DE2456269C3

DE2456269C3 -

Info

Publication number: DE2456269C3
Application number: DE19742456269
Authority: DE
Priority date: 1973-11-29
Filing date: 1974-11-28
Publication date: 1977-05-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkoks aus Kohle mit den folgenden Verfahrensstufen

Mahlen der Kohle;

Trocknen und Erwärmen der gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft (50-100 Volumenprozent), Wasserdampf (0-50 Volumenprozent) und Stickstoff (0-50 Volumenprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 200-3OO°C über einen Zeitraum von 15-120 Minuten; Erwärmen der behandelten gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft (0 — 20 Volumenprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 400-600⁰C über einen Zeitraum von 10-60 Minuten, im folgenden 1. Halbverkokungsschritt genannt;

Erwärmen des behandelten Materials in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft (0-70 Volumenprozent) und Stickstoff (30-100 Volumenprozent) bei einer Temperatur von 800 bis 1100⁰C über einen Zeitraum von 10 — 60 Minuten, im folgenden 2. Halbverkokungsschritt genannt (DT-AS 14 21 258).

Gegenüber dem allgemein bekannten Stand der Technik läßt sich der DT-AS 14 21 258 hinsichtlich der Verbesserung der Qualität von Formkoks sowie hinsichtlich der Steigerung im Wirkungsgrad genauso wenig entnehmen wie hinsichtlich der Verbesserung der Wärmebilanz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die flüchtigen Fraktionen mit hohem Wärmewert bei einem solchen Verfahren sowie die hohe reduzierende Leistung zurückzugewinnen und hierbei die Eigenschaften des Formkokses zu verbessern, was zwangsläufig zu einem erhöhten Grad der Ausbeutung der als Rohmaterial eingesetzten Kohle führen würde.

Überraschend wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß eine Fraktion der während des ersten und zweiten Halbverkokungsschrittes abgegebenen Gase im Kreislauf in die jeweiligen Reaktoren zurückgeführt wird.

Die Lösung nach der Erfindung fällt vor allen Dingen darum besonders ins Gewicht, weil nach der DT-AS 14 21258 überhaupt keine Rezyklisierung stattfindet Eine solche Erkenntnis fehlte, da dort die Gase einfach abgeblasen werden.

Auf Grund der besseren Entschwefelung wird die Qualität des Halbkokses wesentlich gesteigert.

Die Ausbeute an nutzbarem Produkt, bezogen auf die als Rohmaterial eingesetzte Kohle, ist beachtlich.

Der Schwefelgehait des Halbkokses verglichen mit den bekannten Verfahren sinkt von 0,61% auf 0,40%, was eine Verminderung um 33% bedeutet

Es war nicht vorhersehbar, daß sich der Schwefelgehalt lediglich auf Grund der Rückführung der Prozeßgase in ganz bestimmte Stufen, das sind gerade die Halbverkokungsstufen, in der angegebenen Weise senken lassen würde.

Es werden also progressiv die fluidisierenden Gase durch solche ersetzt, die von der Kohle abgegeben werden und welche die einzelnen Stufen des Verfahrens selbst charakterisieren.

Es werden also aus den Gasen mit hohem thermischen Potential, die während des ersten Halbverkokungsschrittes entwickelt werden, die Teere abgetrennt und kondensiert und dann zur Brikettieranlage geführt Eine Fraktion des nach der Erfindung verbleibenden gasförmigen Gemisches wird im Kreislauf zum ersten Halbverkokungsreaktor rückgeführt, während die verbleibende Fraktion, welche in Praxis dem Gesamtvolumen der Destillationsgase abzüglich der in Form von Teer kondensierten Dämpfe entspricht, für Fremdzwecke gesammelt wird.

Die Gase hohen thermischen Potentials, die während des zweiten Halbverkokungsschrittes entwickelt werden, werden nach der Erfindung in zwei Fraktionen unterteilt. Die erste immer konstante Fraktion wird im Kreislauf zum zweiten Verkokungsreaktor rückgeführt, während die verbleibende Fraktion, die in Praxis dem Gesamtvolumen der Destillationsgase entspricht, aus dem Kreislauf für Fremdzwecke nach außen geführt wird.

Durchgeführte Versuche haben gezeigt daß die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auch bei an sich bekannten Verfahren zum Herstellen von Formkoks den Ausbeutegrad der als Rohmaterial eingesetzten Kohle sowie den Entschwefelungsgrad des Halbkokses und damit des als Endprodukt erhaltenen Formkokses verbessert

Das gasförmige aus dem ersten Halbverkokungsschritt stammende Gemisch hat eine Zusammensetzung derart, daß die nicht im Kreislauf rückgeführte Fraktion für Anwendungszwecke in der metallurgischen und chemischen Industrie brauchbar ist

Es findet Verwendung beispielsweise als Reduziermittel in Hochöfen, in Direktreduktionsanlagen oder dergleichen. Bestätigt wird dies durch die Beobachtung, daß die Zusammensetzung des gasförmigen Gemisches im wesentlichen unabhängig vom Entwicklungsgrad der als Ausgangsmaterial verwendeten Kohlensorte ist, wobei eine Beeinflussung lediglich hinsichtlich der

GröBe der erzeugten flüchtigen Fraktion erfolgt.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung ohne sie zu begrenzen.

Beispiel

Eine Kohle mit 25 Gewichtsprozent an flüchtiger Materie, 0,64% Schwefel und 63% Asche wird dem Verfahren nach der Erfindung ausgesetzt, welches umfaßt:

1. Mahlen bis hinab zu einer Korngröße zwischen 16 und 150 mesh (0,991 bis 0,104 mm lichte Maschenweite);

2. Erwärmen und Trocknen bei 260⁰C in einem Wirbelbetireaktor, der mit Luft bei einem Durchsatz von 63 m³/Std. gemessen bei 20⁰C und 1,1 ata, über eine Behandlungszeit von 30 Minuten gespeist wird,-

3. erste Halbverkokungsstufe bei 450⁰C in einem Wirbelbettreaktor, der mit Stickstoff bei einem Durchsatz von 43 mVStd, gemessen bei 20⁰C und 1,1 ata, über eine Behandlungszeit von 30 Minuten gespeist wird. Das den Reaktor verlassende Gas wird in zwei Teile aufgeteilt. Ein Teil, gleich 95 Volumenprozent, wird im Kreislauf in den ersten Halbverkokungsreaktor rückgeführt (O2 0,5%; CH₄ 28,6%; CO 14,3%; CO₂ 403%; C₂H₆ 14,3%; N₂ 2,0%), während der zweite Teil für einen Fremdzweck gesammelt wird;

4. zweite Halbverkokungsstufe bei 870⁰C in einem Wirbelbettreaktor, der mit Stickstoff bei einem Durchsatz von 2 m³/Std^ gemessen bei 20⁰C und 1,1 ata über eine Behandlungszeit von 30 Minuten gespeist wird. Das gasförmig den Reaktor verlassende Gemisch wird in zwei Teile unterteilt: ein erster Teil, gleich 70 Volumenprozent des Gesamtgemisches, wird im Kreislauf zum zweiten Halbverkokungsreaktor rückgeführt (H₂ 65%; N₂ 12,1%; O₂ 0,4%; CO₂ 0,5%; CO 20,0%; CH₄ 2,0%), während der zweite Teil, gleich 30 Volumenprozent des Gemisches, für einen Fremdzweck gesammelt wird. Die folgende Tabelle gibt einen Vergleich zwischen den Ergebnissen, die erhalten werden, einmal durch Anwendung des verbesserten Verfahrens nach der Erfindung, einmal nach üblichen Verfahren:

Verfahren nach Bekanntes
Erfindung Verfahren

Netto-Heizwert des

1. Halbverkokungsgases
Netto-Heizwert des

2. Halbverkokungsgases

Schwefelgehalt des
Halbkokses

5100kcal/Nm3 lOOkcal/Nm^

2440 kcal/Nm* 900 kcal/Nm*

0,40%

0,61%

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von Formkoks aus Kohle nach den folgenden Verfahrensstufen
Mahlen der Kohle;

Trocknen und Erwärmen der gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft (50-100 Volumenprozent), Wasserdampf (0-50 Volumenprozent) und Stickstoff (0 — 50 Volumenprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 200-300⁰C über einen Zeitraum von 15 — 120 Minuten;
Erwärmen der behandelten gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft (0-20 Volumenprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 400-600⁰C über einen Zeitraum von 10-60 Minuten, im folgenden 1. Halbverkokungsschritt genannt;
Erwärmen des behandelten Materials in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft (0-70 Volumenprozent) und Stickstoff (30-100 Volumenprozent) bei einer Temperatur von 800 bis 1100° C über einen Zeitraum von 10-60 Minuten, im folgenden 2. Halbverkokungsschritt genannt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Fraktion der während des ersten und zweiten Halbverkokungsschrittes abgegebenen Gase im Kreislauf in die jeweiligen Reaktoren zurückgeführt wird.

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