DE2103026A1

DE2103026A1 - Verfahren zum Trocknen von Kohle

Info

Publication number: DE2103026A1
Application number: DE19712103026
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Kawasaki Kanagawa Yamagishi Miki Misashino Tokio Sasagun Kyoji Yokohama Kanagawa Hamada, (Japan) P
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1970-01-23
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1971-08-12
Also published as: DE2103026B2; BE761962A; FR2076964A5; US3755912A; CA981447A; GB1347298A

Description

PATENTANWÄLTE

TELEFON: SAMMEUNR. 22 03*1 TELEGRAMMEi ZUMPAT POSTSCHECKKONTO! MÖNCHEN 31133

ΒΑΓΜΚΚΟΝΤΟϊ BANKHAUS H. AUFHSLfSER

β MÖNCHEN 2,

P 19016-20
55/Si

HIPPOH EOKAH KABUSHIKI KAISHA, Chiyoda-ku, Tokyo / Japan

Verfahren zum Trocknen von Kohle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Kohle. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Kohle, die zn der gewünschten Korngröße gemahlen ist, in einem heißen Trockenstrom flotiert, dessen Temperatur reguliert wird, und wobei man die Trocknung unter fluidisierenden Bedingungen durchführt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Verbrennungsgase, deren Temperatur geringer ist als die des gewünschten Stroms, mit mindestens einem Teil des heißen Trockenstromes vermischt, um die Temperatur zu regulieren und um auch die Enthalpie der Verbrennungsabgase zu verwenden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in dem heißen Trockenstrom nur wenig Sauerstoff verv/endet. Dadurch kann man die Menge an heißem Gas oder Verbrennungsgas für die Trocknungsstufe vermindern, und man kann die Menge an Kohle, die getrocknet werden soll, erhöhen, und man kann die Temperatur besser kontrollieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit eine sichere und genaue Trocknung von Kohle, wobei man relativ einfache Trocknungsvorrichtungen, Installationen und einfache Meßvorrich-

109833/1348

ttingen verwenden kann.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Kohle, die mart in Koksöfen verwendet, leicht und sicher und vorteilhaft getrocknet werden«

Wenn man bei der Herstellung von Koks die Kohle, die in den Koksofen eingefüllt wird» trocknet, so wird die bestimmte Kapazität des Koksofens erhöht und die Eigenschaften des Koks werden besser und man erhält Koks mit hoher Qualität und guter Wirksamkeit. Die gleiche Anmelderin hat verschiedene Verfahren zur Herstellung von Koks vorgeschlagen, wobei man die KoIi--Ie trocknete oder Kohle verwendete, die gemäß solchen Verfahren getrocknet worden war (vgl. beispielsweise die japanischen Patentanmeldungen Nr. 39 522 bis Nr. 39 525/69, Kr. 48 923/69 und Hr. 48 924/69). Eine Vortrocknungsbehandlung für Kohle für metallurgische oder Heizungszwecke bringt den Vorteil mit sich, daß die Kohle leichter verbrennt und mit den Substanzen, die behandelt werden sollen, die gewünschte chemische Umsetzung eingeht. Offensichtlich ist das fluidisierte Trocknungsverfahren, bei dem Kohle, die zu der gewünschten Korngröße vermählen wurde, in dem Trocknungsstrom flotiert wird, am vorteilhaftesten, um zu bewirken, daß die Kohle ausreichend kontinuierlich und einheitlich getrocknet wird. Um einen heißen Strom zu erhalten, mischt man dem Trocknung^strom Luft bei, bis man die gewünschte Temperatur erhält. Dieses Vermischen mit kalter Luft bringt den Vorteil mit sich, daß man die gewünschte Temperatur erhält, ohne daß man viel beimischen muß. Der Sauerstoff der kalten Luft kommt somit unvermeidlich in den heißen Trockenstroii und ein Trockenstroin, der viel Sauerstoff enthält, ändert die Qualität der veraiah·- lenen Kohle, insbesondere besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Explosion. Um Kohle ohne Explosionsgefahr trocknen zu. können, ist es erforderlich, daß man die Temperatur des heißen Trocknungsstroms genau reguliert und weiterhin muß die eingeblasene Menge ganz genau eingestellt und eingehalten sein. Die Menge an Kohle und sämtliche Variablen müssen genau reguliert sein, damit man das Verfahren sicher durchfüh-

109833/1348

ren kann. Die Bedingungen, die Dauer der Trocknungsbehandlung usw. dürfen nicht geändert werden. Im Falle, wenn selbst unter diesen eingehaltenen Bedingungen das Verfahren plötzlich teilweise steht oder wenn Störungen auftreten oder wenn die Bedingungen aus irgendwelchen Gründen geändert werden müssen, muß man das Verfahren sofort beendigen können oder regulieren können, sonst treten Unfälle, wie Explosionen, auf. Dieses Kontrollieren oder plötzliche Beendigen der Umsetzung ist sehr schwierig, so daß das ganze Verfahren schwierig durchzuführen ist und eine hochentwickelte Technik erforderlich macht. Weiterhin müssen die Meßvorrichtungen, die Förderungsvorrichtungen und irgendwelche Vorrichtungen für die Durchführung des Verfahrens sehr genau gewählt werden und sind daher kostspielig zu installieren. (|

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, das die zuvor erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren überwindet. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Eohle auf wirtschaftliche Weise getrocknet werden und die oben beschriebenen Nachteile werden vermieden. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Menge an Verbrennungsgas, die zum Trocknen der Kohle benötigt wird, vermindert und gleichzeitig wird die Menge an Kohle, die getrocknet werden soll, erhöht und außerdem ist es leichter, die Temperatur zu kontrollieren. Um das erfindungsgemäße Ziel zu erreichen, macht die vorliegende Erfindung Gebrauch von den Verbrennungsabfallgasen, deren Tem- *ä peratur geringer ist als die des gewünschten Stroms. Auf diese Weise wird der Sauerstoffgehalt des heißen Trockenstroms beachtlich erniedrigt und der heiße Trockenstrom besitzt einen niedrigen Sauerstoffgehalt. Dadurch werden Explosionen oder das Auftreten anderer Unfälle vermieden und gleichzeitig kann man die Temperatur wesentlich besser kontrollieren und man kann weiterhin die Qualität des heißen Trockenstroms bestimmen. Außerdem kann man die Menge an Kohle, die eingeführt wird, erhöhen. Die Abfallgase von Verbrennungen bei verschiedenen Wärmebehandlungen können zur Kontrolle der Temperatur verwendet werden. Bevorzugt verwendet man als Abfallgase Verbrennungsabfallgase aus der Brennkammer des Koksofens.

109833/1348

BAD ORIGINAL

Das Abfallgas aus der Verbrennungskammer hat üblicherweise eine Temperatur um 250°C und es wurde zur Behandlung von Koks verwendet und dann in die Atmosphäre abgelassen und es wurde als wertlos betrachtet. Verwendet man jedoch ein solches Abfallgas bei der Vortrocknungsbehandlung für Kohle, die anschließend weiterverarbeitet wird, so kann man dieses Abfallgas vorteilhaft verwenden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung 'ist ebenfalls ein wertvolles Trocknungsverfahren für Kohle, wobei bei diesem Verfahren die Mengen an Verbrennungsgas, die verwendet wird, vermindert ist und wobei außerdem die Menge an Kohle, die getrocknet werden soll, erhöht.ist. Bei dem fluidisierten Trocknung sver fahr en kann man weiterhin die Temperatur leichter kontrollieren. Wenn man weniger Verbrennungsgas verwenden kann, so bedeutet dies, daß weniger Wärme erforderlich ist und daß man einfachere Verbrennungsvorrichtungen verwenden kann und daß weniger Einrichtungen erforderlich sind. Die Erhöhung der Menge an Kohle, die getrocknet werden soll, und die man nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandeln kann, bringt eine bessere Wirksamkeit mit sich und außerdem wird dadurch bewirkt, daß der Trocknungsvorgang schneller abläuft. Die Möglichkeit, die Temperaturen leichter zu kontrollieren, bringt mit sich, daß die Kontrollvorrichtungen einfacher werden und daß man eine gleichmässige Trocknung erhält. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man die Verbrennungsabfallgase verwenden und die industrielle Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr groß.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Trocknen von Kohle kann man sehr einfache Meßvorrichtungen verweden. Dadurch, daß der Sauerstoffgehalt des heißen TrocknungsStroms, wie oben angegeben, vermindert ist, können Explosionen und andere Unfälle fast vermieden werden und die Temperatur kann über einen weiteren Bereich schwanken. Dementsprechend ist es nicht mehr notwendig, daß die Meßvorrichtungen mit so hoher Präzision und Genauigkeit arbeiten wie bei den bekannten Verfahren. Dies bedeutet, daß die Mcßvorrichtungen und

109833/1 3Λ8

BAD ORIGINAL

die Betriebseinrichtungen relativ einfach sind, wobei man trotzdem eine einheitliche und glatte Trocknung bewirkt. Es ist offensichtlich, daß bei komplizierten und schwierigen Meßvorrichtungen nicht immer eine gute Trocknung in fluidisiertem Zustand erreicht wird, da durch die vielen Variablen oft Unterbrechungen des Verfahrens stattfinden und das gesamte Verfahren sehr störanfällig ist. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man durch einfache Maßnahmen eine glatte Trocknungsbehandlung von Kohle in fluidisiertem Zustand erreichen.

Die beiliegenden Zeichnungen erläutern die Erfindung.

Fig. 1 ist eine erläuternde Ansicht einer Einrichtung zur Durchführung der vorliegenden Erfindung, wobei Verbrennungsgase aus dem Koksofen verwendet werden.

Fig. 2 ist eine Zeichnung, die die Beziehungen zwischen der verwendeten Menge an Brenngas und der verdampften Feuchtigkeit bei dem Trocknungsvorgang aufzeigt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Stand der Technik verglichen wird.

Fig. 3 ist eine Zeichnung, die den Vergleich des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dem Stand der Technik zeigt unter Bezugnahme auf den Sauerstoffgehalt im Abfallgas bei dem Trocknungsvorgang, und

Fig. 4 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen der Enthalpie des Verbrennungsabfallgases und der Temperatur aufzeigt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen soll die Erfindung beispielhaft erweise erläutert werden. In Fig. 1 wird ein Koksofen 1 gezeigt, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wurde. Eine Verbrennungskammer und eine Einfüllungskammer für die Kohle sind ebenfalls vorgesehen, um eine trockene Destillation der Kohle zu bewirken, indem man in der Verbrennungskammer erhitzt. Das Abfallgas wird über die Leitungen 2 abgeführt und in ein Gebläse J eingebracht und

109833/ 1348

SAO OBiGINAL

dann in die Trocknungsvorrichtung 5 durch die Leitung 4 geleitet, wo ein Trocknen der verraahlencn Kohle in fluidiniertem Zustand bewirkt wird. Die Menge, dio eingeblaoen wird, wird geeigneterweise durch einen Lüftungsschieber bzw. eine Drosselplatte 6 einreguliert.

Wie oben erwähnt, liegt die Temperatur des Verbrenmmgsabfallgases im Bereich von 25O⁰C und in Fig. 4 wird die Beziehung zwischen der Temperatur dieses Abfallgases-und der Enthalpie aufgezeigt. Aus dieser Kurve ist ersichtlich, dass das Verbrennungsgas eine Enthalpie besitzt, die doch einen solchen Wert aufweist, daß man sie sich nützlich machen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden derartige Verbrennungsgase in die Trockenvorrichtung eingeblasen, um dort die Temperatur des heißen Trocknungsstroms (Blas) zu kontrollieren. Durch Versuche wurde auf diese Weise die Beziehung zv;i~ sehen der verdampften Feuchtigkeit und der Menge an Verbrennungsgas, wie es in Fig. 2 dargestellt int, bestimmt. Außerdem wurde die Menge ermittelt, die nötig ist, um die Kohle mittels Verbrennungsgas zu trockner», wobei das Verbrennungsgas eine Gasmischung von Furnace gas und Gas aus dem Koksofen ist und eine Wärmekapazität bzw. Wärmemenge νου 11D0 , ., ζ nach dem Strand o,er Technik

kcal/ nr besitzt. Die Menge an Verbrennungsgas, die/nötig ist, um 4 % Feuchtigkeit aus 200 Tonnen Kohle pro Stunde zu verdampfen reicht beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aus, um 4 % Feuchtigkeit aus 350 Tonnen Kohle pro Stunde zu verdampfen. Die Menge an Verbrennungsgas, die erforderlich ist, um 6 % Feuchtigkeit aus 200 Tonnen Kohle pro Stunde zu \i^rerdampfen, reicht es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus, um 6 % Feuchtigkeit aus 300 Tonnen Kohle pro Stunde zu verdampfen. Fig. 3 zeigt ein Beispiel der Meßergebnisse, wobei der Sauerstoffgehalt in dem Abfallgas bei dem Trocknungsvorgang gemessen wurde, und zwar wurde das erfindungsgemäße Verfahren und der Stand der Technik verglichen, bei dem die Temperatur mit Außenluft kontrolliert wird und bei dem kein Abfallgas verwendet wird. Es wurde gefunden, daß der Sauerstoffgehalt um ungefähr 1/2,5 "bis 1/3 abgenommen hatte.

109833/ 1 348

BAD ORiGiNAL

Das erfinüungsgeraäßu Verfahren kann bei einer wirksamerercu Trockenbehandlung besser durchgeführt werden, selbst wenn man die Temperatur des heißen Trocknungsntroms noch erhöht oder die Menge an Kohle, die eingefüllt wird, erhöht. Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand eines Beispiels zum Trocknen von japanischer Kohle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 10 % näher erklärt. Der heiße Trocknungsstrom hat ungefähr eine Wärmekapazität von 1100 kcal/m"' und er wird erhalten, indem man eine Gasmischung von Koksofengas (Wärmekapazität um 6000 kcal/m-^) und Furnacegas (Wärmekapazität ungefähr 700 kcal/m') mischt. Die japanische Kohle wurde so vermählen, daß die Körner,die ungefähr 1 mm Durchmesser besaßen, in einer Menge von 30 % vorhanden waren und daß 90 % der Körner einen Durchmesser hatte, der geringer war als 3 mm. So vermahlene Kohle mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser um 0,45 mm wird in eine Trockenvorrichtung unter fluidisierenden Bedingungen in einem heißen Strom, der ungefähr eine Temperatur von 450 bis 500⁰C und maximal eine Temperatur von 600⁰C besitzt, flotiert, wobei man eine Blasgeschwindigkeit von 0,8 m/sek. verwendete. Das Trocknen erfolgte kontinuierlich und der verdampfte Feuchtigkeitsgehalt betrug 5 %· Das Abfallgas, das aus der Verbrennungskammer kam, hatte die folgende Zusammensetzung: N^: 71 »14- %·> 0,2: 1,74 %■> CO₂: 23,66 % und H₂O: 3,46 %. Es wurde in den heißen Trockenstrom eingeführt, um diesen'zu verdünnen und um die Temperatür zu kontrollieren, wobei man eine Menge an Verbrennungsgas von 11 600 m/vStd. pro 93 000 m-ystd.- Trockenstrom verwendete.

Nach den bekannten Verfahren, bei denen die Temperatur mit Außenluft kontrolliert wird, verwendet man 17 700 m-yStd. Verbrennungsgas (die Menge an Luft zum Verdünnen betrug ungefähr 9OOO m-ystd. Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnte die Menge an Verbrennungsgas ungefähr um ein Drittel vermindert werden.

Wie zuvor erwähnt, kann man durch das erfindungsgemäße Verfahren Abfallgas als heißen Trocknungsstrom (Verbrennungsgas) zum Trocknen von Kohle verwenden, wobei der Brennstoff,

_r_ 109833/1348

BAD OBiGiNAt

der für die Trocknungsbehandlung erforderlich ist, stark vermindert wird. Weiterhin kann der Sauerstoffgehalt in dem Trokkengas verringert werden, was mit sich bringt, daß Explosionen und andere Gefahren vermieden werden und die Sicherheit beim Trocknungsvorgang ist größer, so daß man keine komplizierten Meßvorrichtungen verwenden muß.

109833/1348

BAD ORiQtNAL

Claims

_ 9 —
Patentansprüche

Verfahren zum Trocknen von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohle, die zu einer gewünschten Teilchengröße vermählen wurde, in einem heißen Trockenstrom flotiert, dessen Temperatur reguliert wird, indem man mindestens einem Teil des Trockenstroms ein Verbrennungsgas / dessen Temperatur relativ niedrig ist und dessen »Sauerstoffgehalt niedrig ist und die Temperatur kontrolliert, indem man die Zugabe reguliert und gleichzeitig die Enthalpie des Verbrennungsabfallgases ausnutzt, wodurch gleichzeitig der Sauerstoffgehalt des heißen Trocknungsstromes erniedrigt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbrennungsabfallgas Verbrennungsabfallgas aus dem Koksofen verwendet.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abfallgas aus der Brennkammer in einen heißen Trocknungsstrom einbringt, den man erhält, indem man eine Gasmischung aus Koksofengas und i'urnacegase verbrennt und Abfallgas in solchen Mengen beimischt, daß der für die Kohle verwendete Trocknungsstrom eine Temperatur hat, die ungefähr im Bereich von 450 bis 500⁰G und höchstens bei 600⁰C liegt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flotierte Kohle zu Körnchen vermählen ist, von denen ungefähr JO % einen Durchmesser besitzen, der kleiner ist als 1mm und ungefähr 90 % einen Durchmesser besitzen, der kleiner ist als 3 mm, und daß der Durchschnitt einen Durchmesser aufweist, der ungefähr 0,45 mm beträgt, und daß der heiße Dampfstrom mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 0,8 m/Sek. verwendet wird.

109833/1348