DE2128949C - Thermisches Vorbehandlungsverfahren zur Heißbnkettierung backender Stein kohlen - Google Patents

Description

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bewirkt, daß die feinkörnige, blähende Kohle durch rend der weheren thermischen Behandlung eine

den erhöhten Sauerstoffgehalt bei entsprechender begünstigende Aufsprengung der Körnung des Guts

Verweilzeit einen deutlich bräunlichen Oxidations- ein, ohne daß dadurch die Kornkonsisteiiz vciilndert

saum erhält, der eine Eindringtiefe bis zu I μ erhält. wird,

Der Oxydalionssaum soll bei der sich anschließenden 5 Die beim erfindunghgemüßen Verfahren gewählte Entgasung der voroxydierten Kohle zu Fcinkoks ver- hohe Aufheizgeschwindigkcil ist Für eine andere Ziel· hindern, daß die Kohle selbst noch verbackt und die setzung, nämlich zur Entgasung, an sich bekannt. Aggregate verstopft werden. Beim erfindiingsgemilßen Verfahren hnrueli es sich _ Wie bei den Wirbslbeltverfahren muß auch bei jedoch nicht um ein Entgasungsverfahren, sondern diesem Verfahren eine ganze bestimmte Kohlekör- io um ein thermisches Vorbchandlungsverfahren zum nung vorausgesetzt v/erden, damit sich die Behänd- Zweck einer bestimmten Gefljgeiindcrung, weswegen lung überhaupt durchführen läßt, Es sind daher als streng darauf geachtet wird, daß die gewählte Auf-Vorstufen aufwendige Mahl- und Klassieranlagen heizgeschwindigkeit zu EndUmperalurcn der Kohle einzusetzen, damit sichergestellt wird, daß ein Korn- führt, die keinesfalls ihren Erweichungspunkt erband bis zu etwa 3 mm nicht überschritten wird. 15 reichen.

Hierzu kommt noch der Nachteil, daß der Durchsatz Die beim erfindungsgemäßen Verfahren angedieser Anlagentypen sehr begrenzt ist, weil die maxi- strebte Gefügeändcrung äußert sich in dem angegebemalc Trägcrbclastung des Gasstromes nur einige nen Preiphasenzustand des Korns, nämlich HaIbkg/Nm³ beträgt. Die feinkörnige und gleichmäßige koks, geblähtes, perforiertes Korn und zum überStruktur des Produktes bereitet als Hauptkomponente 20 wiegenden Teil gut erhaltenes Korn. Mit dieser bei der Brikettierung ueshalb Schwierigkeiten, weil physikalischen Kornveränderung geht eine Subslanzneben den hohen Verschleißerscheinungen, die aus fesligkeitserhöhung der Kohle einher, so daß man von der Spfödigkeit des Produktes resultieren, auch noch den Substanzfestigkeitswerten her gesehen von einem die feine Körnung sich von der vor der Brikettierung Pscudo-Anthrazit-Verhalten des Endproduktes sprezugeführten backenden Komponente nur unzu- 35 chen kann. Unterstützt wird diese Kornmodifikation reichend ummanteln läßt. insbesondere auch durch das grobe, bis zu 14 000 μ

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung einer erreichende Kornband der Einsatzkohle.

Brikettier-Kohlenmischung als sogenanntes Blasver- Das erfindungsgemaße Verfahren ermöglicht durch

kokungsverfahren bekannt. Dabei wird nicht vor- die horizontale Führung des Kohle-Gasstromes, daß

erhitzte, jedoch vorgetrocknete feinkörnige Stein- 30 Jas Gut weder vorgetrocknet, noch aufgemahlen,

kohle mit einer Korngröße unter 3 mm geschwelt und noch feinklassiert werden muß. Wie durch Ver-

entgaL». Dem dabei stattfindenden Entgasungsprozeß suche nachgewiesen werden konnte, läßt sich durch

bei Endtemperaturen des festen Produktes zwischen die horizontale Führung der heiße Gasstrom mit 10

400 und 700° C kommt die entscheidende Bedeutung bis 14 kg/Nm³ belasten und ermöglicht somit einen

zu, daß für den sich anschließenden Briketuerprozeß 35 großen Durchsatz.

ein Endprodukt entsteht, dessen flüchtige Bestandteile Die angestrebten drei unterschiedlichen Zustände

weniger als 14 %> ausmachen. Durch dieses bekannte des behandelten Guts lassen sich besonders vortcil-

Verfahren wird die Kohle also entgast, nicht aber hafl erzielen, wenn nach einer weiteren Entwicklung

thermisch dahingehend immunisiert, daß eine ganz der Erfindung so verfahren wird, daß das zu behan-

bestimmte Gefügeänderung des Kornes eintritt. 40 delnde Gut an verschiedenen, in Strömungsrichtung

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, zu aufeinanderfolgenden Stellen in die horizontale Füh-

einem thermisenen Vorbehandlungsverfahren für rung eingeleitet wird und dadurch dem Gasstrom mit

backende Stein Sohlen zu gelangen, mit dem sich ins- unterschiedlicher Behandlungsdauer ausgesetzt ist.

besondere nicht vormanipulierte blähende Stein- Die dabei an den Zugabestellen auftretenden Tem-

kohlen mit einem breiten Kornband so behandeln 45 peraturabfälle des Gasstromes beeinträchtigen in

lassen, daß ein Zwischenprodukt entsteht, das wäh- keiner Weise die angestrebter» Qualitäten des mit einer

rend des nachfolgenden thermischen Hauptbehand- maximalen Verweilzeit von etwa 0,3 s behandelten

lungsverfahrens nur noch entgast und thermisch zer- Guts.

klcinert wird, aber in seiner 'ur den Heißbrikettier- Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung läßt

prozeß vorteühaften Kornkonsistenz, erhalten bleibt. 50 sich mit den in Strömungsrichtung aufeinanderfolgen-

Um backende Steinkohlen mit einem Blähgrad den Einblasstellen durch entsprechend unterschiedkleiner als 5 einer Heubrikettierung zugänglich zu lieh dosierte Mengen des Guts ein Regulativ für die machen, bedient sich die Erfindung eines heißen Gas- Behandlungstemperatur gewinnen. Insbesondere ist stromes und schlägt zur Lösung der gestellten Auf- es damit auch möglich, die von der jeweils vorgabe vor, so zu verfahren, daß das vorzubehandelnde 55 liegenden Kohlenart abhängige Endtemperatur des Gut mit einer bis zu 14000 μ unklassierten Kör- zu behandelnden Guts über die je Zeiteinheit an den nung unter horizontaler Führung durch den Gasstrom verschiedenen Stellen eingeleiteten Mengen exakt bei einer mittleren AuTieizgesch windigkeit von etwa anzusteuern.

IOC ° C je Sekunde auf eine Endtemperatur bis kurz Als Vorrichtung zur Ausübung des erfindungs-

vor dem Erweichungspunkt gebracht wird, worauf 60 gemäßen Verfahrens wird ein horizontal angeordne-

das Gut unmittelbar vor und/oder u nv.ttelbar nach tes, in koaxialer Richtung mit heißen Feuergasen als

der Ausscheidung aus dem Gasstrom abgekühlt wird. Aufheiz- und Trägermedium beaufschlagtes Rohr

Durch das erfindungsgemäße Verfahren entsteht vorgeschlagen, das vorzugsweise mehrere in Strö-

ein Gut, das teils als Halbkoks, teils al? geblähtes, mungsrichtung mit Abstand aufeinanderfolgende

perforiertes Korn und zum überwiegenden Teil als 65 Einblasstellen aufweist und zu einem Zyklon führt,

gut erhaltenes Korn mit Entgasungsporen anfällt. Zur Abkühlung des thermisch vorbehandelten

Mit der plötzlichen Abkühlung des Guts tritt für dab Guts schlagt die Erfindung ein das Rohr mit dem

nachgeschaltete Hauptbehandlungsverfahren wäh- Zyklon verbindendes Zwischenstück vor, das wasser-

beaufschlagte, quer zur Strömungsrichtung des GuIs In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer

gerichtete Düsen aufweist. Vorrichtung zur Ausübung des erfindangsgemäßen

Das durch das erfindungsgemäßc Verfahren in Verfahrens schematisch dargestellt,
einen Dreiphasenzustand überführte Zwischen- In einem Vorratsbehälter 1 lagert backende Steinprodukt muß während der nachfolgenden thermi- 5 kohle, die lediglich gewaschen, jedoch nicht getrockschen Hauptbehandlung nur noch entgast werden, net ist und keine spezielle Kornfraktion aufweist. Ein wobei es auch noch thermisch zerkleinert wird. Dabei Teil der Kohle .vird über eine Leitung 2 einer mit wird es jedoch nicht mehr, wie bei den bekannten heißen Feuergasen beaufschlagten Brennkammer 3 Verfahren, in eine homogene Stoffphase überführt. zugeleitet. Von dort aus übernimmt ein horizontal

Bei dem späteren Heißbrikettierprozeß stellt der io angeordnetes Rohr 4 den Kohie-Gasstrom, während Halbkoks, das heißt, die koksärinliche Materie, das das Gut mit einer mittleren Aufheizgeschwindigkeit Gerippe für den Preßling dar, während das perfo- von 1000° C/s so aufgeheizt wird, daß sich eine Endricrtc Korn von der zähflüssigen Bitumenmasse der temperatur von 400° C einstellt. Dabei ist berückspäter zugesetzten erweichenden Steinkohle einge- sichtigt, daß auf der Behandlungsstrecke ein cntschmolzen wird, aber den Vorteil, wärmetechnisch 15 sprechender Temperaturabfall eintritt, weil ein Teil gesehen, noch »atmen« zu können, nicht verliert, der Kohle über eine Leitung 5 einer in Strömungswogegen die koksähnliche Materie sich wärmetech- richtung vorgelagerten Einblasstelle 6 zugeleitet wird, nisch gesehen, nahezu inert verhält. Durch die Mischung des bereits hoch aufgeheizten

Schließlich stellt das gut erhaltene Korn ein not- Guts mit dem in den Behandlungsstrom neu einwendiges weiteres Stützelement für den Preßling dar, 10 tretenden Gut läßt sich bei entsprechender Dosierung das sich auf Grund seines noch vorliegenden der beiden Gutsteile ein vortreffliches Regulativ für Schrumpfvermögens während des Preßvorgangs von die geforderte Endtemperatur schaffen,
der Bindemittelkomponente innig verkittet einbetten Nach einer maximalen Verweilzeit von etwa 0,3 s läßt. verläßt der Kohle-Gasstrom das Rohr 4 und gelangt

Im Gegensatz zu der Vorstellung, daß ein in 25 über ein Zwischenstück 7 zu einem Zyklon 8. Das

gleichmäßiger Struktur aufgebautes und normal Zwischenstück 7 ist mit quer zur Strömungsrichtung

kornverteiltes Ausgangsmaterial für den Heißbriket- des Guts gerichteten Düsen 9 ausgestattet, die zur

tierprozeß vorteilhaft sein soll, hat sich gezeigt, daß Abkühlung des Guts mit Wasser beaufschlagt werden,

mit den drei durch das erfindungsgemäße Verfahren Im Zyklon 8 wird das Gut vom Gasstrom getrennt

erzielten Phasen zusammen mit der Backkomponente 30 und gegebenenfalls nach einer weiteren Abkühlung

ein gut aussehender und mechanisch fester Preßling durch wasserbeaufschlagte Düsen 10 über eine Lci-

hergestellt werden kann. Dagegen läßt sich ein koks- tungll in einen Zwischenbehälter J2 ausgetragen,

grusähnlicher Stoff auf Grund seines wärmetechni- Das vorbehandelte Gut, dessen Struktur sowohl koks-

schen Verhaltens und seiner homogenen Struktur ähnliche Materie wie auch geblähtes, perforiertes

während des Preßvorgangs nicht genügend von den 35 Korn und schließlich auch noch gut erhaltenes Korn

Bindemitteln einbinden und verursacht dadurch eine mit Entgasungsporen aufweist, wird von dort aus

rauhe Brikettoberfläche mit entsprechend hohen Ab- dosiert und dem thermischen Hauptbehandlungsver-

riebwerten und relativ geringen Festigkeitswerten. fahren zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

2 128 9^9 & 1 2 Backerscheinungeii nicht dauernd zu Verstopfungen Patentansprüche: der Aggregate führen. Mit der allgemein vertretenen Auffassung, daß eine Ausgangssubstanz mit einer

1. Thermisches Vorbehandlungsverfahren, das engen Kornbandbreite eine gute Voraussetzung für mit Hilfe eines heißen Gasstromes backende Stein- 5 die Qualität des Erzeugnisses darstellt, wurde der kohle mit Blähgraden kleiner als 5 einer Heiß- Aufwand hingenommen, die Kohlen vor der thermibriketticrung zugänglich macht, dadurch ge- sehen Behandlung zu trocknen, aufzumahlen und kennzeichnet, daß das vorzubehandelnde sorgfältig zu sichten.

Gut mit einer bis zu 14 000 μ unklassierten Kör- Nach einem bekannten Verfahren kann feinkörnig nung unter horizontaler Führung durch den Gas- io aufbereitete, blähende Kohle in einem Wirbelbett mit strom bei einer mittleren Aufheizgeschwindigkeit Hilfe eines heißen Gasstromes zu Feinkoks entgast von etwa 1000° C/s auf eine Endlemperatur bis werden. Dabei wird ein Teil des erhaltenen Feinkurz vor dem Erweichungspunkt gebracht wird, kokses dem Wirbelbett als zusätzlicher Wärmeträger worauf das Gut unmittelbar vor und/oder un- chargenweise so zugeführt, daß bei der Aufgabe von mittelbar nach der Ausscheidung aus dem Gas- 15 thermisch noch unbehandelter feinkörniger Kohle die strom abgekühlt wird. Temperatur des Mischguts schlagartig auf etwa

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 420° C abfällt. Anschließend wird die Temperatur kennzeichnet, daß das zu behandelnde Gut an des aus Feinkoks und feinkörniger, blähender Kohle verschiedenen in Strömungsrichtung aufeinander- bestehenden Mischguts gleichmäßig mit einer Auffolgenden Stellen in die horizontale Führung ao heizgeschwindigkeit von etwa 5 bis 10°C/min auf eingeleitet wird und dadurch dem Gasstrom mit eine Entgasungstemperatur von etwa 550° C wieder unterschiedlicher Behandlungsdauer ausgesetzt angehoben. Bei diesem Aufheizprozeß wird eine ist. gleichmäßige und langsame Aufheizung der backen-

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, den Kohle gefordert, damit diese in einen Koksgrus dadurch gekennzeichnet, daß als Regulativ für 25 mit fester Struktur überführt wird.

die Behandlungstemperatur entsprechend unter- Bei diesem Verfahren muß eine große Feinkoks-

schiedlich dosierte Mengen des Guts an den auf- menge umgewälzt werden. Die nachgeschalteten

einanderfo'genden Stellen fr die horizontale Aggregate werden durch den Einsatz von Koksgrus

Führung dem Gasstrom zugeleitet werden. sehr beansprucht. Die Sprödigkeit des Guts bedingt

4. Vorrichtung 7ur Ausübung des Verfahrens 30 auch eine hohe Beanspruchung der Drikettierwalzen. nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn- Hinzu kommt noch die zwingende heiße Dosierung zeichnet, daß an einem horizontal angeordneten, des als Wärmeträger dienenden Feinkokses.

in koaxialer Richtung mit einem heißen Gas- Um backende Steinkohlen in staubförmigen Koks strom beaufschlagten, zu einem Zyklon (8) füh- überzuführen, ist aber auch schon ein Verfahren renden Rohr (4) in Strömungsrichtung mit Ab- 35 bekannt, bei dsm als Reaktor hintereinandergeschalstand aufeinanderfolgende Einblasstellen (6) vor- tete Wirbelbetten dienen. Die für den Entgasungsgesehen sind. prozeß benötigte Wärme wird über heiße Brenngase

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch und durch eine Te'lverbrennung des entstandenen gekennzeichnet, daß ein das Rohr (4) mit dem Feinkokses sowie durch eine Verbrennung der entZyklon (8) verbindendes Zwischenstück (7) und 40 stehenden Pyrolyseprodukte zur Verfügung gestellt, eine vom Zyklon (8) wegführende Leitung (11) Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Jiskontiwasserbeaufschlagte, quer zur Strömungsrichtung nuierlichen Verfahren ermöglicht dieses Verfahren des Gu*3 gerichtete Düsen (9 bzw. 10) aufweist die kontinuierliche Aufgabe des Rohstoffes und den

kontinuierlichen Abzug des Feinkokses.
45 Wegen der unzureichenden Steuerbarkeit der Be-

handlungstemperatur weist das mit Hesem Verfahren

erzeugte Produkt regelmäßig eine schaumige, blasige Struktur auf und bringt damit die für die Brikettie-

Die Erfindung betrifft ein thermisches Vorbehand- rung bekannten Schwierigkeiten mit sich, die vorlungsverfahren, das mit Hilfe eines heißen Gas- 50 nehmlich darin bestehen, daß sich die Preßlinge nicht stromes backende Steinkohlen mit Blähgraden klei- ausreichend verfestigen lassen,
ner als 5 einer Heißbrikettierung zugänglich macht. Zur Erzeugung staubförmig^ Kokses ist weiterhin

Um backende Steinkoh'en mit Blähgraden kleiner ein Verfahren bekannt, das als Reaktor ein senkrecht als 5 heißbrikettieren zu können, ist eine thermische angeordnetes Rohrsystem benutzt, in dem die feio-Vorbehai.dlung der Steinkohle erforderlich, die 55 körnige blähende Kohle mittels eines Gasstromes sicherstellt, daß eine bestimmte Konsistenz und Art gefördert und durch diesen zugleich vor- bzw. des Kornspektrums des inerten Stcinkohlenanteils, anoxidiert und entgast wird. Als Trägeigasstrom findas heißt, des nicht erweichenden Anteils, während det dabei sauerstoffangereicherte Luft Verwendung, der thermischen Hauptbehandlung erhalten bleibt Dieses Verfahren ist in zwei Stufen unterteilt, wobei

Zur thermischen Behandlung zwecks Entgasung 60 die erste Stufe die Aufgabe der Vor- bzw. Anoxidafester staubförmiger oder körniger Brennstoffe ist tion der Kohle übernimmt und die sich anschließende eine Reihe von Verfahren entwickeln worden, die für zweite Stufe die Entgasung des Kohlenstaubes zu die mit der E^ndung beabsichtigte Vorbehandlung Feinkoks besorgt. In der ersten Stufe wird der sich zu aufwendig sind, weil durch die Art des Transports in Schwebe befindliche Rohstoff innerhalb von 0,5 s des zu behandelnden Guts wie auch durch die Art 65 auf etwa 430° C erhitzt und etwa 1 bis 3 s auf diesem der Wärrrezufuhr das Behandlungsgut zuvor eine Temperaturniveau gehalten. Anschließend wird der sehr enge Kornbandbreite erhalten muß, damit die Rohstoff in der zweiten Stufe innerhalb von 1 s auf bei der Erhitzung backender Steinkohle auftre^f».nden 530 bis 560° C erhitzt. Der VoroxidationsDrozeß