DE1252623B - Verfahren zum Brikettieren von Kohle, Koks, Erz oder Gemischen derselben - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

ClOl

Deutsche Kl.: 10 b-9/01

Nummer: 1252623

Aktenzeichen: M 56846 VI b/10 b

Anmeldetag: 16. Mai 1963

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Es ist bekannt, feinkörnige backende Steinkohlen dadurch zu brikettieren, daß sie zuvor auf Temperaturen erhitzt werden, bei denen sie erweichen bzw. plastisch werden. Die Brikettierung selbst erfolgt auf Doppelwalzen- oder Stempelpressen bei Drücken von 300 bis 1000 at. Manche Steinkohlen mit starkem Erweichungsvermögen können für sich nicht brikettiert werden, weil sich das Preßgut in der Hitze zusammenballt. Jedoch wird das gute Backvermögen solcher Kohlen gern ausgenutzt, indem sie zu brikettierenden, feinkörnigen Stoffen, z. B. nicht backenden Kohlen, Koksen, Erzen und Verhüttungszuschlägen, als Bindemittel zugemischt werden. Es ist bekannt, nicht erweichende Kohle oder Koks auf Temperaturen oberhalb des Erweichungsbereiches backender Kohlen zu erhitzen und danach mit trockener, bis maximal unter die Erweichungstemperatur vorgewärmter backender Steinkohle in solchem Verhältnis zu mischen, daß in der Mischung die gewünschte Temperatur im Erweichungsbereich der backenden Steinkohlen erreicht wird, und dieses Gemisch zu brikettieren.

Die Herstellung solcher brikettierbarer Mischungen aus einer backenden Kohle und nicht backenden Komponenten, wie Koks, Kohle, Feinerz u. dgl., bereitet viele apparative Schwierigkeiten.

Es ist bekannt, Koks als nicht backende Komponente in einem Gasstrom schwebend zu erhitzen und kurz vor der Abscheidung die feinkörnige backende Kohle in den Gasstrom einzutragen, so daß Koks und Kohle gemeinsam als Gemisch ausgeschieden werden.

Als mechanische Mischwerke zur Herstellung bindemittelhaltigen Brikettiergutes sind Behälter mit einem um eine vertikale Achse rotierenden Rührwerk oder auch offene oder geschlossene Tröge, in denen eine oder mehrere Paddelwellen oder Schneckenwellen um horizontale Achsen rotieren, bekannt. Diese Mischorgane arbeiten jedoch nicht zuverlässig, weil sie das Gut nicht gleichmäßig und nicht schnell genug durchmischen. Häufig treten auch Zusammenbackungen und Knollenbildungen in dem Gemisch oder auch Verklebungen der Apparate ein.

Es ist bekannt, Braunkohle für die Brikettierung dadurch vorzubereiten, daß die feingemahlene Kohle in hintereinandergeschalteten einfachen oder doppelten Schneckenmischern zunächst unter den Brikettierungswassergehalt herab getrocknet und danach mit angesäuertem Wasser wieder aufgefeuchtet wird. Wegen dabei auftretender unerwünschter Agglomerationen wird die wieder aufgefeuchtete Kohle vor der eigentlichen Brikettierung durch einen Desintegrator geführt.

Es ist ein Verfahren zum Entgasen feinkörniger Verfahren zum Brikettieren von Kohle, Koks,
Erz oder Gemischen derselben

Anmelder:

Metallgesellschaft Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M., Reuterweg 14

Als Erfinder benannt:

Dr. Paul Schmalfeld, Bad Homburg;

Dr. Willibald John, Frankfurt/M.

backender Steinkohle durch Zumischen feinkörniger, heißer Wärmeträger bekannt, in welchem der heiße Wärmeträger und der Brennstoff in geregelten Mengen durch einen Schneckenmischer geführt werden, wobei unter ständiger Bewegung und intensiver Mischung von Wärmeträger und Brennstoff eine Entgasung des Brennstoffes unter Erhaltung seiner Feinkörnigkeit herbeigeführt wird.

Ein zur Ausführung dieses Verfahrens geeigneter Mischer enthält in einem Gehäuse zwei gleichsinnig rotierende Mischwellen, deren Profile vorzugsweise als im Querschnitt linsenförmige Körper ausgebildet sind. Diese Mischkörper bestreichen sich gegenseitig an jedem Punkt ihrer Oberfläche in einem gewissen kleinen Abstand und auch die Wand des Mischraumes, so daß es zu keinen Anbackungen kommen kann. Die rotierenden Mischkörper wälzen auch das zu mischende Gut intensiv um, indem sie es von einer Welle zur anderen Welle weitergeben und bei stetigem Vorschub ständig umlagern.

Es wurde gefunden, daß sich solche Mischwerke vorzüglich zur Zubereitung eines Brikettiergutes eignen, welches einen nichtplastifizierbaren Anteil und backende Steinkohle oder Steinkohle mit ausgeprägtem Erweichungsvermögen im plastischen Zustand enthält.

Dabei wird der nichtplastifizierbare Anteil, z. B. Kohle, Koks, Erz oder Gemische derselben, auf eine Temperatur oberhalb des Temperaturbereiches des plastischen Zustandes der Steinkohle überhitzt und danach mit der vorgewärmten backenden Steinkohle

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zu einem Gemisch, dessen Temperatur im plastischen rotierenden Schneckenwellen mit Linsenprofilen zum

Bereich der Steinkohle liegt, vereinigt. stetigen Vorschub des Brikettiergutes, an welchem im

Dieses Gemisch wird durch Einspritzen und Ver- mittleren Bereich eine Zuführung für Wasser und/

dampfen von Wasser, gegebenenfalls unter Ver- oder Dampf angebracht ist.

sprühung mit Dampf, um mindestens 20° C, Vorzugs- 5 Die Mischung und die Erhitzung der Steinkohle bis

weise 50 bis 100° C, abgekühlt, ehe es in bekannter zum Zustand der Plastizität und Entgasung und die

Weise geformt wird. nachfolgende Abkühlung können in aufeinanderfol-

Der Plastizitätsbereich der backenden Steinkohle genden Abschnitten des Mischwerkes erfolgen, aber

ist abhängig vom Charakter der Kohle und liegt etwa auch in zwei getrennten, hintereinandergeschalteten

zwischen 350 und 480° C, vorzugsweise zwischen io Mischwerken vorgenommen werden.

380 und 450° C. Das Mengenverhältnis und die Zwischen dem Mischwerk oder den Mischwerken

Temperaturen der backenden Steinkohle und des und der Brikettpresse wird zweckmäßig ein Zwischen-

nichtplastifizierbaren Anteils des Brikettiergutes wer- bunker angeordnet, der wärmeisoliert ist. In diesem

den beim Eintritt in das Mischwerk so bemessen, daß Zwischenbunker wird ein gewisser Vorrat an fertigem

die Mischung etwa eine Temperatur beim Plastizitäts- 15 Brikettiergut gehalten, der als Gassperre zwischen

maximum der backenden Steinkohle oder etwas höher dem Mischwerk und der Brikettpresse wirkt und der

erreicht. Die Temperaturlage des Plastizitätsmaxi- die gleichmäßige Speisung des Pressenkanals mittels

mums ist eine spezifische Eigenschaft einer jeden bekannter Schleusen, Schurren, Stopfschnecken u. dgl.

Kohle, hängt aber auch von der Geschwindigkeit ab, erlaubt.

mit welcher diese Temperatur erreicht wird. Der 20 Der Pressenraum bleibt dadurch frei von Schwel-

Absolutwert dieses Maximums nimmt mit der Er- gasen. Es ist jedoch zweckmäßig, die Presse weit-

hitzungsgeschwindigkeit zu. gehend einzukapseln und gegebenenfalls unter einem

Bei der raschen und gründlichen Durchmischung Schutzgas zu halten.

der verschieden temperierten Komponenten tritt ein In den Abbildungen sind eine Anlage zur Ausfühschneller Temperaturausgleich ein, und die backende 25 rung des erfindungsgemäßen Verfahrens und ein Steinkohle erlangt bei dem hohen Wärmeüberfall eine Mischwerk beispielsweise und schematisch dargestellt, entsprechend hohe Plastizität. Zugleich tritt eine teil- A b b. 1 ist ein Fließschema einer Anlage zur Ausweise Entgasung und auch Entteerung ein. Die ent- führung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
stehenden flüchtigen Produkte werden aus dem Ge- Abb. 2 ist ein vertikal-axialer Schnitt durch das häuse des Mischers abgeleitet. 30 Mischwerk;

Durch die nachfolgende Abkühlung mittels ver- Abb. 3 ist ein Schnitt senkrecht zu den Achsen

dampfenden Wassers wird der Zersetzungszustand der Mischkörper.

der backenden Steinkohle im Plastizitätsbereich Die Anlage besteht aus den Mischwerken 1,5, dem

gleichsam eingefroren. Die Entwicklung von Gas und Zwischenbunker 8 und der Brikettpresse 10.

Teer hört auf, und bezüglich der bei der Abkühlung 35 Durch die Leitung 2 wird der bezüglich der

erreichten Temperatur ist die backende Steinkohle Gemischtemperatur überhitzte, nichtplastifizierbare

praktisch entgast. Das ist wichtig, weil damit eine Anteil des Brikettgutes, z. B. Koks, und durch die

Gasentwicklung im nachfolgenden Preßvorgang Leitung 3 die backende Kohle, die vorgewärmt sein

unterbunden ist. Die Backfähigkeit und das Binde- kann, an der Eingangsseite des Mischwerkes 1, ge-

vermögen der Steinkohle, die mit dem Erweichungs- 40 gebenenfalls in kurzem Abstand voneinander, zuge-

vermögen zusammenhängen, bleiben nach der Ab- führt. Die beiden Materialströme werden in einem

kühlung weitgehend erhalten, wenn die Abkühlung durch die Eigenschaften der Ausgangsmaterialien

rasch und gleichmäßig erfolgt, wie es bei der Anwen- gegebenen Mengenverhältnis, z. B. der backenden

dung des Mischwerkes mit Linsenprofilen der Misch- Kohle und des Kokses, gesteuert. Dabei werden die

körper der Fall ist. 45 Temperaturen des Kokses und der Kohle so einge-

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum stellt, daß die Mischung eine Temperatur erreicht,

Brikettieren von Kohle, Koks, Erz oder Gemischen welche nahe dem Maximum der Plastizität der

derselben mit einem Zusatz von backender Steinkohle backenden Steinkohle liegt.

bei Temperaturen im Bereich des plastischen Zu- Die aus der' Mischung austretenden flüchtigen

Standes der backenden Steinkohle, wobei der nicht- 50 Bestandteile, Teer und Gas, werden aus dem Gehäuse

plastifizierbare Anteil des Brikettiergutes auf eine des ersten Mischers durch die Leitung 12 abgeleitet.

Temperatur oberhalb des Temperaturbereiches des In diesem Zustand gelangt die Mischung durch die

plastischen Zustandes der Steinkohle überhitzt und Leitung 4 in das Mischwerk 5, in welchem durch

danach mit der gegebenenfalls vorgewärmten backen- Einsprühen von Wasser durch die Leitung 6 und den Steinkohle zu einem Gemisch, dessen Temperatur 55 durch Verdampfen des Wassers am heißen Gemisch

im plastischen Bereich der Steinkohle liegt, in einem eine Abkühlung herbeigeführt wird. Das abgekühlte

Schnellmischer vereinigt und anschließend brikettiert Gemisch gelangt durch die Verbindungsleitung 7 zu

wird. dem Zwischenbunker 8 und wird aus diesem durch

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- Zuteilvorrichtungen 9 zu dem Pressenkanal der

kennzeichnet, daß das Gemisch aus dem überhitzten, 60 Brikettpresse 10 geleitet. Die Briketts verlassen die

nichtplastifizierbaren Anteil des Brikettiergutes und Presse bei 11.

der backenden Steinkohle im Schnellmischer nach In der Leitung 4 kann ein Temperaturfühler 13 Einstellung der Mischtemperatur durch an sich be- angeordnet werden, der auf die Temperatur der kanntes Einspritzen von Wasser und gegebenenfalls maximalen Plastizität der backenden Kohle eingestellt Einsprühen von Dampf um mindestens 20° C, vor- 65 wird. Nach dieser Temperatur wird die Temperatur

zugsweise 50 bis 100° C, abgekühlt wird. des heißen Kokses in der Leitung 2 gesteuert.

Der Schnellmischer zur Durchführung des Verfah- Die in A b b. 1 dargestellten Mischer 1 und 5 könrens besteht aus einem Mischwerk mit gleichsinnig nen zu einem Mischwerk ausreichender Länge zu-

Claims (2)

sammengefaßt werden. Dann befindet sich die Wasserzuleitung zweckmäßig etwa in der Mitte der Mischstrecke. Die A b b. 2 und 3 zeigen ein zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienendes Mischwerk in einem den Wellen parallelen, vertikalen und in einem bezüglich der Wellen senkrechten Schnitt. Das Gehäuse 26 des Mischers ist mit einem wärmeisolierenden Mauerwerk 27 umkleidet. In dem Gehäuse rotieren die Mischkörper 23 gleichsinnig um ihre Wellen 21, 22, die an den Stirnseiten des Gehäuses gelagert und in geeigneter, nicht dargestellter Weise angetrieben werden. Durch Schächte 24,24 a, die auch zu einem Schacht zusammengefaßt sein können, werden die zu mischenden Komponenten, heißer Koks und Backkohle, in einem festgesetzten Mengenverhältnis eingeführt. Durch den Schacht 28 wird das Gemisch ausgetragen und zu einem weiteren Mischer oder zu dem Zwischenbunker vor der Brikettpresse geführt. Beim Mischen entstehende, flüchtige Bestandteile werden durch den Stutzen 25 abgeleitet. Wenn gemäß Abb. 1 mit zwei hintereinandergeschalteten Mischwerken gearbeitet wird, wird das Wasser zur Abkühlung der Mischung durch die Leitung 6 (Abb. 1) eingeführt. Wird die in A b b. 2 dargestellte Vorrichtung zum Mischen und Kühlen verwendet, dann erfolgt die Zugabe des Wassers durch den Rohrstutzen 30. Der aus dem Wasser gebildete Dampf zieht mit den flüchtigen Bestandteilen der Kohle durch den Stutzen 25 ab. Die nachfolgenden Beispiele mögen über spezielle Betriebsbedingungen unterrichten. Beispiel 1 Zechenkoks der Körnung 0 bis 3 mm wird nach dem Erhitzen auf 500° C zugleich mit Backkohle der Körnung 0 bis 2 mm, die auf 250° C vorgewärmt wurde, im Gewichtsverhältnis 70:30 in das Mischwerk eingebracht, in dem sich unter Entwicklung von Schwelgasen schnell eine Mischtemperatur von 425° C einstellt, bei der die Backkohle plastisch ist. In diesem Zustand wird das Gemisch einem zweiten Mischwerk zugeführt und dort durch Verdampfen von eingedüstem Wasser auf 370° C abgekühlt, so daß Gase und Teerdämpfe nicht mehr entstehen. Das gekühlte Mischgut wird sodann über einen kleinen Zwischenbunker einer Doppelwalzenpresse aufgegeben und zu Eiformbriketts gepreßt, die 1,2 Gewichtsprozent Restteer und 10,0 Gewichtsprozent flüchtige Bestandteile enthalten. Beispiel 2 Zechenkoks der Körnung 0 bis 3 mm wird auf 560° C aufgeheizt und mit gut backender und schwach treibender Gasflammkohle, die auf 100° C vorgewärmt und getrocknet wurde, im Gewichtsverhältnis 75:25 einem Mischwerk zugeführt, wo der Temperaturausgleich auf 440° C schnell eintritt. Nach Abkühlung des Mischgutes in der zweiten Hälfte des Mischwerkes auf 360° C durch Verdampfen eingedüsten Wassers hört die zunächst aufgetretene starke Gasentwicklung auf, so daß das Mischgut zu einem festen Brikett gepreßt werden kann. Die fertigen Briketts enthalten 0,8 Gewichtsprozent Schwelteer und 7,0 Gewichtsprozent flüchtige Bestandteile. Beispiel 3 Anthrazit der Körnung 0 bis 4 mm wird auf 580° C aufgeheizt und dann mit einer auf 200° C vorgewärmten gut backenden und schwach treibenden Steinkohle im Gewichtsverhältnis 65 : 35 dem Mischwerk zugeführt, in dem sich unter starker Gasentwicklung sehr rasch eine Mischtemperatur von 400° C einstellt. Das bei dieser Temperatur plastische Mischgut wird in einem zweiten Mischwerk durch Einblasen von Wasser auf 350° C abgekühlt und dann zu Briketts verpreßt. Diese enthalten 1,5 Gewichtsprozent Schwelteer und 10,0 Gewichtsprozent flüchtige Bestandteile. Beispiel 4 Eisenerz der Körnung 0 bis 3 mm wird auf 600° C erhitzt und mit einer auf 150° C vorgewärmten gut backenden Steinkohle der Körnung 0 bis 2 mm im Gewichtsverhältnis 70:30 in ein Mischwerk eingebracht. Darin stellt sich in kurzer Zeit eine Mischtemperatur von 450° C ein, und die Mischung wird plastisch. Durch Verdampfen von eingedüstem Wasser in der zweiten Hälfte des Mischwerkes kühlt sich das Mischgut auf 400° C ab, wodurch die Gasentwicklung beendet wird. Das Mischgut wird anschließend auf einer Strangpresse zu Briketts verpreßt, die 0,5 Gewichtsprozent Schwelteer und 5,0 Gewichtsprozent flüchtige Bestandteile enthalten. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Brikettieren von Kohle, Koks, Erz oder Gemischen derselben mit einem Zusatz von backender Steinkohle bei Temperaturen im Bereich des plastischen Zustandes der backenden Steinkohle, wobei der nichtplastifizierbare Anteil des Brikettiergutes auf eine Temperatur oberhalb des Temperaturbereichs des plastischen Zustandes der Steinkohle überhitzt und danach mit der gegebenenfalls vorgewärmten backenden Steinkohle zu einem Gemisch, dessen Temperatur im plastischen Bereich der Steinkohle liegt, in einem Schnellmischer vereinigt und anschließend brikettiert wird, dadurchgekennzeichnet, daß das Gemisch aus dem überhitzten, nichtplastifizierbaren Anteil des Brikettiergutes und der backenden Steinkohle im Schnellmischer nach Einstellung der Mischtemperatur durch an sich bekanntes Einspritzen von Wasser und gegebenenfalls Einsprühen von Dampf um mindestens 20° C, vorzugsweise 50 bis 100° C, abgekühlt wird.

2. Schnellmischer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Mischwerkmit gleichsinnig rotierenden Schneckenwellen mit Linsenprofilen zum stetigen Vorschub des Brikettiergutes, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich des Mischwerkes eine Zuführung für Wasser und/oder Dampf angebracht ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 974 080, 576 525«^
deutsche Auslegeschriften Nr. 1025 380, 1014 073.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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