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Verfahren zur Erzeugung von rauchlosen Briketts aus bituminösen,
subbituminösen Sohlen und Braunkohle durch Heißbrikettierung.
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Beschreibung Haibkoke, der durch Schwelung gewonnen wird, ist bekanntlich
ein rauchloser Brennstoff. Er ist wegen dieser Eigensohaft daher als Brennstöff
im Haushalt und in der Leichtindustrie erwünscht. Besonders Braunkohlen-Schwelkoks
ist billig und gut brennbar. Leider ist aeine Korugröße gering. Der Abrieb beim
Transport ist wegen seiner weichen Beacha££enheit dagegen hoch. Perner ist er seibstentzUndlich
beim Lagern. Wegen dieser Mängel sind große Anstrengungen gemacht worden, seine
Eigenschaften zu verbessern.
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Die Schwelung besonders fester Briketts, Brikettierung des feinkörnigen
Schwelkokses mit Bindemitteln und anschließende Härtung der Briketts ist einer der
wichtigsten Vorschläge. Aber auch feste
Briketts ergeben beispielsweise
bei der Spülgasschwelung nicht viel mehr als 60 % an Schwelkoks größer als 15 mm.
Die Brikettierung von Feinkoks benötigt etwa 10 % Bindemittel, wie Pech, Melasse
oder Sulfitablauge und einen zweiten Prozeß zur Hartung der briketts, Erhöhung der
Wasserbeständigkeit und zur Rauchlosmachung.
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Um diese Mängel zu beseitigen, wurde bereits vorgeschlagen,rauchlose
oder fast rauchlose Briketts aus Kohle durch Eeißbrikettierung zu erzeugen. Nach
diesen Vorschlägen wird Feinkohle beispielsweise die Kornklasse 0-3 mm, sehr schnell
in einem Wirbelschichtofen bis auf 340-4100C erhitzt und bei einem Druck von 350-500
kp/cm2 verpreßt. Die erhaltenen Briketts sind fest, vollständig wasserbeständig,
aber verbrennen nicht rauchlos. Um sie rauchlos zu machen, ist eine zusätzliche
Schockerhitzung der Briketts, beispielsweise in einem Sandbettofen, erforderlich.
Dabei wird in den meisten Fällen die Festigkeit der Briketts vermindert.
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Damit scheiden einige Braunkohlen für diese Behandlung aus.
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Nach der Erfindung werden die erwähnten Schwierigkeiten vermeidet,
wenn die vorerhitzte Kohle unter Druck weiter erhitzt wird, bis die Teerdämpfe entwichen
sind. Unter diesen Bedingungen hergestellte Briketts sind Halbkoks-Briketts, die
vollständig rauchlos verbrennen und wasserbeständig sind. Die Temperatur der Vorerhitzung
hängt von den Eigenschaften der Kohle ab. 3braunkohle beispielsweise kann bis 4000C
und darüber erhitzt werden. Die zusätzlicbe Erhitzung unter Druck ist daher gering.
Teerdämpfe entweichen vollständig etwa bei 430°C, Zur Erzeugung guter Halbkoks-Briketts
sind im allgemeInen 300 kp/cm2zDruck erforderlich. Wie bereits bekannt, ist die
Trocknung und Vorerhitzung der Kohle in der Wirbelachicht besonders vorteilhaft.
Kohle mit hohem Feuchtigkeitegehalt,
beispielsweise mehr als 20
%, erfordert eine zweite, obere Stufe zur Vortrocknung, ehe sie in die darunter
befindliche Erhitzungsstufe Uberfließt.
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Fur das neue Verfahren ist die Exterpresse besonders geeignet.
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Dieser Pressentyp gestattet eine längere Preßzeit während der zuaätzlichen
Erhitzung und auch die Einstellung des Preßdruckes mit Hilfe der länge des Preßkanals
und der Ausbildung des Buckels.
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Der Querschnitt des Preßkanala kann so bemessen werden, daß eine gute
und schnelle Wärmeübertragung möglich ist. Der Preßkanal ist auch leicht beheizbar,
beispielsweise durch Hochstrom, wenn er aus Edelstahl gefertigt ist. Die Beheizung
erfordert keine zusätzliche Umkonstraktion der Exterpresse, wie sie sich für die
klassische Brawikohlen-Brikettierung vielfach bewährt hat. Die Temperatur der Kohle
im Kanal läßt sich auf diese Weise gut regulieren.
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Das Schwelgas, welches im Preßkanal aus der vorerhitzten Kohle entweicht,
wird durch ein Loch im Brikett abgeführt. Die Löcher der einzelnen Briketts bilden
im Strang zusammen gleichsam ein Rohr, das mit dem letzten Brikett des Stranges
endet. Der Preßt stempel hat einen Dorn im Zentrum, welcher die Bildung des Loches
gestattet.
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Das neue Verfahren ist aus dem nachstehenden Arbeitschema ersichtlich:
Rohkohle (Bitumindge, subbituminöse Sohle, Brannkohle) Zerkleinerung bis auf 0 -
3 mm in einer Hammer - Iffille
Trocknung und Vorerhitzung bis auf
340°-420°C in einem Wirbelschicht-Ofen Zusätzliche Erhitzung unter Druck von >
3X,0 kp/cm2 Kühlung der Briketts durch Luft oder Wasserbenetzung Danach wird beispielsweise
Braunkohle mit der internationalen Code-Nummer 1200, mit einem Wassergehalt von
40 % und einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (WF) von 42,2 % auf eine Kornklasse
von 0-3 mm zerkleinert und in einem Wirbelschichtofen zunächst bis auf einen Wassergehalt
von etwa 20 % getrocknet. Die vorgetrocknete Kohle fließt in eine darunter gelegene
Stufe über, um hier vollständig getrocknet und auf beispielsweise 4100C erhitzt
zu werden. Heiße, sauerstoffreie Verbrennungegaee, gemischt mit Rückgas, werden
in einem Verbrennungsofen auf etwa 9000C eingestellt und in die untere Stufe eingeleitet.
Dann treten sie in die obere Stufe mit einer Temperatur von etwa 5000C ein. Sie
verlassen den Ofen mit einer Temperatur von etwa 220°C. Nachdem der Staub im Gas
in Zyklonen abgeschieden ist, wird das Gas in einem Wasserkühler auf etwa 600C abgekühlt
und mittels eines Gebläses teilsweise in den Verbrennungsofen zurückgeleitet0 Der
Rest verläßt die Anlage. Die vorerhitzte Kohle fließt aus dem Wirbelsohichtofen
in einen 2wischenbunker und gelangt dann über eine Dosierung in die Presse. Der
Preßstempel bewegt die erhitzte Kohle durch den beheizten Preßkanal als Brikett,
der lang genug ist, um die Temperatur der Kohle zu erhöhen, bis keine Teerdämpfe
mehr entweichen. Die Koksbriketts und das gebildete Schwelgas verlassen
die
Presse am Pressenmaul. Die Briketts werden dann in bekannter Weise mit Hilfe von
Luft oder durch Besprühen mit Wasser gekühlt0 Die erhaltenen Koksbriketts haben
beispielsweise folgende Eigenschaften: Vorerhitzungs-Temperatur: 4100C Angewendeter
Preßdruck: 300 kp/cm2 Druckfestigkeit der Briketts: > 250 kp/cm2 Biegefestigkeit
der Briketts: 10 kp/cm2 Dichte : 1,25 gr/cm3 Oberflächen-Beschaffenheit : keine
Risse Nach 1,0 Stunde rässerung Wasseraufnahme : 2,5 % Druckfestigkeits-Verlust
: 20 % Flüchtige Bestandteile im Brikett: 21 % Teergehalt : o Die Güte der Briketts
ist ausgezeichnet. In den meisten Fällen ist eine so hohe Festigkeit nicht erforderlich.
Selbst wenn die Kohle bis auf 4200C vorerhitzt wird und der Preßdruck auf 200 kp/cm2
verringert wird, ist das Brikett marktfähig.
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Vorerhitzungs-Temperatur: 4200C Angevendeter Preßdruck : 200 kp/cm2
Druckfestigkeit der Briketts: > 200 kp/cm2 Biegefestigkeit der Briketts: 8,0
kp/cm2 Dichte : 1,20 gr/cm3 Oberflächen-Beschaffenheit : keine Risse Nach 1,0 Stunde
Wässerung
Wasseraufnahme : 3,0 % Druckfestigkeits-Verlust : 25,0
% Flüchtige Bestandteile im Brikett: 22,0 % Teergehalt : O % Der wesentlichste Vorteil
des neuen Verfahrens ist, daß der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen im Brikett
nicht mehr von den Eigenschaften der Kohle abhängig ist, wie das bei den bekannten
Verfahren der Fall ist. Da es auch auf bituminöse und subbituminöse Kohle anwendbar
ist, kann ein einwandfreies Arbeiten der Wirbelschicht ohne Störung gewährleistet
werden. Bisher war die Heißbrikettierung einiger Kohlen nicht befriedigend, weil
die Kohle infolge zu kurzer Preßzeit nicht genügend plastisch wird.
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In diesen Fällen war der Zusatz bis zu 15 % und mehr an bituminöser
oder subbituminöser Kohle erforderlich. Das vorliegende Verfahren hingegen ermöglicht
die Heißbrikettierung aller Eohlensorten ohne Zusätze, ausgenommen Graphit und Xylit.
Die Qualität der Briketts kann leicht durch die Vorerhitzungs-Temperatur, die Temperatur
unter Preßdruck, den Preßdruck und die PreBdauer beeinflußt werden. Daher ist es
möglich, alle genünschten Brikettsorten für den Markt zu erzeugen. Die flüchtigen
Bestandteile im Brikett lassen sich bis zur Grenze derjenigen des Hochtçmperatur-Kokses
vermindern, wenn man in bekannter Weise eine zusätzliche Entgasung, zum Beispiel
durch heiße Spülgase, feste Wärmeträger oder andere Methoden, anschließt. Die Festigkeit
der Briketts ist so groß, daß eine zweite Wärmebehandlung möglich ist, ohne daß
die Qualität der Briketts leidet. Die Wirtschaftlichkeit ist besser als die der
bisherigen Verfahren, weil keine besondere Nach erhitzungs-Anlage für die Erzeugung
völlig rauchloser Briketts
erforderlich ist. Auch die Anlagekosten
sind geringer. Der Prozeß ist einfacher und benötigt weniger Arbeitskräfte. Es ist
ein Verfahren, welches geformten, abriebfesten Halbkoks direkt erzeugt, ohne Anfall
von Feinkorn und ohne Neigung zur Selbstentzündlichkeit.