DE2105981C3 - Behandlungsverfahren von nassem Kohlenstaub und Kohlenschlamm für das anschließende Brikettieren und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Behandlungsverfahren von nassem Kohlenstaub und Kohlenschlamm für das an· schließende 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.

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 400° C ausgesetzt werden. Dabei hat der überhitzte Wasserdampf die Autgabe, 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 Bindemitte! in fester Form zügeführt und muß erst verflüssigt werden, um die erforderliche gute Durchmischung mit dem zu behandelnden Produkt zu erzielen, was dadurch länger dauert und mehr Energie erfordert. Außerdem ist es notwendig, das Brikettieren bei hohen Temperaturen durchzuführen, 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 Misehung entweicht, worunier die Festigkeit der hergestellten Briketts leidet.

In der US-PS 15 60 116 ist ein Verführen 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 Kohletcilchcn sicherzustellen. Als feinzerteilte Kohle kommen auch Flotationskonzentratc in Frage, d. h. nasse Staubkohle bzw. Kohlenschlamm. Als Bindemittel wird Pech er wähnt. Mischen und Erhitzen der Suspension sind Vorbehandlungen vordem eigentlichen Brikettieren.

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 suspendiert sind, wobei diese Suspension nvt einem oder mehreren die Agglomerierung fördernden Hilfsstoffen kombiniert und in turbulente Bewegung versetzt wird und als Hilfsstoff ein bituminöses Material verwendet wird, dessen Penetrationsindex nicht größer als Null ist und dessen Erweichungspunkt nicht höher als die während des Agglomerierungsvorganges vorherrschende Temperatur liegt. Der als Bindemittel wirkende HilfEstoff kann ein thermisches Spaltprodukt sein, welches aus einem bei einsm 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 40°C und höher. Somit unterscheidet sich dieses bekannte Verfahren vom Verfahren der vorliegenden Erfindung, bei dem während des Mischens überhitzter Wasserdampf eingesetzt wird.

In der US-PS 19 29 860 ist ein Verfahren zur Herstellung fester Brennstoffe beschrieben, bei dem pulverisierte bituminöse Kokskohle mit schwerem Hydrokarbonöl 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 Kohlenteilchen mit diesen asphaltartigen Destillationsrückständen von schweren Kohlenwasserstoffölen überzogen werden, worauf die so überzogenen Kohleteüchen mit einer wesentlich größeren Menge niedrig verdampfter fester Kohlenstoffteilchen gemischt werden, wobei die überzogenen Kohleteüchen in einer Menge anwesend sind, daß sie als Binder für die festen Kohleteüchen dienen, wonach die Brikettierung der gesamten Mischung erfolgt. Eine Kohle/W sser-Suspension dient bei diesem bekannten Verfahr. ·. lediglich für die Herstellung der mit dem asphaltartifcjn Stoff überzogenen Kohleteüchen. die als Bindemittel wirken; erst in einer zweiten Stufe wird das Bindemittel mit einer größeren Menge von Feststoffteilchen vermischt.

In der DTPS 5 08 570 ist ein Verfahren zum Briket tieren 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 in 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-

stellt.

In der PR-PS 9 636 (Zusatz /.iir FR-PS 3 72 744) ist auch ein in der Kohlcindusirie üblicherweise angewandtes vertikales Rührwerk beschrieben, das eine Welle mit Rohrarmen und Stahlschabern besitzt. Zum Ausbringen des gemischten Gules ist bei der Vorrichtung nach dieser Patentschrift ein Schaber vorgesehen. Das zur Brikettierung bestimmte Material wird in trokkcner Form verwendet und dar» Bindemittel in fester Form zugesetzt, wobei überhitzter Wasserdampf zum Schmelzen des festen Bindemittels angewandt wird

Aufgabe der Erfindung ist es. unter Verwendung sämtlicher Nachteile und technischer Unzulänglichkeiten, mil denen die bisher bekannten und angewandten Formungsverfahren des nassen Kohlenstaubes und -Schlamms behaftet sind, ein Verfahren anzugeben, das eine Vereinigung des Trocknungsprozesses des nassen Kohlenstaubs oder Kohlcnschlamms und des Mischprozesses mit einem Bindemittel gestattet, ohne daß sich Explosionsgcmische bilden, sowie eine einfache Einrichtung anzugeben, in der d.'.s erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der nasse Kohlenstaub oder Kohlenschlamm mit einem mit Aluminiumsilikat modifizierten Erdölrücksiand aus der Destillation, dem Kracken, Hydrokracken oder einem sonstigen Pyrolyseverfahren 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 den Rückstand — zugesetzt wird.

Ein Mischkessef zur Durchführung des Verfahrens mit mechanischem Rührwerk, perforiertem Rohrlcranz 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 Erdölrückstand vorhanden ist.

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 einfacher Bauart durchgeführt werden kann, wobei die Bildung von Explosionsgemischen und somit eine Explosionsgefahr ausgeschlossen isL Ein weiterer technischer Vorteil besteht darin, daß das nach diesem Verfahren hergestellte Endprodukt wertvollen Kohlenarien entsprechende Eigenschaft aufweist.

Die F.rfindiirig wird an einem Beispiel unter Bezug

s auf die Zeichnung näher erläutert, die eine schemiitische Darstellung der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Formung nassen Kohlenstaubs oder Kohlenschlamms zeigt.

Ungefähr 30% Wasser enthaltender Kohlenstaub

ι« oder -schlamm wird aus einem Behälter 1 durch eine Forderschnecke 2 in einen Mischkeasel .3 befördert, in dem eine Berieselung mit einem mit Aliminiumsilik.it modifizierten F.rdölrückstand eines Pyrolyseverfahrens in einer Menge von IO Gewichtsprozent in bezug auf

is die Kohlenstaub- oder Schlammcnge 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 Aluminiumsilikal-K.atalysators aus einem Behälter 6 in einer Menge von I Gewichtsprozent in bezug auf den Erdölrückstand modifiziert wird. Der Mischkcssel 3 ist mit einem mechanischen Hochleistungsriihrwerk 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 250⁰C 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.

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 anccigt. Der Naßdampf gelangt über den Saugventilator $3 in einen Trichter 15 und anschließend in einen Diaphragma erhitzer 16, der z. B. in einen Schornstein eines Elektrokraftwerks eingebaut sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Behandlungsverfahren von nassem Kohlenstaub und Kohlenschlamm für das anschließende Brikettieren, bei dem dieser mit einem Erdölprodukt als Bindemittel in einem Mischkessel unter gleichzeitigem Erhitzen durch auf 250° überhitzen Wasserdampf, der entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Kohlenmasse eingeleitet wird, ver- mischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der nasse Kohlenstaub oder Kohlenschlamin mit einem mit Aluminiumsilikat modifizierten Erdölrückstand aus der Destillation, dem Kracken, Hydrokracken oder einem sonstigen Pyrolyseverfah- ren 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.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Erdölrückstand der Aluminiumsilikat-Katalysator in einer Menge von 0,2 bis 2 Gewichtsprozent — bezogen auf den Rückstand — zugesetzt wird.

3. Mischkessel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit mechanischem Rührwerk, perforiertem Rohrkranz für die Dampfzuleitung und Rührarmen, die endseitig mit Schabern ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rückwerk eine Austragschnecke gekoppelt und eine an eine Pumpe angeschlossene Berieselungsanlage für den modifizierten Erdölrückstand vorhanden ist.