DE2046977C3 - Verfahren zum Verdichten und Stückigmachen von feinkörnigen Kohlen ohne zusätzliche Bindemittel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verdichten und Stückigmachen von feinkörnigen Kohlen ohne zusätzliche Bindemittel, wobei die aufgegebenen feinkörnigen Kohlen wenigstens zum Teil backende Kohlesorten enthalten und bis auf eine Temperatur dicht unterhalb des Beginns der Erweichung der bakkenden Kohlensorten erhitzt werden und zur weiteren Erhitzung durch den Pressendruck einer Walzenpresse aufgegeben werden.

Aus der deutschen Patentschrift 9 74 080 ist ein Verfahren zum Brikettieren von backenden Steinkohlen bekannt, bei dem die als Bindemittel dienende backende Kohle in eine Feinfraktion und in eine Grobfraktion geteilt wird. Die grobe Fraktion wird hierbei zusammen mit den übrigen nicht backenden Anteilen der zu brikettierenden Kohlen über den Erweichungspunkt hinaus erhitzt, während die abgetrennte feine Fraktion kalt oder nur vorgewärmt vor der Verpressung der Gesamtaufgabemenge wieder zugemischt wird. Das Verpressen dieser Mischung erfolgt in einer mit Formzeugen versehenen Hochdruckwalzenpresse.

Dieses bekannte Brikettierverfahren ist jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet. Da nach diesem bekannten Verfahren die backende Steinkohle vor der Erhitzung in zwei Fraktionen abgesiebt werden muß, wird hierfür eine besondere Klassiervorrichtung benötiet Ferner besteht hierbei die Gefahr, daß es durch die Erhitzung der Grobfraktion der backenden Steinkohle in der Erhitzungseinrichtung und in den Zuleitungen zur Brikettpresse zu Anbackungen kommt, die /u Bemebsunterbrechungen führen und schwierig zu beseitigen sind Ferner erfordert dieses bekannte Verfahren auch noch eine besondere Mischvorrichtung, in der die feine Fraktion der backenden Steinkohle in kaltem Zus-and mit den über den Erweichungsbereich erhitzten ίο übrigen Kohlen vermischt wird. Auch hierbei kann es leicht zu starken Anbackungen am Ruhrwerk und an den Innenwandungen der Mischvorrichtung kommen, d—en Beseitigung mit einem hohen Arbeits- und Küstenaufwand verbunden ist. Weiterhin läßt sich be; dieis sem bekannten Verfahren die Temperatur des in der Mischvorrichtung vorbehandelten Brikettiergutes mehl genau einstellen, so daß die Herstellung von Preßlingen ausreichend hoher Druckfestigkeit nur mit Hochdruckpressen erreicht werden kann. Die Verwendung von Hochdruckpressen zur Herstellung von Kohleformkörpern ist jedoch insofern von Nachteil, da der hohe Preßdruck nicht nur sehr leicht zu Anbackungen in den Formzeugen führen kann sondern auch einen starken Ve-schleiß der unmittelbar miteinander im Eingriff stehenden Formzeuge der einander gegenüberliegenden Preßwalzen mit sich bringt.

Ferner ist aus der britischen Patentschrift 7 90 024 ein Verfahren zur Heißbrikettierung von Kohle bekannt, gemäß dem die zu verpressenden feinkörnigen Kohlen bis kurz unterhalb des Erweichungspunktes vG-erhitzt und anschließend auf einer Formwalzenpresse bei verhältnismäßig hohen Preßdrücken zu Briketts verpreßt werden. Da die Heißbrikettierung von Kohle auch nach diesem bekannten Verfahren auf Formwalzenpressen vorgenommen wird, ist es nicht zu vermeiden, daß es in Betrieb sehr leicht zu Ansatzbildungen in den Formmulden kommt, deren Beseitigung mit einem erheblichen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden ist. Darüber hinaus kommt es auch hierbei auf Grund des verhältnismäßig hohen Preßdruckes und der Hitzeeinwirkung zu einem starken Verschleiß der auf den Preßwal/en unmittelbar miteinander im Eingriff stehenden Formzeuge, die häufig ausgewechselt werden müssen. Das Auswechseln der Formzeuge führt jedoch nicht nur zu unerwünschten Betriebsunterbrechungen der gesamten Anlage sondern bringt auch einen hohen Arbeits- und Kostenaufwand mit sich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher dann, ein Verfahren zu schaffen, daß unter Vermeidung der oben angeführten bekannten Nachteile ein Verdichten und Stückigmachen von feinkörnigen Kohlen ohne zusätzliche Bindemittel in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sie auf einer Glattwalzenpresse zu einer Schülpe verpreßt werden, die anschließend, gegebenenfalls nach Kühlung auf die beabsichtigte Stückgröße zerkleinert wird.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung die feinkörnigen Kohlen auf einer Glattwalzenpresse zu einer Schülpe verpreßt werden, und die Walzenoberflächen hierbei nicht miteinander in Berührung kommen, wird im Vergleich zu den bekannter. Formwalzenpressen der Verschleiß an den Walzenmänteln weitgehend ausgeschaltet. Die Standzeit der Walzenmantel ist daher ganz wesentlich höher als die Standzeit der Formzeuge bei den Formwalzenpressen. Falls es jedoch zu einem geringen Verschleiß durch eine: ungleichmäßige Abnutzung der

Walzenoberfläche kommen sollte, so kann dies in einfacher Weise durch Überdrehen oder Überschleifen der Walzenmäntel während des Betriebes beseitigt werden. Ein weiterer ganz besonderer Vorteil, der durch das Verfahren gemäß der Erfindung erreicht wird, besteht darin, daß es an den glatten Walzenoberflächen kaum _IU Ansalzbildungen kommt und die Walren der Glattwalzenpresse mit höherer Umlaufgeschwindigkeit betrieben werden können als dies bei den üblichen bekannten Formwalzenpressen der Fall ist. Dies bringt wiederum sehr vorteilhaft eine im Vergleich zu den Formwabenpressen wesentlich höhere Gutdurchsatzkistung pro Zeiteinheit mit sich. Darüber hinaus können die auf einer Glattwalzenpresse zu einer Schülpe verpreßten feinkörnigen Kohlen anschließend sehr leicht auf die jeweils gewünschte Stückgröße zerkleinert werden.

in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung werden die feinkörnigen Kohlen auf eine Temperatur erhitzt, dit etwa 10 bis 50⁰C unterhalb des Beginns der Erweichung liegt. Durch die Wahl eines derartigen Temperaturabstandes vom Beginn der Erweichung ist einerseits gewährleistet, daß in der Erhitzungseinrichtung und in den Zuführungseinrichtungen zur Glattwalzenpresse keinerlei Anbackungen entstehen können. Andererseits ist aber auch gewährleistet, daß durch die beim Preßvorgang auftretende Temperaturerhöhung die backenden Kohlensorten in ausreichendem M„ße plastisch werden und so ein gutes Zusammenbacken der einzelnen Kohleteilchen zu einer festen zusammenhängenden Schülpe erreicht wird.

Ferner ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß die erhitzten feinkörnigen Kohlen der Glattwalzenpresse vorverdichtet aufgegeben werden. Durch die Vorverdichtung wird ein Teil der in den erhitzten feinkörnigen Kohlen eingeschlossenen Gase bereits in der Aufgabevorrichtung ausgeschieden. Zum anderen wird der Guteinzug der Preßwalzen erheblich verbessert, so daß die fertige Schülpe eine sehr dichte Beschaffenheit und damit auch eine hohe Festigkeit aufweist. Gemäß der Erfindung erfolgt die Vorverdichtung vorzugsweise durch wenigstens eine oberhalb der Preßwalzen angeordnete Stopfschnecke.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die erhitzten feinkörnigen Kohlen oberhalb der beiden Preßwalzen durch mindestens eine bis nahe an den Walzenspalt von oben heranreichende Sonde in wenigste.-.s zwei Gutströme aufgeteilt wird. Durch diese Maßnahme wird eine kontinuierliche Ableitung der im feinkörnigen Aufgabegut eingeschlossenen Gase ermöglicht, da diese beim Preßvorgang anstatt nach oben ins Aufgabegut seitlich in die durch die Sonden gebildeten Kanäle und damit nach unten ausweichen können. Hierdurch wird eine gleichmäßige Festigkeit der Schülpe auch in ihrer Längsrichtung erzielt. Außerdem ermöglicht die Anordnung mehrerer Sonden den Einsatz breiterer Prc!'-walzen, so daß mit einer Glattwalzenpresse hohe Guidurchsatzleistungen erzielt werden können. Zweckmäßigerweise werden hierbei die durch den Prei.ivorgang aus der Kohle ausgetriebenen Gase unterhalb des Walzenspaltes abgesaugt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend an Hand eines schematisch dargestellten Ausführungs- &5 beispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Fließschema des Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 schematisch eine GlattwalzenDress^ in Seitenansicht mit .Stopfschnecken und Sonden.

F i g. 3 einen Schnitt durch eine Glattwalzenpresse in Richtung des Walzenspaltes.

Das z. B. zu verwendende Ausgangsgut ist eine feinkörnige Kohle mit einer Körnung von etwa 0 bis 3 mm mit einem Anteil von 10 bis 15% einer backenden Kohlensorte und im übrigen nichtbackenden Kohlensorten und Koksgruß.

Der Beginn der Erweichung der backenden Steinkohlesorte wurde vorher mit etwa 350"C ermittelt. Dementsprechend ist das feinkörnige Aufgabegut erfindungsgemäß auf eine Temperatur von etwa 310'' C zu erhitzen. Zur Erhitzung können grundsätzlich alle bekannten Erhitzungseinrichtungen, wie Trommelofen. Wirbelschichtvorrichtungen, für Sinterprozesse verwendete Rosieinrichtungen usw. eingesetzt werden.

Die Erhitzung erfolgt vorteilhaft in direktem Kontakt mit einem Heißgasstrom. Hierzu wird beispielsweise ein zweistufiges Zyklonsystem eingesetzt, wie es in F i g. 1 schematisch dargestellt ist und an Hand des Verfahrensablaufes näher beschrieben wird. Gemäß H g. 1 besteht die Erhitzungseinrichtung aus zwei Zyklonen 1 und 2. die über eine Rohrleitung 3 miteinander verbunden sind. In den unteren Zyklon 2 wird über eine Rohrleitung 4 Heißgas aus einem Heißgaserzeuger 5 eingeleitet. Die zu erhitzende feinkörnige Kohle wird aus einem Aufgabebehälter 6 am unteren Ende der Rohrleitung 3 eingeführt, durch die der Heißgasstrom aus dem Zyklon 2 in den Zyklon 1 geführt wird. Die feinkörnige Kohle wird hierbei von den aufwärts strömenden Heißgasen wieder getrennt. Aus dem Zyklon 1 wird die abgetrennte feinkörnige Kohle über die Austragsleitung 7 in das untere Ende der Gasrohrleitung 4 erneut in den Heißgasstrom eingeführt, und zwar diesmal an einer Stelle unmittelbar hinter dem Heißgaserzeuger. Die feinkörnige Kohle wird wiederum von dem aufströmenden Heißgasstrom mitgerissen, der an dieser Stelle eine entsprechend höhere Temperatur aufweist, und im Zyklon 2 von den Gasen getrennt. Auf diese Weise ist es möglich, trotz stark unterschiedlicher Größe der einzelnen Körner des Aufgabegutes am Austritt des Zyklons 2 für alle Körner des Aiifgabegutes in etwa die gleiche Temperatur zu erzielen, und so die Kohle gleichmäßig auf die vorgesehene Temperatur von etwa 310"C zu bringen.

Die aus dem Zyklon 2 abgezogene, erhitzte, feinkörnige Kohle wird über eine Zuführungsleitung 8 in den Aufgabeschacht 9 einer Glattwalzenpresse 10 eingeführt. Infolge der gegenläufigen Drehung der beiden Walzen wird nunmehr aus dem Schacht 9 die feinkörnige Kohle von den beiden Walzen in den Walzenspalt eingezogen, wobei sich in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, der Weite des Walzenspaltes, des Walzendurchmessers und der Körnungsstruktur der feinkörnigen Kohle ein entsprechender Preßdruck aufbaut. Der Preßdruck ist hoch genug, um die feinkörnige Kohle so weit zu erhitzen, daß ihr Anteil an backender Steinkohle in den plastischen Bereich eintritt und auf diese Weise zu einer im wesentlichen zusammenhängenden, festen Schülpe verpreßt wird.

Bei Austritt aus der Glattwalzenpres.se durchläuft die Schülpe eine Kühlvorrichtung 11, in der sie beispielsweise mit Hilfe von kalter Luft oder anderen gasförmigen Kühlmitteln weitgehend abgekühlt wird. Die Kühlvorrichtung kann beispielsweise eine Vorrichtung sein, die etwa dem herkömmlichen Bandtrockner entspricht, odei aber auch ein Sieb, über das ein entspre-

chender Kühlgasstrom geleitet wird.

Anschließend wird die Schülpe einer Zerkleinerungsvorrichtung 12, je nach der Festigkeit und der gewünschten Korngröße des Fertiggranulats einem Prallbrecher oder einem Slachelwalzenbrecher aufgegeben. Das in der Zerkleinerungsvorrichtung erzeugte Granulat wird dann einem Sieb 13 zugeführt, auf dem der bei der Zerkleinerung anfallende Feingulanteil bis beispielsweise unterhalb 4 mm Korngröße abgesiebt wird. Der Siebrückstand stellt das fertige Kohlegranulat dar und weist entsprechend der Einstellung der Zerkleinerungsvorrichtung, beispielsweise Korngrößen von 4 bis 10 mm auf. Der im Sieb abgetrennte Feinanteil wird je nach anfallender Menge dosiert wieder in den Aufgabebunker 6 zurückgeführt.

In F i g. 2 und 3 werden weitere Ausgestaltungen des Verfahrens an Hand der zur Durchführung verwendeten Vorrichtungen näher erläutert. F i g. 2 zeigt eine schematische Seitenansicht der Glattwalzenprcsse. teilweise im Schnitt.

Über den beiden Walzen 14 und 15 der Glattwalzenpresse sind sogenannte Stopfschnecken 16 angeordnet, deren Einlauföffnungen 17 mil dem Abzugsrohr 8 der Erhitzungseinrichtung in Verbindung stehen. Die jeweils über einen Motor 18 angetriebene Schnecke erfaßt die über die Öffnung 17 eingeführte heiße, feinkörnige Kohle und preßt diese unmittelbar auf den Walzenspalt. Hierdurch wird die feinkörnige Kohle bereits vorverdichtet. Unterhalb der Austrittsöffnung der Stopfschnecke befindet sich parallel zum Walzenspalt eine dachförmig ausgebildete schmale Querlraverse 19. an der in gleichmäßigem Abstand dünne Sonden 20 befestigt sind. Die Sonden 20 reichen bis nahe an den Walzenspalt heran und teilen den durch die Stopfschnecke auf die Walzen aufgebrachten Gutstrom in mehrere Teilströme. Entsprechend der Aufteilung in die Teilströme treten aus der Glattwalzcnpresse mehrere nebeneinanderliegende hochverdichtete Kohlenschülpen aus. Die durch den Preßvorgang aus der Kohle ausgetriebenen Gase treten zur Seite hin aus den sich bildenden Schülpen aus und entweichen durch die zwischen den Schülpen verbleibenden feinen Kanäle nach unten durch den Walzenspalt. Aus dem nicht dargestellten Gehäuse unterhalb der Walzen 14, 15 werden die Gase, sofern überhaupt erforderlich, abgesaugt. Die beschriebene Verwendung von Stopfschnecken ist jedoch nicht in jedem Fall erforderlich. So kann es bei Preßwalzen mit größeren Durchmessern genügen.

wenn über dem Walzenspalt ein Aufgabeschacht mit genügender Höhe angeordnet ist — wie in F i g. 1 dargestellt — dessen Gutsäule einen Vordruck erzeugt, der günstige Einzugsbedingungen für die feinkörnige Kohle schafft. Auch bei der Verwendung eines Aufgabeschachtes können die beschriebenen Sonden mit Vorteil eingesetzt werden, da sie den Durchtritt der aus der Kohle durch den Preßvorgang ausgetriebenen Gase in den Aufgabeschacht verhindern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verdichten und Stückigmachen von feinkörnigen Kohlen ohne zusätzliche Bindemittel, wobei die aufgegebenen feinkörnigen Kohlen wenigstens zum Teil backende Kohlensorten enthalten und bis auf eine Temperatur dicht unterhalb des Beginns der Erweichung der backenden Kohlensorten erhitzt werden und zur weiteren Erhitzung durch den Pressendruck einer Walzenpresse aufgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf einer Glatiwalzenpresse zu einer Schülpe verpreßt werden, die anschließend, gegebenenfalls nach Kühlung auf die beabsichtigte Slückgröße zerkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnigen Kohlen auf eine Temperatur erhitzt werden, die etwa 10 bis 50⁰C unterhalb des Beginns der Erweichung liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten feinkörnigen Kohlen der Glattwalzenpresse vorverdichtet aufgegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtung durch mindestens eine oberhalb der Preßwalzen angeordnete Stopfschnecke erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzten feinkörnigen Kohlen oberhalb der beiden Preßwalzen durch mindestens eine bis nahe an den Walzenspalt von oben heranreichende Sonde in wenigstens zwei Gutströme aufgeteilt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Preßvorgang aus der Kohle ausgetriebenen Gase unterhalb des Walzenspaltes abgesaugt werden.