DE1943763A1 - Verfahren und Vorrichtung fuer die Herstellung von Gleichstueckkoks - Google Patents

Description

Aachen, den 28. 7. 1969 Intzestr. I

Professor Dr.-Ing.. Werner Wenzel

Professor Dr.-Ing. Dres.h.c.· Hermann Schenck

P atentanme!dung

"Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung von Gleichstückkoks "

Für die Verwendung von Koks, insbesondere solchem, der aus bakkenden Steinkoalen hergestellt wird, hat es sich für viele besonders wichtige Zwecke erwiesen, daß ein Koks möglichst gleichgroßer Stückigkeit erzeugt werden muß. Beispielsweise hat es sich für den Hochofen als besonders zweckmäßig erwiesen, solchen Stückkoks mit einer gleichraäßigen Korngröße von etwa 30 - 40 mm einzusetzen. Auch wenn größerer Koks zur Anwendung gelangt, beispielsweise mit der Stückgröße 40/50 mm oder 50/60 mm, ist ea vorteilhaft, wenn die Plazierung dieser Stückgrößen in möglichst engen Grenzen gehalten wird.

Wenn solcher Gleichstückkoks nach dem allgemein eingeführten Verkokungsverfaliren in der Horisontalkammer hergestellt werden soll, so besteht nach bisheriger Kenntnis lediglich die Möglichkeit, diesen Koks durch Brechen dee Uberkornes und Abeleben des Unterkornes herzusteilen» Ein· solche Verfahrensweise führt zu der die Wirtschaftlichkeit u. U. sehr beeinträchtigenden Folge, daß einmal die Kombination von Brechen und Sieben mit beträchtlichem Aufwand und entsprechenden Kosten verbunden 1st, und daß desweiteren die Ausbeute an dem gewünschten Gleichkornkoks verhältnismäßig niedrig ist. Der Anfall von 20, 30- und höheren Prozentsätzen an üntorkorn muß in Kauf genommen werden, wobei es in allgemeinen schwierig ist, dieses Unterkorn - wenn überhaupt mit den gleichen Preisen absetzen zu können, dl· für die gewünschte Gleichkornstückgröße orzielbar «Ind.

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Das vorliegende Verfahren betrifft eine neuartige Höglichkeit, in einem Horizontalkammerofen oder in einer ähnlichen Verkokungseinrichtung Gleichstückkoks vornehmlich herzustellen, wobei die Menge des unvermeidlich anfallenden Unterkorns beträchtlich unterhalb derjenigen Menge liegt, die bei der bisherigen Verfahrensweise bei der gleichen zu verkokenden Kohle zwangsläufig anfällt. Erfiadungsgemäß erfolgt die Unterteilung des Kokskuchens in etwa gleichgroße Stücke durch eingelagerte, örtlich angereicherte Stoffe, die den Zusammenhalt des aus der Kammer ausgebrachten Kokskuchens derart gezielt schwächen, daß dieser an den durch die angereicherten Stoffe vorbestimmten Stellen auseinanderbricht. Als solche, den Kokskuchen schwächende eingelagerten Stoffe haben sich insbesondere Eisenerze als vorteilhaft erwiesen. Von den verschiedenen zur Verfügung stehenden Eisenerzen sind besonders wirksam die hämatitischen Eisenerze, von denen bekannt ist, daß sie in Berührung mit verkokender Kohle bei den Verkokungstemperaturen das Backbitumen zerstören.

Die Schwächung des Kokskuchens kann beispielsweise durch die örtliche Anreicherung von Eisenerzen innerhalb des Kokskuchens derart erfolgen, daß dieser bereits nach dem Herausdrücken aus der Verkokungskammer weitgehend in die gewünschten Gleichstückkokskörner zerfällt, es kann aber auch eine Nachbehandlung des zunächst noch mehr oder minder zusammenhaltenden Koskkuchena in einer Zerteilungavorrichtung erfolgen, die zu der gewünschten weitgehenden Unterteilung des Kokekuchens zu den Gleichstückkörnern führt. Als eine solche Unterteilungsvorrichtung wird erfindungsgemäß beispielsweise eine Durchlauftromrael verwandt, durch die der Kokskuchen hindurchgeschickt wird und innerhalb der er durch Abrollen so beansprucht wird, daß er in int die vorgegebenen Stücke auseinanderbricht«

Die örtliche Anreicherung von den den Zusammenhalt des Kokskuchens schwächenden Stoffen kann erfindungsgemäß auf, verschieden· Weise erfolgen. Eine solche Methode besteht darin« daß Ersetuck·, die as.B. etwa ein* Korngröße von 10 - 20 um haben können, nogp lichat gleichmäßig in der zu verkokenden Kohleechicht verteilt werden. Bei der Beanspruchung de« erzeugten Kokskuchensbesteht eine statistlache Wahrscheinlichkeit, daß die Trennriss· über

die eingelagerten Stücke, z.B. aus Eisenerz, verlaufen.

Im allgemeinen dürfte es schwierig sein, die gewünschte gleichmäßige Verteilung der Erzstücke ohne besondere Maßnahmen zu erreichen. Eine solche besondere erfindungsgemäße Maßnahme besteht darin, daß die zu verkokende Kohle in Form von Kohlepellets in die Verkokungskammer eingebracht wird. Solche Kohlepellets können aus feuchter Feinkohle in normalen Pelletiergeräten, wie beispielsweise Pelletiertellern, hergestellt werden. Im vorliegenden Fall werden in die Pelletiereinrichtung wie in den Pelletierteller Eisenerzstücke hineingegeben, die als Kerne für die Bildung der Kohlepellets dienen und im fertigen Pellet etwa in der !litte eingelagert sind. Nach dem Einbringen solcher Kohlepellets in die Verkokungskammer liegt - etwa gleichmäßige Pelletgröße von einem Durchmesser von z.B. 40 mm vorausgesetzt - in der zu verkokenden Kohleschicht ein gleichmäßiges Netz von Eisenerz stücken vor, deren Ilittenabstand in vorliegendem Beispiel etwa 40 mm beträgt."

Eine weitere erfindungsgemäße Methode zur Einlagerung örtlich angereicherter Stoffe in der zu verkokenden Kohleschicht besteht darin, daß wiederum aus feuchter Feinkohle Kohlepellets hergestellt werden, und daß in diesem Fall außen an die Kohlepellets eine Feinerzschicht, beispielsweise aus Eisenerz, anpelletiert wird. Eine solche Feinerzschicht läßt sich in bekannter Weise durch Anbringen eines Puderrandes an einen Pelletierteller für Feinkohlepelletierung erzeugen, indem der Puderrand mit dem geeigneten Feinerz beschickt wird. Eine andere, ebenfalls bekannte Methode zur Herstellung von Schalenpellets, besteht darin, daß man die in einem Pelletierteller hergestellten Kohlepelle1}6>in einen Büeiten Pelletierteller überführt, der mit Feinerz beschickt wird.

Die in die Verkokungskammer eingebrachten Schalenpellets werden im Verlauf der Verkokung so deformiert, daß sie den Kammerraum praktisch lückenlos ausfüllen. Im Idealfall bilden sich hierbei etwa würfelförmige Koksstücke, die durch die anpelletierte und ebenfalls innerhalb der Kammer verformte Feinerzschicht voneinender getrennt gehalten werden.

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Es kann auch zweckmäßig sein» in die Verkokimgskannner nach den angegebenen Methoden sowohl Erzstücke, wie auch Schichten aus Feinerz einzubringen. Insbesondere für die Herstellung von gleichstückigem Hochofenkoks ist ein Koks mit höherem Eisenerz- bzw. Eisenschwammgehalt, der sich auf diese Weise erzielen läßt, wegen der möglichen Verminderung des Koksverbrauches bei der Verhüttung vorteilhaft.

In Fällen, wo Eisenerz bzw. Eisen im fertigen Koks nicht erwünscht oder nur in geringen Mengen erwünscht ist, kann das Verfahren nach der Erfindung auch so durchgeführt werden, daß als den Zusammenhalt schwächender eingelagerter Stoff außer Eisenerz oder anstelle von Eisenerz auch Magerkohle, Anthrazit oder Koksgrus verwandt wird. Desweiteren kann es zweckmäßig sein,auf die auf den Kohlepellets anpelletierte Erzschicht eine weitere Schicht aus einem den Zusammenhang schwächenden Material zu legen. Dies gilt insbesondere dann, wenn dickere Erzschichten, die für die Erzeugung von Erzkoks erwünscht sind, ein Zusammensintern des gebildeten Schwammeisens hervorrufen und damit die Zerlegung des Kokses in Gleichstückkoks erschweren. Solche zusätzlich anpelletierten Schichten können z.B. aus Magerkohle oder Kalk bestehen. Außer dem Pelletierverfahren stehen für die gleichmäßige Verteilung der den Zusammenhalt schwächenden Zusatzstoffe auch andere an sich bekannte Methoden für die Vorverformung von Feinkokle zur Verfügung. Als solche Maßnahme kann z.B. eine Brikettierung der Feinkohle erfolgen, wobei i*us Wirtschaftlichkeitsgründen und wegen der geringen Beanspruchung der Briketts im allgemeinen ohne Bindemittel brikettiert wurden soll. Die Briketts werden dann genauso hinsichtlich der Zufüglang der den bei der Verkokung zusammenhaltschwächenden Stoffe,wie zuvor bei der Pelletierung beschrieben, behandelt.

Da Feinkohle häufig besondere wirtschaftlich in der Form von Kohleschlamm oder Kohlebrei vorliegt, besteht eine vorteilhafte Anwendung des Verfahrens nach der,, Erfindung auch darin, daß beim Abfiltrieren des Kohleschlamms über Saugfilter eine Vorverformung des Filterkuchens erfolgt. In an sich bekannter Weise ist z.B. eine Vorverformung dadurch möglich, daß auf das Saugfilter ein

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eog. Wabenband gelegt wird, in dessen Waben sich die zu trocknend« Kohle ablegt und als entsprechende Kohlestücke gewonnen wird. Diese Kohlestücke werden dann zur Einbringung des den Zusammenhalt bei der Verkokung schwächenden Materials behandelt, wie zuTor bei den Pellets beschrieben.

Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend anhand τοη xwei Beispielen beschrieben«

Beispiel 1t Eine Kokskohle des Ruhrgebietes «it den naohfolgenden Baten

Wasser 8,5 Ί»

Flüchtige Bestandteile wf 25,5 9» Asche wf

wird in einer Versuchsanlage rerkokt. Hierbei ergibt sich bei 6 Stunden Verkokungszeit für das ladprodukt folgende löraungsaaalyse»

Siebanalyse ι

5 mm

5 - 10 M 10 - 20 mm W >

20 - 50 u 50 - 40 M» 40-6Ow 60 - 80 « SO ui

Es fallen soait nur 7 Ί» Koks der angestrebten Oröie 50 - 40 Ml an| dieses stehen 15 $> ünterkern gegenüber and 00 i» Überkorn.

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Beispiel 2;

Die in Beispiel 1) verwendete Kokskohle wird auf eine Korngröße von 0 bis 1 mm zerkleinert. Diese Feinkohle wird mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 16 % auf einem Pelletierteller pelletiert. Die Größe der Pellets ist 40 mm. Die Kohlepellets werden in einem gleichartigen Pelletierteller mit einer Eisenerzschale versehen. Das hierfür angewendete Elsenerz ist ein Hämatit mit einer Korngröße von 0 bis 1 mm. Die Dicke der anpelietierten Schale beträgt durchschnittlich CVI mm.

Die zuvor beschriebenen Kohle-Elsenerz-Schalenpellets werden unter den gleichen Bedingungen verkokt, wie zuvor in Beispiel 1) beschrieben. Der hierbei erzeugte Kokskuchen wurde in eine RoI-liertrommel eingebracht und über 10 Umdrehungen rolllert. Hierdurch zerfiel der Kokskuchen in die folgenden Kokskörnungen:

Gleichstückkoks 30 - 40 m 92 j> Unterkorn $u · $ '-

Das zuvor beschriebene Verfahren nach der Erfindung ermöglicht verschiedene Abwandlungen unter Einsatz verschiedenartiger an sich bekannter Verkok ungantethoden. U. a. ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß für diesen Zweck das an sich bekannt« Rostverkokungsverfahren nach Wanzel/Schenck angewandt wird. Bei diesen Verfahren werden innerhalb der zu verkokenden Schicht Gaedurchtrittskanäle angelegt, innerhalb derer die Verbrennung der bei der Verkokung entstehenden Gase erfolgt. Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf dieses Verfahren werden in die zu verkokende Kohleschicht örtlich angereicherte Stoffe eingelagert, die den Zusammenhalt des Kokses schwächen und zur Ausbildung von Gleichstückkoks führen.

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Eel der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Verkokung in Horizontalkammern besteht eine besonders wichtige Maßnahme in der Aufrechterhaltung eines genügend großen Zusammenhaltes des Kokskachens, um ein einwandfreies Drücken des Kokses aus der Kammer zu gewährleisten. Während es durch genügend dicke Erzschichten auf den Kohlepellets beispielsweise möglich ist, die einzelnen Koksstücke in der Kammerfüllung völlig getrennt voneinander zu halten, machen diese Bedingungen des normalen Koksofens es erforderlich, für einen Mindestzusammenhalt derselben Sorge zu tragen. Diese Anforderungen werden erfüllt, wenn beispielsweise bei Kohlepellets mit ca. 40 mm 0 umhüllende Schichten von etwa 0,QtS- 1 mm aus Hämatiterz vorgesehen werden.

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Claims (11)

1. Aachen, den 23. 7. 1969

   Professor Dr.-Ing. vCerner Menzel

   Professor Dr.-Ing. Drcs.h.c. Hermann Sehenck

   Patentansprüche

   "Verfahren vind Vorrichtung für dia !Herstellung von Glelchsttick-

   koks"

   . l.y Verfahren für die Herstellung von Koks mit überwiegend gleieher Stückgröße aus backenden Kohlen, die bei der Verkokung so behandelt werden, daß sie einen zusammenhängenden Kokskuchen ergeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung des Kokskuchens in etwa gleichgroße Stücke durch eingelagerte, örtlich angereicherte Stoffe, den Zusammenhalt schwächende Stoffe, erfolgt, wie Eisenerze, vorwiegend häraatitischer Zusammensetzung, bzw. daß durch diese Stoffe die Unterteilung
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß Erzstücke mit etwa 10 bis 25 mm Korngröße möglichst gleichmäßig in der zu verkokenden Kohleschicht verteilt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1) und 2), dadurch gekennzeichnet/ daß Erzstticke als Kerne für aus feuchter ^einkohle hergestellte Pellets dienen, die in eine Verkokungskamaer mit Außenbeheizung eingesetzt werden, vornehmlich in einen Horlzontalkammerverkokungsofen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1) oder 1) bis 3), dadurch gekennzeichnet, daß Feinerz als Schicht um Kohlestücke herumgelegt wird, die in eine Verkokungskaramer mit Außenbeheizung eingesetzt werden.

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5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1) und 4) oder 1) bis 4), dadurch gekennzeichnet, daß aus feuchter Feinkohle hergestellte Pellets mit einer anpelletierten Schicht aus Feinerz umgeben und daß diese Schalenpellets in eine Verkokungskammer mit Außenbeheizung -eingesetzt werden.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1) bis 5), dadurch gekennzeichnet, daß als Einlagerungsmaterial Anthrazit oder Magerkohle und/oder Kokagrus verwendet wird,
7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1) und 4) bis 6), dadurch gekennzeichnet, daß um die anpelletierte Erzschicht eine weitere Schicht gelegt wird, die das Zusammensintern des gebildeten Schwammeisens verhindert, wie Magerkohle oder Kalk.
8. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1) und 4) bis 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Feinkohle anstelle der Pelletierung durch Brikettierung verformt wird, vornehmlich ohne Bindemittel.
9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 1) und 4) bis 7), dadurch gekennzeichnet, daß die Feinkohle in Form eines Kohlebreies zur Anwendung gelangt und Über ein Saugfilter mit Wabenband in StUckform Übergeführt wird und daß auf diese Kohlesttfcke Feinkornschichten vornehmlich aus Eisen aufgebracht werden.
10. 10. Verfahren nach den Ansprüchen 1) bis 9), dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokung nach dem Rostverkokungsverfähren erfolgt.
11. 11. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1) bis 10), gekennzeichnet durch einen Horizontalkainmerverkokungaofen, durch eine Pelletiereinrichtung für Feinkohle wie Pelletierteiler mit einer Zuführung HiOh iJtückerzen in den Pellotiarteller oder/und mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Schalenpellets auf den Kohle-

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    pellets wie einen sog, Puderrand am Pelletlerteller mit
    einer Zuführung von Feinerz zum Puderrand, desweiteren
    gekennzeichnet durch Transporteinrichtungen wie Transportbänder flir die Beförderung der Sclialenpellets in die Verkokungskammer, schließlich gekennzeichnet durch Uhterteilungs-Vorrichtungen für den aus der Kammer gedrückten Kokskuchen, wie Abrolltrommeln.

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