DE2105981B2

DE2105981B2 - TREATMENT PROCESS OF WET CARBON DUST AND CARBON SLUDGE FOR SUBSEQUENT BRIQUETTING AND EQUIPMENT FOR CARRYING OUT THE PROCESS

Info

Publication number: DE2105981B2
Application number: DE19712105981
Authority: DE
Inventors: Marian Dr.-Ing.; Wieckowska Jadwiga Dr.-Ing.; Breslau Rutkowski (Polen)
Original assignee: Politechnika Wrocllawska, Breslau (Polen)
Priority date: 1970-03-02
Filing date: 1971-02-09
Publication date: 1976-06-24
Also published as: SU558934A1; BE763533A; GB1296945A; US3752656A; DE2105981A1; CS154319B2; FR2078423A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Behandlungsverfahren von nassem Kohlenstaub und Kohlenschlamm für das anschließende Brikettieren, bei dem dieser mit einem ölprodukt als Bindemittel in einem Mischkessel unter gleichzeitigem Erhitzen durch auf 250° C überhitztem Wasserdampf, der entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Kohlenmasse eingeleitet wird, vermischt wird (FR-PS 3 72 744 und Zusatz-FR-PS 9 636). Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method of treating wet coal dust and coal sludge for the subsequent Briquetting, in which this is mixed with an oil product as a binder in a mixing vessel simultaneous heating by steam superheated to 250 ° C, which is opposite to the direction of movement the coal mass is introduced, is mixed (FR-PS 3 72 744 and additional FR-PS 9 636). The invention also relates to a device for carrying out this method.

Bei diesem bekannten Verfahren werden Briketts aus Kohle, Torf oder Moorkohle dadurch hergestellt, daß das Ausgangsmaterial mit Naphthalin und gegebenenfalls zusätzlich mit Pech vermischt und überhitztem Wasserdampf mit einer Temperatur von 200 bis 400⁰C ausgesetzt werden. Dabei hat der überhitzte Wasserdampf die Aufgabe, das Naphthalin und das Pech zu schmelzen bzw. zum Sieden zu bringen, so daß diese sich in der Mischung verteilen können. Nachfolgend wird die entstandene pastöse Masse in einer Presse bei hohen Temperaturen zu Briketts geformt. Bei diesem Verfahren wird das Bindemittel in fester Form zügeführt und muß erst verflüssigt werden, um die erforderliche gute Durchmischung mit dem zu behandelnden Produkt zu erzielen, was dadurch langer dauert und mehr Energie erfordert. Außerdem ist es notwendig, das Brikettieren bei hohen Temperaturen durchzufüh- &5 ren, was einerseits das Anheizen der Presse bedingt und damit weiteren Energiebedarf erfordert sowie teilweise dazu führt, daß das die Funktion des Bindemittels ausübende Naphthalin durch Sublimation aus der Mischung entweicht, worunter d.e Festigkeit der hergestellten Briketts leidet.In this known method briquettes from coal, peat or peat coal are prepared by reacting the starting material with naphthalene and optionally additionally with pitch mixed and superheated steam at a temperature of 200 to 400 ⁰ C are exposed. The task of the superheated steam is to melt the naphthalene and the pitch or to bring them to the boil so that they can be distributed in the mixture. The resulting pasty mass is then shaped into briquettes in a press at high temperatures. In this process, the binder is supplied in solid form and must first be liquefied in order to achieve the required thorough mixing with the product to be treated, which therefore takes longer and requires more energy. In addition, it is necessary to carry out the briquetting at high temperatures, which on the one hand causes the press to be heated up and thus requires additional energy and in some cases means that the naphthalene, which functions as the binder, escapes from the mixture by sublimation, which in turn causes the strength of the briquettes produced suffers.

In der US-PS 15 60 116 ist ein Verfahren zur Behandlung von feinverteiler Kohle beschrieben, bei dem die Kohle in Wasser suspendiert, mit einem Bindemittel gemischt und einer Wärmebehandlung unterworfen wird wobei die Bewegung ohne Luftaufnahme durchgeführt wird, um die Agglomeration der Kohleteilchen ficherzustellen. Als feinzerteilte Kohle kommen auch Flotationskonzentrate in Frage, d. h. nasse Staubkohle bzw Kohlenschlamm. Als Bindemittel wird Pech erwähnt Mischen und Erhitzen der Suspension sind Vorbehandlungen vor dem eigentlichen BrikettierenIn US-PS 15 60 116 is a method of treatment described by finely divided coal, in which the coal is suspended in water with a binder mixed and subjected to a heat treatment, the movement being carried out without air intake to ficher the agglomeration of the coal particles. Also come as finely divided coal Flotation concentrates in question, d. H. wet coal or coal sludge. Pitch is mentioned as a binder. Mixing and heating of the suspension are pretreatments before the actual briquetting

In der DT-PS 16 67 254 ist ein Verfahren zum Agglomerieren von Festkörperteilchen, insbesondere von Kohlenstaub beschrieben, welche in Wasser oder einer anderen wäßrigen Flüssigkeit suspendier! sind, wöbe» diese Suspension mit einem oder mehreren d.e Agglomerierung fördernden Hilfsstoffen kombiniert und in turbulente Bewegung versetzt w.rd und als Hilfsstoff ein biiuminöses Material verwendet w.rd. dessen Penetrationsindex nicht größer als Null ist und dessen Erweichungspunkt nicht höher als die wcnrend des Agglomerierungsvorganges vorherrschende Temperatur Uegt Der als Bindemittel wirkende Hilfsstoff kann ein thermisches Spaltprodukt sein, welches aus einem bei einem katalytischen Spaltverfahren anfallenden Kreislauföl erhalten worden ist. Die bituminösen Materialien können auch durch Zusatz von Asphaltenen zu einem Heizölrückstand hergestellt werden. Die Temperaturen liegen bei 40⁰C und höher. Somit unterscheidet sich dieses bekannte Verfahren vom Verfahren der vorliegenden Erfindung, bei dem während des Mischens überhitzter Wasserdampf eingesetzt wird.DT-PS 16 67 254 describes a method for agglomerating solid particles, in particular coal dust, which are suspended in water or another aqueous liquid! are, where »this suspension is combined with one or more de-agglomeration-promoting auxiliaries and set in turbulent motion and a biiuminous material is used as the auxiliary. whose penetration index is not greater than zero and whose softening point is not higher than the temperature prevailing during the agglomeration process. The bituminous materials can also be produced by adding asphaltenes to a fuel oil residue. The temperatures are 40 ⁰ C and higher. Thus, this known method differs from the method of the present invention in which superheated steam is used during mixing.

In der US-PS 19 29 860 ist ein Verfahren zur Herstellung fester Brennstoffe beschrieben, bei dem pulverisierte bituminöse Kokskohle mit schwerem Hydrokar· bonöl gemischt und diese Mischung so hoch erhitzt wird, daß ein beträchtlicher Teil des Öls verdampft und die unverdampften Teile des Öls reduziert werden bis zur asphaltartigen Konsistenz, so daß die Kohlente.lchen mit diesen asphaltartigen Destillationsrückständen von schweren Kohlenwasserstoffölen überzogen werden, worauf die so überzogenen Kohleteilchen mit einer wesentlich größeren Menge niedrig verdampfter fester Kohlenstoffteilchen gemischt werden, wobei die überzogenen Kohleteilchen in einer Menge anwesend sind daß sie als Binder für die festen Kohleteilchen dienen, wonach die Brikettierung der gesamten Mischung erfolgt. Eine Kohle/Wasser-Suspension dient bei diesem bekannten Verfahren lediglich für die Herstellung der mit dem asphaltartigen Stoff überzogenen Kohleteilchen, die als Bindemittel wirken; erst in einer zweiten Stufe wird das Bindemittel mit einer größeren Menge von Feststoffteilchen vermischt.In US-PS 19 29 860 is a method of production solid fuels, in which powdered bituminous coking coal with heavy hydrocar · bon oil mixed and this mixture is heated so high that a considerable part of the oil evaporates and the unevaporated parts of the oil are reduced up to an asphalt-like consistency, so that the coal ducks with these asphalt-like distillation residues are coated by heavy hydrocarbon oils, whereupon the so coated coal particles with a much larger amount of low-vaporization solid carbon particles are mixed, the Coated coal particles are present in an amount that they act as binders for the solid coal particles, after which the entire mixture is briquetted. A coal / water suspension is used for this known processes only for the production of the coal particles coated with the asphalt-like material, which act as binders; only in a second stage is the binder with a larger amount mixed by solid particles.

In der DTPS 5 08 570 ist ein Verfahren zum Brikettieren pulverförmiger Materialien beschrieben, insbesondere von Brennstoffen, bei dem festes bituminöses Material als Bindemittel verwendet wird und die Mischung des zu brikettierenden Materials mit einer wäßrigen Bitumenemulsion erfolgt, bei der sich das Wasser in der Dispersionsphase i-i einem öl befindet, das für das bituminöse Bindematerial eine Affinität besitzt, dergestalt, daß das Emulsionsagens eine stabile Emulsion mit dem öl zu bilden vermag. Die Emulsion von Wasser und öl wird in einem gesonderten Behälter unter ständigem Mischen mit Zusatz von Silikaten herge-In DTPS 5 08 570 there is a method for briquetting powdered materials described, in particular of fuels, in the solid bituminous Material is used as a binder and the mixture of the material to be briquetted with an aqueous Bitumen emulsion takes place in which the water in the dispersion phase i-i is an oil that is for the bituminous binding material has an affinity such that the emulsifying agent forms a stable emulsion able to form with the oil. The emulsion of water and oil is under in a separate container constant mixing with the addition of silicates

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stellt.represents.

In der FR-PS 9 636 (Zusatz zur FR-PS 3 72 744) ist auch ein in der Kohleindustrie üblicherweise angewandtes vertikales Rührwerk beschrieben, das eine Welle mit Rohrarmen und Stahlschabern besitzt. Zum s Ausbringen des gemischten Gutes ist bei der Vorrichtung nach dieser Patentschrift ein Schaber vorgesehen. Das zur Brikettierung bestimmte Material wird in trokkener Form verwendet und das Bindemittel in fester Form zugesetzt, wobei überhitzter Wasserdampf zum ρ ο Schmelzen des festen Bindemittels angewandt wird.In FR-PS 9 636 (addition to FR-PS 3 72 744) there is also one that is commonly used in the coal industry vertical agitator described, which has a shaft with tubular arms and steel scrapers. For the s A scraper is provided in the device according to this patent specification to discharge the mixed material. The material intended for briquetting is used in dry form and the binding agent in solid form Form added, with superheated steam to ρ ο Melting the solid binder is applied.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung sämtlicher Nachteile und technischer Unzulänglichkeiten, mit denen die bisher bekannten und angewandten Formungsverfahren des nassen Kohlenstaubes und i* -Schlamms behaftet sind, ein Verfahren anzugeben, das eine Vereinigung des Trocknungsprozesses des nassen Kohlenstaubs oder Kohlenschlamms und des Mischprozesses mit einem Bindemittel gestattet, ohne daß sich Explosionsgemische bilden, sowie eine einfache Einrichtung anzugeben, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.The object of the invention is to use all the disadvantages and technical inadequacies, with which the previously known and used shaping processes of wet coal dust and i * -Sludge are afflicted with a method to specify the unification of the drying process of the wet Coal dust or coal sludge and the mixing process with a binder allowed without Form explosive mixtures, as well as specify a simple device in which the inventive Procedure can be carried out.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der nasse Kohlenstaub oder Kohlen- vschlamm mit einem mit Aluminiumsilikat modifizierten Erdölrückstand aus der Destillation, dem Kracken, Hydrokräcken oder einem sonstigen Pyrolyseverfahrtn in einer Menge von 5 bis 10 Gewichtsprozent — bezogen auf den nassen Kohlenstaub oder Kohlenschlamm — berieselt und dabei der Dampf in einer Menge von 1 bis 3 Tonnen pro Stunde und einer Tonne nasse Kohlenmasse zugesetzt wird. Es ist vorteilhaft, daß dem Erdölrückstand der Aluminiumsilikat-Katalysator in einer Menge von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent — bezogen auf 3s den Rückstand — zugesetzt wird.To solve this problem, the method of the type specified at the outset is characterized according to the invention: that the wet coal dust or coal sludge with one modified with aluminum silicate Petroleum residue from distillation, cracking, hydrocracking or another pyrolysis process in an amount of 5 to 10 percent by weight - based on the wet coal dust or coal sludge - sprinkled while the steam in an amount of 1 to 3 tons per hour and one ton of wet coal is added. It is beneficial that the petroleum residue the aluminum silicate catalyst in an amount of 0.2 to 2 percent by weight - based on 3s the residue - is added.

Ein Mischkessel zur Durchführung des Verfahrens mit mechanischem Rührwerk, perforiertem Rohrkranz für die Dampfzuleitung und Rührarmen, die endseitig mit Schabern ausgerüstet sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rührwerk eine Austragschnecke gekoppelt und eine an eine Pumpe angeschlossene Berieselungsanlage für den modifizierten Erdolrückstand vorhanden ist.A mixing vessel for carrying out the process with mechanical stirrer, perforated tubular ring for the steam supply line and agitator arms, which are equipped with scrapers at the end, is characterized according to the invention characterized in that a discharge screw is coupled to the agitator and one to a pump connected sprinkler system for the modified petroleum residue is available.

Dadurch wird erreicht, und das ist gleichzeitig der wichtigste technische Vorteil, den das erfindungsgemäße Formungsverfahren bietet, daß der Trocknungsprozeß des nassen Kohlenstaubs oder Kohlenschlamms und der Mischprozeß mit dem Bindemittel — einem Erdölrückstand — in einer einzigen Einrichtung einfaeher Bauart durchgeführt werden kann, wobei die Bildung von Explosionsgemischen und somit eine Explosionsgefahr ausgeschlossen ist. Ein weiterer technischer Vorteil besteht darin, daß das nach diesem Verfahren hergestellte Endprodukt wertvollen Kohlenanen entsprechende Eigenschaft aufweist.This is achieved, and that is at the same time the most important technical advantage that the invention Forming process provides the drying process of wet coal dust or coal sludge and the process of mixing with the binder - a petroleum residue - is simpler in a single facility Design can be carried out, with the formation of explosive mixtures and thus a risk of explosion is excluded. Another technical advantage is that by this method produced end product corresponding to valuable coal Property.

Die Erfindung wird an einem Beispiel unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert, die eine schematische Darstellung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Formung nassen Kohlenstaubs oder Kohlenschlamms zeigt.The invention is explained in more detail using an example with reference to the drawing, which is a schematic Representation of the device for carrying out the process for forming wet coal dust or Coal sludge shows.

Ungefähr 30% Wasser enthaltender Kohlenstaub oder -schlamm wird aus einem Behälter t durch eine Förderschnecke 2 in einen Mischkessel 3 befördert, in dem eine Berieselung mit einem mit Aliminiumsilikat modifizierten Erdölrückstand eines Pyrolyseverfahrens in einer Menge von 10 Gewichtsprozent in bezug auf die Kohlenstaub- oder Schlammenge erfolgt. Der modifizierte Erdölrückstand wird durch eine Pumpe 4 aus einem Behälter 5 gepumpt, in dem der Erdölrückstand, sei es ein Destillations-, Kracking-, Hydrokracking-, pyrolitischer Rückstand od. dgl., bei einer Temperatur von 250⁰C durch Zugabe eines Aluminiumsilikat-Katalysators aus einem Behälter 6 in einer Menge von 1 Gewichtsprozent in bezug auf den Erdölrückstand modifiziert wird. Der Mischkessel 3 ist mit einem mechanischen Hochleistungsrührwerk ausgerüstet, dessen Rührarme mit je einem Stahlschaber versehen sind, die ein Festkleben der Massen an den Wänden des Mischkessels 3 verhindern. Ferner weist der Mischkessel 3 einen perforierten Rohrkranz 8 auf, der zum Einleiten von bis auf eine Temperatur von 250°C überhitztem Wasserdampf in den Mischkessel 3 in einer Menge von 2 Tonnen je Stunde in bezug auf eine Tonne des nassen Kohlenstaubs oder Kohlenschlamms zur Erwärmung der Kohlenmasse und zur Wasserverdampfung bis auf einen Endgehalt von unter 10% bestimmt ist. Der überhitzte Wasserdampf bewirkt eine Auflockerung der Kohlenmasse und dadurch eine Vergrößerung der Kohlenkornoberfläche unter Solvatation des Kohlenstaubs oder Kohlenschlamms mit dem modifizierten Erdölrückstand.About 30% water containing coal dust or sludge is conveyed from a container t by a screw conveyor 2 into a mixing vessel 3, in which a sprinkling with an aluminum silicate modified petroleum residue of a pyrolysis process in an amount of 10 percent by weight based on the coal dust or sludge amount he follows. The modified petroleum residue is pumped by a pump 4 from a container 5, in which the petroleum residue, be it a distillation, cracking, hydrocracking, pyrolytic residue or the like, at a temperature of 250 ⁰ C by adding an aluminum silicate Catalyst from a container 6 is modified in an amount of 1 percent by weight with respect to the petroleum residue. The mixing vessel 3 is equipped with a high-performance mechanical agitator, the agitating arms of which are each provided with a steel scraper, which prevents the masses from sticking to the walls of the mixing vessel 3. Furthermore, the mixing vessel 3 has a perforated tube ring 8 which is used to introduce steam superheated up to a temperature of 250 ° C. into the mixing vessel 3 in an amount of 2 tons per hour with respect to one ton of the wet coal dust or coal sludge for heating the Coal mass and is intended for water evaporation down to a final content of less than 10%. The superheated steam causes a loosening of the coal mass and thereby an enlargement of the coal grain surface with solvation of the coal dust or coal sludge with the modified petroleum residue.

Aus dem Bodenteil des Mischkessels 3 wird die Masse durch die Austragschnecke 9, die mit dem Rührwerk 7 gekoppelt ist, auf einen Bandförderer 10 ausgebracht und gelangt anschließend in einen Behälter 11 und von dort in eine Brikettpresse 12. Das Durchströmen des überhitzten Dampfes im Gegenstrom durch die Kohlenmasse wird durch einen Saugventilator 13 gesichert, der hinter einem Dampfaustragstutzen 14 angeordnet ist und der Naßdampf von etwa 120°C ansaugt. Der Naßdampf gelangt über den Saugventilator 13 in einen Trichter 15 und anschließend in einen Diaphragmaerhitzer 16, der z. B. in einen Schornstein eines Elektrokrafiwerks eingebaut sein kann.From the bottom part of the mixing vessel 3, the mass is conveyed by the discharge screw 9, which is connected to the agitator 7 is coupled, applied to a belt conveyor 10 and then passes into a container 11 and from there in a briquette press 12. The flow of the superheated steam in countercurrent through the coal mass is secured by a suction fan 13, which is arranged behind a steam discharge nozzle 14 and the wet steam of around 120 ° C is sucked in. The wet steam passes through the suction fan 13 in a Funnel 15 and then into a diaphragm heater 16, the z. B. in a chimney of an electric power plant can be built in.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Treatment method of wet coal dust and coal sludge for the subsequent Briquetting, in which this is mixed with a petroleum product as a binder in a mixing vessel simultaneous heating by superheating to 250 ° steam, which is opposite to the direction of movement the coal mass is introduced, is mixed, characterized in that, that the wet coal dust or coal sludge with a petroleum residue modified with aluminum silicate from distillation, cracking, hydrocracking or any other pyrolysis process in an amount of 5 to 10 percent by weight

- based on the wet coal dust or coal sludge - sprinkled and the steam in an amount of 1 to 3 tons per hour and one ton of wet coal mass is added.

2. The method according to claim 1, characterized in that the petroleum residue of the aluminum silicate catalyst in an amount of 0.2 to 2 percent by weight - based on the residue - added will.

3. Mixing vessel for carrying out the method according to claim 1 or 2, with a mechanical stirrer, perforated pipe ring for the steam supply and agitator arms, the ends with scrapers are equipped, characterized in that a discharge screw is coupled to the return mechanism and a sprinkler system connected to a pump for the modified petroleum residue is available.