DE2244714C2 - Verfahren zur Herstellung von Formkoks - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß man den beim Verkoken der gehärteten Briketts gebildeten Teer bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunktes von Wasser bis zu einem Erweichungspunkt, der oberhalb 48,9°C (120⁰F) liegt, verbläst und dieses zusätzliche Pech mit dem in den Stufen (2) und (3) gebildeten Pech vermischt, um das Bindemittel/Kalzinat-Verhältnis in den Briketts zu steigern.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkoks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In den US-Patentschriften 31 40 241 und 31 40 242 sind Verfahren zur Herstellung von Koksbriketts beschrieben, die selbst in Hochöfen als Ersatz für Hochofenkoks verwendet werden können. Bei diesen Verfahren wird vermahlene Kohle getrocknet und auf eine Temperatur von mindestens 12O⁰C bis zu einer Temperatur unterhalb der Temperatur, bei der sich Teer bildet, in Gegenwart vo.i Sauerstoff, der zu dem Gas, in dem die Kohle suspendiert wird (US-Patent 31 40 241) zugesetzt werden kann, oder der in der Kohle vorhanden ist (US-Patent 31 40 242), erhitzt, wobei sich katalysierte Kohleteilchen bilden. Diese Teilchen werden dann sehr schnell in einer Entgasungseinrichtung mit einem oder mehreren Wirbelbetten schockartig auf Temperaturen erhitzt, bei denen eine Teerabscheidung eintritt und die in der Regel bei 260 bis 480⁰C liegen, wodurch im wesentlichen die gesamten kondensierbaren Dämpfe (Teer) über Kopf entfernt werdea Die so gebildeten teerfreien Kohleteilchen werden dann weiter auf typische Gasaustrittstemperaturen von 760 bis 810⁰C erhitzt, um die nicht kondensierbaren flüchtigen Anteile zu entfernen und ein Kalzinat zu erhalten, das vorzugsweise nicht mehr als etwa 3% flüchtige Materialien, jedoch mindestens 1% Wasserstoff enthält Das Kalzinat wird dann in inerter Atmosphäre auf eine Temperatur abgekühlt, bei der es

ίο an der Luft weiterverarbeitet werden kann. Das abgekühlte Kalzinat wird dann mit einem bituminösen Bindemittel vermischt und zu Briketts verformt Das Bindemittel wird vorzugsweise aus dem Teer, der in der Entgasungseinrichtung gebildet wird, hergestellt indem man Pech, das bei Raumtemperatur fest ist belüftet Die Briketts werden dann in Gegenwart von Sauerstoff gehärtet wobei offensichtlich aufgrund einer Reaktion zwischen Sauerstoff und der Kalzinat/Pech-Mischung eine exotherme Reaktion eintritt die eine Verbindung des Kalzinats mit dem Bindemittel hervorruft Wenn man als Gas Luft verwendet so ergeben sich bei Ofentemperaturen von etwa 190 bis 235° C während des Härtens im Innern der Briketts Temperaturen von 260 bis 290° C Die gehäärteten Briketts werden dann, um den Flüchtigkeitsgehalt auf unterhalb etwa 3% abzusenken, verkokt

Diese bekannten Verfahren zur Herstellung von Koksbriketts umfassen also die Herstellung von Koksgranulat durch stufenweises Verkoken der Kohle zuk' Ausbildung eines Kalzinats, das mindestens etwa 1% Wasserstoff und vorzugsweise nicht mehr als 3% flüchtiger Anteile enthält und dessen Mischen mit einem bituminösen Bindemittel, das man durch Einblasen von Luft in den in einer oder mehreren Teerbildungsstufen im Verfahren anfallenden Primärteer als Pech erhält das einen Erweichungspunkt oberhalb der Raumtemperatur hat der typischerweise bei 60-70⁰C liegt Eines der wirtschaftlichen Probleme bei diesem bekannten Verfahren liegt darin, daß die aus einigen Kohlen zu gewinnende Pechmenge zu gering ist um Briketts mit optimaler Festigkeit zu ergeben, so daß aus anderen Quellen stammendes Pech zugesetzt werden muß, was zu unerwünschten zusätzlichen Kosten führt

In einer Versuchsanlage wurde festgestellt daß bei dem Verfahren in der Briketthärtungsstufe zusätzlicher Teer gebildet wird, wenn das Verkoken bei einer Temperatur von etwa 760 bis 870⁰C durchgeführt wird. Selbst wenn etwa ¹A dieses Gasstromes zur Erzeugung

so der für die Verkokung erforderlichen Wärme herangezogen wird, verbleiben Teermengen von etwa 5 —10% der bei der direkten Teerbildung während der Kohleverkokung erhaltenen Teermenge. Der auf diese Weise gebildete Teer kann aber nicht mit dem in der Entgasungseinrichtung gebildeten Teer vermischt werden, da die Produkte nicht miteinander verträglich sind. Dieser beim Verkoken der Briketts gebildete Sekundärteer muß also als Nebenprodukt verwertet oder verbrannt werden.

Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die eingangs erläuterten bekannten Verfahren so weiterzubilden, daß ein Zusatz von Fremdteer weitgehend vermindert wird oder völlig entfallen kann, indem der in der Brikettverkokungsstufe anfallende Teer zur

Brikettbindung verwendet werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen erreicht

Erfindungsgemäß kann also der beim Verkoken der gehärteten Briketts anfallende Teer zusammen mit den bei dem Kohleverkokungsverfahren anfallenden Primärteeren gemischt und zusammen als Bindemittel für die Briketts verwendet werden.

Es ist zwar bekannt (US-PS 30 18 227) in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen anfallende Teer- bzw. Pechstoffe als Bindemittel den Briketts zuzusetzen. Bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch zur Herstellung der Briketts Kohlepulver verwendet, statt wie bei dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren eine Mischung von verkokten Kohleteilchen und Bitumenbinder. Eine Unverträglichkeit der Teer- und Pechstoffe ist dabei nicht vorausgesetzt Gemäß der Erfindung dagegen wird gerade durch die Behandlung des in einer späteren Verfahrensstufe anfallenden Sekundärteers, der an sich mit dem bei der Kohleverkokung anfallenden Primärteer unverträglich ist, die Verwendung beider Teere zusammen möglich.

Durch dieses bekannte Verfahren werden infolge des Kohleanteils bei den grünen Briketts und die dann beim Verkoken auftretende starke Gasentwicklung mehr poröse Briketts mit relativ geringer Druckfestigkeit hergestellt Bei den eingangs behandelten bekannten Verfahren weiden dagegen durch die Verwendung von ausschließlich stark kalzinierten Kohleteilchen und Bitumenbindern Briketts mit einer wesentlich höheren Druckfestigkeit und damit einer besseren Eignung, insbesondere für die Verwendung in Hochöfen erreicht Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieses eingangs behandelten Verfahrens.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform soll die Erfindung im folgenden beispielsweise näher erläutert werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Ofen 10 vorgesehen, der aus drei Bereichen, einem Kopfbereich 12, in dem die gehärteten Briketts, die mit einer Temperatur von etwa 204 bis 288⁰C (400 bis 550⁰F) in den Ofen 10 eingebracht werden, durch die Gase erhitzt werden, die aus der heißen Zone 14, in der eine Verkokungsteimperatur von 760 bis 871 ° C erreicht wird, herrühren, und einem unterhalb des heißen Bereiches 14 gelegenen Kühlbereich 16 besteht, in dem die Briketts auf etwa die Temperatur abgekühlt werden, mit der sie in den Ofen eintreten. Die Hitze für den Heizbereich 14 wird durch ein in einem Brenner 18, der über die Leitung 20 mit Luft und über die Leitung 22 mit Gas beschickt wird, verbrennendes Gas zugeführt, das über eine Brennkammer 24 in den heißen Bereich 14 des Ofens 10 eingebracht wird.

Bei Probeansätzen konnte aus den Dämpfen, die aus den Briketts abgetrieben wurden, kein Teer gewonnen werden.

In einer Versuchsanlage wurde Teer dadurch gewonnen, daß man die über Kopf austretenden Gase über eine Leitung 26 in einen Trockencyrlon 28, dann in

ίο -einen Wäscher 30 und schließlich in einen Naßcyclon 32 einführt Der in dem System gebildete Teer wird über die Leitung 34 abgezogen, während das Gas über die Leitung 36 zurückgeführt und teilweise über die Leitung 38 in den unteren Bereich des Ofens 10 zur Abkühlung

is der Briketts in der Kühlzone 16 und teilweise über die Leitung 40 in den Brenner 18 eingebracht wird.

Die Teermenge, die man im unteren Bereich des Naßcyclons erhält, beträgt im allgemeinen etwa 5 bis 10% des Teers, den man über Kopf bei der Teerbildungsstufe in dem Kohleentgasungsverfahren erhält

Anfänglich waren Versuche zur Verwendung dieses Teers als zusätzliches Bindemittel erfolglos, da der Teer sich aufgrund seiner Zusammensetzung offensichtlich von dem Teer unterscheidet, den man aus Kohle in den Entgasungseinrichtungen erhält, so daß er mit diesem Teer nicht verträglich ist

Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn man diesen Teer bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes von Wasser mit Luft zu einem Pech verbläst, dieses Pech mit dem Pech verträglich ist, das man durch Verblasen des direkt aus der Kohle erhaltenen Teers mit Luft erhält, und daß die Menge des aus Kohle erhältlichen Bindemittels um etwa 5 bis 10% gesteigert'werden kann.

Der Teer wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 121,1 und 149⁰C (250 bis 300⁰F) bis zu dem erwünschten Erweichungspunkt von oberhalb 48,9° C (120⁰F) verblasen. Die dazu erforderliche Zeit hängt

von der Temperatur und dem angestrebten Erweichungspunkt ab.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders nützlich zur Durchführung der in den US-Patentschriften 31 40 241 und 31 40 242 beschriebenen Verfahren, kann jedoch mit Erfolg auch zur Behandlung von gehärteten Briketts verwendet werden, die aus Kohleteilchen anderer Herkunft hergestellt wurden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Formkoks aus Kohle durch

   (1) Umsetzen von Kohleteilchen mittels Sauerstoff bei Temperaturen oberhalb 121°C (250°F) und unterhalb der Temperaturen, bei denen der Teer überdestilliert, schockartiges Erhitzen der Teilchen in einer oder mehreren Stufen auf Temperaturen, bei denen der Teer abdestilliert und unter Ausbildung von Kohleteilchen, die im wesentlichen von den gesamten kondensierbaren Materialien befreit sind, weiteres Erhitzen dieser Materialien unter Ausbildung eines Kalzinats, das nicht mehr als 3% flüchtiger Materialien, jedoch mindestens 1% Wasserstoff enthält, Abkühlen des Kalzinats,

   (2) Behandeln des gewonnenen Teers mit Sauerstoff unter Ausbildung eines oxydierten Pechs, das mit dem Kalzinat innig vermischt wird,

   (3) Brikettieren der Mischung und Erhitzen der Brikettgrünlinge in Gegenwart von Sauerstoff zur Förderung einer exothermen Reaktion von Sauerstoff mit der Kalzinat/Pech-Mischung, und

   (4) Verkoken der gehärteten Briketts bei Temperaturen von 760 bis 871°C (1400 bis 1600⁰F) unter Rückführung der abgetriebenen flüchtigen Materialien, wodurch zusätzlicher Teer gebildet wird, der mit dem bei der Behandlung der ursprünglichen Kohle gebildeten Teer unverträglich ist,