DE102012020078B4

DE102012020078B4 - Verfahren zur Erhöhung der Schüttdichte von Kohlen und Kohlenmischungen im Koksofen

Info

Publication number: DE102012020078B4
Application number: DE102012020078.1A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: DE102012020078A1

Abstract

Verwendung eines gemahlenen und vorverdichteten Mahlproduktes in Schüttkokereien und Stampfkokereien, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlprodukt durch Mahlkompaktierung einzelner Kohlen als auch Kohlemischungen in einer Gutbettmühle erhalten wird und somit ein Mahlprodukt, bestehend aus gemahlener loser Kohle und hochverdichteten Schülpen erzeugt wird, wobei im Koksofen eine Schüttdichteerhöhung um bis zu 18% gegenüber der einfach gemahlenen Kohle realisiert wird.

Description

In den Kokereien werden Steinkohlen und andere Mischungskomponenten vor der Verkokung mittels Zerkleinerungsaggregate, vornehmlich Hammermühlen auf ca. < 10 mm gemahlen und anschließend vorwiegend in loser Schüttung, im so genannten Schüttbetrieb, in Kammeröfen verkokt. Die Mahlung kann dabei für einzelne Kohlen getrennt erfolgen, oder als Kollektivmahlung für eine fertige Einsatzmischung. Im Falle der getrennten Mahlung erfolgt die Herstellung der Einsatz-Mischung aus den einzelnen vorher gemahlenen Komponenten durch Dosierung und Homogenisierung. Der Betrieb von Hammermühlen ist energetisch aufwendig und verursacht erhebliche Betriebskosten.
Die Koksproduktion im Schüttbetrieb erfordert den Einsatz von Kohlen mit hohem Koksbildungsvermögen. Solche Kohlen sind weltweit knapp und sie werden auf dem Weltmarkt zunehmend teurer gehandelt. Steinkohlen mit geringerem Koksbildungsvermögen bilden weitaus größere Ressourcen und sie werden zu günstigeren Preisen gehandelt. Ihr Einsatz in Anteilen von ca. > 10–15% ist ohne zusätzliche technische Maßnahmen nicht möglich. Ziel dieser zusätzlichen Maßnahmen ist es, die Schüttdichte der Einsatzmischung in Koksöfen zu erhöhen (Lit. (1)).
Eine äußerst effiziente Methode zur Erhöhung der Dichte ist das Stampfen (Lit. (2)). Damit können die Anteile von Kohlen mit geringerem Koksbildungsvermögen maximiert werden. Dabei wird die gesamte Mischung in einer Stampfmaschine zu einem so genannten Kohlekuchen mit nahezu gleichen Abmessungen wie der Koksofen verdichtet und durch eine Ofentür horizontal in den Koksofen eingebracht. Dieses Verfahren wurde in den letzten 25 Jahren weiter entwickelt (Lit. (3)) und wird weltweit in steigendem Maße angewendet. Aufgrund der betriebstechnischen Besonderheiten ist der Einsatz dieses Verfahrens nur im Zusammenhang mit dem Neubau von Kokereianlagen möglich.
Die weitaus größere Anzahl der weltweit bestehen Kokereien sind Schüttbetriebe. Sie geraten zunehmend unter Ressourcendruck hinsichtlich der Kosten und der Verfügbarkeit guter Kokskohlen und sind gezwungen, das Spektrum der Einsatzkohlen zu erweitern. Ein wirksamer Prozessparameter dabei ist die Schüttdichte (Lit. (4)).
Die Schüttdichte der Kohle kann durch Optimierung der Korngrößenverteilung oder Vortrocknung der Kohle geringfügig verbessert werden. Höhere Effizienz bringt die Brikettierung eines Teils der gemahlenen Einsatzkohle und Mischung mit der restlichen Kohle (Lit. (5)). Dabei kann max. 30% der Mischung aus Briketts bestehen. Dieses Verfahren ist jedoch zusätzlich zur Mahlanlage mit erheblichen Mehrkosten für Investitionen für die Brikettier- und Mischanlage und für ihren Betrieb verbunden.
Das hier beschriebene erfindungsgemäße Verfahren nutzt die Mahlung der Kohle in Hochdruck-Gutbettmühlen. Die Beschreibungen der Hochdruck-Gutbettmühle und ihrer Anwendung für unterschiedliche Einsatz- bzw. Produktbereiche finden sich in der Literatur u. a. in (7, 8, 9, 10, 11).
In Hochdruck-Gutbettmühlen wird das Mahlgut zwischen zwei rotierenden Walzen bei hohem Druck gemahlen und gleichzeitig stark zu Schülpen verdichtet. Bei der bisherigen Anwendung als Mahlverfahren muss das gemahlene Produkt anschließend wieder deglomeriert werden, um ein feinkörniges Produkt, z. B. Zement, Mineralpulver etc. zu erhalten.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren werden beide Effekte, Mahlen und gleichzeitiges Verdichten (= Mahlkompaktieren) von Kohlen für die Anwendung bei der Kokserzeugung in Kokereien (vgl. Verfahrensschemata bis ) genutzt werden. Das Verfahrensziel dabei ist, eine höhere Schüttdichte im Koksofen zu erzielen. Dies wird dadurch erreicht, indem anstelle einer losen fein zerkleinerten Kohle eine Mischung bestehend aus Feinkohle und hoch verdichteten Schülpen in den Koksofen eingebracht wird.
Das im Folgenden näher beschriebene erfindungsgemäße Verfahren weist signifikante technisch-wirtschaftliche Vorteile und kann in jeder Kokerei angewendet werden.
Literaturverzeichnis

(1) Leibrock, K., Petak, H.: Coke production from low-coking coal blends by densification. Fuel Processing Technology, 1983, No 7, pp. 91–107.
(2) Kuyumcu, H. Z.: Cokemaking by Stamp Charging. Proceedings of the 6. International Iron and Steel Congress, Nagoya/Japan, 1990, pp. 282–29
(3) Echterhoff, J., Killich, H. J., Kuyumcu, H. Z.: Application of the Saarberg Stamp Charging Technology to Tall Ovens. Cokemaking International, 1992, No. 2, pp. 45–50.
(4) Kuyumcu, H. Z.: Preparation of Coal Blends for Cokemaking. Mineral Processing on the Verge of the 21^st Century, Rotterdam, 2000, pp. 353–363.
(5) Yoshinaga, M. et. al: Industrialization of Briquette Blend Coking Process Paper presented at 35th AIME Congress, St. Louis USA March 28–31, 1976.
(6) Schönert, K.: Verfahren zur Fein- und Feinstmahlung von Materialien spröden Verhaltens. DE 27 08 053 B2 , Offenlegungstag. 07.09.1978.
(7) Schönert, K., Knobloch, O.: Cement grinding in the twin-roll mill. Zement-Kalk-Gips 11 (1984), pp. 563–568.
(8) Schwechten, D.: Trocken- und Nassmahlung spröder Materialien in der Gutbett-Walzenmühle. Dissertation TU Clausthal, 1987.
(9) Kellerwessel, H.: High pressure material bed comminution in practice. Zement-Kalk-Gips 2 (1990), pp. 57–64.
(10) Feige, F.: Entwicklungsstand der Hochdruckzerkleinerung. Zement-Kalk-Gips 46 (1993), pp. 586–596.
(11) Kellerwessel, H.: High pressure particle bed comminution, State of the art, Application, Recent developments. Engineering and Mining Journal, 1996, pp. 45–52.
(12) DE 25 27 678 A1 : Verfahren zur Herstellung von Koks für metallurgische Zwecke.
(13) DE 30 06 853 A1 : Durch Kompaktierung von Kokskohle hergestellte Koksofen-Einsatzkohle, sowie Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung.
(14) DE 10 2008 025 373 B3 : Vorrichtung zur Gutbettzerkleinerung.

Claims

Verwendung eines gemahlenen und vorverdichteten Mahlproduktes in Schüttkokereien und Stampfkokereien, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlprodukt durch Mahlkompaktierung einzelner Kohlen als auch Kohlemischungen in einer Gutbettmühle erhalten wird und somit ein Mahlprodukt, bestehend aus gemahlener loser Kohle und hochverdichteten Schülpen erzeugt wird, wobei im Koksofen eine Schüttdichteerhöhung um bis zu 18% gegenüber der einfach gemahlenen Kohle realisiert wird.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gutbettmühle eine Gutbettwalzenmühle verwendet wird und dass auf eine anschließende Auflockerung bzw. Dispergierung des prozessbedingt zu Schülpen verdichteten Mahlproduktes verzichtet wird.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch, bestehend aus gemahlener loser Kohle und hochverdichteten Schülpen einen Schülpenanteil bis zu 70% enthält und dass die Schülpendichte, abhängig von der wahren Dichte der Kohle, auf 1200 kg/m³ und höher eingestellt wird.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beliebige Kohlemischungen mit flüchtigen Bestandteilen zwischen 14% und weniger und 29% und höher (auf wasser-aschefreier-Basis – waf) als Ausgangsstoffe verwendet werden.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlprodukt, bestehend aus gemahlener loser Kohle und hochverdichteten Schülpen als Ausgangsstoff in bestehenden Schüttkokereien und Stampfkokereien zur Nachrüstung oder beim Neubau von Schüttkokereien und Stampfkokereien erfolgt.