6 bis 12% vermindert. Dadurch konnte eine Erhöhung der Produktionsleistung des Karbidofens um 7 bis 13% und eine Verminderung des spezifischen Elektroenefgieverbrauches um 1 bis 2Si jaT-wir>11·. werden. .- The average voltage of the phases was increased by utilizing an existing voltage reserve of the transformers by 12 to 25% and at the same time the current, which previously corresponded to the limiting current strength of the transformers, reduced by 6 to 12%. As a result, the production of the carbide furnace could be increased by 7 to 13% and the specific electric energy consumption could be reduced by 1 to 2 Si y-t> 11 ·. become. ,

Claims

.5. 1913 62

Invention claims:

1. A process for the production of coal coke with a reduced compared to normal coal coke specific electrical conductivity of the coke substance, characterized

that the crushed hard coal with calcium oxide or coking, this forming cesium compounds, primarily calcium hydroxide in a proportion of 1 to 50 wt .-%, preferably 2 to 15 wt .-% calculated as CaO, homogeneously mixed in fine distribution and this Mixture then subjected in a conventional manner to a coking process,

2. Method according to item 1, characterized

that is preferably used as the lime component carbide from the production of acetylene from calcium carbide with or without prior treatment to remove impurities.

3. Method according to item 1, characterized

that it is principally used those hard coal whose ash has the highest possible proportion of calcium oxide within the specified limits.