DE2526721C3 - Verfahren zum Herstellen eines Zwischenproduktes in Form kleiner Koksteilchen für die Formkoksherstellung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Zwischenproduktes in Form kleiner Koksteilchen für die Formkoksherstellung

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DE2526721C3
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Luigi Palumbo
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/08—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form in the form of briquettes, lumps and the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zwischenproduktes in Form kleiner Koksteilchen aus Kohle für die nachfolgende Herstellung von Formkoks, wobei die Voroxidations- und Karbonisierungsphase in Wirbelbetten unter Sauerstoffzufuhr durchgeführ;wird.
Ein solches Verfahren ist aus der österreichischen Patentschrift 2 27 234 bekannt, wobei in der Karbonisierungsstufe die Wärmezufuhr, beispielsweise durch Teilverbrennung einer begrenzten Menge der in der 1. Stufe »katalysierten« Kohleteilchen infolge eines entsprechenden Sauerstoffgehalts des Wirbelgascs (maximal 5%), erfolgt. Eine weitere Sauerstoffzufuhr wird strikt vermieden. Die Behandlungstemperaturen in der Voroxidationsstufe liegen für backende Kohle zwischen 260 und 4300C. Allgemein werden Behandlungszeiten von 5 Minuten bis 3 Stunden für die Voroxidationsstufe angegeben, wobei bei einer Voroxidation an der unteren Temperaturgrenze entsprechend lange Behandlungszeiten zu ergreifen sind. Die Behandlungszeiten in der Karbonisierungsstufe liegen bei diesem bekannten Verfahren zwischen 10 und 60 Minuten und die Behandlungstempcratur für backende Kohle ζ. B.bei427°C.
Andererseits ist aus der GB-PS 7 57 083 die Tieftemperaturkarbonisierung zur Erzielung einer möglichst hohen Teerausbeute von backender Kohle bekannt, bei der in diesem Zusammenhang während des Temperaturbereichs, in dem die Kohle den plastischen Zustand durchläuft, das Wirbelgas Sauerstoff enthält, z. B. aus Luft besieht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Wahrung kurzer Behandlungszeiten in den einzelnen Stufen und Anpassung dieser Behandlungszeiten untereinander, das Verfahren kontinuierlich zu gestalten.
Erreicht wird dies überraschend dadurch, daß bei Kohlen mit besonderer Neigung zum Agglomerieren die Voroxidation durch Verwendung von Luft als Wirbelgas während einer Behandlungszeit von 20 Minuten und einer Kohlentemperatur von 26O0C und anschließend die Karbonisierung durch Verwendung eines 10 Volumen-% Sauerstoff enthaltenden Wirbelgases während einer Behandlungszeit von ebenfalls 20 Minuten bei der den plastischen Zustand der Kohle herbeiführenden Temperatur von 4200C erfolgt.
Besonders günstig für den kontinuierlichen Betrieb ist daß die Behandlungszeiten in der Voroxidationsstufe und der nachgeschalteten Karbonisierungsstufe sich praktisch nicht unterscheiden, eine Zwischenspeicherung der behandelten Kohleteilchen also nicht notwendig wird. Darüber hinaus wird ein Zwischenprodukt geringer Reaktivität und großer Formfestigkeit und Abriebfestigkeit erhalten.
Die Behandlungszeiten für die einzelnen Verfahrensabschnitte lassen sich also herabsetzen, ohne daß Nachteile für die Qualität des Halbkokses, dem Hauptzwischenprodukt zur Herstellung des Formkokses, hingenommen werden müßten.
Auch gegenüber den in der Praxis bisher angewendeten Verfahren zeigen sich beachtliche Vorteile bei Anwendung der Maßnahme nach der Erfindung: zur Formkoksherstellung wurde in der Praxis die Kohle bisher den folgenden Verfahrensschritten ausgesetzt:
1. Mahlen
2. Erwärmen im Wirbelbett in Anwesenheit von Sauerstoff bei Temperaturen zwischen 300° und 430°C über Zeiträume von 20 bis 180 Minuten, derart, daß jede mögliche Kokifizierungs- und Agglomerierungsfähigkeit zerstört wird und Zustände zur Bildung von Peroxiden geschaffen werden, welche die anschließende Polymerisation des Produktes (Oxidationsphase) begünstigen.
3. Erwärmen im Wirbelbettreaktor auf Temperaturen um 500° C, um gewisse Bestandteile der Kohle zu eliminieren, die als Dämpfe abgegeben werden und als Teer kondensieren, wobei letzterer als Bindemittel bei der Herstellung von Briketts anschließend verwendet wird (Karbonisations- bzw. Verkokungs- oder Schwelungsphase).
4. Erwärmen auf Temperaturen um 900°C zur Beseitigung der weniger flüchtigen Fraktion (Kalzinierungsphase).
5. Kühlen des erhaltenen Halbkokses auf Temperaturen, bei denen es möglich wird, die Effekte
pyrophorischer Natur des Materials bei Kontakt mit Luft zu verhindern.
6. Brikettieren, Härten und Backen.
Bei diesen in der Praxis angewendeten Verfahren waren, wenn Kohlen mit besonderer Tendenz zum Agglomerieren eingesetzt werden, eine Anzahl von Oxidationsreaktoren notwendig, um diese Phase bis zum Abschluß zu bringen. Eine langwierige Behandlung, die die Kontinuität des Verfahrens, das in einem einzigen Reaktor ablaufen sollte, in Frage stellte, war die Folge, weswegen auf die stufenweise Oxidation in gesonderten Reaktoren zurückgegriffen werden mußte, und dies mit der Sonderbedingung, daß jeder Reaktor eine Behandlungszeit aufweisen mußte, die verträglich mit der für die jeweils andere Phase des Verfahrens war. In der Praxis war ein hoher Energieverbrauch während des Verfahrensablaufs die Folge, einmal wegen der hohen in den Oxidations- und Karbonisationsphasen auftretenden Behandlungstemperaturen, zum anderen wegen der unvermeidlichen Wärmeverluste aufgrund des großen Unterschiedes zwischen der Temperatur der Reaktoren und der Umgebungstemperatur.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:
Beispiel
Eine Kohle mit den folgenden Eigenschaften:
— prozentuale Gewichtszusammensetzung
flüchtige Bestandteile 29,8
Asche 5l36
Schwefel insgesamt 0,69
Wasserstoff 5,22
Phosphor 0,024
- oberer Heizwert (in kcal/kg) 7,996
freier Blähungsgrad 8V2
(free swelling index)
wurde dem Verfahren nach der Erfindung ausgesetzt, das die folgenden Stufen aufw.es:
a) Trocknen und Oxidieren bei 260°C, 20 Minuten lang, in einem als Fluidisierungsmittel wirkenden Luftstrom;
b) Karbonisation bei 420° C, 20 Minuten lang, in einem fluidisierenden Gemisch, das aus 90% Stickstoff und 10% Sauerstoff besteht; und
cj Halbverkoken bei 900° C, 25 Minuten lang, in einem Stickstoffstrom.
Die folgenden Werte für die Prozeßvariablen sind dagegen erforderlich, wenn die gleiche Kohle nach den in der Praxis üblichen Verfahren behandelt wird:
Trocknen und Oxidieren bei 380° C, 90 Minuten lang; Karbonisieren bei 550°C 20 Minuten lang; Halbverkoken, die gleichen Werte wie oben angegeben.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zum Herstellen eines Zwischenproduktes in Form kleiner Koksteilchen aus Kohle für die nachfolgende Herstellung von Formkoks, wobei die Voroxidations- und Karbonisierungsphase in Wirbelbetten unter Sauei stoffzufuhr durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kohlen mit besonderer Neigung zum Agglomerieren die Voroxidation durch Verwendung von Luft als Wirbeigas während einer Behandlungszeit von 20 Minuten und einer Kohlentemperatur von 2600C und anschließend die Karbonisierung durch Verwendung eines 10 Volumen· % Sauerstoff enthaltenden Wirbelgases während einer Behandlungszeit von ebenfalls 20 Minuten bei der den plastischen Zustand der Kohle herbeiführenden Temperatur von 4200C erfolgt.
DE2526721A 1974-07-03 1975-06-14 Verfahren zum Herstellen eines Zwischenproduktes in Form kleiner Koksteilchen für die Formkoksherstellung Expired DE2526721C3 (de)

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DE2526721A1 DE2526721A1 (de) 1976-01-15
DE2526721B2 DE2526721B2 (de) 1980-01-17
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US4022668A (en) 1977-05-10
BE830897A (fr) 1975-11-03
JPS5124601A (de) 1976-02-28
FR2277139B1 (de) 1977-07-08
LU72882A1 (de) 1975-10-08
IT1021566B (it) 1978-02-20
NL7507961A (nl) 1976-01-06
FR2277139A1 (fr) 1976-01-30
GB1508462A (en) 1978-04-26
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