DE1800238B2

DE1800238B2 - Verfahren zur Herstellung von Formkoksen in Kugelform

Info

Publication number: DE1800238B2
Application number: DE1800238A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr.Rer.Nat. Juentgen; Joachim Dr.Rer.Nat. Karweil; Dieter Zuendorf
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1974-09-26
Also published as: DE1800238C3; DE1800238A1; US3623999A; GB1240949A; NL6914839A; JPS526955B1; FR2030047A1

Description

Außerdem können als kohlenstoffhaltige Materialien beim erfindungsgemäßen Verfahren mit Luft oxydierte Steinkohlen verwendet werden. Nach Mahlung und Behandlung mit Luft bei Temperaturen zwischen etwa 100 und 300⁰C verliert Steinkohle bekanntlich ihre backenden Eigenschaften. Deshalb sind sie als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.

Als reversibel erweichendes Bindemittel hat sich beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Weichpech bewährt. Es kann aber genau so gut Hartpech verwendet werden.

Beispiel 1

a) 80 Gewichtsteile Anthrazit der Korngröße <C 0,1 mm werden in einem Mischer unter Zugabe von 25 Gfwichtsteilen Wasser mit 20 Gewichtsteilen Pech (Erweichungspunkt nach Crämer-Sarnow 52 bis 56⁵C) bei 65³C 3 Min. lang geknetet und die Mischung nach dem Erkalten in einem Backenbrecher auf die Kornspanne 1 bis 2 mm gebrochen. Die Ausbeute an dieser Kornfraktion beträgt etwa 53 Gewichtsprozent; der Anteil an Unterkorn wird in den Mischer zurückgegeben. Der Anteil der gewünschten Kornfraktion wird in einem Drehrohrofen mit einer durchschnittlichen Aufheizgeschwindigkeit von 10³C/Min. auf eine Endtemperatur von 900'- C geuracht und anschließend in einer nachge<-cha teten Wirbelschicht bei dieser Temeratur mit Wasserdampf bis zu einem Abbrand von 24,1 Gewichtsprozent aktiviert. Das erhaltene Produkt besteht aus gleichmäßigen, sehr harten und fast runden Körpern von etwa 1 mm Durchmesser. Die Eigenschäften der nach den Beispielen erhaltenen Formkokse sind der Tabelle zu entnehmen.

b) Zum Vergleich wird aus einem in einer Aufbereitungsanlage anfallenden Anthrazit die Kornfraktion 0,5 bis 2,5 mm herausgesiebt und mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 10°C/Min. bis zu einer Endtemperatur von 900° C geschwelt und bei dieser Temperatur bis zu einem Abbrand von 25,0 Gewichtsprozent aktiviert. Der Korndurchmesser liegt zwischen 0,4 und 2,0 mm.

Beispiel 2

a) 85 Gewichtsteile Holzkohle <0,l mm werden unter den im Beispiel 1 a beschriebenen Bedingungen mit 15 Gewichtsteilen Pech (Erweichungspunkt (46 bis 52° C) gemischt und die Mischung nach dem Erkalten unter Rückführung des Unterkorns in den Mischer auf eine Korngröße zwischen 2 und 3 mm gebracht (Ausbeute 61 Gewichtsprozent). Diese Kornfraktion wird in einen bei 250° C betriebenen Drehrohrofen gegeben, die Verweilzeit beträgt etwa 1 h. Das Produkt wird dann in einer Spülgas-Schwelretorte mit einer durchschnittlichen Aufheizgeschwindigkeit von 30°C/min. auf eine Endtemperatur von 87O⁰C gebracht und anschließend bei dieser Temperatur mit Wasserdampf auf einen Abbrand von 24,0 Gewichtsprozent aktiviert. Das Produkt besteht aus fast runden Körpern von etwa 2,2 mm Durchmesser.

b) Zum Vergleich wird eine Holzkohle, Körnung 0,5 bis 23 mm in der gleichen Weise, wie im Beispiel 2 a angegeben, behandelt. Der Korndurchmesser liegt zwischen 0.4 und 2,2 mm.

Beispiel 3

a) Eine Fettkohle der Körnung <0,l mm wird in der Wirbelschicht 2 h lang bei 210^c C mit einem Überschuß von Luft behandelt. 80 Gewichtsteile der gewonnenen »Oxikohle« mischt man unter den im Beispiel 1 a erläuterten Bedingungen mit 20 Gewichtsteilen Weichpech und bringt die Mischung nach dem Erkalten auf eine Korngröße zwischen 1 und 2 mm unter Rückführung des Unterkorns in den Mischer. Die Schwelung erfolgt mit einer durchschnittlichen Aufheizgeschwindigkeit von 10' C/Min. bis zu einer Endtemperatur von 900^J C. Der Korndurchmesser der Formkokse beträgt 1 mm.

b) Das nach a) erhaltene harte und fast kugelförmige Schwelprodukt wird anschließend bis 900° C in einer Wirbelschicht mit Wasserdampf auf einen Abbrand von 23,3 Gewichtsprozent aktiviert. Die Aktivkohle-Formlinge haben einen Korndurchmesser von etwa 0,9 mm.

Tabelle
Vergleich der Eigenschaften von erfindungsgemäß und konventionell hergestellten Produkten

	TJ -rt 1 · · I- #	Abbrand	25,0	Gestalt	Korn-	Schütt	Stoßhärte CIf* wich ts-	Zuleitungs-	Adsorptions
		Gewichts	25,0		durchmesser	gewicht	Prozent	poren volumen	poren volumen
Beispiel	Produkt, erfindungsgemäß hergestellt	prozent						Porcn- radius : 10-' bis 5-10³AE	Porenradius : 3HiSlO-'AE
		24,1		kugelförmig	mm	g'l	> 0,5 mm
	Ausgangs	24,0		kugelförmig	1,0	653	86,5	Cm¹MOOg	cm»'100 g
la	material	—	kugelförmig	2,2	541	78,0	21,0	20,9
2a	Anthrazit	23,3	kugelförmig	1,0	639	89,3	42,8	21,0
3a	Holzkohle	Verglcichsprodukt,		0,9	609	87,0	32,0	0,7
3b	Oxikohle	körnig					34,0	21,8
	Oxikohle	Anthrazit	unregelmäßige Bruchform unregelmäßige
	Holzkohle	Bruch form	0,4 bis 2,0	730	63,0
Ib			0,4 bis 2.2	248	47,0	4,0	16.0
2b					128,1	25,9

Claims

I) Patentansprüche- Adsorptionskokse einen erhöhten Verlust durch Ab- F ' rieb bei der Regenerierung.

1. Verfahren zur Herstellung von Formkoksen Es ist weiter bekannt, Aktivkohlen durch Formen in Kugelform mit einem Korndurchmesser von der feingemahlenen kohlenstoffhaltigen Ausgangshöchstens etwa 3 mm, vorzugsweise von unter 5 materialien zu der gewünschten Kornfraktion, ther-1 mm, durch Mischen, Formen und thermische mische Behandlung der grünen Formlinge und anBehandlung der Ausgangsmaterialien, dadurch schließende ·* ktivierung herzustellen. Die bekannten gekennzeichnet, daß man kohlenstoffhal- Formungsverfahren werden jedoch um so aufwendi tiges Material in einer Korngröße unter 100μ mit ger, je kleiner der gewünschte Korndurchmesser der einem reversibel erweichenden Bindemittel ober- io Formkokse ist. Es ist daher bisher nicht möglich, mit halb seiner Erweichungstemperatur mischt, die den bekannten Verfahren kugelförmige Formkokse Mischung nach dem Abkühlen und Aushärten mit einem Korndurchmesser von etwa 1 mm und bricht, die gewünschte Kornfraktion abtrennt darunter auf wirtschaftliche Weise herzustellen.

und diese Fraktion in einem Drehrohrofen ver- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier

kokt und anschließend gegebenenfalls in an sich 15 Abhilfe zu schaffen und harte Kokse in kugelförmibekannter Weise mit Wasserdampf aktiviert, wäh- ger Gestalt mit sehr kleinem Durchmesser auf ein rend man das Unterkorn in den Mischprozeß fache Weise herzustellen, zurückführt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- löst, daß man kohlenstoffhaltiges Material in eine: kennzeichnet, daß man die thermische Behänd- 20 Korngröße unter 100 μ mit einem reversibel erwe; lung in zwei Stufen durchführt, wobei zunächst chenden Bindemittel oberhalb seiner Erweichung-in einem Drehrohrofen nur eine Schwelung bei temperatur mischt, die Mischung nach Abkühlen Temperaturen zwischen etwa 100 und 300 C und Aushärten bricht, die gewünschte Kornfraktion erfolgt, worauf sich eine Verkokung in einer be- abtrennt und diese Fraktion in einem Drehrohrofen liebigen geeigneten Retorte oder Kammer an- 25 verkokt und gegebenenfalls anschließend in an sich schließt. bekannter Weise mit Wasserdampf aktiviert, währen.!

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch man das Unterkorn in den Mischprozeß zurückführt gekennzeichnet, daß man die Aktivierung der Es ist außerordentlich überraschend, daß das nach Kugelkokse in einer Wirbelschicht durchführt. dem Abtrennen der gewünschten Kornfraktion er-

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch 30 haltene Unterkorn bei der erneuten Erwärmung im gekennzeichnet, daß man als kohlenstoffhaltiges Mischer sich völlig reversibel verhält und sich ohne Material nicht backende, fossile oder rezente Verlust weiterverarbeiten läßt. Man erhält deshalb Brennstoffe verwendet. beim erfindungsgemäßen Verfahren die gewünschte

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- Kornfraktion der Formkokse in nahezu 100°niger kennzeichnet, daß man als kohlenstoffhaltiges 35 Ausbeute. Die erhaltenen Kokse haben zudem überMaterial mit Luft oxydierte Steinkohlen ver- raschenderweise nahezu die gleiche Härte wie Formwendet, kokse, die beispielsweise in einer Strangpresse unter

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch hohem Druck geformt und anschließend thermisch gekennzeichnet, daß man als reversibel erwei- behandelt worden sind. Außerdem erhalten die Kokse chendes Bindemittel Weich- oder Hartpech ver- 40 durch die thermische Behandlung in einem Drehrohrwendet. ofen eine nahezu kugelförmige Gestalt, die sich außerordentlich günstig auf die Eigenschaften auswirkt.

Es ist jedoch nicht notwendig, den gesamten Verkokungsprozeß in einem Drehrohrofen ablaufen zu

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- 45 lassen, sondern man kann auctr die thermische Belung von Formkoksen in Kugelform mit einem Korn- handlung in zwei Stufen durchführen, wobei zunächst durchmesser von höchstens etwa 3 mm, vorzugsweise in einem Drehrohrofen nur eine Schwelung bei Unter 1 mm, durch Mischen, Formen und thermische Temperaturen zwischen etwa 100 und 300" C erfolgt. Behandlung der Ausgangsmaterialien. worauf sich eine Verkokung in einer beliebigen ge-

Für Adsorptionsprozesse, insbesondere bei sol- 50 eigneten Retorte oder Kammer anschließt. In diesem then in flüssiger Phase, werden bevorzugt Adsorp- Temperaturbereich, der oberhalb der Erweichung lionsmittel mit einem kleinen Durchmesser verwen- und unterhalb der Zersetzung des Bindemittels liegl. det, da die Adsorptionsgeschwindigkeit mit abneh- erweichen die grünen Formlinge nämlich nur geringmendem Korndurchmesser bekanntlich beträchtlich fügig, aber gerade so weit, daß sie eine kugelförmige ansteigt. Besonders geeignet sind kugelförmige Par- 55 Gestalt annehmen können, tikeln. Die Aktivierung der Kugelkokse kann gleichfalls

Es ist bekannt, Aktivkohlen kleiner Korndurch- in einem Drehrohrofen erfolgen. Zweckmäßigerweise messer durch Aktivierung von auf die gewünschte wird die Aktivierung der Kugelkokse in einer Wirbel-Kornfraktion gebrochenen Koksen herzustellen. schicht durchgeführt. Der engbegrenzte Körnungs-Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß man 60 bereich der hergestellten Kugelkokse macht eine die gewünschte Kornfraktion nur in einer geringen solche Arbeitsweise möglich.

Ausbeute erhält und für das Unterkorn des Kokses Als kohlenstoffhaltige Materialien können beim

eine andere Verwendung suchen muß. Außerdem erfindungsgemäßen Verfahren alle nicht backenden, haben die Produkte ungünstige Härteeigenschaften. fossilen oder rezenten Brennstoffe verwendet werden, Da bei der Wasserreinigung und -entfärbung die be- 65 die bei einer Erhitzung nicht blähen und nicht erladcnen Adsorptionsmittel aus wirtschaftlichen Ge- weichen. Besonders geeignet sind deshalb Anthrazit Sichtspunkten regeneriert und anschließend wieder- und Magerkohlen, Gasflammkohlen und Braunkohholt benutzt werden, bedeutet die geringe Härte der len sowie aus Torf oder Holz hergestellte Kokse.