DE2513330A1

DE2513330A1 - Verfahren zum sintern von nichtbackendem petrolkoks, sowie reaktionsgefaess und reaktionsgefaessbatterie zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2513330A1
Application number: DE19752513330
Authority: DE
Inventors: Felix Sobek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-03-26
Filing date: 1975-03-26
Publication date: 1976-10-07

Description

Verfahren zum Sintern von nichtbackendem Petrolkoks, sowie Reaktionsgefäß und Reaktionsgefäßbatterie zur DurcJiführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sintern von nichtbackendem Petrolkoks, wie er beispielsweise beim Raffinationsprozeß des Rohöls in der ersten Raffinationsstufe anfällt.
Der nichtbackende Petrolkoks besteht praktisch aus reinem Kohlenstoff; im Vergleich zur natürlichen Kohle weist er keinerlei Oberflächenaktivität auf und ist daher vollständig reaktionsträge. Daher kann dieses Material, welches fast ausschließlich staubförmig vorliegt, ofen- bzw. feuerungstechnisch nicht verwendet werden. Der nichtbackende Petrolkoks fällt in Form von Staub (fluid) in einer Korngröße bis zu 1 mm an, nur in verschwindend geringen Mengen liegen auch Korngrößen im Bereich von etwa 6 mm, vereinzelt bis 100 mm vor.
Dieses Material fällt bei der Erdölraffination in aller Welt in riesigen Mengen an; es wurde bisher wegen seiner Nichtverwendbarkeit auf Halden geschüttet. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dieses im großtechnischen Maßstab bisher unverwertbare Material durch einen wirtschaftlich und technisch vorteilhaften Brikettier- und Sinterprozeß so aufzuarbeiten, daß ein feuerungs- und reduktionstechnisch vollwertiger Brennstoff erhalten wird.
Es sind bereits Untersuchungen über den Backvorgang von Mischungen aus nichtbackendem Petrolkoks, Steinkohle und Bindemittel zwecks Herstellung von Gießereiformkoks oder Formkoks für besondere Verwendungszwecke bekannt geworden -I. Stefanescu in "Erdöl und Kohle - Erdgas - Petrochemie vereinigt mit Brennstoff-Chemie" November 1970, S. 731 ff. -, wobei die Mischung aus Petrolkoks mit 30 % Kokskohle und 13 % Steinkohlenteerpech bestand. Es hat sich ergeben, daß je nach den angewendeten Temperaturen ein mehr oder weniger starkes Erweichen der Körneroberflächen und damit eine allmähliche Plastizierung im Oberflächenbereich der Petrolkokskörner und deren Einschließen durch die von Kohle und Pech gebildete plastische Phase eintritt. Auf diese Weise entsteht nach Stefanescu dann 'ein relativ homogenes, poröses, geschmolzenes Koksgefüge'.
Mit diesen Untersuchungen wurde zwar prinzipiell eine Möglichkeit aufgezeigt, aus dem nichtbackenden Petrolkoks ein koksähnliches poröses Gefüge zu gewinnen, welches auf Grund seiner Mikrostruktur und Festigkeit den ofentechnischen Anforderungen zu genügen scheint. Eine derartige Verfahrensweise - wie aufgezeigt - ist jedoch großtechnisch nicht durchführbar, weil der staubförmige Petrolkoks technisch nicht zu stückigem Material vearbeitet werden kann. Außerdem muß nachteilig erscheinen, daß dem Material mindestens 43 % Bindemittel zugemischt werden müssen.
Die Wärmebehandlung - Sinterung - des Petrolkokses setzt zunächst dessen Aufbereitung in eine stückige Form voraus.
Von dieser Erkenntnis ausgehend, wird erfindungsgemäß in einer ersten Verfahrensstufe eine möglichst homogene Mischung aus nichtbackendem Petrolkoks- von einer Korngröße bis zu 1 mm und einem Zusatz von 12 bis 16 Gewichtsprozent Steinkohlenteerpech hergestellt und diese durch Walzen und/oder Pressen zu Formlingen verfestigt. Ein wesentlicher Vorteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß insgesamt ein Bindemittelzusatz von nur~12 bis 16 % erforderlich ist, gegenüber 43 % nach den aus Laborversuchen gewonnenen Erkenntnissen. Das Anfahren, Bereithalten, Mahlen und Aufbereiten von - im Vergleich zu dem zu verarbeitenden Petrolkoksanteil von 57 % - so großen Kohlenmengen und der Durchsatz von Fremdanteilen in Höhe von 43 % erfordert technisch und wirtschaftlich einen erheblichen Aufwand, der das Verhältnis von Ausbringen und Gesamtaufwand sehr ungünstig belastet. Die aus der eingangs genannten Veröffentlichung von Stefanescu bekannte Verfahrensweise erscheint daher für die großtechnische Anwendung technisch und wirtschaftlich ungeeignet, während das hier vorgeschlagene Verfahren, bei dem der Anteil von Petrolkoks am Gesamtdurchsatz 84 % bis 88 % beträgt, wie die Erprobung im Großversuch ergeben hat, zu technisch und wirtschaftlich ausgezeichneten Ergebnissen führt.
Die weitere Verfahrensweise nach der Erfindung besteht darin, daß in einer zweiten Verfahrensstufe die so erhaltenen Formlinge bei einer Temperatur zwischen 700 und 950 0C in einem Reaktionsgefäß gesintert werden, wobei das Sauerstoffangebot im Bereich des stöchiometrischen Punktes liegt.
Der technische Erfolg dieser zweistufigen Verfahrensweise beruht auf der Erkenntnis, daß zur Erzielung einer ausreichenden Festigkeit der Grün-Formlinge ausreicht, einen Zusatz von 16 % Steinkohlenteerpech anzuwenden, so daß auf den Zusatz von 30 Steinkohle ganz verzichtet werden kann. Es wurde gefunden, daß bei der Kaltverformung zur Herstellung der Formlinge durch Walzen und/oder Pressen das zwischen den Petrolkokskörnchen befindliche Steinkohlenteerpech infolge der entstehenden Druckwärme in einem solchen Maße plastiziert wird, daß es die Petrolkokskörnchen verklebt. Diese Verklebung stellt eine ausreichend feste Verbindung dar, so daß die so erhaltenen Grünformlinge transport- und schüttfähig sind.
Die in ein Reaktionsgefäß eingebrachten Grün-Formlinge werden dann nach der Lehre der Erfindung in der zweiten Verfahrensstufe bei einer Temperatur zwischen 700 und 950 0C gesintert. Der Verklebungszustand der Petrolkokskörnchen mittels des Pechs wird solange aufrechterhalten, bis während des Sinterprozesses eine Plastizierung der Körnchenoberflächen-Grenzschicht eintritt, so daß die Körnchen in ihrem Grenzschichtbereich eine innige Verbindung eingehen, wobei die in der Mischung verbleibenden, also nicht ausgebrannten Reste des Pechs die Körnchenoberflächen benetzen und die Wirkung haben, daß infolge der Herabsetzung des Oberflächen-Schmelzpunktes des Petrolkokses und der dadurch eintretenden frühen Erweichung der Körnchenoberfläche die innige Verbindung der Körnchen unterstützt wird.
Der Sinterprozeß wird dadurch eingeleitet, daß die aus den Grün-Formlingen bestehende Schüttung in dem Reaktionsgefäß durch eine Wärmequelle, beispielsweise einen Zündbrenner, auf Reaktionstemperatur gebracht wird und dann als exothermer Prozeß selbsttätig abläuft, nachdem die Wärmequelle abgeschaltet ist. Der Ablauf des Sinterprozesses ist mittels Dosierung des Sauerstoffangebotes durch Steuerung der Brennluftzufuhr zu beeinflussen. Die Steuerung der Brennluftzufuhr erfolgt dabei durch Öffnen und Schließen der in senkrecht übereinanderliegenden Ebenen angeordneten Brennlufteinlässe in der Weise, daß die Sinterprozeßzone den Schacht des Reaktionsgefäßes von oben nach unten durchläuft. Durch die Steuerung der Brennluftmenge ist die Prozeßtemperatur und durch die Zufuhr der Brennluft in die aufeinanderfolgenden Ebenen des Reaktionsschachtes ist die Geschwindigkeit des exothermen Sinterprozesses beeinflußbar. Dabei reagieren die flüchtigen Bestandteile aus dem Petrolkoks und dem Steinkohlenteerpech mit dem Sauerstoff der gesteuert zugeführten Brennluft. Die Sauerstoffdosierung erfolgt unter Berücksichtigung der hohen Sauerstoff-Affinität der genannten flüchtigen Bestandteile und der sehr viel niedrigeren Sauerstoff-Affinität des Agglomerationsgerüsts des Petrolkokses.
Dadurch ist eine eindeutige Trennung der wirksamen Reaktion der flüchtigen Bestandteile mit dem Brennluft-Sauerstoff gegenüber einer unerwünschten Reaktion mit dem Kohlenstoff des Agglomerats erzielbar, wobei -das Sauerstoffangebot im Bereich des stöchiometrischen Punktes liegt.
Durch das Austreiben eines großen Teils der flüchtigen Bestandteile wird die ursprüngliche Mikroporosität des Materials durch eine Großporigkeit ersetzt, wobei unter Aufrechterhaltung des Gesamtvolumens des Agglomerationsgerüsts eine gewisse Schrumpfung auftritt, die mit der Erreichung einer größeren Druckfestigkeit einhergeht. Dadurch wird eine Qualität der Petrolkoks-Formlinge erreicht, die eine mit der des Steinkohlenkokses gleichwertige metallurgische Verwendung ermöglicht, weil die im Petrolkoks noch erhaltenen flüchtigen Bestandteile infolge der erzielten Großporigkeit austreten können, wie dies bei den meisten technischen Feuerungsprozessen und bei metallurgischen Behandlungen erforderlich ist.
Der in der zweiten Verfahrensstufe vorgesehene Sinterprozeß ist erfindungsgemäß weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die aus Petrolkoks-Formlingen bestehende Füllung im Reaktionsgefäß mittels der fühlbaren Wärme eines zugeführten Heizgases auf Zündtemperatur vorgewärmt und dadurch auf Grund entsprechend dosierter Brennstoffzuführung der exotherm ablaufende Sinterprozeß eingeleitet und als von oben nach unten die Füllung durchwandernde Sinterprozeßzone bis zur vollständigen Durchsinterung der gesamten Gefäßfüllung aufrechterhalten wird, wobei die Brennluft unter Berücksichtigung der hohen Sauerstoffaffinität der flüchtigen Bestandteile im Bereich des stöchiometrischen Punktes dosiert und örtlich so zugeführt wird, daß ein gleichmäßiger Fortschritt der Sinterprozeßzone durch die Füllung mit der vorgegebenen Geschwindigkeit erreicht wird.
Da der Sinterprozeß exotherm ist, hängt die Gleichmäßigkeit und der Fortschritt der Sinterung von der örtlichen Zuführung und der Dosierung der Brennluft ab. Demgemäß ist es nach der weiteren Erfindung wesentlich, daß die Dosierung der Brennluftzuführung auf Grund der im Abgas gemessenen Gehaltes an 02 und unverbrannten Bestandteilen gesteuert wird.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal des Verfahrens wird demgemäß der Fortschritt der Sinterprozeßzone durch die Füllung mittels einer in Abhängigkeit vom Zeitablauf erfolgenden örtlichen Verlegung der Brennluftzuführung auf Grund fortlaufend örtlich verteilter Temperaturmessung im Gefäß durch optische und/oder indirekte Berührungsthermometer gesteuert.
Nach der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ist es möglich, den bisher nicht verarbeitbaren nichtbackenden Petrolkoks nunmehr nach der vorgeschlagenen Methode zu brikettieren und die Briketts für ofengängigen Koks zu sintern. Zur Durchführung dieser Verfahrensweise wird nach der weiteren Erfindung ein Reaktionsgefäß vorgeschlagen, das mit einer Beschickungsvorrichtung für die Grün-Formlinge aus dem nichtbackenden Petrolkoks an seinem oberen Ende versehen und in seinem oberen Bereich mit einem oder mehreren Zündbrennern, in mehreren senkrecht untereinanderliegenden Ebenen mit umfangs verteilt angeordneten Zuführungseinlässen für die (Sekundär-)Brennluft, im unteren Bereich mit umfangsverteilt angeordneten Auslässen für die Reaktionsgase, die über eine gemeinsame Ringleitung an eine Abgas leitung abgeschlossen sind, ausgerüstet ist.
Das Reaktionsgefäß ist demnach in eine Anzahl von untereinanderliegenden Ebenen eingeteilt. Am oberen Ende ist die Beschickungsvorrichtung angeordnet. In dem darunterliegenden Bereich sind einer oder mehrere Zündbrenner angeordnet. Es folgen nun eine Anzahl untereinanderliegender Ebenen, in denen umfangs verteilt Zuführungs-Einlässe für die (Sekundär-) Brennluft angebracht sind. Die Durchsinterung der gesamten Füllung geschieht dadurch, daß die Sinterprozeßzone von oben nach unten durch die Beschickung wandert, wobei die Geschwindigkeit dieses Fortschreitens durch die aufeinanderfolgende Zuführung der Brennluft durch die Zuführungs-Einlässe in den untereinanderliegenden Ebenen gesteuert wird. Daher sind die Zuführungseinlässe für die Brennluft nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in jeder Ebene jeweils getrennt an gesondert steuerbare Ringleitungen angeschlossen.
Weitere Merkmale des Reaktionsgefäßes nach der Erfindung bestehen noch darin, daß das an seinem oberen und unteren Ende gasdicht verschließbare Ofengefäß mit einer Austragvorrichtung für die gesinterten Formlinge versehen ist, und daß die Beschickungsvorrichtung für die Grün-Formlinge aus einem bei geöffnetem oberen Gefäßverschluß in den Reaktionsschacht einfahrbaren, die Beschickung aufnehmenden, an seinem unteren Ende mittels eines Klappen- oder Segmentverschlusses verschließbaren Teleskoprohr besteht, welches bei geöffnetem Bodenverschluß langsam aus dem Ofenschacht zurückziehbar ist, so daß die eingefüllte Beschickung in schonender Weise freigegeben wird.
Das Sinterverfahren wird vorzugsweise unter Saugzug betrieben; daher sind die im untersten Bereich des Reaktionsgefäßes umfangsverteilt angeordneten Auslässe für die Reaktionsgase über ihre gemeinsame Ringleitung und ihre gemeinsame Abgas leitung an eine Absaugeeinrichtung, insbesondere einen Exhaustor, angeschlossen, dessen Druckleitung zu einem Abfackelkamin geführt ist. Wegen der hohen Temperatur der Abgase kann es erfindungsgemäß zweckmäßig sein, vor der Absaugeeinrichtung einen Gaskühler einzuschalten.
Da im Regelfall mehrere Reaktionsgefäße im kaskadenartigen Verbundbetrieb als Batterie zusammengeschaltet sind, ist es vorteilhaft, daß die Abgas leitung vor der Zuführung zu der Absaugeinrichtung an ein benachbartes zweites Reaktionsgefäß angeschlossen ist, so daß das Abgas als Heiz- und Zündgas dieses Reaktionsgefäß durchströmt und abgekühlt in die Zufuhrleitung zu der Absaugeinrichtung - des zweiten Reaktionsgefäßes - geleitet wird.
Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist eine derartige Reaktionsgefäßbatterie, bestehend aus mindestens vier Reaktionsgefäßen, bei der an die Abgasleitungen jedes der Reaktionsgefäße, die zu dem jedem Reaktionsgefäß zugeordneten Abfackelkamin führen, absperrbare Zuleitungen für das als Zündgas dienende Reaktionsgas zu dem oder den Zündbrennern des jeweils nachgeschalteten Reaktionsgefäßes, und außerdem absperrbare Reaktionsgas-Speiseleitungen zu dem jeweils nachgeschalteten Reaktionsgefäß angeschlossen sind, so daß mittels zyklischer Betätigung der Absperrorgane in den genannten Zuleitungen das Reaktionsgas jedes jeweils im Reaktionsprozeß befindlichen Reaktorgefäßes auf Aufheizgas und als Zündgas für den Zündbrenner dem jeweils nachgeschalteten und für den Reaktionsprozeß vorzuwärmenden Reaktionsgefäß zuführbar ist. Auf Grund dieser Leitungsschaltungen mit ihren steuerbaren Absperrorganen wird das Abgas des jeweils im Betrieb befindlichen Reaktionsgefäßes dem im Betrieb ablauf jeweils nachfolgenden Reaktionsgefäß als Vorwärm- und Heizgas zugeführt, und zwar solange, bis dieses nachfolgende Reaktionsgefäß seine Prozeßtemperatur erreicht hat und die Sinterprozeßzone ausgebildet ist. Um dies durchzuführen, sind in den Abgasleitungen entsprechende steuerbare Absperrschieber angeordnet, und es sind nach einem weiteren Erfindungsmerkmal vor den ausschaltbaren und absperrbaren Exhaustoren, an die die Abgasleitungen der Reaktionsgefäßte angeschlossen sind, absperrbare, die Exhaustoren umgehende Bypassleitungen angeschlossen.
Bei einer derart ausgebildeten Reaktionsgefäßbatterie sind somit zugleich eines oder mehrere mit der Petrolkoksbeschickung gefüllte Reaktionsgefäße mittels der Abgas-und Speiseleitungen durch das Einleiten des Reaktionsgases in die Beschickung des oder der vorgeschalteten, im Reaktionsprozeß befindlichen Reaktionsgefäße vorwärmbar, wobei die aus den vorgewärmten Reaktionsgefäßen mittels der Exhaustoren abgesaugten Abgase zum Abfackeln in den Abgaskamin geleitet werde, und daß gleichzeitig das oder die nachgeschalteten Reaktionsgefäße bei abgesperrten Heizgas- und Abgas leitungen entleerbar und mit neuer Beschickung befüllbar sind, während zugleich das oder die dem oder den im Reaktionsprozeß befindlichen Reaktionsgefäßen vorgeschalteten Reaktionsgefäße nach bereits beendeter exothermer Reaktion eines Teils der flüchtigen Bestandteile bei abgesperrten izgas-, Zündgas- und Abgasleitungen und abgesperrter Brennluftzufuhr abkühlen, so daß im folgenden Verfahrensgang die Beschickung entleert werden kann.
In der Zeichnung ist das Reaktionsgefäß und eine Reaktionsgefäßbatterie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, in Form eines Ausführungsbeispiels dargestellt und der Verfahrensablauf näher erläutert: Es zeigen Fig.1 die schematische Darstellung des Reaktionsgefäßes im Querschnitt; Fig.2 die Darstellung nach Fig. 1 mit Beschickungsvorrichtung; Fig.3 die schematische Darstellung einer Reaktionsgefäßbatterie mit vier Reaktionsgefäßen; Fig.3a den Verfahrensablauf bei einer Reaktionsbatterie nach Fig. 3.
Wie aus der Darstellung nach Fig. 1 ersichtlich ist, besteht das Reaktionsgefäß aus einem Gefäßschacht 1, der an seinem oberen und unteren Ende mit Schachtverschlüssen 1a und 1b gasdicht verschließbar'ist; am unteren Ende ist außerdem eine nicht dargestellte Austragvorrichtung beliebiger Bauart für die gesinterten Formlinge vorhanden.
Im oberen Bereich des Gefäßschachtes 1 sind umfangsverteilt Zuführungseinlässe 12 für Brenngase angeordnet, die mit einer Ringleitung 13 verbunden sind. Die Ringleitung 13 ist - durch eine Absperrschieber 12a trennbar - mit einer Zuführungsleitung 12b verbunden. Außerdem ist im oberen Bereich des Gefäßschachtes 1 ein Zündbrenner 2 vorhanden, der mit einer absperrbaren 2d Zuführung 2b für die (Primär-)Erennluft versehen ist. Mittels einer ebenfalls absperrbaren 2c Leitung 2a wird dem Zündbrenner Zündgas aus der Zuleitung 12b für Brenngas zugeführt.
In insgesamt fünf senkrecht untereinander liegenden Ebenen I, II, III, IV und V sind umfangsverteilt Zuführungseinlässe 3 für die (Sekundär-)Brennluft angebracht, die für jede Ebene getrennt an jeweils gesondert steuerbare Ringleitungen 8 angeschlossen sind.
Im untersten Bereich des Gefäßschachtes 1 sind ebenfalls umfangsverteilt Auslässe 4 für die Reaktionsgase angeordnet, die über eine gemeinsame Ringleitung 5 an eine gemeinsame Ab gasleitung 6 angeschlossen sind, die zu einer Absaugeinrichtung, insbesondere einen Exhaustor 9 führt, dessen Druckleitung 10 in einen Abfackelkamin 11 mündet. Wird ein Reaktionsgefäß einzeln oder in einer kleinen Zweier- oder Dreier-Batterie betrieben, so ist es zweckmäßig, in die Abgas leitung 6 vor der Absaugeinrichtung einen Gaskühler einzuschalten, um den beispielsweise angeordneten Exhaustor vor der hohen Abgaswärme zu schützen.
Wird das Reaktionsgefäß 1 in einer Batterie betrieben, so ist -wie aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 3 ersichtlich - die Abgasleitung B6 vor der Zuführung zur Absaugeinrichtung (B9) an das benachbarte zweite Reaktionsgefäß C angeschlossen, so daß das Abgas diesem Reaktionsgefäß als Zünd- und Heizgas zugeführt dieses Gefäß durchströmt, abkühlt und in der Abgasleitung C6 zur zugehörigen Absaugeinrichtung C9 geleitet wird.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist zur Füllung des Gefäßschachtes mit der Beschickung eine Vorrichtung vorgesehen, die aus einem Teleskoprohr 7 besteht, welches mit einem Bodenverschluß versehen ist. In der obersten Stellung wird das unten noch geschlossene Teleskoprohr langsam mit der Beschickung gefüllt, während es sich nach unten verlängert, bis es in der untersten Stellung geöffnet wird, so daß die Füllung nach unten entleert wird, während sich das Teleskoprohr langsam wieder nach oben bewegt. Auf diese Weise ist eine gutschonende Beschickung des Gefäßschachtes möglich. Nach dem Zurückziehen der Teleskoprohr-Beschickungs-vorrichtung 7 aus dem Gefäßschacht und dem gasdichten Verschließen ist die Beschickung für den Sinterprozeß bereit.
Die Verfahrensweise zum Sintern der Beschickung aus Grün-Formlingen aus nichtbackendem Petrolkoks in dem Reaktionsgefäß besteht darin, daß die Beschickung mittels der fühlbaren Wärme der durch die Einlässe zugeführten Heiz- bzw. Brenngase auf Zündtemperatur vorgewärmt wird und dann die Zündung mittels des Zündbrenners 2 erfolgt, der mit Frischluft aus der Leitung 2b und Brenngas aus der Leitung 12b/2a arbeitet.
Der dadurch eingeleitete Sinterprozeß läuft nun exotherm selbsttätig ab, wobei das Durchwandern der Sinterzone durch die Beschickung von oben nach unten durch die Dosierung der Brennluft im Bereich des stöchiometrischen Punktes mittels der in den einzelnen Ebenen I bis V angeordneten Zuführungseinlässe für die Brennluftzuführung gesteuert wird. Hier sind die Absperrventile 3a vorhanden, die durch ein variables Programm steuerbar sind.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besteht die Reaktionsgefäßbatterie beispielsweise aus vier Reaktionsgefäßen A, B, C, D, die in ihrem Prozeßablauf funktionell miteinander derart verbunden sind, daß sich z.B. das Reaktionsgefäß B im Sinterprozeß befindet, und daß die heißen Abgase aus diesem Sinterprozeß zur Vorwärmung und Entzündung des ebenfalls gefüllten Reaktionsgefäßes C dienen und darauf von dort abgesaugt (Exhaustor C9) und dem zugehörigen Abfackelkamin C11 zugeführt werden. Damit diese heißen Abgase aus dem im Sinterprozeß befindlichen Reaktionsgefäß B nicht durch den zugehörigen Exhaustor B9 geleitet werden müssen und diesen beschädigen könnten, werden sie an diesem vorbei durch die Bypaßleitung B6a geführt. Gleichzeitig kühlt die Beschickung des Reaktionsgefäßes A nach erfolgter Sinterung ab, während das Reaktionsgefäß D so abgekühlt ist, daß die Beschickung entnommen und der Gefäßschacht neu gefüllt werden kann. Darauf rückt der Verfahrens zyklus ein Gefäß weiter, so daß die Beschickung im Gefäß C gesintert und das Gefäß D vorgewärmt wird, während die Beschickung im Gefäß B abkühlt und die inzwischen abgekühlte Beschickung des Gefäßes A entnommen und dieses neu gefüllt werden kann.
Um diesen Verfahrens zyklus durchführen zu können, sind die einzelnen Reaktionsgefäße A, B, C und n so miteinander verbunden, daß an die Abgasleitungen 6 jedes der Reaktionsgefäße, die jeweils zu dem zugeordneten Abfackelkamin 11 führen, mittels Absperrventilen 2c absperrbare Zuleitungen 2a für das als Zündgas dienende Reaktionsgas (Abgas) zu dem Zündbrenner 2 des jeweils nachgeschalteten Reaktionsgefäßes angeschlossen sind.
Die Brennluft erhalten die Zündbrenner 2 aus den Brennluftzuführungen 2b. Ferner sind an die Abgasleitungen 6 jedes Reaktionsgefäßes mittels Absperrventilen 12a Reaktionsgasspeiseleitungen 12b angeschlossen, die zu den Ringleitungen 13 der jeweils nachgeschalteten Reaktionsgefäße führen, so daß mittels der Einlässe 12 die heißen Abgase aus dem Sinterprozeß des vorgeschalteten Reaktionsgefäßes zum Aufheizen der Beschickung des folgenden Gefäßes zugeführt werden können. Dieser Verfahrensablauf wird dadurch eingeleitet und aufrechterhalten, daß die Absperrorgane 2c, 12a und 2a, 12b entsprechend dem jeweiligen Prozeßfortschritt zyklisch betätigt werden. In diesem Zyklus sind auch die die Bypaßleitungen 6a öffnenden und schließenden Absperrorgane zu betätigen, so daß der dem jeweils im Sinterprozeß befindlichen Gefäß zugeordnete Exhaustor 9 vor den heißen Abgasen geschont wird, weil diese dem im Zyklus folgenden Reaktionsgefäß zugeleitet und aus dem diesem Gefäß zugeordneten Abfackelkamin 11 abgefackelt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Verfahren zum Sinter@ von @ichtbeckendem Petrolkoks, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Verfahrensstufe eine möglichst homogene mischung aus nichtbsckendem Petrolkoks von einer Korngrösse bis zu 1 mm und einer Zusatz von 12 bis 16 Gewichtsprozent Steinkohlenteerpech hergestellt und diese durch @elzen und/oder Pressen zu Formlingen verfestigt wird, und dass in einer zweiten Verfahrensstufe die so erhaltenen Formlinge bei einer Temperatur zwischen 7C0 und 950°C in einem Reaktionsgefäss gesintert werden. wobei das Sauerstoffangebot im Bereich des stöchiometrischen Punktes liegt.

2. Verfahren nach @nspruch 1, dadurch gekennzeicnnet, dass die Formlinge eine Stückgrösse zwischen 20 bis 250 aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Petrolkoks-Formlingen bestehende Füllung im Resktionsgefäss mittals der fühlbaren @ärme eines zugeführten Heizgases auf Zändtemperatur vorgewärmt und dadurch auf Grund entsprechend dosierter Brennluftzuführung der exotherm ablaufende Sinterprozess eingeleitet und als von oben nech unten die Füllung durchwandernde Sinterprozesszone bis zur vollständigen Durchsinterung der gesamten Gefässfüllung aufrechterhalten wird, dass die Brennluft unter Berücksichtigung der hohen ?auerstoffsffinität der flüchtigen Bestandteile im Bereich des stöchiömetrischen punktes dosiert und örtlich so zugeführt wird, dass ein gleichmässiger Fortschritt der Sinterprozesszone durch al Füllung mit der vorgegebenen Geschwindigkeit erreicht wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung der Brennluftzuführung auf Grund der im Abgas gemessenen Gehalte an G2 u.d den unverbrannten Bestandteilen gesteuert wird.

5. Verfahren nach den ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortschritt der Sinterprozesazone durch die Füllung mittels einer in Abhangigkeit vom Zeitablauf erfolgenden örtlichen Verlegung der Brennluftzuführung auf Grund fortlaufender örtlich verteilter Temperaturmessung im Gefäss durch optische und/oder indirekte Berührngsthurmometer gesteuert wird.

6. Reaktionsgefäss zur Durchführungs des Verfahrens nach den Anspriichen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einer Beschickungsvorrichtung ( 7) für die Grün-Formlinge aus oder nichtbackenden Petrolkoks an seinem obere Ende versenene Gefäßschacht rnit umfangsverteilten Zuführungseinlässen (12) für Brenngase und nit einem oder mehreren Zündbrennern (2), in mehreren senkrecht untereinanderliegenden Ebenen mit umfangsverteilt angeordneten Zuführungs-Einlässen für die (Sekundär-)Brennluft (I3, II3, III3, IV3, V3), im untersten Bereich mit umfangsverteilt angeordneten Auslässen für die Reaktionsgase (4),die über eine gemeinsame Ringleitung (5) an eine Abgasleitung (6) angeschlossen sind, ausgerüstet ist (Fig. 1).

7. Reaktionnsgefäss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der an seinem oberen und unteren nde gasdicnt verschliessbare Gefäßschacht (1) mit einer Austregvorrichtung für die gesinterten Formlinge versehen ist.

8. Reaktionsgefäss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung für die Grün-Formlinge aus einem bei geöffnetem oberen Gefässverschluss (la) in den Gefäßschach (1) einfahrbaren, die Beschickung aufnehmenden, an seinem unteren Ende mittels eines Klappen- oder Segmentverschlusses (@e) verschliessberen Teleskoprohr (7) besteht, welches bei geöffnetem 30-denverschluss (7a) langsam aus dem @fenschacht (1) zurückziehbar ist, so dass die eingefüllte Beschickung in schonender Weise freigegeben wird (Fig. 2).

9. Reaktionsgefäss nach Anspruch c, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Zündbrenner (2) mit Zuführungen (2b) für die (Primär- Brennluft versehen sind (ig. 1).

10. Reaktionsgefäss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in mehreren senkrecht untereinanderliegenden Ebenen(I, II, III, IV, V) umfangsverteilt angeordneten Zuführungs-Einlässe (3) für die (Sekwridär-)Brennluft für jede Ebene getrennt an jeweils gesondert steuerbare Ringleitungen (8) augeschlosse@ sind.

11. Reektionsgefäss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im untersten Bereich des Gefäßchechtes (i) umfangsverteilt angeodneten Auslässe (4) für die Reaktionsgase über ihre gemeinsame Ringleitung (5) und ihre gemeinsame Abgasleitung (6) an eine Absaugeinrichtung, insbesondere einen Exhaustor (9),angeschlosser sind, dessen Druckleiaung (10) zu einem Abfackel-Kamin (11) geführt ist.

12. Reaktionsgefäss nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in die Abgasleitung (6) vor der Absaugeinrichtung (9) eln Gaskühler eingeschaltet ist.

13. Reaktionsgefäss nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass während des Sinterprozesses die Abgasleitung (B 6) vor der Zuführung zu der Absaugeinrichtung (B 9) an ein benachbartes zweites Reaktionsgefäss (C) angeschlossen ist, so dass das Abgas als Zünd-und Heizgas dieses Reaktionsgefäss durchströmt und abgekühlt in der Abgasleitung (C 6) zur Absaugeinrichtung (C 9) geleitet wird (Fig. 3).

14. Reaktionsgefässbatterie, bestehend aus mindestens vier Reaktionagefässen nach den ansprüchen 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an die Abgasleitungen (6) jedes der Reaktionsgefässe (A, B, C, D), die zu dem jedem Reaktionsgefäss zugeordneten Abfackelkamin (11) führen, absperrbare (2C) Zuleitungen (2a) für das als Zündgas dienende Reaktionsgas zu dem Zündbrenner (2) des jeweils nachgeschalteten Reaktionsgefässes, und ausserdem absperrbare (12aj Reaktionsgas-Speiseleitungen (12b) zu dem jeweils nachgeschalteten Reaktionsgefäss angeschlossen sind, so dass mittels zyklischer Betatigung der Absperrorgane (2c, 12amin den genannten Zuleitungen (2a, 12b) das neaktionsgas jedes jeweils im Reaktionsprozess befindlichen Reaktionsgefässes als Aufheizgas und als Zündgas für den Zündbrenner (2) dem jeweils nachgeschalteten und für den Reaktionsprozess vorzuwärmenden Reaktorgefäss zuführbar ist (Fig. 1 und 3).

15. Reaktionsgefässbatterie nach Anspruch 14, deren i-ceaktionsgefässe mit an Exhaustoren angeschlossene Abgasleitungen versehen sind (Anspruch 11), dadurch gekennzeichnet, dass vor den ausschaltbaren und absperrbaren Exhaustoren (9) absperrbare, die Exhaustoren umgehende B7passleitungen (6a) angeschlossen sind (Fig. 1).

16. Reaktionsgefässbatterie nach Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder zugleich mehrere mit der Petrolkoksbeschickung gefüllte Reaktionsgefässe (C) mittels der Abgas- und Speiseleitungen (5, 6, 12b) durch das Einleiten des Reaktionsgases des oder der vorgeschalteten, im Reaktionsprozess befindlichen Reaktionsgefässe (B) in di- B@schickung vorwärmbar sind, wobei die aus den vorgewärmten Resktionsgefässen mittels der Exhaustoren (9) abgesaugten Abgase zum Abfakeln in den Abgaskamin (C 11) geleitet werden, und dass gieichzeitig das oder die nachgeschalteten Reaktionsgefässe (D) bei abgesperrten (2c, 12a) Heizgas und Abgasleitungen (2a, 12, 6) entleerbar und mit neuer Beschickung befüllbar sind, während zugleich das oder die, dem oder den im Reaktionsprozess befindlichen Reaktionsgefässen (B) vorgeschalteten Reaktionsgefässe (A) nach bereits beendeter exothermer Reaktion eines Teils der flüchtigen Bestandteile bei abgesperrten Heizgas, Zündgas- und Abgasleitungen (2a, 12, 6 und abgesperrter (3a) Brennluftzufuhr (3) abkühlt, so dass im folgenden Verfahrensgang die Beschickung entleert werden kann.

L e e r s e i t e