DE2521117C3

DE2521117C3 - Verfahren zur Reinigung von Schwelteeren

Info

Publication number: DE2521117C3
Application number: DE2521117A
Authority: DE
Inventors: Hellmut 4300 Essen Kokot
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1975-05-13
Publication date: 1981-04-16
Also published as: FR2311082B1; JPS592318B2; JPS51139804A; IT1058208B; NL7605126A; NL183526C; US4231856A; DE2521117B2; DE2521117A1; GB1500353A; FR2311082A1; BE841810A

Description

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Bei der Entwicklung neuer Technologien auf dem Gebiet der Vergasungs- und Verbrennungstechnik von Steinkohle fallen beispielsweise bei der Druckvergasung und bei verwandten Prozessen Teere an, die sich in ihrer Zusammensetzung und Aufarbeitbarkeit weitgehend von dem bei der Verkokung von Steinkohle anfallenden Steinkohlenteer unterscheiden. Da dieser Teer in der Regel bei bis 600⁰C ablaufenden Prozessen als Nebenprodukt anfällt, wird er im Sinne der Erfindung als Schwelteer bezeichnet.

Eine Aufarbeitung dieser Schwelteere ist wegen den Spezifischen Verunreinigungen nicht mit den aus der Kokereitechnik bekannten Verfahren, beispielsweise durch Dekantieren von Wasser und anschließendes Destillieren möglich. Selbst eine Verbrennung des rohen Schwelteeres kann wegen der im Rohteer enthaltenen Verunreinigungen, insbesondere des als Staub anfallenden Aschegehaltes, nicht durchgeführt werden, weil zum Schutz der Umwelt ein Staubanteil im Abgas von 2 mg/Nm³ nicht überschritten werden soll. Außerdem tritt bei höheren Staubgehalten im Schwelteer ein erhöhter Verschleiß am Brenner sowie am Kessel auf.

Schwelteere haben nur einen geringen Anteil an destillierbaren Bestandteilen von etwa 16%, während dieser Anteil beim Steinkohlenteer aus Kokereien etwa 45 bis 50% beträgt. Darüber hinaus besitzen die Schwelteeren, bedingt durch die unterschiedlichen Entstehungsprozesse, einen hohen Anteil an organischen und anorganischen Verunreinigungen sowie einen hohen Wassergehalt.

Es sind eine Vielzahl von Abtrennungsmöglichkeiten für Feststoffe aus Suspensionen bekannt, die aber alle bei der Aufarbeitung des rohen Schwelteeres versagen. Bekannt ist beispielsweise ein Verfahren zur Filtration von Feststoffdispersionen, bei dem eine Filicrhilfsschicht auf das Filter aufgetragen wird, wobei gröbere Verunreinigungen zusätzlich abzentrifugiert werden können (DE-OS 20 31 842).

Es ist ferner bekannt, Suspensionen auf Drehfiltern unter Verwendung einer Filterschicht und durch Anlegen von Vakuum oder Erzeugen einer Druckdifferenz zu filtrieren (DE-AS 21 Ob 131).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Aufarbeitung und Verwertung der in großen Mengen •Is Nebenprodukt anfallenden Schwelteeren auf wirtlchaftliche Weise zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohteer zunächst einer thermischen Behandlung bei Temperaturen von 100 bis 16O⁰C unter einem Vakuum von 9,81 bis 78,45 mbar während 40 bis 80 min unter Rühren und/oder Kneten unterworfen und dann bei Temperaturen von 120 bis 220⁰C unter Druck filtriert wird.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß erst nach tier erfindungsgamäßen thermischen Behandlung der Schwelteer nach bekannten Verfahren mit einer angemessenen Durchsatzleistung filtriert werden kann. Die ohne diese Vorbehandlung erforderlichen langen Filtrationszeiten rühren offenbar davon her, daß sich Teerbestandteile und das im Schwelteer enthaltene Wasser zu einer Emulsion verbinden, die die Poren des Filters teilweise zusetzt, damit die aktive Filterfläche verkleinert und den störungsfreien Durchfluß des Teers durch den Filterkuchen verhindert Im thermisch vorbehandelten Schwelteer werden dagegen die beschriebenen Emulsionen nicht mehr gebildet Zweckmäßigerweise wird der Schwelteer nach dem Erhitzen sofort in heißem Zustand auf das Filter gegeben.

Selbstverständlich können auch zusätzlich Filterhilfsmittel bei der Teerfiltration verwendet werden. Jedoch reicht es im allgemeinen aus, dafür zu sorgen, daß auf der Filterfläche ein etwa 10 mm starker Filterkuchen aus dem Filtrationsrückstand aufgebaut wird, der dann als Filterhilfsmittel dient Dieser Rückstand ist pechfrei und hat etwa die folgende Zusammensetzung:

C 68,3% wf S 2,4% wf
H 1,54% wf CI 0,95% wf
N 0,55% wf O d. 1,6% wf

wf = wasserfrei;

Od. = Sauerstoffgehalt direkt gemessen.

Außerdem kann der filtrierte Schwelteer anschließend auch noch von destillierbaren Bestandteilen befreit werden, wobei als Rückstand ein hoch kohlenstoffhaltiges Pech mit folgender Zusammensetzung erhalten wird:

C 86,7% wf
H 6,07% wf
N 1,52% wf

Asche

He Dichte

EP

Koksausbringen

Koksasche

S 0,70% wf
Cl 0,06% wf
O d. 4,8% wf

0,1% wf
l,219g/cm³
81X
64,7%
0,46%

Beispiel 1

Ein Rohteer aus der Kohledruckvergasung hat die folgende Zusammensetzung:

Leichtöl	<180°C	0%
Mittelöl	180-230⁰C	2,4%
Schweröl	230-270° C	6,4%
Anthracenöl	270-350° C	7,2%
Wasser		11,8%
Asche		3,7%
Pech		68,5%

Dieser Schwelteer wird unter Rühren auf 104⁰C erhitzt und 60 min bei dieser Temperatur belassen. Während der thermischen Behandlung wird ein Vakuum von 78,45 mbar angelegt, wobei etwa 12% des Schwelteeres als wäßrige Emulsion entfernt werden.

Wird der so vorbehandelte Schwelteer in ein Druckfilter gefüllt und bei 180° C unter einem Druck von 5 bar filtriert, so erzielt man eine Durchsatzleistung von 1,51 Teerfiltrat/m² Filterfläche und Stunde. Diese Durchsatzleistung kann noch gesteigert werden, wenn

man die Stärke des Filterkuchens durch geeignete Asche

Mittel während der Filtration unter 30 mm hält Pech

Wird zum Vergleich der gleiche Rohteer sofort dem Druckfilter aufgegeben, erhält man unter gleichen Bedingungen nur eine Drucksatzleistung von 300 kg Teerfiltrat/m² Filterfläche und Stunde. Durch den Zusatz einer 200 mm starken Filterhilfsmittelschicht aus z. B. Kieselgur, kann die Durchsatzleistung allenfalls auf 320 kg Teerfiltrat/m² Filterfläche und Stunde gesteigert werden. Auch eine Erhöhung der Filtriertemperatur und/oder des Filtrierdruckes bringt keine nennenswerte Steigerung der Durchsatzleistung.

Beispiel 2

Ein Schwelteer aus der Steinkohlenschwefelung hat die folgende Zusammensetzung:

2,8%
61,7%

Leichtöl	<180°C	1,8%
Mittelöl	180-230° C	9,8%
Schweröl	230 -270° C	10,4%
AnthracenöJ	270-350° C	8,8%
Wasser		4,7%

20 Dieser Schwelteer wird bei 120° C und 9,81 mbar etwa 60 min unter Rühren vorbehandelt Wird der so vorbchandelte Schwelteer in ein Druckfilter gegeben und bei 120° C unter einem Druck von 5 bar filtriert, so wird eine Durchsatzleistung von 1,51 Teerfiltrat/m² Filterfläche und Stunde erzielt

Beispiel 3

Ein Rohteer mit der im Beispiel 2 beschriebenen Zusammensetzung wird in einen kontinuierlich arbeitenden Kneter mit Entgasungszonen von 20 D Länge (2Ox Schneckendurchmesser) gegeben und bei 150° C durch den Kneter gefördert An den Entgasungszonen wird ein Vakuum von 9,81 mbar angelegt und hier eine wäßrige Teeremulsion abgezogen. Nach einer Verweilzeit von 5 min ist der Schwelteer filtrierbar geworden. Bei der anschließenden Druckfiltration bei 120° C unter einem Druck von 5 bar wird eine Durchsatzleistung von 1,5 t Teerfiltrat/m² Filterfläche und Stunde erzielt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Reinigung von Schwelteeren durch Filtration, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohteer zunächst einer thermischen Behandlung bei Temperaturen von 100 bis 160°C unter einem Vakuum von 9,81 bis 78,45 mbar während 40 bis 80 min unter Rühren und/oder Kneten unterworfen und dann bei Temperaturen von 120 bis 220°C unter Druck filtriert wird.