DE1105379B

DE1105379B - Verfahren zur Herstellung von Formkoks

Info

Publication number: DE1105379B
Application number: DEB26948A
Authority: DE
Inventors: Dr Arnold Jordy
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1953-08-10
Filing date: 1953-08-10
Publication date: 1961-04-27

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkoks Steinkohlen dienen schon seit langem als Rohstoff zur Herstellung von Elektrodenkoks und Kunstkohlen. Kokse haben im allgemeinen jedoch eine recht ungünstige, d. h. unerwünscht stark poröse Struktur. Bei der Verarbeitung gasreicher Steinkohlen hat man daher vor der Verkokung die Kohlen thermisch vorbehandelt. Es gelingt jedoch nicht, auf diese Weise dichte Kokse mit wenigen Prozenten an Porenvolumen herzustellen. Bei der Verkokung von nichtbackender Kohle ist man gezwungen, Bindemittel, wie z. B. Teere und Peche, zuzusetzen; infolgedessen erhält man ebenfalls stark porige Kokse.
Man hat bereits vorgeschlagen, mit Hilfe von Ölen bei sehr hohen Temperaturen und unter vermindertem Druck das Bitumen aus Steinkohlen herauszulösen, die Lösungsmittel zu vertreiben und den Rückstand zu verkoken. Man erhält dabei zwar aschenarme, aber ebenfalls porenreiche Kokse.
Ein anderes Verfahren mahlt die Steinkohle so fein, daß das anfallende Korn nur wenige tausendstel Millimeter groß ist und das Körnungsband der dichtesten Packung möglichst nahekommt. Dieses Gut wird unter hohem spezifischem Druck bei der Temperatur gepreßt, bei der die verwendete Steinkohle zu erweichen beginnt, ohne die Temperatur des Blähbeginns zu erreichen. Die Preßtemperatüren liegen gewöhnlich oberhalb 300°C.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man bequem bei tieferen Temperaturen ohne die umständliche Heißpressung oder eine Ölextraktion aus feingemahlenen, aschenarmen Kohlen und flüssigen Kohlenwasserstoffen zu vielseitig verwendbaren Formkoksen hoher Dichte und hoher elektrischer Leitfähigkeit gelangen kann, indem man bituminöse Steinkohle bzw. Gemische derselben mit einer Korngröße unter 0,5 mm in einem Temperaturbereich von etwa 160 bis 250° C und in Gegenwart von Luft mit Teerölen so lange knetet oder kollernd mischt, bis die Kohle SO bis 9'09/o des zugesetzten Öles aufgenommen hat und diese Mischung für sich oder mit anderen kohlenstoffhaltigen Zusätzen brikettiert und schwelt oder verkokt.
Wie durch Wägungen und mikroskopische Untersuchungen leicht nachzuweisen ist;. werden etwa 80 gis 909/o der verwendeten Olmenge durch die erfindungsgemäße Behandlung von der Kohle aufgenommen, so daß am Ende der Mischbehandlung ein praktisch trockenes Material anfällt, das sich auch mit Hilfe üblicher Füllvorrichtungen bequem zu jeder gewünschten Form verpressen oder brikettieren läßt.
Durch chemische Untersuchungen konnte festge->tellt werden, daß während der Behandlung, je nach Steinkohlenart, ein gewisser Anteil an Luftsauerstoff Ton dem kohlenstoffhaltigen Material aufgenommen wird, dessen Größe sehr stark davon abhängig ist, bei welcher Mischtemperatur diese Verfahrensstufe durchgeführt wird.
Mit der Ölaufnahme durch die Kohle während der Mischbehandlung wird erreicht, daß beim Glühen die einzelnen Kohleteilchen der Preßlinge entlang der Berührungsflächen fest und praktisch porenfrei verbacken. Durch die gleichzeitig einsetzende begrenzte Oxydation der Kohle verlieren sämtliche Steinkohlenarten ihr Blähvermögen, ohne daß ihre Backfähigkeit nachteilig verändert wird. Läßt man nun, wie weiter gefunden wurde, die Mischtemperatur weiter ansteigen, als bis zur Ausschaltung des Blähvermögens nötig ist, so wird die Reaktionsfähigkeit des Gemisches der kohlenstoffhaltigen Materialien gegenüber Luftsauerstoff und damit auch die Reaktionsfähigkeit der aus der Mischung geformten und geglühten Körper oder Briketts stark erhöht, so daß man aus denselben Mischungen, aus denen man bei niedrigen Bearbeitungstemperaturen dichte, reaktionsträge Kohlekörper herstellen kann, bei erhöhten Bearbeitungstemperaturen hochreaktionsfähige, gebrannte oder ungebrannte Kohlekörper oder Briketts herstellen kann.
Als Öle, die mit der Kohle in Wechselrichtung zu treten vermögen, eignen sich die Teeröle im weitesten Sinne oder auch einzelne Siedestufen dieser Teeröle. Durch Zugabe von Teerölfraktionen, z. B. Anthracen, Naphthalin u. dgl., kann die Wechselwirkung zwischen dem Öl und der Kohle noch verbessert werden.
Praktisch alle bekannten Steinkohlenarten sind für die Behandlung geeignet. Sollen die herzustellenden Körper aber über eine vorgegebene Festigkeit verfügen, so wird man auf die Beteiligung gut backender Steinkohlenarten nicht verzichten können. Soll der Aschegehalt der herzustellenden Körper möglichst gering sein, so wird man Reinstkohle der erforderlichen Steinkohlenarten verwenden. Die Herstellung der verschiedenen Kunstkohlen und Kokse mit sehr kleinem Porenvolumen im Rahmen des Verfahrens der Erfindung erfolgt derart, daß man die Steinkohle vor oder im Anschluß an ihre erfindungsgemäße Behandlung mit nichtbackenden Füllstoffen, wie z. B. Naturgraphit, Elektrographit, Retortengraphit, Kokse, Ruße, Erze, nichtleitende Füllstoffe usw., in geeigneter Teilchengröße so weit auffüllt, wie eben für das Backvermögen der verwendeten Steinkohlenart diese Auffüllung zulässig und für den Anwendungszweck erforderlich ist. Andererseits kann man auch aus zu verkokenden kohlenstoffhaltigen, stark blähenden Körpern durch Zugabe ausgewählter, mit Öl im Sinne der Erfindung vermischter Steinkohlen Kokse herstellen, die ein weniger poröses, d. h. dichteres Gefüge besitzen. Die Körper bzw. Briketts können im übrigen geschwelt, hochtemperaturverkokt und graphitiert werden, ohne eine wesentliche Zunahme des Porenvolumens zu zeigen.
Es ist bekannt, Braunkohlen zwecks Entaschung mit Ölen zu kneten und diese Paste zu brikettieren und zu verkoken. Man erhält dadurch aus minderwertigen Braunkohlen einen festen Schwelkoks, der wegen seiner Porosität für eine Weiterverarbeitung auf Elektroden u. dgl. ungeeignet ist.
Es ist weiterhin bekannt, Mischungen aus Kohle und flüssigen Kohlenwasserstoffen, die keine Bindemitteleigenschaft besitzen, bei Raumtemperatur so lange mechanisch durch Walzen oder Mahlen zu bearbeiten, bis sich eine gleichmäßige, ausreichend trockene, brikettiergerechte Masse ergibt. Ziel des Verfahrens ist die Herstellung von gewöhnlichen Brennstoffbriketts unter Einsparung von Pech. Dichte Formkokse entstehen hierbei nicht, da auf besondere l'uinheit des Ausgangsmaterials nicht geachtet wird und die Mischbehandlung nur bei Raumtemperatur erfolgt, so daß keine wirksame Oxydation der Öle möglich ist. Beispiel 1 2,51s- Steinkohle mit einem Gehalt von 24% flüchtigen Bestandteilen und 7,51:g Steinkohle mit einem Gehalt von 36,4% flüchtigen Bestandteilen werden auf eine Körnung unter 0,5 mm zerkleinert und in einer :Mischmaschine, die mit Knetflügeln oder Knetkollern ausgestattet ist, mit 3 kg Teeröl versetzt und mit ansteigender Temperatur so lange gemischt, bis das Öl von der Kohle aufgenommen ist und das ;Mischgut pulvertrocken erscheint. Während der Mischzeit wird sorgfältig vermieden, daß- die Temperatur im Mischgut über 160 bis 170° C ansteigt. Die fertige Mischung wird brikettiert und je nach Verwendungszweck geschwelt oder hochtemperaturverkokt. Die glasigen Bruchflächen der Formlinge zeigen ein dichtes Gefüge und haben weniger als 10% Poren. Die Reaktionsfähigkeit dieses Materials gegen Luftsauerstoff bei erhöhten Temperaturen ist geringer als bei den bekannten Elektrodenkoksen, bei denen während der Prüfung der Reaktionsfähigkeit ein Verlust von 15 bis 20% auftritt. Das Material eignet sich ausgezeichnet zur Herstellung von Universalkohlebürsten. Beispiel 2 Verwendet man denselben, Ansatz wie im Beispiel 1 und läßt man die Temperatur in der Mischung auf 185 bis 195° C ansteigen, bevor die Mischung aus der Maschine genommen wird, verformt man die Mischung und schwelt die Preßlinge oder glüht sie bei Hochtemperatur, so erhält man einen dichten Formkoks mit mattem Bruch, der bei der Prüfung auf Reaktionsfähigkeit einen Verlust von 80 bis 90°/o aufweist. Er eignet sich als Reduktionskoks für die Carbidherstellung. Beispiel 3 Zu 1,4 kg calciniertem Pechkoks, 0,8 kg Petrolkoks, 1,4 kg Retortengraphit, 1,0 kg Naturgraphit, 0,4 kg Ruß werden 0,5 kg Reinststeinkohle mit einem Gehalt von 13% flüchtigen Bestandteilen und 4,5 kg Reinststeinkohle mit einem Gehalt von 24% flüchtigen Bestandteilen, die auf eine Korngröße unter 0,2 mm zerkleinert sind, hinzugesetzt. Dieses Material wird sorgfältig vermischt und mit einer Auflösung von 0,5 kg technischem Naphthalin in 2,5 kg Steinkohlenteeröl in einer Mischmaschine versetzt, die mit Knetflügeln oder Knetkollern ausgestattet ist. Das Gemisch wird bei ansteigender Temperatur so lange in der Maschine bearbeitet, bis das Öl von der eingesetzten Kohle aufgenommen worden ist, wobei sorgfältig darauf geachtet wird, daß die Temperatur in dem Mischgut nicht über 160 bis 170°C ansteigt. Die pulvertrockene Mischung wird durch Pressen in zweckentsprechenderweise verformt und wie üblich im Ringofen geglüht. Das geglühte Material ist dank seiner Festigkeit und Schmierfähigkeit vielseitig als Elektrodenkohle verwendbar, z. B. als Kontakt- oder Stromabnehtnerkohle.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Formkoks mit hoher Dichte und hoher elektrischer Leitfähigkeit aus feingemahlenen, aschenarmen Kohlen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß bituminöse Steinkohle bzw. Gemische derselben mit einer Korngröße unter 0,5 mm in einem Temperaturbereich von etwa 160 bis 250° C und in Gegenwart von Luft mit Teerölen so lange knetend oder kollernd gemischt werden, bis die -Kohle 80 bis 90% des zugesetzten Öles aufgenommen hat, und daß die Mischung für sich oder mit anderen kohlenstoffhaltigen Zusätzen brikettiert, geschwelt oder verkokt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teerölfraktionen, z. B. Anthracen, Naphthalin u. dgl., dem Teeröl zugegeben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 274109, 668 642, 686 980, 864 694; französische Patentschriften Nr. 43 387, 718 966; britische Patentschrift Nr. 473 886; »Kohlenschwelung« von Thau, 1938, S.55; Zeitschrift »Glückauf«, 1941, Nr. 22, S. 329.