DE2311348A1 - Verfahren der heissbrikettierung von koks - Google Patents

Description

• Verfahren der Heißbrikettierung von Koks Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von HeiS-briketts aus einem heißen Koks enthaltenden Gemisch mit Temperaturen zwischen 400 und 5500 C auf der Doppelwalzenresse, sowie eine Vorrichtung hierzu.
• Es ist bekannt, backende Kohle im plastischen Bereich von 350 bis 5500 C dadurch heiß zu brikettieren, daß heißer Koks mit Temperaturen um 600 bis 9000 C der vorgetrockneten bzw.
• vorerhitzten Backkohle zugemischt und das Mischgut auf der Doppelwalsenpresse brikettiert wird. Hierbei werden zweckmäßigerweise Verfahren und Vorrichtungen angewendet, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 252 623 und der deutschen Offenlegungsschrift 1 942 957 näher beschrieben sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst kostengünstige Weise Briketts herzustellen, die im Hausbrand und auch weiterverarbeitet als Formkoks für metallurgische Zwecke verrendbar sind. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß dem heißen Koks zur Herstellung des Brikettiergemischs ausschließlich Teerpech beigemischt wird. Für das Teerpech allein ist es im allgemeinen nicht leicht, eine günstige Verwertung zu finden, so daß sein Marktwert gering ist.
• Das Teerpech wird mit dem heißen Koks gemischt, dabei wird der Koks zuvor so hoch erhitzt, daß das fertige Gemisch gerade die Temperatur aufweist, daß ein Heißbrikett optimaler Druck- und Abriebfestigkeit entsteht. Diese Temperatur ist vom Charaifter des Kokses und des Teerpeches abhängig und liegt üblich zwischen 350 und 550° vorzugsweise zwischen 440 und 500° C. Das Mischungsverhältais Teerpech zu heißem Koks ist ebenfalls vom Charakter des Kokses und des Teerpeches abhängig und liegt üblich zwischen 10 : bis 30 : 70 Gewichtsanteilen. Dabei sind die Bedingungen sc;, daß ein Teerpech mit stärkerer Bindekraft in geringerer Ven'.e angewendet werden kann. Ebenfalls benötigt ein dichterer, Lesterer und weniger poröser Koks mit geringerem Staubanteil eins kleinere Menge Teerpech als ein Koks höherer Porosität, geringerer Festigkeit und it hohem Staubanteil.
• Als Teerpech wird vorzugsweise der hochsiedende Schwerteer verwendet, der bei der Erzeugung des heißen Kokses frei wird.
• Dieses Teerpech wird ünlich durch fraktionierende kondensation gewonnen und fällt flüssig mit feinen Staub beladen an. Es wird mit Vorteil ohne jede Nachbehandlung in flüssigem Zustand als Mischkomponente zum heißen Koks verwendet. Bei dem AuSleizen des Teerpeches im Gemisch mit dem Koks auf die Brikettierteperatur destilliert ein Teil des Teerpeches ab und erscheint in der fraktionierenden Kondensation als hochsiedender Schwerteer.
• Auch dieser Schwerteer kann wiederum mit Nutzen als Binder für den heißen Koks eingesetzt werden. Da dieses abdestillierte Teerpech üblich staubarm gewonnen werden kann, läßt sich der abdestillierte Schwerteer gegebenenfälls auch für einen anderen nützlichen Zweck verwenden.
• Häufig wird jedoch der erzeugte Schwerteer in seiner Menge nicht ausreichen, so daß es erforderlich wird, ein fremdes Teerpech zusätzlich anzuwenden. Es hat sich herausgestellt, daß die Anforderungen an die Qualität des 3indermaterials gering sind. Man kann als zusätzliches Material normales Kokereiteerpech, eventuell auch nicht- oder nur vordestillierten Rohteer von Kokereien, Gaswerksöfen, Gaserzeugern oder Schwelöfen verwenden. Ferner kann Erdöl-Bitumen verwendet werden, und zwar ohne jede besondere thermische Vorbehandlung, falls das Erdöl von naphthen-aronatischer, asphaltischer Basis ist.
• Ist es paraffin-basisch , so ist eine thermische behandlung des Bitumens bei Temperaturen oberhalb 4000 C, besser oberhalb 5000 C, mit und ohne Ueberdruck zweckmäßig. Auch Natur-Asphalt eignet sich gut als Bindermaterial.
• Zweckmäßig wird das zuzusetzende Frernd-Teerpech in den Kondensator für den eigenerzeugten Schwerteer eingeleitet, um auf die Temperatur des Schwerteeres erhitzt und gleichzeitig mit ihm innig vermischt zu werden.
• 1an kann das Teerpech zunächst mit einem Teil des heißen Kokses mischen, um es auf eine Zwischentemperatur zu bringen.
• Dann besteht aber die Gefahr der Bildung einer teigigen, klebrigen Substanz, die einerseits nicht mehr fließend und. andererseits nicht mehr rieselnd ist. Vorteilhaft ist es somit, das Teerpech sofort mit der gesamten Menge des heißen Kokses zu mischen.
• Fällt der heiße Koks als Grobkorn und als Feinlcorn (Zyklonstaub) getrennt an, so ist es vorteilhaft, das Teerpech zunächst und vor allem mit dem Feinkornanteil des heißen Kokses zu nischen und dann erst das Grobkorn zuzugeben. Es hat sich auch herau@-gestellt, daß es von gutem Nutzen ist, das Teerpech zunächst mit einer kleineren Menge eines nicht zuvor hocherhitzten feinen Kohlenstaubes, sei es z. B. in Form von vorgetrocknetem Flotationsstaub oder von Ruß oder dergl. oder auch eines kalten oder nicht hoch erhitzten, staubfönnigen oder feinkörnigen Kokses, zu mischen. Dabei soll die Mischung aber noch genügend flüssig und pumpfähig bleiben.
• Die Mischung des Teerpeches mit dem heißen Tfoks erfolgt zweckmäßig in einem Doppelflügel-Hischer rrit zwei gleichsinnig rotierenden Wellen, wie er auch vorteilhaft für die Mischung von Backkohle mit dem heißen oks benutzt wird. 3in solcher Mischer ist in der DPS 1 252 623 und der DOS 1 942 957 näher beschrieben.
• Es hat sich herausgestellt, daß bei geeigneten Brikettieremperaturen das Teerpech bei der Mischung mit dem heißen Koks weitgehend zersetzt wird, so daß die erzeugten Heißbriketts nur noch einen geringen Teergehalt (nach der @ischer-Schwelanalyse bestimmt) von 0,2 bis 0,6 Gew.% aufweisen. Es wurde auch gefunden, daß das Teerpech sich in Mischung mit dern heißen Koks leichter zersetzt als das eigene Bitumen bzw.
• der eigene Teor in der durch die Zumischung des heißen Kokses erhitzten Backkohle.
• Vorteilhaft werden die erzeugten Heißbriketts einer Nachbehandlung unterzogen, indem sie vorsichtig mit umlaufenden Inertgasen abgekühlt werden, wie es z. 3. in der DOS 2 115 838 näher beschrieben ist. lit besonderem Vorteil werden die Heißbriketts vor ihrer Abkühlung noch auf Temperauren von 550 bis 650° C, z. B. 6000 C, erhitzt, um die Heißbriketts vollständig teerfrei zu machen, den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen z-. reduzieren und die Druck- und Abriebfestigkeit zu erhöhen. Eine nützliche Methode, um diese Erhitzung zugleich mit der Abkühlung der Heißbriketts in einfacher Form zu erreichen, ist in der DOS 2 247 101 näher beschrieben.
• Das Verfahren kann auch für die Heißbrikettierung von schwachbackenden Kohlen angewendet werden, die auf den plastischen Zustand im Temperaturbereich von 380 bis 540° C, v@rzugsweise von 420 bis 480° C, erhitzt werden, denen noch eine bestimmte Menge Teerpech oder Erdöl-Bitumen zugemischt wird, um die Backfähigkeit zu erhöhen. Dabei darf die Zumischqu@te nur beschränkt sein, etwa zwischen 2 und 10 /, vorzugsweise zwischen 3 und 6 5', liegen, um die Kohle nach ihrem Erhitzen durch die Zugabe des zusätzlichen, nicht so hoch erhitzten flüssigen Bindemittels nicht zu stark abzukühlen.
• Die Technik wird vorzugsweise benutzt, um aus einer teerhaltigen Feinkohle, die bei der Verbrennung rauchen und rußen kann, ein raucharm verbrennendes @eißbrikett insbeson@ere für den Hausbrand zu erzeugen. hierbei wird angestrebt, die Kohlen nicht höher als unbedingt notwendig zu erhitzen und damit den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen in den Heißbriketts möglichst so hoch zu halten, daß der Substanzverlust ein Minium ist und eine starke Reaktivität der Heißbriketts erhalten bleibt. Auch diese Heißbriketts werden zweckmäßig einer thermischen Nachbehandlung gemäß DOS 2 115 8)8 und DOS 2 247 101 unterworfen.
• Das Verfahren sei anhand von fünf Beispielen naher erläutert Beispiel 1 Eine Gasflamm-Kohle mit 36 % flüchtigen B@tandteilen (wasser-und aschefrei gerechnet) wurde bei 6800 C geschwelt, der heiße Koks in einem Mischungsverhältnis von 85 : 15 Gew.% mit dem bei der Schwellung anfallenden Teerpech gemischt und das Gemisch auf der hydraulischen Laborpresse bei einer Temperatur von 44C0 C brikettiert. Die Festigkeit der abgekühlten Heißbrikets lag bei 135 kg/cm2. Die Heißbriketts wiesen bei der Schwelanalyse nur Spurcn von Teer auf. Sie wurden für 20 Minuten einer Temperatur von 550° C ausgesetzt, wodurch die Festigkeit der abgekühlten Briketts auf 161 kg/cm2 stieg.
• Beispiel 2 Wurden statt 15 Gew.% Teerpech, wie im Beispiel 1, 20 Gew.% zugemischt und das Gemisch in gleicher Art heißbrikettiert, so betrug die Festigkeit der Heißbriketts 142 kg/cm2. Bei der Nacherhitzung auf 550° C stieg die Festigkeit auf 193 kg/cm2 an.
• Beispiel 3 Wurden statt des bei der Schwelung anfallenden Teerpeches mit einem Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow von 126° C 20 Gew.% Steinkohlen-Teerpech aus der konventionellen Kokerei mit einer Erweichungspunkt von 80° C angewendet, so betrug die Festigkeit der grünen Heißbriketts 155 kg/cm2 und der bei 550° C nachbehandelten Heißbriketts 195 kg/cm2. Schwelteer und Kokerei-Teerpech erwiesen sich somit als praktisch gleichwertig.
• Beisniel 4 Wurden statt des Teerpeches 20 Gew.% Erdöl-Bitumen mit einem Erweichungspunkt von 98° C angewendet, so lag die Festigkeit der grünen Heißbriketts bei 139 kg/cm2 und die der bei 550° C 2 @@@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@ @@@ 2@9 kg/cm@. @s zeig@e si@n das Erdöl-Bitumen als praktisch gleichwertig und nach der thermischen Behandlung sogar als überlegen. Dieses günstige Ergebnis wurde erzielt, obgleich das Erdöl-Bitumen bei der Brikettierung von Kohlen unter Zugabe des Erdöl-Bitumens als Bindemittel bei Temperaturen um 100° C und bei der Verkokung dieser Briketts nur eine ungenügende Bindekraft entwickelte.
• Beispiel 5 Bin feinkörniger Anthrazit wurde aul 7500 C erhitzt und in einem Verhältnis von 80 Gew,% Anthrazit und 20 Gew.% Steinkohlen-Teerpech mit einem Erweichungspunkt von 80° C bei einer Temperatur von 460° C gemischt und brikettiert. Dieses Heißbrikett wies einen Gehalt an Restteer von 0,8 % auf und zeigte im kalten Zustand eine Festigkeit von 115 kg/cm2.
• Es war damit als raucharmer Brennstoff für den Hausbrand voll geeignet. Durch eine Nachbehandlung bei 5500 C für eine Dauer von 20 Minuten ging der Gehalt an Restteer auf @ull zuräck, dabei steigerte sich die Festigkeit auf 173 kg/cm2.

Claims (9)

Patentansprüche

1) Verfahren zur Erzeugung von Heißbriketts aus einem heißen Koks enthaltenden Gemisch mit Temperaturen zwischen 400 und 550° C auf der Doppelwalzenpresse, dadurch zekennzeichnet, daß dem heißen Koks ausschließlich Teerpech beigemischt wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koks auf eine derartige Temperatur im @ereich zwischen 600 und 8000 C, insbesondere zwischen 650 und 750° C, erhitzt wird, daß im Gemisch eine bestimmte Temperatur iLl bereich von 400 bis 5500 C, vorzugsweise im Bereich von 440 bis 480° C, entsteht, und daß des Gemisch mit dieser ocer einer bis zu 1000 C tieferen Temperatur brikettier wird.

3) Verfahren insbesondere nach Anspruch 1, d@ dadurch gekennzeichnet, daß eine mittelbackende Kohle auf Temperaturen zwischen 400 und 500° C, insbesondere zwischen 420 und 480° C, unter Erhaltung einer gewissen 3acksubstanz erhitzt und ihr anschließend Teerpech zugemischt wird.

4) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise das bei der Erzeugung des heißen Kokses anfallende Teerpech (Schwerteer) verwendet wird.

5) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadur gelennzeichnet, daß als Zusatz oder auch allein Teerpech aus einer fremden Produktion oder Erdöl-Bitumen verwendet wird.

6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tcerpech zunächst feiner koksstaub, Kohlenstaub, Ru oder dergl. zugemischt wird.

7) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Briketts 20 bis 60 minuten lang möglichst bei der Brikettierteraperatur gehalten und erst dann abgekühlt werden.

8) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erzeugten Heißbriketts in einem besonderen Behandlungsschacht zunächst einer Aufheizung und anschließend einer Abkühlung unterworfen werden.

9) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch ein Doppelflügel-flischwerk mit zwei gleichsinnig rotierenden Wellen zur Mischung des Teerpeches mit dem heißen Koks.