DE2606786C3 - Verfahren zur Herstellung von Formkoks - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von FormkoksInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Formkoks aus Kohle nach folgenden Verfahrensstufen
Mahlen der Kohle;
Trocknen und Erwärmen der gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus
Luft (50-100 Volumprozent), Wasserdampf (0-50 Volumprozent) und Stickstoff (0 - 50 Volumprozent)
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 Volumprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 400-600° C über einen Zeitraum von 10 — 60 Minuten, im folgenden 1. HalbverkokuRgsschritt genannt;
Erwärmen der behandelten gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft '0—20 Volumprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 400-600° C über einen Zeitraum von 10 — 60 Minuten, im folgenden 1. HalbverkokuRgsschritt genannt;
Erwärmen des behandelten Materials in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch aus Luft
(0-70 Volumprozent) und Stickstoff (30-100 Volumprozent) bei einer Temperatur von 800 bis
1100°C über einen Zeitraum von 10-60 Minuten, im folgenden 2. Halbverkokungsschritt genannt, wobei
eine Fraktion der während des ersten und zweiten Halbverkokungsschrittes abgegebenen Gase in die
jeweiligen Halbverkokungsschritte rückgeführt wird, nach Patent 24 56 269.
Bei dem Hauptpatent wird im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er durch die DT-AS 14 21 258, die
US-PS 30 51 629 oder die US-PS 33 75 175 dokumentiert wird, ein halboffener Gaskreislauf vorgeschlagen.
Dadurch werden erhebliche Vorteile erreicht
Demgegenüber läßt sich beispielsweise 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. Zurückzuführen ist dies im wesentlichen darauf, daß neben anderen
Unterschieden nach der DT-AS 14 21 258 überhaupt keine Rezyklisierung stattfindet, da dort die Gase
einfach abgeblasen werden, eine brauchbare Entschwefelung des Halbkokses also nicht erreichbar ist. Die
beachtliche Verringerung des Schwefelgehaltes wurde bei dem Hauptpatent durch die Rückführung der
Prozeßgase in ganz bestimmte Stufen, das sind die Halbverkokungsstufen, erreicht.
Die Vorteile nach dem Hauptpatent wurden auch gegenüber der US- PS 33 75 175 erreicht, die sich mit der
Pyrolyse von Kohle befaßt, Sauerstoff nur einmal in der letzten Stufe einbläst und als Endprodukt ein noch 22%
flüchtige Bestandteile enthaltendes, »grüner Koks« genanntes Produkt liefert. Diese Vorteile nach dem
Hauptpatent lassen sich mit den Maßnahmen der US-PS 30 51 629 auch nicht erreichen, da dort als fluisierendes
Gas Luft verwendet wird. Eine hohe reduzierende Leistung der Gase bei Austritt aus der letzten
Halbverkokungsstufe ist nicht zu erwarten, genauso wenig wie ein stark erhöhter Heizwert im ersten
Halbverkokungsschritt.
Erfindungsgemäß nun sollen die beschriebenen, nach dem Hauptpatent erreichten technischen Effekte
noch weiter verbessert werden, d. h. die Effekte, die auf die Substituierung der anfänglichen Fluidisiermittel
durch Rückführungsgase erreicht wurden, welche nach Destillation der kohlenstoffhaltigen Materialien jeweils
in den einzelnen Stufen selbst erhalten wurden.
Erreicht wird dies überraschend erfindungsgemäß dadurch, daß der erste Halbverkokungsschritt in zwei
Stufen unterteilt wird, deren erste zwischen 300 und 470° C und deren zweite zwischen 400 und 600° C
gefahren wird.
Vorzugsweise arbeitet man so, daß zusammen mit den Wirbelbettgasen bei kontinuierlichem Prozeßverlauf
ein Sauerstoffstrom den beiden Stufen des ersten Halbverkokungsschrittes sowie dem zweiten Halbverkokungsschritt
zugeführt wird, dessen Menge, ausgedrückt in N-Litern pro Kilogramm trockener Kohle,
10 bis 30 in der ersten Stufe des ersten Halbverkokungsschrittes,
10 bis 30 in der ersten Stufe des ersten Halbverkokungsschrittes,
5 bis 20 in der zweiten Stufe des ersten Halbverkokungsschrittes und
40 bis 100 beim zweiten Halbverkokungsschritt
beträgt.
Zweckmäßig werden bei einer Ausgangskohle mit 25 Gewichtsprozent flüchtigen Bestandteilen,
0,64 Gewichtsprozent Schwefel und 6,32% Asche beim zweiten Halbverkokungsschritt 60 N-Liter Sauerstoff
pro kg trockener Kohle dem Wirbelbettgas zugesetzt
Die gewonnene Erkenntnis war überraschend, daß die Zusammensetzungen dieser in den einzelnen Stufen
der Kalbverkokungsschritte durch die Kreislaufrückführung sich einstellenden Gemische irrelevant bezüglich
eines korrekten Verfahrensablaufs sind. Es ist also theoretisch möglich, mit irgendeinem Fluidisierungsausgangsgemisch
zu beginnen, welches innerhalb der Begrenzungen von Verfügbarkeit, Kosten, Sicherheit
und der Möglichkeit, die exothermen Reaktionen in den einzelnen Reaktoren auszulösen, geeignet ist
Es wurde nun gefunden, daß, um die Temperatur sämtlicher Halbverkokungsreaktoren auf Niveaus zu
halten, die für den korrekten Ablauf des Verfahrens im stetigen Zustand erforderlich sind, ein Vorwärmen des
Wirbelbettgases vor der Einspeisung in den Reaktor nicht ausreichend ist. Es hat sich dagegen als wirksam
erwiesen, wenn in jeden der Reaktoren die Wirbelbettgase zusammen mit Sauerstoff eingeblasen werden.
Dieser wird vollständig verbraucht und liefert so die Wärme, die notwendig ist, um Temperaturen in jedem
Reaktor herzustellen, die über den Verfahrensablauf besser kontrollierbar sind. Auf diese Weise wird der
ingenieurmäßige Aufwand für solche Anlagen ganz erheblich vereinfacht
Versuche haben gezeigt, daß die zu blasende Sauerstoffmenge, ausgedrückt in Norm-Liter pro
Kilogramm trockener Kohle, in den folgenden Bereichen gewählt werden kann:
10 bis 30 in der ersten Stufe des ersten H alb Verkokungsschrittes,
5 bis 20 in der zweiten Stufe des ersten Halbverkokungsschrittes, und
40 bis 100 beim zweiten Haibverkokungsschritt
Zusätzlich zu den offensichtlichen Vorteilen des Sauerstoffblasens ergibt sich aber ein weiterer wichtiger
Vorteil: Nachdem mit Sauerstoff geblasen worden ist, ist das Reduktionsvermögen des durch den zweiten
Halbverkokungsreaktor erzeugten Gases größer als die durch die entsprechende Stufe des zugrundeliegenden
Verfahrens (Hauptpatent) erzeugte. Mit der durch die vorliegende Erfindung erbrachten Verbesserung reagiert
der geblasene Sauerstoff mit einer Fraktion der Partikeln des festen kohlenstoffhaltigen Materials und
führt im wesentlichen zu Wasserstoff und Kohlenmonoxyd.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung ohne sie
zu begrenzen.
Eine Kohle mit 25 (Gewichts)prozent flüchtigen Bestandteilen, 0,64% Schwefel und 6,23% Asche wird
den Verfahrensschritten nach der Erfindung ausgesetzt Insbesondere im zweiten Halbverkokungsreaktor, in
dem die Hauptvorteile der Verbesserung erreicht werden, werden 60 N-Liter Sauerstoff pro Kilogramm
trockener Kohle dem fluidisierenden Gas bzw Wirbelbettgas zugesetzt 330 N-Liter Gas pro Kilogramm
trockener Kohle sind aus dem zweiten Halbverkokungsreaktor für andere Zwecke (Netto der im
Kreislauf rückgeführten Fraktion) verfügbar, wobei die Zusammensetzung dieses Gases H2:47,2 Volumprozent
und CO: 52,8 Volumprozent beträgt.
Würde man dagegen das Verfahren gemäß der Hauptanmeldung anwenden, so würde ein Gas mit der
folgenden Zusammensetzung abgegeben: H2 65%, N2
12,1 %, O2 0,4%, CO2 0,5%, CO 20,0%, CH4 2,0%.
Claims (3)
1. Verfahren zum Hersteilen von Formkoks aus Kohle nach folgenden Yerfahrensstufen
Mahlen der Kohle;
Trocknen und Erwärmen der gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem
Gemisch aus Luft (50-100 Volumprozent), Wasserdampf (0-50 Volumprozent) und Stick- "°
stoff (0 — 50 Volumprozent) 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 '5 aus Luft (0 — 20 Volumprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 400-600° C 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 Volumprozent) und Stickstoff (30—100 Volumprozent) bei einer Temperatur von 800 bis 1100° C über einen Zeitraum von 10 — 60 Minuten, im folgenden 2. Halbverkokungs- *5 schritt genannt, wobei eine Fraktion der während des ersten und zweiten Halbverkokungsschrittes abgegebenen Gase in die jeweiligen Halbverkokungsschritte rückgeführt wird, nach Patent 24 56 269, 3<J
Erwärmen der behandelten gemahlenen Kohle in einem Wirbelbettreaktor mit einem Gemisch '5 aus Luft (0 — 20 Volumprozent) bei einer Temperatur im Bereich von 400-600° C 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 Volumprozent) und Stickstoff (30—100 Volumprozent) bei einer Temperatur von 800 bis 1100° C über einen Zeitraum von 10 — 60 Minuten, im folgenden 2. Halbverkokungs- *5 schritt genannt, wobei eine Fraktion der während des ersten und zweiten Halbverkokungsschrittes abgegebenen Gase in die jeweiligen Halbverkokungsschritte rückgeführt wird, nach Patent 24 56 269, 3<J
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Halbverkokungsschritt in zwei Stufen unterteilt
wird, deren erste zwischen 300 und 470°C und deren zweite zwischen 400 und 600°C gefahren wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit den Wirbelbettgasen
bei kontinuierlichem Prozeßverlauf ein Sauerstoffstrom den beiden Stufen des ersten Halbverkokungsschrittes
sowie dem zweiten Halbverkokungsschritt zugeführt wird, dessen Menge, ausgedrückt in
N-Litern pro Kilogramm trockener Kohle, 10 bis 30 in der ersten Stufe des ersten Halbverkokungsschrittes,
5 bis 20 in der zweiten Stufe des ersten Halbverkokungsschrittes und 40 bis 100 beim
zweiten Halbverkokungsschritt beträgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Ausgangskohle
mit 25 Gewichtsprozent flüchtigen Bestandteilen, 0,64 Gewichtsprozent Schwefel und 6,32%
Asche beim zweiten Halbverkokungsschritt 60 N-Liter Sauerstoff pro kg trockener Kohle dem
Wirbelbettgas zugesetzt werden.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.P.A., ROM/ROMA, IT |
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| 8340 | Patent of addition ceased/non-payment of fee of main patent |