DE2131413B2 - Verfahren zur Umwandlung kohlehaltiger Agglomerate in Formkoks - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß man den Strom des 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.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekmnzeichnet, daß man die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung vom nichtoxidierenden Gas zu den Agglomeraten 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 590-79O⁰C erhöht wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Verwendung schwefelhaltiger Kohle in an sich bekannter Weise einen geringeren Anteil eines Wärmeträgers, der ein H₂S-Akzeptor ist, am oberen Ende der Vorerhitzungszone und den Rest darunter einführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1—3, dadurch gekennzeichnet, daß man als kohlehaltige Agglomerate grüne Tabletten aus schwefelhaltiger Kohle verwendet.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung kohlehaltiger Agglomerate in Formkoks, der zur Verwendung in Kupolofen, Hochöfen und anderen

Erzreduktionsöfen geeignet ist, indem man

a) die kohlehaltigen (kohlenstoffhaltigen) Agglomerate in direkter Wärmeaustauschbeziehung mit einem nicht-oxidierenden Gas von höherer Temperatur als die Agglomerate durch eine Vorerhitzungszone leitet,

b) in einer Calcinierungszone ein sich abwärts bewegendes Bett der vorerhitzten Agglomerate einrichtet und aufrechterhält,

c) einen Strom eines heißen, fein zerteilten festen Wärmeträgers, dessen Temperatur höher ist als diejenige der Agglomerate, abwärts leitet,

d) ein nichtoxidierendes Gas aufwärts durch die Calcinierungszone im Gegenstrom zu beiden sich abwärts bewegenden Feststoffströmen leitet,

e) die Wärmeübertragung vom Wärmeträger zu den Agglomeraten so reguliert, daß die Temperatur der Agglomerate über 760⁰C 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 nichtoxidierendes Gas in Stufe a) zu dienen,

g) den festen Wärmeträger von den calcinierten Agglomeraten abtrennt und

h) die calcinierten Agglomerate gewinnt

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten aus kohlenstoffhaltigen Feststoffen und verschiedenartigen Bindern bekannt, von denen einige großtechnische Anwendung Finden. In diesen Verfahren werden zur Herstellung der Agglomerate Brikettierpressen, Rotationsretorten und andere Anlagen verwendet Die Agglomerate liefern nach entsprechender Calcinierung Koks, der zur Verwendung in metallurgischen Verfahren geeignet ist Oft wird zur Beschreibung von Agglomeraten in calciniertem Zustand die Bezeichnung »Formkoks« verwendet; diese Bezeichnung wird für die vorliegende Anmeldung übernommen.

Die Festigkeit des Formkoks muß ausreichen, 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 Ofenbeschikkung verringern. Die Calcinierung der Agglomerate spielt eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Formkoks von der erforderlischen 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«, um ein Zusammenbacken in Traubenform zu vermeiden. Das Schockerhitzen besteht darin, die Agglomerate plötzlich einer hohen Temperatur auszusetzen. Das Zusammenbacken in Traubenform ist die Haftung der einzelnen Agglomerate aneinander unter Bildung traubenförmiger Ballungen. Andere Agglomerate erfordern — zumindest in bestimmten Temperaturbereichen — sorgfältig geregelte, niedrige Erhitzungsgeschwindigkeiten, um die gewünschte Festigkeit des Formkokses zu erreichen.

Verfahren zur Calcinierung grüner Agglomerate sind

ζ, B, in den US-PS 28 71004, 29 245Π, 3018 226, 30 51 629, 3t 17 064, 33 84 557,34 44 048 und 34 75 278 und in der G0-PS 7 41 679 beschrieben.

Alle diese 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 Agglomerate bei gleichzeitiger Herstellung von Fonnkoiks der gewünschten Eigenschaften in einem kontinuierlichen, großtechnisch geeigneten Verfahren leicht anpaßbar ist

So wird in der US-PS 34 44 048 ein nichtoxidierendes Gas, wie Wasserdampf, in den oberen Teil der Calcinierungszone eingeleitet, um die Mischung aus Agglomeraten und festem Wärmeaustauschermaterial in dem Bereich über dem Gaseinlaß gleichmäßig zu verwirbeln. Die einheitliche Mischung bewegt sich dann unter dem Einfluß der Schwerkraft nach unten, wo ein Teil der Mischung über ein Überlaufwehr abgetrennt und einem Gitter zugeführt wird, das die Agglomerate von dem feinteiiigen wärmeaustauschermaieriai trennt Das eingeleitete Gas dient somit in diesem bekannten Verfahren lediglich der gleichmäßigen Verwirbelung von Agglomeraten und Wärmeaustauschermaterial; es kann weder zur Steuerung des Abwärts Zornes der Materiaimischung, noch als Hsuptwärmeträger eingesetzt werden, sondern als solcher dient das heiße, einheitlich mit den Agglomeraten vermischte Wärmeaustauschermaterial. Dies hat zur Folge, daß keine große Variationsbreite und Beweglichkeit bei der thermischen Steuerung des kontinuierlichen Calcinierungsprozesses möglich ist

Aus der US-PS 29 24 511 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die aus der Calcinierungszone austretenden Gase in eine Vorerhitzungszone eingeführt werden können. Dies geschieht jedoch mit Hilfe eines komplizierten zweiteiligen Leitungssystems, in dem Pumpen, Ventile und ein Kühler vorgesehen sind. Durch diese US-PS wird somit nicht nahegelegt, mit Hilfe von nichtoxiüierenden Gasen die Calcinierungsgeschwindigkeit zu steuern und die aus der Calcinierungszone austretenden Gase direkt als Hauptwännequelle in der Vorerhitzungszone einzusetzen.

Schließlich befaßt sich die US-PS 28 24 047 mit einem Desulfurierungsverfahren für Kohleagglomerate, bei dem man in einem Drehofen einen heißen H₂S-Akzeptor in das sich abwärts bewegende Bett der Kohleagglomerate einbringt und im Gegenstrom dazu ein nichtoxidierendes Gas führt Der HzS-Akzeptor wird dann von den calcinierten Agglomeraten abgetrennt und vor der Rückführung in das Bett regeneriert Auch hier ermöglicht jedoch das im Gegenstrom geführte Gas keine Steuerung des Calcinierungsprozesses zum Zwecke der Anpassung an unterschiedliche Wärmeerfordernisse der verschiedenartigen Agglomerate zur Herstellung von Formkoks.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten, kontinuierlichen, großtechnisch durchführbaren Verfahrens zur Umwandlung kohlenstoffhaltiger Agglomerate in Formkoks, bei dem eine bessere Kontrolle der Geschwindigkeit und des Ausmaßes der Wärmeübertragung auf die Agglomerate und damit eine leichtere thermische Steuerung der Calcinierung bzw. Desulfurierung möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Strom des heißen, fein zerteilten, festen Wärmeträgers abwärts durch die Zwischenräume des sich abwärts bewegenden Bettes 4er Agglomerate in der Calcinierungszone mit einer größeren Geschwindigkeit als diejenige des sich abwärts bewegenden Bettes rieseln IaBt

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden ganz allgemein die grünen Agglomerate durch zwei verschiedene Wärmeübertragungszonen geführt, wobei in der ersten Zone Gas die Hauptwännequelle und in der

ίο zweiten Feststoffe die Hauptwärmequelle sind. Die erste Wärmeübertragungszone ist im wesentlichen eine Vorerhitzungszone. 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 760⁰C caJciniert Die Wärme in der zweiten Zone wird durch einen Strom eines festen heißen Wärmeträgers geliefert

Genauer gesprochen erfolgt ύ'.χ- Wärmeübertragung auf die Agglomerate in der zweitrn Zone, d. h. der echten Calcinierungszone, erfindungsgemäß wie folgt: Es wird ein sich abwärts bewegendes Bett der vorerhitzten Agglomerate aus der Vorerhitzungszone eingerichtet und aufrechterhalter. 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 nichtoxidierenden 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 eiuheitlichen Wärmeübertragung durch das Bett der Agglomerate, da er den abwärts rieselnden Wärmeträger dispergiert jzw. zerstreut. Im Verfahren wird seine eigene Temperatur auf einen solchen Wert erhöht, daß er als das in der ersten Wärmeübertragungszune 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 Erhitzen besteht wenn der Wärmeträger ein inerter Feststoff, wie Sand, ist, zurückgeführt. Der Wärmeträger kann jedoch auch ein ^S-Akzeptor, wie Manganoxyd, sein. Durch Verwend ¹Ug 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 kohlenwasserstoffhaltiger Feststoffe wird etwas Wasserstoff freigesetzt, der mit dem Schwefel unter Bildung von H2S reagiert. Der Akzeptor reagiert mit dem H2S unter Bildung des Sulfids. Letzteres kann in jeder geeigneten Weise regeneriert und vor der Rückführung in die Calcinierungszone erneut erhitzt werden. Die in der vorliegenden Anmeldung verwendete Bezeichnung

bi »Regenerierung« bedeutet daher, daß der Wärmeträger vor der erneuten Verwendung in der Calcinierungszone 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 590-790⁰C 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 VorerhiUungszone sowie deren Geschwindigkeiten werden so geregelt, daß die Erhitzungsgeschwindigkeit über den Bereich von etwa 590-790⁰C 5-6°C/min nicht übersteigt. Unter »etwa« wird hier ein Wert von ±30°C verstanden.

Zum besseren Verständnis werden Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung; durch die Zeichnungen

V6räri5Cn3ü itCiiu

Fig. I ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens ganz allgemein:

F i g. 2 ist eine teilweise schematische, teilweise im Querschnitt angegebene Darstellung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. I 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 hergeleiteit werden. Die Temperatur in der Formungszone liegt gewöhnlich unter 590⁰C. Dann werden die grünen Agglomerate in die erste Wärmeüberiragungszone, nämlich die Vorerhitzungszone 12, geführt In dieser Zone 12 weiden die grünen Agglomerate durch ein heißes, nichtoxidierendes Gas, das in direkter Wärmeübertragungsbeziehung zu den Agglomeraten zirkuliert wird, erhitzt. Das Gas, dem die Wärme entzogen worden ist, wird durch Leitung 14 abgeführt

Die vorerhitzten Agglomerate werden durch eine Leitung 16 zur zweiten Wärmeübertragungszone, der Calcinierungszone 18, geleitet, in welcher sie bei erhöhten Drucken bis zu 14 Atü oder mehr auf eine Temperatur zwischen etwa 870-985°C erhitzt werden. In der Calcinierungszone 18 wird eine 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 nichtoxidierendes Gas eingeführt und aufwärts durch die Calcinierungszone 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.

Die mit dem Wärmeträgerfeststoff gemischten, calcinierten Agglomerate werden aus der Calcinierungszone 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 Calcinierungszone 18 zurückgeführt.

Die abgetrennten calcinierten Agglomerate werden durch Leitung 36 zu einer Kühlzone geführt, wo sie durch direkten Wärmeaustausch mit dem in die

in KUhlzone durch Leitung 35 eingeführten, nichtoxidierenden Gas abgekühlt werden; von dort wird das Gas durch Leitung 42 zur Abtrennzone und durch Leitung 22 weiter zur Calcinierungszone 18 geführt. Der als abgekühltes Produkt erhaltene calcinierte Formkoks

r, 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

WII U JUUtSVII UIV I VIII

yciaiui uuviiiaiivrn

jo durch das Gas ausreichend verringert, um die Notwendigkeit eines Abschreckens mit Wasser zu eliminieren, die bei den derzeitigen Koksofenverfahren ein solch unerwünschtes Merkmal ist.

F i g. 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-PS 30 73 751 beschrieben und wird hier nur kurz gestreift Kohle, teilweise verkokte

κι Kohle (hinfort kurz »char«), d h. Destillationsrückstand von Kohle und Pech werden in geeigneten Verhältnssen in einen praktisch horizontalen Rotations-Brennofen 50 eingeführt Die Kohle betritt den Brennofen durch Leitung 52 nach Vorerhitzung in einem Erhitzer 54.

)i 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 grünen, oft auch »Tabletten« genannten Agglomerate werden im Brennofen 50 gebildet der manchmal auch »Tablettierer« genannt wird; und verlassen denselben bei einer Temperatur im angegebenen Bereich. Übei große Tabletten werden abgetrennt zerstoßen (nicht gezeigt) und durch Leitung 58 zurückgeführt Die restlichen Tabletten, die größtenteils eine Größe zwischen 1,25 - 73 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 eingerührt 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 Retortenbodens, wo ein Rostabscheider 72 quer über die gesamte Retorte angebracht ist

Der obere Abschnitt der Retorte 70 dient als Vorerhitzungszone der eintretenden Tabletten. Dieser

Abschnitt wird als »Yorerhii/er« bezeichnet. Er erstreckt sich vom Retortenkopf bis zu dem Punkt, wo der Hauptanteil des festen Wärmeträgers durch einen Verteiler 74 π die Retorte eingeführt wird. Der untere Teil der Retorte enthält die Calcinierungszone. die sich abwärts zum Abscheider erstreckt und als »Calcinieren bezeichnet wird.

Hie Hauptwärmequelle für den Vorerhitzer ist das heiße Ausflußgas aus dem Calcinieren Wenn jedoch der feste Wärmeträger zum Calcinierer ein H?S-Akzeptor ist, was in dieser bevorzugten Ausführungsform der 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 HjS, die noch im Ausflußgas anwesend sein können, zu entfernen, und um gleichzeitig eine mäßige Menge zusätzlicher Wärme zuzuführen. Es ist entscheidend, im Vorerhitzer eine Erhitzungsgeschwindiekeit der Tabletten unterhalb 5 — 6°C/min mindestens in der Zone des Vorerhitzers aufrechtzuerhalten, wo die Tabletten eine Temperatur zwischen etwa 590-790⁰C 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 76 eingeführten Akzeptormenge.

Wenn das sich abwärts bewegende Bett der vorerhitzten Tabletten, nun von einer Temperatur von etwa 790" C den Calcinierer betrifft, trifft es auf die Br neselung des durch den Verteiler 74 eingeführten heißen Akzeptorfeststoffes. Zur Einführung zusätzlicher heißer Feststoffe können an niedrigeren Punkten anderer Verteiler vorgesehen sein. Der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete inerte oder Akzeptorfeststoff ist gewöhnlich ein fein zerteiltes Material, dessen größte Größe gewöhnlich unter 8 mesh (Standard Tyler Sieb) liegt, um hohe Wärmeübertragungsgeschwindigkeiten 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 Beschikkungspunkt 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 Calcinierers ist so, daß die Tabletten, wenn sie den Abscheider erreichen, auf eine Temperatur zwischen 870 - 985° C erhitzt worden sind.

Die calcinieren Tabletten werden vom Akzeptorfeststoff mit kleinerer Größe durch den Rostabscheider 72 abgetrennt Der Akzeptorfeststoff passiert die Rostöffnungen, während die Tabletten durch die »standlegs« 80 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 ist hoch genug, daß sie verhindert, daß die feinen Feststoffe den »standleg« hinunterfließen; d. h. sie liegt oberhalb der endgültigen Geschwindigkeit der gröbsten Teilchen. Der Raum unterhalb der Platte 82 definiert die auch als »Kühler« bezeichnete Kühlzone 84. In diese Kühlzone wird durch den Verteiler 86 ein relativ kühles.

nichtoxidicrendcs Gas eingeführt, das im Gegenstrom zu den durch die Zone absteigenden Tabletten läuft. Es erfolgt eine Wärmeübertragung von den heißen Tabletten zum aufsteigenden Gas. Die abgekühlten Tabletten werden durch Leitung 88 als calcinierter Formkoks, d. h. das gewünschte Produkt, aus der Retorte 70 abgezogen.

Das in den Kühler eingeführte, nichtoxidierende 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 ans Hpn Tahlpttpn pin. wpnn ihre Temperatur ansteigt. Die freigesetzten Dämpfe umfassen Teerdämpfe, Wasserstoff, Methan und H2S. Das H2S wird weitgehend durch den Akzeptor absorbiert und in seine Sulfidform umgewandelt. Die Dämpfe steigen mit dem nichtoxidierenden 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 H2S wird von dem durch den 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 nichtoxidierendes Gas zurückgeführt.

Der abgetrennte Akzeptorfeststoff verläßt die Retorte 70 durch Leitung % und wird zu einem Regenerator 98 geführt. Der Akzeptorfeststoff besteht aus Metalloxiden, die nach Umsetzung mit H2S die entsprechenden Sulfide bilden. Ihre Verwendung als HjS-Akzeptoren sowie ihre Regeneration ist im einzelnen in der US-PS 28 24 047 beschrieben. Die Regeneration erfolgt gewöhnlich, indem man Luft durch ein Wirbelbett des Akzeptors hindurchieitet. 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 das Oxyd. Die Temperatur des Akzeptorbettes kann auf den gewünschten Bereich von etwa 925-1065⁰C reguliert werden. Dann wird der regenerierte Akzeptor durch die Leitungen 100 und 102 zur Retorte 70 geführt und wie beschrieben verwendet.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung, ohne sie tu beschränken.

Beispiele

Die folgende Tabelle ist eine Zusammenfassung von Bedingungen und Ergebnissen aus zv/ei 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 F i g. 2 aus einer Mischung von Kohle und »Char« in den relativen Verhältnissen von 47 Gew.-% Kohle und 53 Gew.-% »Char« hergestellt

waren. Der Größenbereich der grünen Agglomerate lag zwischen 1,9-5 cm Durchmesser. Der Größenbercich des Wärmeträgers (Sand oder Oxyd) betrug 28 - 100 mesh (Tyler Standard).

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

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

tabelle

Bedingungen

Versuch Λ
(Sund)

Versuch B (MnO)

Eintrittstemp. d. Wärmeträgers; C.

Verhältnis

Wärmeträger: grüner Koks
Temperaturbereiche in der
Retorte; C.

Vorerhitzer
Calcinierer
Kühler

938
3,8

954

5,4

393-802 399-785 802-906 785-907 819-246 821-191

10

liodingiini'on

Versuch Λ (Sand)

Versuch H (MnO)

106,1	135,7
470	700
36	54

Maximale F.rhitzungsge- 3,2 2,ft

schwindigk. i. d. kritischen
Erhitzungszone; C./min

Gcschwindigk. el. Entfernung 23,1 21,7

d. calcinierten Formkokses;

kg/std

Geschwindigk. el. Entfernung
d. Wärmeträgers; kg/std
F'ließgeschwindigk. d. nichtoxyd. Ciasbeschickung; SCFM

Geschwindigk. d. nicht-oxyd.
Gasbeschickung; cm/sec

Zusammensetzung des

austretenden Ο;ιςρ<;· VnI -%

-'" N, 19,75 25,53

H, 55,66 52,39

CHj 16,07 12,20

CO 7,40 8,90

CO₂ 0,45 0,54

-'' H,S 0,50 0,34

O 0,08 0,07

Auswertung des calcinieren
Kokses

id ASTM Stabilität 60,5 46,0

ASTM Härte 70,4 58,9

durchschnittlicher Prozent- 31,3 51,7 satz an zurückgewiesenem S

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Umwandlung kohlehaltiger Agglomerate in Formkoks, der zur Verwendung in Erzreduktionsöf en geeignet ist, indem man

a) die kohlehaltigen (kohlenstoffhaltigen) Agglomerate in direkter Wärmeaustauschbeziehung mit einem nichtoxidierenden Gas von höherer Temperatur als die Agglomerate durch eine Vorerhitzungszone leitet,

b) in einer Calcinierungszone ein sich abwärts bewegendes Bett der vorerhitzten Agglomerate einrichtet und aufrechterhält,

c) einen Strom eines heißen, fein zerteilten festen Wärmeträgers, dessen Temperatur höher ist als diejenige der Agglomerate, abwärts leitet,

d) ein nichtoxidierendes Gas aufwärts durch die Calcinierungszone im Gegenstrom zu beiden sidi abwärts bewegenden Feststoffströmen leitet,

e) die Wärmeübertragung vom Wärmeträger zu den Agglomeraten so reguliert, daß die Temperatur der Agglomerate über 760⁰C steigt, wobei diese bis zur Erzielung der gewünschten Calcinie: ung in der Calcinierungszone gehalten werden,

f) das aus der Calcinierungszone austretende Gas zur Vorerhitzungszone leitet, um als nichtoxidierendes Gas in Stufe a) zu dienen,

g) den ^s ten Wärmeträger von den calcinierten Agglomerates abtrennt und

h) die caicinierten Agglomera te gewinnt,