DE1057066B

DE1057066B - Process for the production of a solid, reactive coke by coking the partially dried flotation sludge that occurs during the washing of hard coal

Info

Publication number: DE1057066B
Application number: DEK15660A
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Karl
Original assignee: Heinrich Koppers GmbH
Current assignee: Heinrich Koppers GmbH
Priority date: 1952-09-30
Filing date: 1952-09-30
Publication date: 1959-05-14

Description

Verfahren zur Herstellung. eines stückfesten, reaktionsfähigen Kokses durch Verkokung des bei der Steinkohlenwäsche anfallenden, teilweise getrockneten Flotationsschlammes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines stückfesten, mittel- bis leichtverbrennlichen Kokses aus Flotationsschlamm, der bei der Steinkohlenwäsche anfällt.Method of manufacture. of solid, reactive coke due to coking of the partially dried material from the coal washing process Flotation sludge The invention relates to a method for producing a piece-solid, Medium to easily combustible coke from flotation sludge used in coal washing accrues.

Bei der Steinkohlenwäsche fällt unter anderem auch ein kohlenstoffhaltiger Schlamm an, in welchem die Kohle mit einer Korngröße unter 0,5 mm angereichert ist. Der Wassergehalt dieses Flotationsschlammes beträgt etwa 25%. Dieser Schlamm ist ein verhältnismäßig wertloses Produkt, weil er sich wegen seines hohen Wassergehaltes nicht ohne weiteres zum Verbrennen eignet. Man hat daher versucht, den Flotationsschlamm nach teilweiser Trocknung zu verkoken. Es zeigte sich, daß insbesondere bei Flotationsschlämmen aus gasreichen Kohlen gut geschmolzene, feste und sehr dichte Kokse erzeugt werden können. Ein fester, stückiger Koks ist für die verschiedensten Gebiete der Technik an sich sehr erwünscht. Jedoch zeigte der aus Flotationsschlämmen hergestellte Koks neben den erwähnten guten Eigenschaften auch eine sehr nachteilige Eigenschaft, nämlich die, daß diese Kokse sehr schwer reaktionsfähig sind, so schwer reaktionsfähig, daß man sie praktisch als feuerfest zu bezeichnen pflegt. Durch diese nachteilige Eigenschaft der aus Flotationsschlämmen hergestellten Kokse wurde bisher die Möglichkeit, aus solchen Schlämmen hergestellte Kokse in größerem Umfange zu verwenden, vereitelt. Da jedoch wegen des Fortschreitens der Vollmechanisierung der Abbaubetriebe der Anfall an staubförmigen Anteilen in der gewonnenen Kohle ständig zunimmt, liegt ein wachsendes Bedürfnis in der Technik vor, die Flotationsschlämme nutzbringend zu verwerten.In the case of hard coal washing, a carbon-containing one falls, among other things Sludge in which the coal is enriched with a grain size of less than 0.5 mm. The water content of this flotation sludge is about 25%. This mud is a relatively worthless product because it is because of its high water content not easily suitable for burning. Attempts have therefore been made to use the flotation sludge to coke after partial drying. It was found that especially in the case of flotation sludges Well-melted, solid and very dense cokes are produced from gas-rich coals can. A solid, lumpy coke is used in a wide variety of technical fields in itself very desirable. However, the coke made from flotation sludge showed In addition to the good properties mentioned, there is also a very disadvantageous property, namely that these cokes are very difficult to react, so difficult to react, that they are practically referred to as fireproof. Due to this disadvantageous Property of the coke produced from flotation sludge has been the possibility of The widespread use of coke made from such sludge is thwarted. However, because of the progress of the full mechanization of the mining operations of the Accumulation of dusty fractions in the extracted coal is constantly increasing suggest a growing need in the art to utilize the flotation sludges to utilize.

Die Erfindung löst das Problem der Herstellung eines sowohl stückfesten als auch reaktionsfähigen Kokses aus Flotationsschlamm in einfacher Weise. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß der Schlamm zunächst auf einen Wassergehalt unter 1504 herabgetrocknet, dann mit Braunkohlenstaub von einer Korngröße nicht über 3 mm in einer Menge bis zu 20%, vorzugsweise 10 bis 15%., der Gesamtmasse innig vermischt und brikettiert wird, worauf die Briketts bei Temperaturen von etwa 800° C verkokt werden.The invention solves the problem of producing both lump-solid and reactive coke from flotation sludge in a simple manner. The method according to the invention consists in that the sludge is first dried to a water content below 1504 , then with lignite dust of a grain size not more than 3 mm in an amount of up to 20%, preferably 10 to 15%., Of the total mass is intimately mixed and briquetted, whereupon the briquettes are coked at temperatures of around 800 ° C.

Der Einfluß des erfindungsgemäßen Zusatzes auf die Reaktionsfähigkeit bzw. Verbrennlichkeit des aus Flotationsschlamm gewonnenen Kokses ist in Tafel I dargestellt. Die Verbrennlichkeit ist dabei definiert als das Volumverhältnis von Kohlenoxyd zu Kohlendioxyd, welches sich ergibt, wenn man Tiber eine Schicht glühenden Kokses von etwa 950° C eine bestimmte Menge von Kohlendioxyd leitet. Diese Verbrennlichkeit ist in der Tafel I in Abhängigkeit von der Behandlungszeit dargestellt. Kurve l zeigt die Verbrennlichkeit eines Kokses, der aus reiner Flotationskohle ohne Zusatz hergestellt ist. Es zeigt sich, daß die Verbrennlichkeit dieses Kokses zunächst auf einen gewissen Wert ansteigt und dann wieder langsam abfällt, um sich schließlich einem wahrscheinlich konstanten Wert zu nähern.The influence of the additive according to the invention on the reactivity or the combustibility of the coke obtained from flotation sludge is given in Table I. shown. The combustibility is defined as the volume ratio of Carbon dioxide to carbon dioxide, which results when one layer of glowing over the surface is glowing Coke at about 950 ° C conducts a certain amount of carbon dioxide. This combustibility is shown in Table I as a function of the treatment time. Curve l shows the combustibility of a coke made from pure flotation coal without additives is made. It turns out that the combustibility of this coke is initially rises to a certain value and then slowly falls again to finally settle to approach a likely constant value.

Kurve 2 zeigt die Verhältnisse bei einem Koks, der aus einem Gemisch von 90 % Flotationskohle und 10% Braunkohlenstaub hergestellt wurde. Die Verbrennlichkeit hatte zunächst einen vergleichsweise hohen Wert, der offenbar von den Verkokungsrückständen der Braunkohle herrührt. Nach Erreichen eines Tiefstwertes steigt dann die Verbrennlichkeit des Kokses fast wieder auf den Anfangswert an und bleibt dann offenbar konstant.Curve 2 shows the relationships in the case of a coke made from a mixture made of 90% flotation coal and 10% lignite dust. The combustibility initially had a comparatively high value, apparently from the coking residues which originates from lignite. After reaching a lowest value, the combustibility then increases of the coke almost back to its initial value and then apparently remains constant.

Die Kurve 3 schließlich zeigt einen Koks, der aus einer Mischung von 80% Flotationskohle und 20% Braunkohlenstaub hergestellt ist. Die Kurve 3 ähnelt in ihrem grundsätzlichen Verlauf der Kurve 2, nur liegen alle Werte entsprechend höher. Zum Vergleich sind die Verbrennlichkeiten von Holzkohle (Kurve 4) und von Koks aus Gaskohle (Kurve 5) ebenfalls dargestellt. Man sieht, daß die Verbrennlichkeit des Kokses aus Flotationsschlamm bei einem Zusatz von Braunkohle beträchtlich oberhalb der Verbrennlichkeit des an sich als gut verbrennlich geltenden Kokses aus Gaskohle liegt.Finally, curve 3 shows a coke that consists of a mixture of 80% flotation coal and 20% lignite dust is produced. Curve 3 is similar in their basic course of curve 2, only all values are corresponding higher. For comparison, the burnabilities of charcoal (curve 4) and of Coke from gas coal (curve 5) is also shown. You can see that the combustibility of the coke from flotation sludge with the addition of lignite considerably above the combustibility of coke made from gas coal, which is considered to be easily combustible lies.

Der prozentuale Anteil des Zusatzes z. B. an Braunkohle ist, wie man aus der Tafel I sieht, in verhältnismäßig weiten Grenzen veränderlich. Einem weiteren Zusatz über 20% hinaus, der an sich noch eine Verbesserung der Verwertbarkeit bringen würde, steht jedoch die Tatsache entgegen, daß dann die Härte des Kokses allmählich abzunehmen beginnt, so daß die Verbreinlichkeit des Kokses für bestimmte Zwecke nicht mehr in dem gewünschten Umfange gewährleistet wäre.The percentage of the additive z. B. on lignite is how to from table I can be changed within relatively wide limits. Another Addition over 20%, which in itself still brings an improvement in usability would, however, this is opposed by the fact that the hardness of the coke then gradually decreases begins so that coke is no longer polluting for certain purposes would be guaranteed to the extent desired.

Die Versuche zeigten ferner, daß der Zusatz von gasentwickelnden Stoffen, z. B. Braunkohle zu Flotationsschlamm bei der Verkokung, neben einer beträchtlichen Verbesserung. der Verbreinlichkeit auch eine erhebliche Verkürzung der Garungszeit mit sich bringt. Während z. B, die Verkokung eines Flotationsschlammes, der zu 1ÖG% aus Kohle mit einer Korngröße von 0 bis .0,5 mm, einem Wassergehalt von 12% und einem spezifischen Gewichtnach der Verdichtung von 950 kg/ms eine Garungszeit von etwa 33/4 Stunden erforderte, betrug die Garungszeit für ein Ausgangsmaterial von 90% Kohle und 101/o Braunkohle unter sonst gleichen Bedingungen nur 21/z Stunden. Der Grund für diese erhebliche Verkürzung der Garungszeit liegt darin, daß durch den Zusatz von Braunkahle eine sehr viel bessere Porenbildung im Koks :gewährleistet ist, wodurch ein leichteres Entweichen der flüchtigen Bestandteile aus der Kohle ermöglicht wird.The experiments also showed that the addition of gas-evolving substances, z. B. lignite to flotation sludge in coking, in addition to a considerable Improvement. the consumption also significantly shortens the cooking time brings with it. While z. B, the coking of a flotation sludge, of which 1ÖG% made of coal with a grain size of 0 to .0.5 mm, a water content of 12% and a specific weight after compaction of 950 kg / ms a cooking time of required about 33/4 hours, the cooking time for a starting material was 90% coal and 101 / o brown coal under otherwise identical conditions only 21 / z hours. The reason for this considerable shortening of the cooking time is that through the addition of lignite a much better pore formation in the coke: ensures which allows the volatile constituents to escape more easily from the coal is made possible.

Wie schon erwähnt, wird der Zusatz an Braunkohle od. dgl. zu Flotationsschiamm zweckmäßigerweise nicht über 20% gesteigert, um die Härte des gebildeten Kokses nicht wesentlich zu verschlechtern. Welchen Einfluß der Zusatz an Braunkohle od. dgl. zum Flotationsschlamm auf die Härte des gebildeten Kokses hat, zeigt die nachstehende Tabelle über die Ergebnisse des bekannten Trommelversuches, der mit dem jeweils gewonnenen Koks angestellt wurde. Flotationskohle 100'0/0 90% 80% Braunkohle .... - 10% 20% Über 10 mm . .. . 86,0% 86,00/0 81,5% Über 3 mm .... 3,00/0 3,00/0 3,5% Über 1 mm . .. . 2,0% 1,5% 2,5% Unter 1 mm ... . . 9,0% 9,5% 13,00/ö Man sieht aus dieser Tabelle, daß auch bei einem Zusatz von 20% Braunkohle zum Flotationsschlamm noch ein Koks erhalten wird, dessen Anteil an Körnungen über 10 mm nach dem Trommelversuch noch über 80% liegt und dessen Abrieb, d. h. Körnungen unter 1 mm, mit 1311/o noch einen erträglichen Wert darstellt.As already mentioned, the addition of lignite or the like to flotation sludge is expediently not increased by more than 20% in order not to significantly impair the hardness of the coke formed. What influence the addition of lignite or the like to the flotation sludge has on the hardness of the coke formed is shown in the table below on the results of the known drum test which was carried out with the coke obtained in each case. Flotation coal 100,0 / 0 90% 80% Lignite .... - 10% 20% About 10mm. ... 86.0% 86.00 / 0 81.5% Over 3 mm .... 3.00 / 0 3.00 / 0 3.5% About 1mm. ... 2.0% 1.5% 2.5% Less than 1 mm .... . 9.0% 9.5% 13.00 / ö It can be seen from this table that even with an addition of 20% lignite to the flotation sludge, a coke is still obtained, the proportion of grains over 10 mm after the drum test is still over 80% and its abrasion, ie grains less than 1 mm, with 1311 / o still represents a tolerable value.

Zum Stand der Technik ist festzustellen, daß es bekannt ist, normale, zur Verkokung geeignete Steinkohle mit verkleinerten Vegetabilien, wie Sägespäne, Holzabfälle, Lohe od. dgl., zu vermischen und das Gemisch zu verkoken.Regarding the state of the art, it should be noted that it is known to use normal, hard coal suitable for coking with reduced vegetables, such as sawdust, Wood waste, Lohe or the like. To mix and coke the mixture.

Es ist ferner bekannt, Steinkohlenstaub und Braunkohlenstaub, beide mit einer Korngröße unter 0,1 mm, in Mischung miteinander zu brikettieren und die Briketts zu verkoken. Der Anteil der Braunkohle an der Mischung betrug dabei mehr als 50%, vorzugs-. weise 60 bis 70%. Für metallurgische Zwecke beispielsweise ist der dabei entstehende Koks nicht verwendbar.It is also known to have hard coal dust and lignite dust, both with a grain size below 0.1 mm, to be briquetted in a mixture with one another and the Coke briquettes. The proportion of lignite in the mixture was more than 50%, preferential. wise 60 to 70%. For metallurgical purposes, for example, is the resulting coke cannot be used.

Schließlich ist es auch -bekannt, Kohlenschlämmen getrockneten Steinkohlenstaub oder Koksstaub zuzusetzen, um den Gesamtwassergehalt der Mischung so weit zu erniedrigen,. daß das. Gemisch _ brikettierbar ist. Die Briketts werden dann einer Heißlufttrocknung unterworfen und ohne sonstige Behandlung als Brennstoff verbraucht.Finally, it is also known to be coal sludge, dried coal dust or to add coke dust in order to lower the total water content of the mixture so much. that the mixture can be briquetted. The briquettes are then subjected to a hot air drying process subjected and consumed as fuel without any other treatment.

Das erfindungsgemäße Verfahren- geht zwar ebenfalls von Steinkohlenschlamm aus. Es wertet aber diesen Schlamm so weit auf, daß er nicht nur als gashaltiger Brennstoff, sondern als hochwertiger Koks verwendet werden kann.The method according to the invention is also based on coal sludge the end. However, it enhances this sludge to such an extent that it is not only gaseous Fuel, rather than high quality coke.

Claims

PATENT CLAIM: Process for producing a piece-solid, reactive Coke through coking of the partially dried material from the coal washing process Flotation sludge, characterized in that the. Mud first on one Water content dried down below 15%, then with lignite dust of one grain size not more than 3 mm in an amount up to 20%, preferably 10 to 15%, of the total mass is intimately mixed and briquetted; whereupon the briquettes at temperatures of about 800 ° C are coked. Publications considered: German Patent Specifications No. 87 416, 750 733; British Patent No. 260,002; "Glückauf", 1931, p. 661; 1939, p. 887.