DE1041018B

DE1041018B - Verfahren zum Calcinieren von Anthrazit od. dgl.

Info

Publication number: DE1041018B
Application number: DEE5211A
Authority: DE
Original assignee: Elektrokemisk AS
Current assignee: Elektrokemisk AS
Priority date: 1951-03-19
Filing date: 1952-03-17
Publication date: 1958-10-16
Also published as: GB696275A; FR1051895A

Description

Verfahren zum Calcinieren von Anthrazit od dgl.
Gewöhnlich benutzt man zum Calcinieren von Anthrazit od. dgl. Schachtöfen und erhitzt die Beschickung, indem man im Ofen, der mit einer unteren und oberen Elektrode versehen sein kann, einen elektrischen Strom durch das zu calcinierende Material durchleitet. Dabei gleitet das zu calcinierende Gut, ohne daß es eine Umwälzung oder Umschichtung erfährt, durch den beheizten Bereich des Ofens.
Während der Erhitzung bei 500 bis 800P C werden die flüchtigen Bestandteile abgetrieben; hierbei schrumpft das zu calcinierende Material ein und erhält eine größere Leitfähigkeit. Die entwickelten Gase werden dabei aus dem Schachtofen unausgenutzt herausgelassen, obwohl die Gase sehr reich an Wasserstoff sind und pro Tonne Anthrazit je nach dessen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen einen Brennwert von z.B. etwa 1200kWh repräsentieren.
Für das hierzu nötige Calcinieren von Anthrazit od. dgl. sind zwei verschiedene Ofentypen bekannt, nämlich Drehrohröfen, in dem die flüchtigen Bestandteile verbrannt und zur Erhitzung ausgenutzt werden, und elektrisch beheizte Schachtöfen.
Mit der erstgenannten Ofentype läßt sich ein gleichmäßig calciniertes Produkt herstellen. Diese Öfen haben den Nachteil, daß man Temperaturen von 1200 bis 14000 C nicht überschreiten kann, da die Ofenausfütterung nicht ausreichend beständig ist und außerdem eine unerwünschte Oxydation des Anthrazits eintritt. Hohe Temperaturen sind jedoch zur Herstellung eines gut calcinierten Produktes notwendig.
Die zweitgenannte Ofentype gestattet eine Erhitzung bis auf Temperaturen von 1500 bis 25000 C, ergibt aber ein sehr ungleichmäßig calciniertes Produkt, weil der Strom in gewissen beschränkten Bahnen durch die Beschickung läuft. Hierdurch werden lokale Überhitzungen verursacht. Die Folge davon ist, daß ein Teil der Beschickung zu stark graphitiert wird, während ein anderer Teil ungenügend calciniert wird. Diese Nachteile treten insbesondere längs der Ofenwände auf. Lokale Überhitzungen werden auch dadurch begünstigt, daß bei dem zu calcinierenden Material wie Anthrazit od. dgl. die elektrische Leitfähigkeit mit der Temperatur steigt und selbstverständlich der elektrische Strom den Weg des geringsten Widerstandes geht. Es ist bisher nicht gelungen, calcinierten Anthrazit von gleichmäßigem Calcinierungsgrad herzustellen. Eine gleichmäßig starke Graphitierung ist aber von entscheidender Bedeutung für die Eigenschaften der aus dem calcinierten Anthrazit herzustellenden Produkte.
Ein zu hoher Graphitgehalt gestattet nur ein mäßiges Anfeuchten mit den zur Herstellung von Elektrodenmasse verwendeten Bindemitteln, was wiederum eine verminderte Druckfestigkeit der aus der Elektrodenmasse hergestellten Elektroden zur Folge hat.
Die Erfindung bezweckt die Herstellung eines weitgehend gleichmäßig calcinierten Anthrazits od. dgl. Weiterhin bezweckt sie zugleich eine Ausnutzung des Brennwertes der beim Calcinieren entwickelten Gase.
Zur Erreichung dieser Ziele wird ein Verfahren zum Calcinieren von Anthrazit od. dgl. vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Erhitzung des Ausgangsmaterials in zwei aufeinanderfolgenden Stufen erfolgt mit einer Vorcalcinierung in einem durch unvollständige Verbrennung der in dieser ersten Stufe aus dem zu calcinierenden Material gebildeten flüchtigen Schwelprodukte beheizten Vorwärmer z. B. einem Drehrohrofen und einer Endcalcinierung in einem elektrischen Schachtofen.
Eine weitere Ausbildung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß auch die aus dem elektrischen Schachtofen entweichenden Gase dem die erste Stufe bildenden Drehrohrofen zur Verbrennung zugeführt werden.
Bevor also das zu calcinierende Gut in den Calcinierungsofen gelangt, wird es unter Umwälzung in einem Vorwärmofen vorgewärmt. Durch die Vorwärmung wird die elektrische Leitfähigkeit des Materials bedeutend erhöht, so daß dann bei der Calcinierung in dem dem Vorwärmofen nachgeordneten Calcinierungsofen ein gleichmäßig durchwärmtes Material vorliegt, durch welches der Strom gleichmäßig verteilt hindurchgeht. Durch die Behandlung des zu calcinierenden Gutes zunächst in einem Drehrohrofen, in dem die flüchtigen Bestandteile verbrannt und zur Erhitzung ausgenutzt werden, und in einem elektrisch beheizten Schachtofen ergibt sich eine überraschende Qualitätsverbesserung des Produktes, sobald die Vorcalcinierung im Drehrohrofen so weit betrieben wird, daß der Anthrazit, der im rohen Zustand nichtleitend ist, bei einer Temperatur von mindestens 6(100 C so vorcalciniert wird, daß die Schachtofenbeschickung elektrisch leitend wird. Man erzielt dadurch eine gleichmäßige Stromverteilung über den größten Teil des Schachtofenquerschnittes und eine zufriedenstellend gleichmäßige Endcalcinierung bei hoher Temperatur.
Es hat sich erwiesen, daß die Calcinierung von Anthrazit in zwei Stufen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine überraschende Qualitätsverbesserung der Elektrodenmasse ergibt, die nicht vorauszusehen war. Dieser günstige Endeffekt bezüglich Energieaufwand, Durchsatzmenge und Qualität des Endproduktes konnte bisher von keinem Verfahren erreicht werden.
Die Vorwärmung wird gemäß der Erfindung unter Verwertung der Verbrennungswärme der Gase vorgenommen, die während des Calcinierens im Calcinierungsofen aus dem zu calcinierenden Gut abgetrieben werden. Das so erwärmte Material gelangt im Zustand erhöhter elektrischer Leitfähigkeit in dem Calcinierungsofen in die elektrische Strombahn.
Messungen haben ergeben, daß der Verbrauch an elektrischer Energie bei der gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Art des Calcinierens wesentlich reduziert werden kann. Der Energieverbrauch im Schachtofen liegt im allgemeinen zwischen 50 und 30°/o des bisher notwendigen Energieaufwandes.
Wesentlich für den Erfolg der Vorwärmung und damit des ganzen Verfahrens ist eine gleichmäßige Durchwärmung des zu calcinierenden Guts. Es ist deshalb vorgesehen, als Vorwärmöfen Drehrohröfen zu verwenden. so daß beim Durchgang des Materials durch diese das Material ständig umgewälzt und somit gleichmäßig durchwärmt wird.
Die Vorwärmung des Materials im Drehrohrofen erfolgt durch Verbrennung der abgetriebenen Gase innerhalb des Drehrohrofens.
Eine gewisse Calcinierung findet bereits im Drehrohrofen statt, hauptsächlich jedoch im Schachtofen; die Calcinierung im Schachtofen ergibt sehr ebenmäßig calciniertes Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, das sich vorzüglich zur Herstellung z. B. für Elektrodenmasse für selbstbackende Elektroden (Söderberg-Elektroden) eignet.
Es ist selbstverständlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung am besten kontinuierlich betrieben wird.
Das Verfahren selbst und die zu seiner Ausübung erforderliche Vorrichtung werden nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Verfahren und zeigt eine Vorrichtung mit einem horizontalen Vorwärmofen.
1 ist ein Drehrohrofen, an den sich die Rauchkammer 2 mit dem Abzugsrohr 3 für verbranntes Gas anschließt. Das Abzugsrohr 3 steht mit einem Ventilator oder einem Schornstein in Verbindung, die den im Drehrohrofen nötigen Unterdruck schaffen und so durch die im Mantel des Drehrohrofens angeordneten Rohre 4 Verbrennungsluft in den Drehrohrofen fördern. Die Rohre 4 sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zunächst radial eingeführt, dann aber axial in Richtung auf die Rauchkammer abgewinkelt und ragen so weit in den Drehrohrofen hinein, daß die Rohrmündungen oberhalb der Beschickung enden und niemals von dem vorzuwärmenden Material, das sich im Drehrohrofen in Umwälzung befindet, verdeckt werden.
Das zunächst vorzuwärmende Material wie Anthrazit od. dgl. wird in geeigneter Korngröße kontinuierlich aus dem Füllkasten 5 mit Hilfe einer Beschickungsvorrichtung 15 in den Drehrohrofen eingelassen. Im Drehrohrofen findet eine Verbrennung statt, die, wenn der Ofen in Betrieb genommen wird, z. B. durch Fremdgase eingeleitet wird. Durch Steigerung der Temperatur im Drehrohrofen wird das Material auf etwa 800 bis 10000 C erhitzt, bei welcher Temperatur selbstverständlich flüchtige Be-Bestandteile abgetrieben werden, die ihrerseits dann die weitere Erwärmung nachgeförderten Materials fortlaufend bewirken. Der Unterdruck im Ofen wird so reguliert, daß nur eine unvollständige Verbrennung der brennbaren Gase erfolgt. Man verbrennt also vorzugsweise in einer sauerstoffarmen Brenugasatmosphäre und vermeidet dadurch eine nennenswerte unerwünschte Verbrennung des Anthrazits.
Das vorgewärmte Material wird bei dem Auslaß 6 kontinuierlich ausgetragen und kann gegebenenfalls einen thermisch gut isolierten Behälter 7 passieren und gelangt gegebenenfalls mit Hilfe einer Beschickungsvorrichtung 16 in den elektrischen Schachtofen 8 mit einer oben angeordneten Elektrode 9 und einer oder mehreren Bodenelektroden 10. Der Schachtofen ist mit einem Gasabzugsrohr 11 versehen, das mit dem Drehrohrofen 1 in unmittelbarer Verbindung stehen kann und durch welches beim Calcinieren auftretende Abgase nutzbar gemacht werden können.
Durch den Auslaß 12 gelangt das z. B. mit Hilfe eines Drehtisches 13 ausgetragene Gut in den Sammelbehälter 14, es kann aber auch unmittelbar in Transportwagen gefüllt und in diesen gekühlt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung des in der Figur dargestellten und beschriebenen Vorwärmers beschränkt. Es können auch andere an sich bekannte Vorwärmer verwendet werden, z. B. schräg oder horizontal gestellte Rostvorwärmer. Diese können entweder der Bauart sein, bei der der Rost oder ein Teil desselben vor- und rückwärts bewegt wird, oder der Bauart, wo der Rost als endlos über Rollen geführtes Band ausgestaltet ist. Bei diesen beiden Vorwärmerbauarten wird das Material auf dem Rost vorwärts geführt, und die heißen Gase werden zunächst durch die Materialschichten und dann durch den Rost geleitet.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Verfahren zum Calcinieren von Anthrazit od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Ausgangsmaterials in zwei aufeinanderfolgenden Stufen erfolgt mit einer Vorcalcinierung in einem durch unvollständige Verbrennung der in dieser ersten Stufe aus dem zu calcinierenden Material gebildeten flüchtigen Schwelprodukte beheizten Vorwärmer, z. B. einem Drehrohrofen, und einer Endcalcinierung in einem elektrischen Schachtofen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die aus dem elektrischen Schachtofen entweichenden Gase dem die erste Stufe bildenden Drehrohrofen zur Verbrennung zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 588 562, 56 492, 436919, 377353, 474359; USk-Patentschrift Nr. 1 084274.