DE2131413A1

DE2131413A1 - Verfahren zur Herstellung von Formkoks

Info

Publication number: DE2131413A1
Application number: DE19712131413
Authority: DE
Inventors: Everett Dr Gorin
Original assignee: Consolidation Coal Co
Current assignee: Consolidation Coal Co
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1972-01-13
Also published as: GB1350832A; DE2131413B2; FR2098287A1; DE2131413C3; BE769786A; FR2098287B1; ZA714099B; CA934321A; US3671401A; JPS542203B1

Description

. 213U13

dr. W. Schalk · dipping. P. vCirth · dipl.-ing. G. Dannenberg DR.V. SCHMIED-K-OWARZIK · DR. P. WEINHOLD · DR. D. G UDEL

6 FRANKFURT AM MAIN

CR. ESCHENHEIMER STRASSE 39

Consolidation Coal Company

1, Oliver Plaza Pittsburgh Pa. /U S A

SK/SK Case 93

Verfahren zur Herstellung von Formkoks

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Koks, der zur Verwendung in Kupolöfen, Hochöfen und anderen Erzreduktionsöfen geeignet ist; sie bezieht sich insbesondere auf ein verbessertes Wärmeübertraungssystem zur Calcinierung kohlenstoffhaltiger Agglomerate.

Es ist viele Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten aus kohlenstoff-

(kohlehaltigen)
haltigen/Feststoffen und verschiedenartigen Bindern bekannt, von denen einige großtechnische Anwendung finden. In diesen Verfahren wurden zur Herstellung der Agglomerate Brikettierpressen, Rotationsretorten und andere Anlagen verwendet; die Agglomerate liefern nach entsprechender Cakdnierung dann Koks, der zur Verwendung bei metallurgischen Verfahren geeignet ist. Dft wird zur Beschreibung von Agglomeraten in calciniertern Zustand die Bezeichnung "Formkoks" ("formcoks") verwendet; diese Bezeichnung wird für die vorliegende Anmeldung übernommen. . .

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Die Festigkeit des Formkokses muE au^reicnen, um die Beschickung des Erzreduktionsofens auszuhalten. Im Fall eines Hochofens sollte die Festigkeit des Formkokses sehr hoch sein, um die Bildung feiner Teilchen zu vermindern, die die Durchlässigkeit der Ofenbeschickung verringern. Die Calcinierung der Agglomerate spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Formkoks von der erforderlichen Festigkeit. Weiterhin .dient sie der Regulierung des • Gehaltes an flüchtigem Material des Formkokses. Außerdem kann die Calcinierung ein Faktor bei der Desulfurierung der Agglomerate zur Herstellung von Formkoks mit niedrigem Schwefelgehalt sein. Das besondere, zur Erreichung eines oder mehrerer dieser Ziele ausgewählte Verfahren ist auch eine Funktion der Zusammensetzung der "grünen" (d.h. uncalcinierten) Agglomerate. Diese Agglomerate erfordern ein "Schockerhitzen" ("shock heating"), um ein Zusammenbacken in Traubenform ("grape clustering") zu vermeiden. Das Schockerhitzen besteht darin, die Agglomerate plötzlich einer hohen Temperatur auszusetzen. Das Zusammenbacken in Traubenform ist die Haftung der einzelnen Agglomerate aneinander zur Bildung traubenförmiger Ballungen. Andere Agglomerate erfordern - mindestens in bestimmten Temperaturbereichen - sorgfältig geregelte, niedrige Erhitzungsgeschwindigkeiten, um die gewünschte Festigkeit des Formkokses zu erreichen.

Verfahren zur Calcinierung grüner Agglomerate sind z.B. in den folgenden US-Patentschriften:2 871 004, 2 924 511, 3 018"226, 3 051 629, 3 117 064, 3 384 557, 3 444 048, 3 475 278 und in der britischen Patentschrift 741 679 beschrieben.

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Alle obigen Patentschriften beschreiben verschiedene Verfahren der Wärmeübertragung auf die. grünen Agglomerate zur Erzielung der Calcinierung. Jedoch schaffen sie - wie die bekannte Technik allgemein - kein Wärmeübertragungssystem, das den Wärmeerfordernissen der verschiedenartigen Agglomerte bei gleichzeitiger Herstellung von Formkoks der gewünschten Eigenschaften in einem kontinuierlichen, großtechnisch geeigneten Verfahren leicht anpaßbar ist.

Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines verbessei>ten, kontinuierlichen, großtechnisch durchführbaren Verfahrens zur Calcinierung kohlenstoffhaltiger Agglomerate. Ein weiteres Ziel ist die Schaffung ( eines Verfahrens zur Durchführung' der Desulfurierung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Wärmeübertragung auf grüne kohlenstoffhaltige Agglomerate in einem neuen, großtechnisch durchführbaren.System zur Erzielung tier Calcinierung.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden ganz allgemein die grünen Agglomerate durch zwei verschiedene Wärraeübertragungszonen geführt, wobeiin der ersten Zone Gas die Hauptwärmequelle und in der zweiten Feststoffe die Hauptwärmequelle sind. Die erste Wärmeübertragungszone ist im wesentlichen eine Vor— j erhitzungszone. In dieser Vorerhitzungszone wird die Wärme weitgehend durch das heiße Ausflußgas aus der zweiten Wärmeübertragungszone geliefert. Die zweite Wärmeübertragungszone ist die-· echte Calcinierungszone. In dieser zweiten Zone werden die vorerhitzten Agglomerate aus der ersten Zone bei einer Temperatur oberhalb 760 C.calciniert. Die Wärme in der zweiten Zone wird durch einen Strom eines festen heißen Wärmeträgers geliefert.

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.Genauer gesprochen erfolgt die Wärmeübertragungs auf die Agglomerate in der zweiten Zone, d.h. der echten Calcinierungszone, erfindungsgemäß wie folgt: Es wird ein sich abwärts bewegendes Bett der vorerhitzen Agglomerate aus der Vorerhitzungszone eingerichtet und aufrechterhalten. Dann wird ein Strom des heißen Wärmeträgerfeststoffes abwärts über die Agglomerate und durch die Zwischenräume des sich abwärts bewegenden Bettes bei einer größeren Geschwindigkeit als'derjenigen des Bettes selbst rieseln lassen. Gleichzeitig wird ein Strom eines nicht-oxydierenden Gases aufwärts durch das Bett im Gegenstrom bezüglich des Bettes und des heißen Wärmeträgerfeststoffes zirkuliert. Die letztgenannte Wärmezufuhr ist zur Calcinierung der Agglomerate durch direkte Übertragung auf die Agglomerate oder durch Übertragung auf das Gas und von dort auf die Agglomerate notwendig. Der Strom des aufwärts fließenden Gases unterstützt die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Wärmeübertragung' durch das Bett der Agglomerate, da er den abwärts rieselnden Wärmeträger dispergiert bzw. zerstreut. Im Verfahren wird seine eigene Temperatur auf einen solchen Wert erhöht, daß er als das in der ersten Wärmeübertragungszone verwendete Vorerhitzungsgas dienen kann.

Die Agglomerate werden lange genug zur Erzielung der gewünschten Calcinierung in der Calcinierungszone gehalten. Dann wird der Wärmeträgerfeststoff abgetrennt und nach entsprechender Regenerierung, die einfach im erneuten Erhit-' zen besteht, wenn der Wärmeträger ein inerter Feststoff, wie Sand, ist, zurückgeführt. Der Wärmeträger kann jedoch auch ein H_?S Akzeptor, wie Manganoxyd, sein. Durch Verwendung eines solchen Akzeptors als Wärmeträger kann im Fall von Agglomeraten, die von schwefelhaltiger Kohle hergeleitet sind, gleichzeitig die Desulfurierung durchgeführt werden. Bei der Calcinierung solcher

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kohlenwasserstoffhaitiger Feststoffe wird etwas Wasserstoff freigesetzt, der mit dem Schwefel unter Bildung von H₂S reagiert. Der Akzeptor reagiert mit dem HoS unter Bildung des Gulfids. Letzteres kann in jeder geeigneten Weisa regeneriert und vor der Rückführung in die Calcinierungszone erneut erhitzt werden. Die in der vorliegenden Anmeldung verwendete Bezeichnung "Regenerierung" bedeutet daher, daß der Wärmeträger vor der erneuten Verwendung in der Caldnierungszone erneut erhitzt und wiederum in seinen wirksamen Zustand gebracht wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren auf kohlenwasserstoffhaltige Agglomerate angewendet, die zur Herstellung von Formkoks der notwendigen Festigkeit eine kontrollierte Erhitzungsgeschwindigkeit von etwa 590-790°0. benötigen. In der bevorzugten Ausführungsform wird das heiße Ausflußgas aus der Calcinierungszone aufwärts und im Gegenstrom durch das sich abwärts bewegende Bett der Agglomerate in der Vorerhitzungszone geleitet. Die relativen Temperaturen von Feststoff und Gas in der Vorerhitzungszone sowie deren Geschwindigkeiten werden so geregelt,

ο daß die Erhitzungsgeschwindigkeit über den Bereich von etwa 590-790 C. 5-6°0./πά^η nicht übersteigt. Unter "etwa" wird hier ein Wert von +30 C. verstanden .

Zum besseren Verständnis werden Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht,

Fig. 1 ist eine schematischen Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens ganz allgemein. .*

Fig. 2 ist eineteilweise schematische, teilweise im Querschnitt angegebene Darstellung dsr bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgernäßen Verfahrens.

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In Fig. 1 wird in der Formungszone 10 eine kohlenstoffhaltige Beschickung durch eines der dafür bekannten Verfahren 'in grüne Agglomerate umgewandelt.

Die kohlenstoffhaltige Beschickung kann von Kohle oder Erdöl hergeleitet werden.

Die Temperatur in der Formungszone liegt gewöhnlich unter 590 G.

Dann werden die grünen Agglomerate in die erste Wärmeübertragungszone, nämlich die Vorerhitzungszone 12, geführt. In dieser Zone 12 werden die grünen Agglomerate durch ein heißes, nicht-oxydierendes Gas, das in direkter Wärmeübertragungsbeziehung zu den Agglomeräten zirkuliert wird, erhitzt. Das Gas, dem die Wärme entzogen worden ist, wird durch Leitung 14 abgeführt,

Die vorerhitzten Agglomex-ate werden durch eine Leitung 16 zur zweiten Wärmeübertragungszone, der Cakanierungszone 18, geleitet, in welcher sie bei erhöhten Drucken bis zu 14 Atü oder mehr auf eine Temperatur zwischen etwa 87G-9B5°C. erhitzt werden. In der Calcinierungszone 18 wird ein Agglomeratbett eingerichtet, das sich durch Schwerkraft abwärts durch die Zone bewegt. Ein Strom des heißen, in die Calcinierungszone 18 durch Leitung 20 eingeführten Feststoffes wird über die Agglomerate und durch die Zwischenräume des sich bewegenden ■ Agglomeratbettes mit einer größeren Geschwindigkeit als die des Bettes rieseln gelassen. Gleichzeitig wird am Boden der Calcinierungszone 18 durch Leitung 22 ein nicht-oxydierendes Gas eingeführt und aufwärts durch die Calcinierungs- ■ zone zirkuliert, um die einheitliche Verteilung des rieselnden Wärmeträgers und die Wärmeübertragung' auf die Agglomerate zu unterstützen und gleichzeitig selbst auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt zu werden, um über Leitung 24 als Wärmeträger in der Vorerhitzungszone 12 verwendet zu werden.

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Die mit dem Wärmeträgerfeststoff gemischten, calcinierten Agglomerate werden aus der Calcinierüngszone 18 in eine Abtrennzone 30 geführt. Die Leitungen 26 und 28 sind tatsächlich nur eine Leitung, jedoch zur Entfernung von calcinierten Agglomeraten und Wärmeträger getrennt gezeigt, um den Fluß der beiden unterschiedlichen Feststoffströme schematisch darzustellen. Der Wärmeträger wird in der Abtrennzone aufgetrennt und durch Leitung 34 zu einer Regenerationszone 32 geführt, um gegebenenfalls erneut erhitzt und reaktiviert zu werden. Der regenerierte Feststoff wird bei der notwendigen Temperatur über Leitung 20 zur Calcinierüngszone 18 zurückgeführt.

Die abgetrennten calcinierten Agglomerte werden durch Leitung 36 zu einer Kühlzone geführt, wo sie durch direkten Wärmeaustausch mit dem in die Kühlzone durch Le'itung 35 eingeführten, nicht-oxydierenden Gas abgekühlt werden; von dort wird das Gas durch'Leitung 42 zUr Abtrennzone und durch Leitung 22 weiter zur Calcinierüngszone 18 geführt. Der als abgekühltes Produkt erhaltene calcinierte.Formkoks wird durch Leitung 44 abgeführt. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, die calcinierten Agglomerate und den Wärmeträger erst nach dem Abkühlen und nicht wie in Fig. 1 gezeigt zu trennen. In jedem Fall wird jedoch'die Temperatur des erhaltenen Formkokses durch das Gas ausreichend verringert, um die Notwendigkeit eines Abschreckens mit Wasser zu eliminieren, die bei den derzeitigen Koksofenverfahren ein solch unerwünschtes Merkmal ist.

Fig. 2 der Zeichnungen zeigt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einschließlich des bevorzugten Verfahrens zur Bildung der grünen Agglomerate. Dieses letztgenannte Verfahren ist im Einzelnen in der US-Patentschrift 3 073 751 beschrieben und wird hier nur kurz gestreift, /teilweise verkokte Kohle (hinfort
KoHIeTT kurz /'char"), d.h. Destillationsrückstand von Kohle und Pech werden in geeigneten Verhältnissen in einen praktisch horizontalen Rotations-

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BAD

Brennofen 50 eingeführt. Die Kohle betritt den Brennofen durch Leitung 52 nach-" Vorerhitzung in einem Erhitzer 54, Etwas Kohle wird auch in die bei niedriger Temperatur arbeitende Carbonisierungseinheit 56 eingeführt, wo sie destilliert und so "char" erhalten wird. Dieser wird zusammen mit dem aus Leitung 58 zurückgeführten "char" in einem Erhitzer 60 vorerhitzt, von wo er durch Leitung 62 zum Brennofen 50 geführt wird. Pech wird über Leitung 64 in den Brennofen eingeführt; die Leitung 64 ist mit einer Fraktionierungskolonne 66 zur Aufnahme der Teerdämpfe aus dem Brennofen verbunden. Die Temperaturen der in den Brennofen eingeführten Beschickungsmaterialien werden so eingestellt, daß die gewünschte . Formungstemperatur zwischen etwa 385-440°C. gehalten wird. Die Srünen, oft auch "Tabletten" genannten AgglQmerate' werden im Brennofen 50 gebildet, der manchmal auch'Tablettierer" genannt wird; und verlassen denselben bei einer Temperatur im angegebenen Bereich. Übergroße Tabletten werden abgetrennt,, zerstoßen (nicht gezeigt) und durch Leitung 58 zurückgeführt. Die restlichen Tabletten, die größtenteils eine Größe zwischen 1,25-7,5 cm haben, werden ohne besondere Abkühlung durch Leitung 68 zum Kopf einer Retorte 70 geführt,

Die Retorte ist ein stationäres, vertikales^ gewöhnlich zylindrisches Gefäß, das eine Calcinierungszone hoher Temperaturen und erhöhter Drucke aufnehmen kann. Die grünen Tabletten werden am Retortenkopf eingeführt und bilden, wenn sie abwärts durch die Retorte fließen,' eine Säule (oder ein sich abwärts bewegendes Bett) sich berührender Tabletten vom Kopf bis zu einem Punkt in der Nähe des Betortenbodens, wo ein Rostabscheider 72 quer über die gesamte Retorte angebracht ist. ' .

ORiGiNAL INSPECTEP 1-09883/1154'

Der obere Abschnitt der Retorte 70 dient als Vorerhitzungszone der eintretenden Tabletten. Dieser Abschnitt wird als "Vorerhitzer" bezeichnet. Er erstreckt sich vom Retartenkopf bis zu dem Punkt, wo der Hauptanteii des festen Wärmeträgers durch einen Verteiler 74 in die Retorte eingeführt wird. Der untere Teil der Retorte enthält die Calcinierungszone, die sich abwärts zum Abscheider erstreckt und als "Calcinierer" bezeichnet wird.

Die Hauptwarmequelle für den Vorerhitzer ist das heiße Ausflußgas aus dem Calcinierer. Wenn jedoch der feste Wärmeträger zum Calcinierer ein H_?S Akzeptor ist, was in dieser bevorzugten Ausführungsform cfer Fall ist, dann kann eine geringe Menge des heißen Akzeptors durch einen Verteiler 76 am Kopf des Vorerhitzers eingeführt werden, und zwar hauptsächlich, um die letzten Spuren von HpS, die noch im Ausflußgas anwesend sein können, zu entfernen, und um gleichzeitig eine mäßige Menge zusätzlicher Wärme zuzuführen. Es ist entscheidend, im Vorerhitzer eine Erhitzungsgeschwindigkeit der Tabletten unterhalb 5-6 °C./rain mindestens in der Zone des Vorerhitzers aufrechtzuerhalten, wo die Tabletten eine Temperatur zwischen etwa 590-79Q⁰G. haben. Die gewünschte Erhitzungsgeschwindigkeit erreicht man durch entsprechende Einstellung der relativen Geschwindigkeiten des sich abwärts bewegenden Tablettenbettes und des aufwärts fließenden Gases sowie der durch Verteiler eingeführten Akzeptormenge.

Wenn das sich abwärts bewegende Bett der vorerhitzten Tabletten, nun von einer Temperatur von etwa 790 C, den Calcinierer betritt, trifft es auf die Berieselung des durch den Verteiler 74 eingeführten heißen Akzeptorfeststoffes. Zur Einführung zusätzlicher heißer Feststoffe können an niedrigeren Punkten andereVerteiler vorgesehen sein. Der im erfindungsgemäßen 'Verfahren verwendete. Inerte oder Akzeptorfeststoff ist gewöhnlich ein fein zerteiltoo Material, dessen größte Grüße gewöhnlich unter B mesh (Standard

^109883/1154 BADOR₁G₁NM.

Tyler Sieb) liegt, um hohe WärmeübertrBgühgsgeschwindigkBiten zwischen dem Wärmeträger und dem Gas zu erzielen. Die Mindestgröße wird durch die Dichte des Feststoffes und die Aufwärtsgeschwindigkeit des Gases im Calcinierer bestimmt und muß so sein, daß er nicht .in großem Maß aufwärts über den Beschickungspunkt des Wärmeträgerfeststoffes geführt wird. Gewöhnlich liegt die Mindestgröße oberhalb 400 mesh; sie variiert jedoch mit der genauen geometrischen Form "und dem Arbeitsdruck im Calcinierer.

Das Gas hat eine Doppelfunktion. Es unterstützt die einheitliche Verteilung des Akzeptorfeststoffes durch das Tablettenbett und wirkt als Wärmeübertragungsmedium zur Übertragung von Wärme vom Akzeptor zu den Tabletten. Die Höhe des Calcinierer ist so, daß die Tabletten, wenn sie den Abscheider erreichen, auf eine Temperatur·zwischen 870-985 C. erhitzt worden sind.

Die ealcinierten Tabletten werden vom Akzeptorfeststoff mit kleinerer Größe durch den Rostabscheider 72 abgetrennt. Der Akzeptorfeststoff passiert die Rostöffnungen, vährend die Tabletten durch die "standlegs" QO fallen. Eine vorzugsweise geneigte Platte 82, durch welche sich die Rohre erstrecken, begrenzt den. Durchgang des aufwärts fließenden Gases durch die "standlegs" 80. Die Gasgeschwindigkeit ±fc hoch genug, daß sie verhindert» daß die feinen Feststoffe den "startdleg" hinunterfließen; d.h. sie liegt oberhalb der endgültigen Geschwindigkeit der probaten Teilchen. Der Raum unterhalb der Platte 82 definiert die auch als "Kühler" bezeichnete Kühlzone 84. In diese Kühizone wird durch den Verteiler 86 ein relativ kühles, nicht-oxydierende3 Gas eingeführt, das im Gegenstrora zu den durch die Zone absteigenden Tablet— ten läuft. Es erfolgt eine Wärmeübertragung von den heißen Tabletten zum aufsteigenden Gas. Die abgekühlten Tabletten werden durch Leitung 83 als cal— cinierter Formkoks, d.h» das gewünschte Produkt, aus der Retorte 70 abgezogen. '

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Das in den Kühler eingeführte, nicht-oxydierende Gas dient mehreren Zwecken. Nach Verlassen des Kühlers unterstützt es die oben beschriebene Trennung des Akzeptorfeststoffes von den Tabletten. Beim Durchgang durch den Rostabscheider 72 ist es einheitlich über die gesamten, sich abwärts bewegenden Feststoffströme verteilt. Seine Geschwindigkeit wird sorgfältig reguliert, um den Fluß des Akzeptorfeststoffes beim Abwärtsrieseln durch die Zwischenräume etwas zu behindern, wobei jedoch die Abwärtsgeschwindigkeit des Akzeptors nicht auf diejenige der Tabletten verringert wird. Es tritt eine Verflüchtigung aus rief» Tabletten ein, wenn ihre Temperatur ansteigt. Die freigesetzten Dämpfe Umfassen Teerdämpfe, Wasserstoff, Methan und HpS. Das.HpS wird weitgehend durch den Akzeptor absorbiert und in seine Sulfidform umgewandelt. Die Dämpfe steigen mit dem nicht—oxydierenden Gas auf, das etwa auf die Temperatur des Akzeptorfeststoffes erhitzt ist,.wenn das Ausflußgas und die Dämpfe den Verteiler 74 erreichen. Das erhaltene heiße Gas dient, wie oben erwähnt, als Hauptwärmequelle im Vorerhitzer, Irgendwelches restliches H_?S wird von dem durchden Verteiler 76 eingeführten Akzeptorfeststoff aufgenommen. Das nun teilweise abgekühlte Gas und die Ausflußdämpfe werden vom Kopf der Retorte 70 durch Leitung 90 entfernt. Ein Seitenstrom wird nach entsprechender Reinigung in einem Wäscher 94 durch Leitung 92 zur erneuten Verwendung als nicht-oxydierendes Gas zurückgeführt.

Der abgetrennte Akzeptorfeststoff verläßt die Retorte 70 durch Leitung 96 und wird zu einem Regenerator 98 geführt. Der Akzeptorfestoff besteht aus Metallr oxyden, die nach Umsetzung mit H.p^s die entsprechenden Sulfide bilden. Ihre Verwendung als H₂S Akzeptoren sowie ihre Regeneration ist im Einzelnen in der US-Patentschrift 2 824 047 beschrieben. Die Regeneration erfolgt gewöhn-

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lieh, indem man Luft durch ein Wirbelbett des Akzeptors hindurchleitet. Es erfolgt immer ein gewisses Mitführen des kohlehaltigen Feststoffes mit dem Akzeptorfeststoff. Die Luft verbrennt die Kohle zum Erhitzen des Bettes, und auch der Sauerstoff reagiert mit dem Sulfid unter Umwandlung in des Oxyd. Die Temperatur des Akzeptorbettes kann auf den gewünschten Bereich von etwa 925-1065 C. reguliert werden. Dann wird der regenerierte Akzeptor durch' die Leitungen 100 und 102 zur Retorte 70 geführt und wie beschrieben verwendet.

t Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindungι Dhne sie

zu beschränken. Beispiel e

Die folgende Tabelle ist eine Zusammenfassung von Bedingungen und Ergebnissen aus zwei Versuchen bei niedrigem Druck (1,75 Ata) unter Verwendung von Sand bzw. Manganoxyd (MnO) als Wärmeträger. Die grünen Agglomerate bestanden aus Tabletten, die in einem Rotationsbrennofen aus stark zusammenbackender bituminöser Pittsburgh Seam Kohle gemäß der Beschreibung für Fig. 2 aus einer Mischung von Kohle und "Char" in den relativen Verhältnissen von 47 Gew.-Jf₀ Kohle und 53 Gew.-^j₀ "Char" hergestellt waren. Der Größenbereich der grünen Agglomerate lag zwischen 1,9-5 cm Durchmesser. Der Größenbereich des Wärmeträgers (Sand oder Oxyd) betrug 2B-100 mesh (Tyler Standard),

Der hohe Stickstoffgehalt .des austretenden Gases stammt aus der Verwendung von Stickstoff als Durchspülgas in der besonderen, verwendeten Anlage. Er repräsentiert daher nicht die echte Zusammensetzung des erhaltönen Gases, das gewöhnlich nur etwa 1,5 Vol.-^b Stickstoff enthält.

INSPECTED

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- 13 - 213U13

Das hohe verwendete Wärmeträger/Koks-Verhältnis stellt kein großtechnisches Verfahren dar, in welchen es wesentlich niedriger, d.h. gewöhnlich etwa 1, wäre. Das hohe Verhältnis in diesem Fall war notwendig, um die großen Wärmeverluste aufgrund der relativ kleinen Abmessungen der verwendeten Anlage auszugleichen.

ORIGINAL INSPECTED

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Tabelle Bedingungen Versuch A (Sand) Versuch B

O CO OO OP CO

Eintrittstemp.d,Wärmeträgers» C.' Verhältnis Wärmeträger: grüner K-Oks Temperaturbereiche in der Retorte; C.

Varerhitzer

Calcinierer , . ■

Kühler maximale Erhitzungsgeschwindigk.i.d.kritischen Erhitzungszone; °C./min Geschwindigk.d.Entfernung d.calcinierten Formkükses; kg/std Geschwindigk.d. Entfernung ti.Wärmeträgers; kg/std Fließgeschwindigk.d. nicht-oxyd. Gasbeschickung; SCFH · . . Geschvd.ndigk.d.nicht-oxyd.Gasbeschickung; cm/see · Zusammensetzung des austretenden-Gases; VoI .~4> ^N2 H₂ CH₄ ' CO CO₂ H₂S

' °2 Auswertung des calcinierten Kokses ASTM Stabilität ASTM Härte durchschnittlicher Prozentsatz an zurückgewiesenem S

938	954	I	fO ¹ %
3,8	5,4	-Jk ■Ρ»	•«■Mt Ca)
393-B02 BOÄ-906 819-246	399-785 785-907 . 821-191	I
3,2	2,6
23,1 -	21,7
. 106,1	135,7
470	. 700
36	54
19,75	■25,53
55,66 ·.	52,39
16,07	12,20
7,40	8,90
0,45	0,54 '
0,50	0,34
Ο,ΟΒ	0,07
60,5	46,0 " .
' 31,3	58,9 51,7

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Umwandlung kohlehaltiger Agglomerate in Formkoks, der zur Verwendung in Erzreduktionsöfen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) die ' kohlehaltigen (kohlenstoffhaltigen) Agglomerate in -direkter Wärmeaustauschbeziäing ^ mit einem nicht-oxydierenden Gas von höherer Temperatur als die Agglomerate durch eine Vorerhitzungszone leitet,

(b) in einer OalaLnierungszone ein sich abwärts bewegendes Bett der vorer— hitzten Agglomerate einrichtet und aufrechterhält,

(c) einen Strom eines heißen, fein zerteilten festen Wärmeträgers abwärts durch die Zwischenräume des sich abwärts bewegenden Bettes der Agglomerate in der Calcinierungszone mit einer größeren Geschwindigkeit als diejenige

• des sich abwärts bewegenden Bettes rieseln, läßt, wobei die Temperatur des Wärmeträgers-höher ist'als diejenige der Agglomerate,

(d) ein nicht-oxydierendes Gas aufwärts durch die Calcinierungszone im Gegenstrofn zu beiden sich abwärts bewegenden Feststoffströmen leitet,

(β) die Wärmeübertragung vom Wärmeträger zu den Agglomeraten so reguliert^ daß die Temperatur der Agglomerate über 760 C. steigt, wobei diese bis zur Erzielung der gewünschten Calcinierung in der Calcinierungszone gehalten werden,

(f) das aus der Calcinierungszone austretende Gas zur Vorerhitzungszone leitet, um als nicht-oxydierendes Gas in Stufe (a) zu.dienen,

(g) den festen Wärmeträger von den calcinierten Agglomeraten abtrennt und (h) die calcinierten Agglomerate gewinnt. ·

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2.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung vom nicht-oxydierenden Gas zu den Agglamsraten in der Vorerhitzungszone so regelt, daß die Temperatur der Agglomerate in einer Geschwindigkeit von weniger als etwa 5-6 C, pro min über den Temperaturbereich von etwa 590-790°C. erhöht wird.

3,- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß'man den festen Wärmeträger zur erneuten Verwendung in der Calcinierungszone regeneriert ,

4,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß kohlehaltige ~ Agglomerate verwendet werden, die sich von schwefelhaltiger Kohle herleiten.

5,- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeträger ein HoS Akzeptor verwendet wird.

6.- Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein geringerer Anteil des HpS Akzeptors in die Vorerhitzungszone eingeführt wird.

?.- Verfahren zur Herstellung calcinierter Farmkokstabletten aus schwefelhaltiger Kohle unter Bildung der grünen Tabletten in einem rotierenden Umwälzröstofen und anschließende Calcinierung der grünen Tabletten zur Herstellung von Formkoks, der zur Verwendung in Erzreduktionsöfen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Calcinierungsstufe durchgeführt wird, indem man

(a) ein sich abwärts bewegendes Bett der Tabletten einrichtet und aufrechterhält ,

(b) in das sich abwärts bewegende Tablettenbett einen heißen, fein zerteilten H₂S Akzeptorfeststoff einführt, wobei ein geringerer Anteil dieses Akzeptorfeststoffes am Kopf des "Bettes und der Rest darunter eingeführt wird,

' ' BAD Of=IlGINAt

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(c) den heißen Akzeptorfestoff abwärts durch die Zwischenräume des sich abwärts bewegenden Tablettenbettes mit einer größeren Geschwindigkeit als diejenige des sich abwärts bewegenden Bettes rieseln läßt,

(d) ein nicht-oxydierendes Gas aufwärts durch die sich abwärts bewegenden Feststoffströme im Gegenstrom dazu leitet;

(e) die Temperatur des in das sich abwärts bewegende Tablettenbett eingeführten Akzeptorfeststoffes und die relativen Geschwindigkeiten und Mengen des Gasstromes und der beiden Feststoffströme so regelt, daß die- Tabletten im oberen Teil des sich abwärts bewegenden Bettes bei einer Erhitzungsgeschwindigkeit unter 5-6 C. pra min über den Dereich von etwa 590-790°C. auf etwa 790 C. erhitzt werden und daß die Temperatur der Tabletten im unteren Teil des Bettes bis zur Erzielung der gewünschten Calcinierung auf einer Temperatur oberhalb 760 C. gehalten werden,

(f) den Akzeptorfeststoff von den calcinierten Tabletten abtrennt und zur Rückführung in das sich abwärts bewegende Bett regeneriert, und

(g) die calcinierten Tabletten als Formkoks gewinnt, der zur Verwendung in. Erzreduktionaöfen geeignet ist.

8.- Verfahren zur Wärmebehandlung eines wärmeümpfindlichen, fein zerteilten Feststoffes, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) eine Säule eines s?:.ch abwärts bewegenden Bettes des wärmeempfindlichen, fein zerteilten Feststoffes einrichtet und aufrechterhält,

(b) einen Strom eines heißen festen Wärmeträgers mit feinerer Teilchengrüße als der wärmeempfindliche Feststoff an einem vorherbestimmten Ort in das sich abwärts bewegende Bett des wärmeempfindlichen Feststoffes einführt, wobei der vorherbestimmte Ort an einem Punkt zwischen dem Kopf und Boden der Säule des sich abwärts bewegenden wärmeempfindlichen Feststoffes liegt,

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(c) den heißen festen Wärmeträger abwärts über den warmeempfindlichen Feststoff und durch die Zwischenräume des Bettes mit höherer Geschwindigkeit als derjenigen des sich abwärts bewegenden Bettes des wärmeempfindlichen Feststoffes rieseln läßt,

(d) den festen Wärmeträger vom wärmeempfindlichen. Feststoff in der Nähe des Bodens dar Säule des sich abwärts bewegenden Bettes des warmeempfindlichen Feststoffes abtrennt,

(e) ein Gas aufwärts im Gegenstrom zu beiden sich abwärts bewegenden" Feststoffströmen zur Unterstützung der Wärmeübertragung vom heißen festen Wärmeträger auf den wärmeempfindlichen Feststoff und gleichzeitiger Erhöhung der Gastemperatur in der Erhitzungszone unterhalb des vorherbestimmten Ortszirkuliert, und

(f) weiterhin das Gas aufwärts über den vorherbestimmten Ort der Einführung des heißen festen Wärmeträgerstromes in die Kolonne durch und im Gegsnstrom zu dem sich abwärts bewegenden Bett des wärmeempfindlichen Feststoffes zirkuliert, um den wärmeempfindlichen Feststoff in einer Vorerhitzungszone vorzuerhitzen, die sich oberhalb dem vorherbestimmten Ort der Einführung des heißen festen Wärmeträgers in die Kolonne befindet.

9,- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gas zuerst in Wärmeaustauscherbeziehung »hi heißen, abgetrennten, wärmeempfindlichen Feststoff zwecks Abkühlen des letzteren in ,einer Kühlzone unterhalb der'Erhitzungszone leitet.

BAD ORIGINAL

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10.- Vorrichtung zur Durchführung von Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch

(a) eine vertikale Retorte (70) zur Aufnahme eines sich abwärts bewegenden ■ Bettes des heißen, würmeempfindlichen, fein zerteilten Feststoffes,

(b) Mitteln (68) zur Einführung des wärmeempfindlichen, fein zerteilten Feststoffes in den Kopf der Retorte,

(c) Mitteln- (74) zur Einführung eines Stromes des festen Wärmeträgers in die vertikale Retorte an einem Punkt zwischen dem Kopf und Boden derselben und zur Verteilung dss festen Wärmeträgers über den horizontalen Querschnitt der Retorte,

(d) Mitteln (86) zur Einführung eines Gases in den unteren Teil der Retorte zum Aufsteigen durch dieselbe,

(e) Mitteln (72, 80, 82) zur Abtrennung des festen Wärmeträgors vom wärmeempfindlichen Feststoff in derNähe des Retortenbodens,

(f) Mitteln (90, 92, 94) zum Abziehen des Gases vom Retortenkopf und zur Rückführung mindestens eines Teils desselben zum Retortenboden,

(g) Mitteln (96, 98, 100 und gegebenenfalls 102) zum Abziehen des abgetrennten festen Wärmeträgers aus der Retorte und zur Rückführung desselben in die Retorte nach erneutem Erhitzen- und

(h) Mitteln .«(88) z^um Abziehen des wärmeempfindlichen Feststoffes vom Retortenboden.

Der Patentanwalt:

BAD ORIGINAL 9883/1154