DE102010005353A1 - Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens, wobei der Kohlepresskuchen durch Pressverfahren nach dem Stand der Technik hergestellt wird und das Teilen des Kohlepresskuchens durch nichtmechanische, energieliefernde Medien vorgenommen wird, und es sich bei den nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medien beispielhaft um einen Laserstrahl, einen Hochdruckwasserstrahl, einen Abrasivfestkörperstrahl, einen Ultraschallstrahl oder um einen Gasstrahl handelt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Kohlekompaktate aus Kohlepresskuchen ohne Staubentwicklung, ohne Abnutzung von Schneidwerkzeugen und mit großer Präzision hergestellt werden.

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens, wobei der Kohlepresskuchen durch Pressverfahren nach dem Stand der Technik hergestellt wird und das Teilen des Kohlepresskuchens durch nichtmechanische, energieliefernde Medien vorgenommen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Kohlekompaktate hergestellt, die ohne weitere platzverbrauchende Schervorrichtungen hergestellt werden können, so dass ein weiter Transport eines gepressten Kohlekuchens zur Herstellung von Kohlekompaktaten nicht mehr erforderlich ist.
  • Die Beladung von Kokskammeröfen kann in vielerlei Weise erfolgen. Einige Typen von Koksofenkammern werden durch die Decke beladen, was für die Konstruktion der Koksofentüren und der Ausdrückmaschinen von Vorteil ist. Die Beladung erfolgt durch spezielle Belademaschinen, die auf der Koksofendecke montiert sind über Beladeöffnungen in der Koksofendecke. Die Reinigung der Koksofendecke ist dabei ein schwieriges Problem. Die meisten Ausführungsarten für Koksofenkammern werden deshalb durch frontal zu öffnende Koksofenkammertüren beladen, wodurch der Beladevorgang erheblich schneller und sauberer verläuft. Zu diesem Zweck sind auf beiden frontalen Seiten der Koksofenkammer Türen montiert, durch die die Koksofenkammer beladen und ausgedrückt werden kann.
  • Auf einer Seite sind typischerweise Belademaschinen und Löschwagen installiert, die vor den Kokskammeröfen entlang der frontalen Wände gefahren werden können und zum Beladen oder Löschen vor eine Koksofenkammer gefahren werden können. Auf der anderen frontalen Seite sind Ausdrückmaschinen montiert, die ebenfalls vor den Kokskammeröfen entlang der frontalen Wände gefahren werden können und zum Ausdrücken vor eine Koksofenkammer gefahren werden.
  • Eine gängige Ausführungsart für die Beladung von horizontalen Koksofenkammern beschreibt die DE 19545736 A1 . Die Kohle wird dabei außerhalb des Ofens mit gleichmäßiger Höhe auf eine ebene Bodenplatte geschüttet und anschließend verdichtet, wonach der verdichtete Kohlekuchen mit der Bodenplatte in die Ofenkammer geschoben wird und die Bodenplatte anschließend unter stirnseitigem Festhalten des Kohlekuchens aus der Ofenkammer zurückgezogen wird. Durch dieses Verfahren können insbesondere horizontale Koksofenkammern beladen werden, die mit einer Bodenheizung ausgestattet sind. Bei diesem Verfahren geht ein Teil der Kohle dadurch verloren, dass Kohlestückchen aus der verdichteten Kohle beim Beladen von der Setzmaschine fallen. Auch können beim Beladen Kohlestückchen vor die Koksofenkammer fallen. Schließlich ist die Dosierung der Kohle durch dieses Verfahren ungenau, da nicht notwendigerweise genau aufgeteilte Kohleportionen in die Koksofenkammer gegeben werden.
  • Aus diesem Grund gibt es im Stand der Technik Verfahren, die eine Kompaktierung der Kohle vornehmen. Dadurch erhält man aus lockerer Ausgangskohle Kohlepressblöcke oder Kohlekompaktate, die leichter in den Koksofen gegeben werden können. Diese sind so dicht, dass keine oder nur äußerst wenig Kohlestückchen beim Transport der Kohleportionen verloren gehen. Die Kohlekompaktate werden durch Verpressen mit einer geeigneten Pressmaschine hergestellt, wodurch zunächst ein großer Presskuchen entsteht, aus dem mit geeigneten Schneidwerkzeugen Kohlekompaktate der gewünschten Größe bereitgestellt werden. Diese werden zur Verkokung gestapelt und mit einer Setzmaschine oder mit einer anderen geeigneten Vorrichtung in die Koksofenkammer geschoben.
  • Das Verpressen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, wobei die Formgebung typischerweise durch eine Pressmaschine erfolgt, die zunächst einen großen Presskuchen formt und aus dem mit geeigneten Schneidwerkzeugen Kohlekompaktate der gewünschten Größe hergestellt werden. Diese werden zur Verkokung gestapelt und mit einer Setzmaschine oder mit einer anderen Vorrichtung in die Koksofenkammer geschoben. Als Schneidwerkzeuge eignen sich beispielsweise Metallblätter oder Sägeblätter. Mögliche Schneidwerkzeuge sind aber auch Drähte oder aus Metall gefertigte Stangen. Ein Beispiel für das Schneiden von bereits vorhandenen Kohlepresskuchen mit mechanischen Werkzeugen gibt die DE 10 2009 011 927.2 .
  • Diese mechanischen Schneidwerkzeuge müssen genügend stabil sein, um eine Kompaktierung des Kohlekuchens zu erreichen, da der Kraftaufwand, der bei dem Schneiden des Kohlekuchens erforderlich ist, hoch ist. Diese müssen auch dem Abrieb widerstehen, dem die Schneidwerkzeuge über die Zeit ausgesetzt sind. Insbesondere bei Drähten oder Stangen ist dies jedoch nur bedingt der Fall. Ein weiterer Nachteil, der sich aus der Verwendung von Schneidwerkzeugen ergibt, ist die ungenaue Justierung der Schneidwerkzeuge. Diese stellen häufig Kompaktate her, die nicht genau kompaktiert sind, sondern bedingt durch das Biegeverhalten der mechanischen Scheidwerkzeuge nur innerhalb bestimmter Toleranzen in der Abmessung kompaktiert werden können. Die Schneidbreite in Kohlekompaktaten ist deshalb mit konventionellen Schneidwerkzeugen nur ungenügend einstellbar. Dadurch ist eine genaue Abmessung der Kompaktate und ein zuverlässiges Ausgasen der Verkokungsgase nicht immer möglich.
  • Aus diesem Grund wäre es von Vorteil, wenn ein genaues Verfahren zur Verfügung stünde, mit dem Kohlekompaktate genau, schnell und effektiv hergestellt werden können. Der Abrieb der verwendeten Schneidwerkzeuge soll gering sein und die Entwicklung von Kohlestaub soll ebenfalls möglichst vermieden werden. Die Kanalbreite im Kohlekuchen der durch das Schneiden hergestellten Kompaktate soll möglichst genau und definiert sein, um eine genaue Abmessung der Kompaktate und ein zuverlässiges Ausgasen zu gewährleisten.
  • Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches aus einem Kohlepresskuchen Kompaktate mit einer sehr großen Genauigkeit, ohne Abnutzung der Schneidgeräte, und mit einer geringen Staubentwicklung herstellt.
  • Das Verfahren löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens, wobei unter nichtmechanischen Verfahren insbesondere eine Aufteilung durch Laserstrahlen, Hochdruckwasserstrahlen oder Sandstrahlen zu verstehen ist.
  • Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens, wobei
    • • die Kohle mit einer geeigneten Pressvorrichtung in einen oder mehrere Kohlekompaktate gepresst und verdichtet wird, so dass man einen dichten und stückfreien Kohlekuchen erhält, der sich zur Kompaktierung von Kohle eignet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
    • • der erhaltene Kohlekuchen mit nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medien in Kompaktate geteilt wird, so dass man Kohlekompaktate erhält, die einzeln oder horizontal aneinandergereiht oder übereinander gestapelt oder horizontal aneinandergereiht und übereinander gestapelt oder horizontal aneinandergereiht und übereinander gestapelt in eine horizontal zu beladende Koksofenkammer zu beladen sind.
  • Bei den nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medien handelt es sich in einer Ausführungsform der Erfindung um einen Laserstrahl. Bei den nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medien handelt es sich in einer weiteren Ausführungsform um einen Hochdruckwasserstrahl. Bei den nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medien handelt es sich in einer weiteren Ausführungsform um einen Hochdrucksandstrahl.
  • Zum Laserschneiden können alle Laserstrahlen verwendet werden, die sich zum Schneiden von Kohlepresskuchen eignen. Ein Beispiel für einen zum Kohleschneiden geeigneten Laserstrahl ist der CO2-Laser. Eine Beispiel für ein geeignetes Schneideverfahren mittels Laserstrahl gibt die DE 19537467 C1 .
  • Zum Schneiden durch Wasserstrahlen können alle Wasserstrahlschneideverfahren eingesetzt werden, die sich zum Schneiden von Kohlepressblöcken eignen. Beispiele für geeignete Wasserstrahlschneideverfahren sind das Abrasivwasserschneiden oder das Reinwasserschneiden. Ein Beispiel für ein geeignetes Schneideverfahren mittels Wasserstrahl gibt die US 2008/0032610 A1 . Das Verfahren eignet sich zum Schneiden von Kohlepressblöcken und gestattet auch die Hinzufügung von Abrasivmaterialien in den Wasserstrahl.
  • Zum Schneiden des Kohlekuchens mittels Abrasivfestkörperstrahlen können prinzipiell alle Verfahren eingesetzt werden, die sich zum Schneiden von Kohlekuchen eignen. Beispiele für geeignete Abrasivfestkörperstrahlverfahren sind das Trockenverfahren oder das Schlämmverfahren. Ein Beispiel für ein Sandstrahlverfahren zur Entfernung von Kohle aus felsigen Kohleminen gibt die GB 190408559 . Ein Beispiel für einen Abrasivstrahlschneideprozess mittels Trockenverfahren gibt die EP 2123402 A1 . Ein Beispiel für einen Abrasivstrahlschneideprozess mit Schlämmstrahlen gibt die DE 4430133 A1 .
  • Bei den nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medien kann es sich auch um einen Luftstrahl oder einen Stickstoffgasstrahl handeln. Der Luft- oder Gasstrahl kann erhitzt sein. Als nichtmechanisches, scherenergielieferndes Medium können schließlich auch Ultraschall oder sonstige Medien zur Anwendung kommen. Ultraschall kann mit speziellen Werkzeugen, die ein Schneiden mit Ultraschall erlauben, auf die Kohle aufgebracht werden.
  • Die genannten Verfahren können einzeln angewendet werden, sie können aber auch in Kombination angewendet werden.
  • In einer typischen Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten so betrieben, dass die erhaltenen Kohlekompaktate in eine horizontale Koksofenkammer vom Typ „Non-Recovery” oder „Heat-Recovery” beladen werden. Diese nutzen die bei der Verkokung entstehenden Verkokungsgase zur Erzeugung der Verkokungswärme. Eine Ausführungsform, in der die erhaltenen Kompaktate auch in konventionelle Öfen beladen werden, ist jedoch denkbar.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, dass damit aus einem Kohlepresskuchen Kohlekompaktate genau, schnell und mit großer Präzision hergestellt werden können. Durch die Verwendung eines nichtmechanischen Schneidewerkzeuges gibt es keinen Abrieb. Die Entwicklung von Kohlestaub ist durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gering. Die hergestellten Kohlekompaktate sind genau in der Abmessung und die eingeschnittenen Kanaltiefen sind in ihren Abmessungen sehr definiert. Dadurch ist ein verbessertes Ausgasen der Verkokungsgase möglich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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    • US 2008/0032610 A1 [0014]
    • GB 190408559 [0015]
    • EP 2123402 A1 [0015]
    • DE 4430133 A1 [0015]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens, wobei • die Kohle mit einer geeigneten Pressvorrichtung in einen oder mehrere Kohlekompaktate gepresst und verdichtet wird, so dass man einen dichten und stückfreien Kohlekuchen erhält, der sich zur Kompaktierung von Kohle eignet, dadurch gekennzeichnet, dass • der erhaltene Kohlekuchen mit einem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium in Kompaktate geteilt wird, so dass man Kohlekompaktate erhält, die einzeln, oder horizontal aneinandergereiht oder übereinander gestapelt oder horizontal aneinandergereiht und übereinander gestapelt oder horizontal aneinandergereiht und übereinander gestapelt in eine horizontal zu beladende Koksofenkammer zu beladen sind.
  2. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium um einen Laserstrahl handelt.
  3. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium um einen Hochdruckwasserstrahl handelt.
  4. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium um einen Abrasivfestkörperstrahl handelt.
  5. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium einen Luftstrahl handelt.
  6. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium um einen Stickstoffgasstrahl handelt.
  7. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nichtmechanischen, scherenergieliefernden Medium um Ultraschall handelt.
  8. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung der Kohlekompaktate durch eine Kombination der genannten nichtmechanischen Schneidverfahren erfolgt.
  9. Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten durch nichtmechanisches Teilen eines Kohlepresskuchens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltenen Kohlekompaktate in eine horizontale Koksofenkammer vom Typ „Non-Recovery” oder „Heat-Recovery” beladen werden.
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