DE1571711C - Verfahren zur Herstellung von Brennstoffbriketts durch Heißbrikettierung. Ausscheidung aus: 1696509 - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoffbriketts durch Heißpressen eines Gemisches, das aus feinkörniger, bei Preßtemperatur erweichender Kohle und einem bei Preß temperatur nicht erweichenden Inertstoff besteht, wobei die Ausgangskomponenten vor ihrer Durchmischung dadurch auf unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt werden, daß die Strömungsrichtung zuerst die nicht erweichende Komponente und anschließend die erweichende Komponente in einen Heizgasstrom eingebracht und nach Erhitzung ausgeschieden werden.

Bei einem solchen Verfahren dient die bei gesteigerter Temperatur erweichende bituminöse Steinkohle als Bindemittel für die bei dieser Temperatur nicht erweichende, als Inertstoff bezeichnete Substanz. Unter Inertstoff soll hier z. B. Koksgrus, Mager-Feinkohle, Erz, Kalkstein, Sand oder Rohphosphat oder ein Gemisch von zwei oder mehreren dieser Stoffe verstanden werden.

Nach der bisher allgemein vertretenen Auffassung hat das Erhitzen der erweichenden Komponente die Aufgabe, die Kohle in einen plastischen Zustand zu überführen, damit sie backfähig wird. Daß beim Erhitzen notwendigerweise eine Entgasung der Kohle erfolgt, wird als unumgänglich für die Erreichung des plastischen Zustandes hingenommen. Um den für die Brikettierung negativ gewerteten Einfluß der unvermeidbaren Entgasung zu kompensieren, wurde daher auch schon vorgeschlagen, daß beispielsweise ein Teil der Teerdämpfe od. dgl., die bei der Erhitzung des zu verpressenden Gutes frei werden, auf dem Gut wieder niedergeschlagen wird. Obschon damit die Raucharmut der Preßlinge beeinträchtigt wird, sollen sich dadurch Preßlinge von hoher Festigkeit erzeugen lassen.

Nach einem anderen bekannten Verfahren soll of7V fensichtlich eine weitgehende Entgasung des Gemisches vor dem Verpressen dadurch verhindert werden, daß nach einem schnellen Mischen unmittelbar die Druckbehandlung folgt, so daß der Ausgleich der Eigenwärme des Gemisches hauptsächlich während der Druckbehandlung und zum Teil sogar erst nach der Druckbehandlung erfolgt. Die während und nach der Druckbehandlung und Formgebung entstehenden Gase sollen dabei durch öffnungen in den Formungen abgeführt werden, die durch Rillen- und Lochbildung an und in den Formungen oder durch besondere Profilierung der Formlinge vorzusehen sind. Abgesehen vom erforderlichen Aufwand für die Herstellung der öffnungen in den Formungen läßt sich trotzdem bei einer nach dem Verpressen fortgesetzten Entgasung nicht vermeiden, daß die Formlinge durch die Gasentwicklung aufgesprengt werden bzw. ihre Festigkeit einbüßen. ■

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung von Brennstoffbriketts sowohl in bezug auf die Festigkeit als auch in bezug auf die Raucharmut der erzeugten Briketts gegenüber den nach dem bekannten Verfahren hergestellten Briketts wesentlich zu verbessern.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung vor, so zu verfahren, daß die beiden Ausgangskomponenten in bekannter Weise nach dem Ausscheiden aus dem Heizgasstrom gemischt werden, worauf das Gemisch vor dem Verpressen einer Verweilzeit von 2 min unter Entgasung der erweichenden Kohle ausgesetzt wird. ;

Mit der Erfindung wird erstmals, im Gegensatz zu der bisherigen Auffassung der Fachwelt, vorgeschlagen, der erweichenden Kohle in dem Gemisch ausreichend Gelegenheit zu geben, zu entgasen, so daß zum Zeitpunkt des Verpressens keine Gasentwicklung mehr stattfindet.·

Die Erfindung nimmt dabei bewußt in Kauf, daß durch das Verweilen nach dem Aufheiz- und Misch-' Vorgang die thermische Zersetzung weiterläuft, und zwar der hohen Temperatur, wegen in verstärktem Ausmaß, und- daß während der erfindungsgemäßen Verweilzeit der plastische Zustand somit nicht gefördert, sondern zunehmend zerstört wird.

Der überraschende Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die erweichende Kohle, die durch das Aufheizen in einen plastischen Zustand übergegangen ist und die sich dann beim Mischvorgang in dem Brikettiergemisch gut verteilt hat, nach einer Verweilzeit bei höher Temperatur zwar an Plastizität verloren, aber trotzdem eine große Bindekraft an der Oberfläche erhalten hat. Wie sich durch mikroskopische Untersuchungen von Anschliffen der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Heißbriketts nachweisen läßt, umhüllt nämlich die backende Kohle die inerten Körner nicht wie ein normaler Klebstoff, sondern bleibt in an sich geschlossenen Partikeln vorhanden, die eine innige Verbindung mit der Oberfläche der inerten Substanz eingegangen sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Heißbriketts aus Anthrazit und Magerkohle herstellen, die eine um ein Vielfaches größere spezifische Oberfläche als Koks aufweisen, bei dessen Bildung die einzelnen Kohlekörner ineinander geflossen sind.

Mit der erfindungsgemäßen Lehre, das Brikettiergemisch nach dem Erhitzen auf Preßtemperatur und vor dem Preßvorgang während einer Verweilzeit einer Entgasung zu unterwerfen, wird also einem erheblichen Voruiteil der Fachwelt cnlgegengctreten,

wonach das Brikettiergemisch unmittelbar nach dem Aufheizvorgang zu verpressen sei, damit nicht bei einer Verweilzeit durch die dabei stattfindende Pyrolyse der plastische Zustand verschlechtert und damit angeblich auch die Bindekraft der backenden Kohle beeinträchtigt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Entgasung in einem mit einem Rührwerk ausgestatteten Behälter, in dem die Aufenthaltszeit für jedes Festteilchen etwa gleich gehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Durch eine isolierte Leitung 1 fließen heiße, von einer Verbrennungsvorrichtung 2 stammende Verbrennungsgase, denen aus einem oder mehreren Bunkern 3, 3' der Inertstoff zugesetzt und in direkter Berührung mit den heißen Gasen erhitzt wird. In einem Zyklon 4 wird eine Trennung zwischen den heißen Inertstoffteilchen und dem Gasstrom herbeigeführt. Die heißen Gase, in denen sich noch geringe Mengen nicht im Zyklon 4 eingefangener Inertstoffteile befinden, strömen aus dem Zyklon 4 in eine isolierte Leitung 5. Aus einem oder mehreren Bunkern 6, 6' tritt ferner in die Leitung 5 noch zu erweichende Kohle ein, die von den heißen Gasen gleichfalls erwärmt wird, worauf in einem Zyklon 7 eine Trennung zwischen dem Gastrom und dieser Kohle stattfindet. Die Gase verlassen den Zyklon 7 über eine Leitung 8.

Sollte die Temperatur der durch die Leitung 5 strömenden Gase zu hoch oder zu niedrig sein, so kann zusätzlich über eine Leitung 14 kühles oder heißes Gas beigegeben werden. Zudem läßt sich die Geschwindigkeit des Gasstromes in der Leitung 5 durch Zu- oder Abführung von Gas über die Leitung 14 regeln. Gegebenenfalls kann man einen Teil der über die Leitung 8 weggeführten Gase durch Herstellung einer Verbindung zwischen den Leitungen 8 und 14 wieder umlaufen lasse. Aus den Zyklonen 4 und 7 werden die abgetrennten Festteilchen zu einer Mischvorrichtung 9 befördert, in der die beiden Festgutströme auf eine schnell rotierende feste Scheibe fallen, worauf sie von dort als Gemisch in einen Behälter 10 geschleudert werden. Dieser Behälter 10 weist eine senkrechte Achse auf, die mit waagerechten Rührarmen ausgestattet ist. Das Gemisch wird dauernd von diesen Rührarmen in fließendem Zustand gehalten so daß sich keine Anwüchse an der Behälterwand bilden können. Während des Aufenthaltes in diesem Behälter erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen den heißeren Inertteilen und der erweichenden Kohle von niedrigerer Temperatur. Die aus der erweichenden Kohle frei werdenden Gase entweichen über eine Leitung 13.

Der Behälter 10 ist so reichlich bemessen, daß das Gemisch einer ausreichenden Verweilzeit ausgesetzt ist und im Gemisch beim Transport durch den Behälter der gewünschte Wärmeaustausch zwischen den Inertteilen und der erweichenden Substanz auftritt, wobei unter den vorliegenden Temperaturen notwendigerweise eine Entgasung erfolgt.

Der Behälter 10 ist derart konstruiert, daß Totwinkel ausgeschlossen sind und die Aufenthaltszeit für jedes Festteilchen fast gleich groß ist.

Das Gemisch fällt nach Austritt aus dem Behälter 10 in eine Walzenpresse 11. Statt einer Walzenpresse kann selbstverständlich auch eine andere Presse, wie ein Ringwalzwerk oder eine Strangpresse, benutzt

ίο werden.

Die so erzeugten Formlinge können gegebenenfalls noch weiter erhitzt werden und als sogenannter Formkoks, z. B. bei der Reduktion von Eisenerz zu Eisen, verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend noch an Hand eines bevorzugten Zahlenbeispiels näher erläutert:

Einem heißen Rauchgasstrom mit einer Anfangstemperatur von 1200° C werden stündlich aus dem Bunker 3 zwei Tonnen trockener Koksgrus und über

so den Bunker 3' sechs Tonnen trockene magere Feinkohle mit einem Korndurchmesser von 0 bis 1 mm zugeführt. Am Ende der 6 m langen Leitung 1 werden die heißen Inertstoffe mit einer Temperatur von 550° C in dem Zyklon 4 ausgeschieden. In die heißen Gase, welche jetzt noch eine Temperatur von 600° C aufweisen, werden über den Bunker 6 stündlich zwei Tonnen Fettfeinkohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 22 % eingeführt. Im Zyklon 7 wird die erhitzte Fettkohle mit einer Temperatur von 350° C ausgeschieden. Die heißen Gase strömen mit einer Temperatur von 380° C durch die Leitung 8 ab. Sie können weiter in der Trockendarre der Mahlanlage für die Frischkohle benutzt werden.

Der heiße Inertstoffstrom und der Fettfeinkohlenstrom werden in der Mischanlage 9 sehr schnell gemischt, worauf das Gemisch erst nach einer Verweilzeit von 2 min im Behälter 10 mit einer Temperatur von 490° C der Walzenpresse zugeführt wird. Aus dem Behälter 10 entweicht über die Leitung 13 Gas mit einem Heizwert von 2000 kcal/Nm³. Nach Kühlung bis auf etwa 100° C werden die Briketts auf einem Förderband abtransportiert.

Die nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hergestellten Briketts haben ein Gewicht von 18 g, eine Druckfestigkeit von 100 kg und einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 8%. Der so erhaltene Brennstoff ist wetterfest, verbrennt rauchlos und kann zu sogenanntem Formkoks verarbeitet werden, z. B. indem man die von der Presse stammenden Briketts im Dauerbetrieb unmittelbar anschließend in einem Ofen verkokt. Es darf dabei eine große Erhitzungsgeschwindigkeit angewendet werden.

Zur Herstellung von Formkoks kann auch von Kohlen mit einem hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, z. B. 40 %, ausgegangen werden. Ein Teil dieser Kohlen wird zunächst entgast. Der auf diese Weise erhaltene Feinkoks und die ursprüngliche Kohle werden in einem Verhältnis 3 :2 auf die vorstehend genannte Weise bei 450° C brikettiert und anschließend bei einer Temperatur bis zu etwa 1000° C verkokt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Brennstoffbriketts durch Heißpressen eines Gemisches, das aus feinkörniger, bei Preßtemperatur erweichender Kohle und einem bei Preßtemperatur nicht erweichenden Ipertstoff besteht, wobei die Ausgangskomponenten vor ihrer Durchmischung dadurch auf unterschiedliche Temperatur aufgeheizt werden, daß in Strömungsrichtung zuerst die nicht erweichende Komponente und anschließend die erweichende Komponente in einen Heizgasstrom eingebracht und nach Erhitzung ausgeschieden werden, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden Ausgangskomponenten in bekannter Weise nach dem Ausscheiden aus dem Heizgasstrom gemischt werden, worauf das Gemisch vor dem Verpressen einer Verweilzeit von 2 min unter Entgasung der erweichenden Kohle ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasung in einem mit einem Rührwerk ausgestatteten Behälter, erfolgt, in dem die Aufenthaltszeit für jedes Festteilchen etwa gleich gehalten wird.