DE2407780A1

DE2407780A1 - Low-smoke coal briquettes - made with high-vacuum bitumen as binder

Info

Publication number: DE2407780A1
Application number: DE19742407780
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr Ing Kroener
Original assignee: Preussag AG
Current assignee: Preussag AG
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1974-02-19
Publication date: 1975-08-21

Abstract

Prodn. of briquettes from (A) prepared coal, esp. anthracite and/or coal slack, (B) a binder of high-vacuum bitumen with KS softening pt. of 80 plus-or-minus 10 degrees C in amt. of 5-10%, contg. coke-forming substances in sufficient quantity to give a Conradson coking residue of at least 35% for the binder. The briquettes are useful as domestic fuel and for conversion into individual coke e.g. for blast furnaces, by subsequent oxidn. or coking processes. They give lower smoke evolution than briquettes made with pitch as binder, and hence use is not restricted to furnaces equipped with after-burners.

Description

"Verfahren zur Herstellung von Steinkohlenbriketts Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Steinkohlenbriketts aus einer Mischung aus aufbereiteter Anthrazit- und/oder Magerfein- oder Feinstkohle als Einsatzkohle und aus einem Bindemittel, Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung bestimmter, nach diesem Verfahren hergestellter Briketts für industrielle Zwecke."Process for the production of hard coal briquettes The invention relates to a process for the production of hard coal briquettes from a mixture of processed Anthracite and / or lean fine or fine coal as feed coal and from a binding agent, The invention also relates to the use of certain according to this method manufactured briquettes for industrial purposes.

Die Herstellung von Steinkohlenbriketts, die vorwiegend Hausbrandzwecken dienen, erfolgt vorzugsweise auf den Anthrazit und Magerkohle fördernden Zechen, um einen möglichst großen Teil der während der Aufbereitung der geförderten Kohle anfallenden Fein- und Feinstkohlen zu verwenden Das Bindemittel dient bei den einschlägigen Brikettierverfahren zum Stückigmachen der Einsatzkohle, beeinflußt aber auch die Verbrennungseigenschaften der Briketts wesentlich.The production of hard coal briquettes, which are mainly used for domestic purposes serve, preferably on the anthracite and lean coal mines, As much as possible of the coal extracted during processing to use any fine and ultra-fine coals. The binding agent is used for the relevant Briquetting process for making the charge coal lumpy, but also affects the The combustion properties of the briquettes are essential.

Obwohl eine Vielzahl von Bindemitteln, darunter z. B. auch Sulfidablauge bekannt geworden sind, benutzt man noch immer für die Steinkohlenbrikettierung im großen Umfang Steinkohlenteerpech1 weil die damit hergestellten Briketts gute Abriebs- sowie Ofen- und Feuerstandsfestigkeiten aufweisen. Die Emissionsgesetzte bzw. die dazu ergangenen Verordnungen schränken jedoch den Einsatz der pechgebundenen Briketts ein, weil derartige Brennstoffe die in den Vorschriften festgesetzten Emissionsmengen überschreiten.Although a variety of binders, including e.g. Belly Sulphide waste liquor have become known, they are still used for hard coal briquetting in the large amount of coal tar pitch1 because the briquettes produced with it have good abrasion resistance as well as oven and fire resistance strengths. The emission law or the However, the related ordinances limit the use of pitch-bound briquettes one because such fuels exceed the emission levels stipulated in the regulations exceed.

Beispielsweise nach der achten Verordnung zur Durchführung des Emissionsschutzgesetzes für das Land Nordrhein-Westfalen dürfen diese Briketts nur noch in Hausbrandöfen mit Nachverbrennung sowie in Küchenherden, Badezimmeröfen und unter Waschkesseln verfeuert werden; dagegen sind sie beispielsweise für Zentralheizungen und Hausbrandöfen ohne Nachverbrennung nicht mehr zulässig. Die Bestimmungen lassen jedoch den Einsatz nicht pechgebundener Steinkohlenbriketts ausdrücklich zu. Zur Klassifizierung als raucharme Brennstoff sind Bestimmungsverfahren entscheidend, die in den einschlägigen Vorschriften enthalten sind und nach denen z. B. eine Ruß-Teerzahl ermittelt wird, die einen Wert von 200 nicht überschreiten soll. Die Zahl wird mit Hilfe eines Meßstr-eifenæ bestimmt, der durch die in den Abgasen enthaltenen Auswurfstoffe mehr oder weniger intensiv gefärbt wird. Teerhaltige Abgase bewirken hierbei eine besonders hoch bewertete Verfärbung.For example, according to the eighth ordinance on the implementation of the Emissions Protection Act for the state of North Rhine-Westphalia, these briquettes are only allowed to be used in house-burning ovens with afterburning as well as in kitchen stoves, bathroom stoves and under washing kettles to be burned; on the other hand, they are used, for example, for central heating systems and domestic stoves no longer permitted without post-combustion. However, the regulations leave the stake not pitch-bound hard coal briquettes expressly. For classification as Low-smoke fuel determination methods are crucial in the relevant Regulations are included and according to which z. B. a soot tar number is determined, which should not exceed a value of 200. The number is obtained with the help of a Meßstr-eifenæ determined by the ejecta contained in the exhaust gases more or less is intensely colored. Tar-containing exhaust gases cause a particularly high rating Discoloration.

Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzte Bitumen unterscheidet sich von gewöhnlichem Straßenbaubitumen u. a. durch seinen höheren Anteil an Koksbildnern, der beim Straßenbaubitumen nur ca. 18 - 20 % beträgt.The bitumen used in the method according to the invention is different differs from ordinary road construction bitumen, among others. due to its higher proportion of coke formers, which is only approx. 18-20% for road construction bitumen.

Die genannten Eigenschaften des Bindemittels bewirken, daß die Briketts in allen Phasen der Erwärmung im Ofen eine ausreichende Ofenstandsfestigkeit behalten, d. h. eine plastische Verformung und ein Verkleben der erwärmten Briketts tritt unter dem Druck der im Ofen üblicherweise vorhandenen Brennstoffsäule nur in geringem Umfang ein, so daß hieraus keine Störungen des Verbrennungsablaufes - z. B.The mentioned properties of the binder cause the briquettes Maintain sufficient furnace stability in all phases of heating in the furnace, d. H. plastic deformation and sticking of the heated briquettes occurs under the pressure of the fuel column usually present in the furnace only to a small extent Scope, so that there are no disruptions in the combustion process - z. B.

Hängenbleiben der Briketts im Füllschacht - entstehen können.The briquettes get stuck in the hopper - can occur.

Für besondere Fälle ist es möglich, die Ofenstandsfestigkeit durch den Zusatz von 1-4 % eines anorganischen Bindemittels oder Verfestigers (z. B. Gips, Zement, Ton) noch zu erhöhen.In special cases it is possible to increase the stability of the furnace the addition of 1-4% of an inorganic binder or hardener (e.g. gypsum, Cement, clay) still to be increased.

Die Erweichung der Briketts beginnt im Temperaturbereich der Bitumenerweichung und endet mit beginnender Oxidation bzw. Schwelung oder Verkokung und der damit verbundenen Wiederverfestigung des Bindemittels. Die hierbei entstehenden gasförmigen Produkte, die mit den Verbrennungsabgasen entweichen, sind watgehend unschädlich im Sinne des Immissionsschutzgesetzes. Gleichzeitig wird bei der Schwelung und Verkokung durch den hohen Anteil an Koksbildnern im Innern der Briketts ein Koksgerüst gebildet. Hierdurch wird die erforderliche Feuerstandsfestigkeit der glühenden Briketts gewährleistet, d. h. es wird verhindert, daß die Briketts zerfallen und brennbare Bestandteile in größerem Umfang durch den Rost fallen.The softening of the briquettes begins in the temperature range of the bitumen softening and ends with the onset of oxidation or smoldering or coking and the with it associated resolidification of the binder. The resulting gaseous Products that escape with the combustion exhaust gases are harmless when wading within the meaning of the Immission Control Act. At the same time it is in the smoldering and coking a coke framework is formed by the high proportion of coke formers inside the briquettes. This ensures the required fire resistance of the glowing briquettes, d. H. it is prevented that the briquettes disintegrate and combustible components fall through the grate to a greater extent.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich insbesondere einer aufbereiteten Einsatzkohle, die ihrerseits raucharm verbrennt. Diese Kohle ist dadurch gekennzeichnet, daß ihre flüchtigen Bestandteile 18 % (i. waf) nicht überschreiten und ihr Aschegehalt (i. wf) unter 10 % liegt. Die Einsatzkohle wird zunächst thermisch auf Wassergehalte von ca. 1 % getrocknet und danach auf unter ca. 3 mm zerkleinert, bevor das Bindemittel zugesetzt wird. Insbesondere erfolgt die Zugabe des Bindemittels vor der Aufgabe auf eine Mischeinrichtung, für die vor allem eine Doppelmischschnecke, aber auch andere bekannte Mischeinrichtungen mit gleicher oder ähnlicher Wirkung in Betracht kommen.The method according to the invention makes use in particular of a processed one Charcoal, which in turn burns with little smoke. This coal is characterized by that their volatile constituents do not exceed 18% (i. wafer) and their ash content (i. wf) is below 10%. The feed coal is first thermally adjusted to water content dried by approx. 1% and then crushed to below approx. 3 mm before the binding agent is added. In particular, the binder is added before the task on a mixing device, for which, above all, a double mixing screw, but also other known mixing devices with the same or a similar effect be considered.

Grundsätzlich kann das Bindemittel in fester Form zugesetzt werden. Dann muß es allerdings eine Temperatur aufweisen, bei der es noch mahlbar ist. In diesem Falle wird das Bindemittel auf Korngrößen von unter ca. 6 mm zerkleinert. Die Mahlbarkeit des Bindemittels hängt u. a. von den Temperaturen ab; vor allem im Sommer kann sich die Mahlbarkeit so weit verschlechtern, daß sie nicht mehr ausreicht, um eine ausreichende Mischung herbeizuführen.In principle, the binder can be added in solid form. In that case, however, it must have a temperature at which it can still be grinded. In In this case, the binder is crushed to grain sizes of less than approx. 6 mm. The grindability of the binder depends inter alia. on the temperatures; above all in summer the grindability can deteriorate so much that it is no longer sufficient, to bring about a sufficient mixture.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher das Bindemittel auch flüssig zugesetzt.According to a further embodiment of the method according to the invention the binder is therefore also added in liquid form.

Dazu wird das Bitumen auf ca. 200°C aufgeheizt und verflüssigt und in einer beheizten Rutsche auf die erwärmte Kohle gesprüht. Nach Zugabe des Bindemittels in fester oder flüssiger Form wird die Mischung nach ihrer Herstellung unter Verwendung von beheizbaren Knet- bzw. Rührwerken auf Temperaturen aufgeheizt, die um wenigstens 10 bis 15° C über dem Erweichungspunkt des Bindemittels liegen. Durch dieses Verfahren wird eine gleichmäßige Verteilung des Bindemittels auf die Oberfläche der Kohlepartikel erreicht.For this purpose, the bitumen is heated to approx. 200 ° C and liquefied and sprayed on the heated coal in a heated chute. After adding the binder in solid or liquid form, the mixture is used after its preparation heated by heatable kneading or agitators to temperatures that are at least 10 to 15 ° C above the softening point of the binder. Through this procedure a uniform distribution of the binder on the surface of the carbon particles achieved.

Danach wird die Mischung entwrast und auf eine Temperatur von ca. 850 C t 100 C abgekühlt. Diese Temperatur ist die für den nachfolgenden Preßvorgang optimale Temperatur.The mixture is then de-greased and heated to a temperature of approx. 850 C to 100 C cooled. This temperature is that for the subsequent pressing process optimal temperature.

Für die Herstellung der Formlinge lassen sich die herkömmlichen, zur Brikettierung eingesetzten Pressen verwenden.For the production of the moldings, the conventional, for Use presses used for briquetting.

Vor der Verladung der Briketts auf lkw bzw. Bahnwagen erfolgt eine Abkühlung der Formlinge auf Kühlbändern, die so weit getrieben wird, daß es bei der Verladung zu keinen plastischen Verformungen der Briketts mehr kommen kann.Before the briquettes are loaded onto trucks or rail wagons, a Cooling of the bricks on cooling belts, which is driven so far that it is at the loading to none plastic deformation of the briquettes more can come.

Die neuen Briketts weisen ähnliche mechanische und verbrennungstechnische Eigenschaften wie die pechgebundenen Steinkohlenbriketts auf. Diesen gegenüber haben sie insbesondere den Vorteil, daß ihr Einsatz wegen der Raucharmut nicht auf bestimmte Öfen beschränkt ist. Gegenüber den bekannten raucharmen Briketts sind in erster Linie die einfachere und weniger aufwendige Herstellung hervorzuheben.The new briquettes have similar mechanical and combustion technology Properties like the pitch-bound hard coal briquettes. Have this opposite they have the particular advantage that their use is not limited to certain because of the lack of smoke Ovens is limited. Opposite the well-known low-smoke briquettes are primarily Line to emphasize the simpler and less complex production.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch auf die Herstellung von Einsatz stoffen für Industriezwecke, u. a. für den Einsatz in Hochöfen brauchbar. Die Briketts werden dazu in der Regel noch einem thermischen Prozeß (Oxidation, Schwelung, Verkokung) unterworfen.The inventive method is also used in the manufacture of substances for industrial purposes, including usable for use in blast furnaces. The briquettes are usually also a thermal process (oxidation, smoldering, coking) subject.

Gemäß einem weiteren Merkmal kann es zur Verbesserung der Qualität erforderlich sein, backende Kohle in einer Größenordnung von 10 - 15 % zuzusetzen. Der Kohlezusatz kann in Form von gewaschener Feinkohle und/oder Sichterstaub und/oder Flotationskonzentrat zur Einsatzkohle vor der Trocknung erfolgen, wobei der Kohlezusatz anschließend zusammen mit der Einsatzkohle zerkleinert wird. Danach erfolgt die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzunehmende Bindemittelzugabe.According to another feature, it can improve the quality It may be necessary to add baking charcoal in the order of 10-15%. The coal additive can be in the form of washed fine coal and / or sifter dust and / or Flotation concentrate to feed coal take place before drying, with the addition of coal is then crushed together with the feed coal. Then the Binder to be added according to the process according to the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren in der Zeichnung; es zeigen Fig. 1 ein Schema, das die Trocknung und Brikettierung sowie die Zugabe des Bitumens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erkennen läßt und Fig. 2 eine Einzelheit des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtungen.Further features and advantages of the invention emerge from the following Description of an embodiment based on the figures in the drawing; it Fig. 1 shows a diagram showing the drying and briquetting and the addition of the Bitumen can be recognized by the method according to the invention and Fig. 2 shows a detail of the method according to the invention or that for carrying it out serving devices.

Die Einsatzkohle wird bei 1 einem Naßbunker 2 aufgegeben und gelangt bei 3 in ein Trockenrohr 4. Das Trocknungsmedium kommt aus einem Trockenofen 5 und wird mit Hilfe der Vorrichtung 6 zugesetzt. Die getrocknete Einsatzkohle gelangt bei 7 in einen Zyklon 8 zur Klassierung. Der Überlauf des Zyklons geht bei 9 in eine Zerkleinerungsvorrichtung 10, während das feine Gut bei 10 zu einem Elektrofilter 11 geführt wird. Die Abluft des Elektrofilters wird bei 12 abgeführt. Das abgeschiedene Feingut gelangt bei 13 in eine Doppelmischschnecke 14, wo es sich mit dem bei 10 zerkleinerten Gut vereinigt. Aus der Doppelmischschnecke gelangt die Trockenkohle in einen Bunker 15.The feed coal is fed into a wet bunker 2 at 1 and arrives at 3 in a drying tube 4. The drying medium comes from a drying oven 5 and is added with the aid of the device 6. The dried feed coal arrives at 7 in a cyclone 8 for classification. The cyclone overflow goes at 9 in a shredding device 10, while the fine material at 10 to an electrostatic precipitator 11 is performed. The exhaust air from the electrostatic precipitator is discharged at 12. The secluded Fine material arrives at 13 in a double mixing screw 14, where it is with the at 10 crushed good united. The dry coal comes from the double mixing screw in a bunker 15.

Aus dem Bunker 15 wird die Trockenkohle über eine noch zu beschreibende Rutsche 16 einem Mischer 17 zugeführt.The dry coal is transferred from the bunker 15 via a still to be described Chute 16 fed to a mixer 17.

In den Mischer gelangt bei 18 das gemahlene Bitumen; außerdem werden gegebenenfalls anorganische Bindemittel, z. B.The ground bitumen enters the mixer at 18; also be optionally inorganic binders, e.g. B.

Wasserglas, Gips, Zement oder dgl. zur Verbesserung der Ofenstandsfestigkeit bei 19 zugesetzt. Die so vorbereitete Mischung geht über 20 in ein Knetwerk 21 und von diesem über 22 in ein Rührwerk 23. Aus dem Rührwerk gelangt die Mischung bei 24 in eine Ausdünstungsschnecke 25 und aus dieser bei 26 in die Brikettierpresse 27. An die Brikettierpresse schließt sich eine Kühlstrecke 28 an, an derem Ende die Verladung 30 steht.Water glass, plaster of paris, cement or the like. To improve the stability of the furnace added at 19. The mixture prepared in this way goes through 20 into a kneader 21 and from this via 22 into an agitator 23. The mixture arrives from the agitator 24 into an evaporation screw 25 and from this at 26 into the briquetting press 27. A cooling section 28 connects to the briquetting press, at the end of which the loading 30 is at a standstill.

Die Einzelheiten der Rutsche 16 sind aus Fig. 2 ersichtlich.The details of the slide 16 can be seen in FIG.

Die Rutsche ist bei 31 mit Thermoöl beheizt. Die Beheizung erfolgt elektrisch. Von der elektrischen Heizung sind der Plus- und Minusleiter bei 32 bzw. 33 wiedergegeben. Die Aufgabe in die Rutsche liegt bei 34, während der Rutschenaustrag bei 36 wiedergegeben ist.The slide is heated with thermal oil at 31. The heating he follows electric. The plus and minus conductors of the electric heater are at 32 and 33 reproduced. The task in the chute is 34, while the chute discharge at 36 is shown.

Der Zusatz des Bitumens erfolgt über einen Sprühbalken 37 mit Düsen 38, 39, 40. Auch der Sprühbalken wird mit Thermoöl beheizt. Die Heizleitung im Sprühbalken ist mit 41 bezeichnet. Sie ist Teil eines Kreislaufes, der durch Pfeile 42-44, welche den Ölrücklauf bezeichnen und Pfeile 45-47 wiedergegeben ist; diese Pfeile bezeichnen den Ölvorlauf. Das lhermoöl wird aus einem Behälter 48 mit Hilfe einer Pumpe 49 umgepumpt.The bitumen is added via a spray bar 37 with nozzles 38, 39, 40. The spray bar is also heated with thermal oil. The heating cable in the spray bar is denoted by 41. It is part of a cycle indicated by arrows 42-44, which denote the oil return and arrows 45-47 are shown; denote these arrows the oil supply. The thermal oil is drawn from a container 48 with the aid of a pump 49 pumped over.

Das Bitumen kommt aus einem Behälter 50 durch eine Saugleitung 51. Es wird von einer Pumpe 52 durch eine Leitung 53 in den Sprühbalken 37 gedrückt. Ein Manometer 54 und ein Magnetventil 55 sichern die Bitumenzugabe ab.The bitumen comes from a container 50 through a suction line 51. It is pressed by a pump 52 through a line 53 into the spray bar 37. A manometer 54 and a solenoid valve 55 secure the addition of bitumen.

Patentansprüche Claims

Claims

Claims 1. A method for producing hard coal briquettes from a mixture of processed, especially anthracite and / or lean fine or fine coal as feed coal and from a binding agent, d a d u r ch e k It is true that the binder is a high vacuum bitumen with a softening point according to Kraemer-Sarnow of approx. 80 t 100 C and in quantities of 5 to 10% based on the feed coal-binder mixture with a proportion of coke formers is used whose proportion corresponds to a coke residue, according to the Conradson test according to DIN 51 551 is at least 35% based on the amount of binder used.

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n nz e i c h Not that a low-smoke coal is used as the feed coal, its volatile Components do not exceed 18% (i.waf) and their ash content (i.wf) below 10%.

3. The method according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n It is not stated that the feed coal is thermally adjusted to a water content of approx. 1% dried and then crushed to less than approx. 3 mm before the addition of the binding agent will.

4. The method according to claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n It is noted that the binder of the feed coal prior to the production of the Mixture is added.

5. The method according to claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the binding agent is ground up and reduced to grain sizes of is crushed below approx. 6 mm.

6. The method according to claims 1 to 4, d a d u r c h g e k e n It should be noted that the binder is heated to approx. 2000 C and in the over a heated sheet of sliding coal is injected.

7. The method according to claim 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the mixture after its preparation using heatable Kneading or Agitators is heated to temperatures that are at least -10 to 150 0 above the softening point of the binder and that afterwards the mixture degassed and cooled to a temperature of approx. 850 C before the briquetting he follows.

8. The method according to claim 7 and one or more of the preceding Claims, g e k e n n n z e i c h n e t d u r c h an additive from baking coal in amounts of at least 10-15% to the feed coal.

9. The method according to claim 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the coal addition in the form of washed fine coal and / or sifter dust and / or flotation concentrate added to the feed coal before drying and then added is crushed together with this.

10. The method of claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c Not that a high vacuum bitumen is used as a binder.

11. Use of the prepared by the method according to claim 8 Bitumen briquettes as feed coal for an oxidation, swelling or a Coking process for the production of an industrial fuel.

L e r s e i t e