DE2640787C3

DE2640787C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hochofenkoks

Info

Publication number: DE2640787C3
Application number: DE2640787A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr. 5110 Alsdorf Beckmann; Horst 4690 Herne Dungs; Karl Heinz Dipl.-Ing. 6626 Bous Flasche; Hugo Dr. 6689 Merchweiler Schmauch; Dietmar 6625 Puettlingen Strunz; Klaus Dipl.-Ing. 4359 Flaesheim Urbye; Heinrich Dr. 4350 Recklinghausen Weber
Original assignee: Fa Carl Still & Co Kg 4350 Recklinghausen GmbH
Current assignee: Fa Carl Still & Co Kg 4350 Recklinghausen GmbH
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1980-09-25
Also published as: GB1571452A; BR7705917A; US4142941A; FR2364262A1; FR2364262B1; JPS5366902A; IT1085029B; BE858581A; DE2640787B2; DE2640787A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung von Hochofenkoks aus Steinkohlen, insbesondere Steinkohlen mit minderen Verkokungseigenschaften, wobei die zu verkokenden Kohlen vermählen, vorgetrocknet oder vorerhitzt, mit Bindemitteln vermischt, verdichtet bzw. zu Briketts minderer Haltbarkeit geformt und in die Ofenkammern geschüttet werden.

Solche Briketts sollen im wesentlichen nur den Transport zu den Verkokungskammern unzerbrochen überstehen, während es erwünscht ist, daß ein Teil von ihnen beim Einfüllen in die Ofenkammern zertrümmert wird und sie dadurch im Ganzen eine dichte und gleichmäßige Füllung derselben ergeben.

Ein solches Verfahren ist z. B. für wasserhaltige Kohle durch die FR-PS 11 95 232 bekanntgeworden, und es wird seit geraumer Zeit in der Praxis durchgeführt Hierbei wird für die Brikettierung der feuchten Feinkohle organisches Bindemitte' verwendet Für vorgetrocknete und vorerhitzte Kohle ist eine solche Arbeitsweise unter Verwendung von organischen Bindemitteln in der Patentanmeldung P ?5 55 431S vorgeschlagen worden. Bekannt ist auch die Verkokung von im Stampfverfahren verdichteten Kohlekuchen in Horizontalkammeröfen, die einen erheblichen apparativen Aufwand erfordert

Bekannte und vorgeschlagene Verfahren sind häufig bezüglich der Koksqualitäten nicht eindeutig, und es werden unter Umständen stark divergierende Ergebnisse erhalten. Gelegentlich ergibt sich z. B. im unteren Teil von horizontalen Verkokungsöfen eine höhere Koksfestigkeit als im oberen und unterschiedliche Einsatzkohlen können auch unterschiedliche Stückgrößenverteilung des Kokses ergeben.

Im Zusammenhang rr<it dem Einsatz von vorgetrockneten Kohlen sowie deren Brikettierung bzw. Verdichtung ergeben sich mannigfache Probleme, die teils wirtschaftlicher, teils technischer Natur sind.

Eines dieser Probleme ist z. B. die Auswahl des Bindemittels, das keine wirtschaftliche Belastung des Gesamtprozesses der Verkokung ergeben darf.

Dabei ergibt es sich unter Umständen auch, daß zwar ein wohlfeiles Bindemittel vorhanden ist, seine Anwendung jedoch weitere Probleme, z. B. solche, die mit der vergleichsweise hohen Arbeitstemperatur zusammenhängen, aufwirft und die Installation zusätzlicher Apparaturen, z. B. zum Auffangen von Kondensaten, erforderlich macht.

Ein weiteres technisches Problem ist unter anderem die Bestimmung der Menge des Bindemittels, die notwendig zugesetzt werden muß, wobei zu bedenken ist, daß die Haltbarkeit bzw. Festigkeit der Briketts nicht zu hoch sein soll. Ein Kriterium ist andererseits, daß die Benetzung der Kohlepartikeln so vollständig sein muß, daß die Klebekraft des Bindemittels wirksam werden kann und das Mitreißen von Staub in die Vorlage (carry over), besonders beinr Füllen der Ofenkammern und auch während der Verkokung, verhindert werden soll.

Zu beachten ist ferner für die richtige Dosierung des Bindemittels die Tatsache, daß eine Bindung vornehmlich zwischen aromatischen Bindemitteln und der Kohlesubstanz eintritt. Ein nichtgebundener Überschuß würde, wenn die Benetzung der Kohlepartikeln vollständig ist, nach unten abfließen, sich in den unteren Bereichen der Ofenkammern ansammeln und unter Umständen aus den Ofenkammern heraiisfließcn.

Von Bedeutung ist weiterhin der Grad der Aufmahlung. Bei den bekannten bzw. vorgeschlagenen Verfahren sollen 85 bis 95% der Kohlekörner bis zu 3 mm fein und der Rest nicht über IO mm grob sein. Daß im Zusammenhang mit der Verkokung eine Beziehung zwischen der spezifischen Oberfläche und der Menge des zugesetzten Bindemittels bestehen könnte, ist bisher nicht bekanntgeworden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher unter anderem darin, für ein Verfahren

der eingangs definierten Art eine generell anwendbare Vorbehandlung für die Einsatzkohle durch Trocknen und Vorerhitzen. Herstellen eines Brikettiergutes unter Anwendung eines wohlfeilen Bindemittels bei niedrigen Temperaturen und Verdichten für die Verkokung von zahlreichen Kohlensorten mit minderen Verkokungseigenschaften sowie eine einfache Vorrichtung zur Durchführung des Gesamtverfahrens aufzufinden und vorzuschlagen.

Zur Lösung der vorstehend geschilderten Probleme wird für ein Verfahren der eingangs definierten Art vorgeschlagen, daß man Feinkohlen bzw. Feinkohlengemische mit einer Blähzahl (nach DIN 51 741) im Gemisch geringer als 7, vornehmlich unter 6, mit einem Anteil von mehr als 50% schwach oder nicht backender Kohlen mit über 30% und unter 20% flüchtigen Bestandteilen anwendet und sie bis zur Erreichung der massebezogenen Oberfläche (nach DIN 66 145) von 400 bis 1200 cm³ pro Gramm aufmahlt sie mit 3 bis 8 Gew.-% wasserhaltigem oder wasserfreiem Rohteer vermischt und die Mischung bei 70 bis 110°C verdichtet bzw. brikettiert und das verdichtete bzw. brikr.ttiertfc Gut ohne Zwischenkühlung in die Ofenkammern einfüllt und verkokt

Bevorzugt wird bei einer massebezogenen Oberfläche 0 m von 400 bis 1000 cm² pro Gramm ein Bindemittelzusatz von 3 bis 6 Gew.-% und bei einer massebezogenen Oberfläche 0 m von 600 bis 1200 cm² pro Gramm ein Bindemittelzusatz von 5 bis 8 Gew.-%.

Demgegenüber wird bei der bekannten konventionellen Kammerverkokung eine Feinkohle eingesetzt deren optimale Körnung z. B. folgendermaßen zusammengesetzt ist:

3,15-2,00 mm 16,1 Gew.-%

2,00 -1,00 mm 24,9 Gew.-%

1,00 - 0,50 mm 24,9 Gew.-%

0,50 mm 34,1 Gew.-%

Dafür ergibt sich nach DIN 66145 für die massebezogenp Oberfläche 0 m ein Wert von 275 cm² pro Gramm. (Simonis — Rubrecht: »Optimaler Körnungsaufbau von Kokskohle«, Glückauf-Forschung H 6,1965, Seiten 30 Ibis 308.)

Im allgemeinen, so auch im Ruhrgebiet, liegen die massebezogenen Oberflächen für Schüttbetrieb unterhalb dieses Optimums, nämlich etwa tei 230 cm² pro Gramm.

Gemäß der Erfindung kommen Kohlen mit wesentlich größeren massebezogenen Oberflächen zum Einsatz für die Koksherstelijng.

Bei der Herstellung von Steinkohlenbriketts ist es zwar bekann!, Kohlen mit massebezogenen Oberflächen von 300 bis 700 cm² pro Gramm einzusetzen und diese mit 5 bis 8 Gew.-% organischen Bindemitteln zu vermischen und zu pressen. Hierbei geschieht das jedoch mit der Zielsetzung der Herstellung von Briketts, die nach ihrer Kühlung hart, fest und für den Hausbrand geeignet sind und nicht für die Koksherstellung. Erfindungsgemäß findet insofern eine Abkehr von den bekannten Verfahren statt, als auf die Kühlung bewußt verzichtet wird.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung von Rohteer der eigenen oder einer fremden Anlage als Bindemittel, nicht nur wegen seines niedrigen Preises, sondern auch wegen seiner einfachen Handhabung. Der Rohteer kann wasserfrei oder wasserhaltig angewendet werden. Bei seinem niedrigen Yp vur 30"C und darunter wird erfindungsgemäß ei'i.e Verdichuingstcmperatur von 70 bis UO⁰C angewandt Wegen dieser niedrigen Arbeitstemperatur erübrigt sich die Installation von Apparaten zum Auffangen von Teerkondensaten, die im anderen Fall aus Gründen der Luftreinhaltung unumgänglich sind.

Vermerkt sei noch, daß die Anwendung von Rohteer als Bindemittel für die Herstellung von harten, haltbaren Briketts für den Hausgebrauch nicht in Frage kommt
Die erfindungsgemäße Vorbehandlung der Einsatzkohlen läßt sich unter Umständen auf einen Anteil von 80% beschränken, wobei der Rest, nämlich bis zu 20%, entweder völlig unvorbehandelt oder nur getrocknet und vorerhitzt mit oder ohne Bindemittel, jedenfalls aber unverdichtet in die Ofenkammer eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den bekannten gegenüber noch weitere Möglichkeiten zur Vereinfachung.

Eine Vorverdichtung der Mischung vor der Brikettherstellung ist nicht erforderlich.

Der Preßaruck für die Briketts übersteigt den üblichen Druck nicht, so daß Doppclwalzenpressen gewöhnlicher und bekannter Bauart verwendet werden können. Überdies muß die Verdichtung nicht unbedingt zu Briketts erfolgen; man kann auch Doppelwalzenpressen mit Rillen in den Walzen oder auch einfache Pressen mit zwei glatten Walzen verwenden, zwischen denen das Kohle-Bindungsmittel-Gemisch nur verdichtet wird.

Es hat sich auch gezeigt daß die Festigkeit der

erhaltenen Briketts ausreichend ist daß sie den Transport in die Füllbehälter eines Füllwagens zum großen Teil überstehen, ohne zu zerbrechen, daß sie aber dann beim Sturz in die Ofenkammern in einem erwünschten Maße zu Bruch gehen und dabei zum Teil kleinere, vorverdichtet bleibende Bruchstücke bilden, die zusammen mit dem unzerbrochenen Anteil eine gleichmäßige Ofenkammerfüllung ergeben. Die in den Ofenkammern erreichte Schüttdichte beträgt 780 bis 900 kg pro Tonne. Bei diesem Schüttgewicht und durch den Zusatz des Bindemittels wird ein gutei Hüttenkoks erhalten.

Vorteilhaft ist die Anwendung "on Flugstromtrocknern, da sie Mahlarbeit leisten, und z. B. bei einer Feinkohle mit Korndurchmessern bis zu 10 mm ist es dabei lediglich erforderlich, dem Kohlestrom aus dem

^j Flugstromtrockner nur das Grobkorn, das nur etwa 25% ausmacht, zu entnehmen und einer weiteren Vermahlung zu unterziehen. Auf diese Weise können die Mahleinrichtungen kleiner dimensioniert werden und ihr Energiebedarf ist entsprechend geringer.

Ό Für die Vermischung mehrerer Kohlesorten zu einer Brikettiermischung oder auch für die Mischung einer einzigen Feinkohlensorte mit dem Bindemittel hat sich speziell für hohe Leistungen der in der DE-OS 22 08 443 beschriebene, senkrechte Mischbehälter besonders

)"> bewährt. Dieser Mischbehälter besteht aus π — wobei π eine Zahl von zwei bis vier ist — gleichen, sich teilweise überschneidenden, senkrechten Zylindern, in denen Rühr- bzw. Krälwerke so angeordnet sind, daß ihre Wirkungsbereiche sich überschneiden, und er ist am

■' unteren Ende, zum Austrag hin, konisch ausgebildet, und über den Eintragsöffnungen sind für m Mischüfigsköfnponenten höchstens m (n — I) Dosiereinrichtungen im Überschneidungsbereich der Wirkung der Rühr- bzw. Krälwerke angeordnet.

Es hat sich ferner .'s günstig herausgestellt, die im Trockner getrocknete und vorgewärmte Kohle nicht mehr bzw. nicht mehr in wesentlichen Mengen in einem Zwischcnbiinker zu stapeln, sondern sie sofort durch

eine Leitung und unter Zwischenschaltung eines Abscheiders in den Mischbehälter zu fördern. Das erfordert wiederum, daß die Dosierung und Verwicgiing der Kohle bereits vor dom Trockner in feuchtem Zustand vorgenommen wird. Das ist von Vorteil, weil man feuchte Kohle, im Gegensatz zu getrockneter, ohne Staubentwicklung dosieren und wägen kann.

Auf diese Weise ergibt sich eine kompakte und wenig störanfällige Apparatur für die Dosierung, Trocknung und Erhitzung, Vermischung der Kohle mit Bindemitteln und Verdichtung oder Pressung der Mischung zu Briketts, bei der ein Stapel- oder Zwischenbehälter für das erhitzte, getrocknete Gut vor der Verdichtung nicht erforderlich ist, wie auch eine Inertgasspülung bzw. Inertgasabdeckung entfällt, wa· wesentlich zur Vereinfachung der Apparatur beiträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Apparatur werden im folgenden beispielsweise mittels der Schemazeichnung erläutert.

I ist der Vorratsbunker für die feuchte Kohle mit der Zellenschleuse 2 am unteren konischen Ende. Die Zellenschleuse liefert die Kohle mit einer Körnung bis zu 10 mm 0 auf die Bandwaage 3, die die Kohle an die Eintrittsschleuse 4 des Flugstromtrockners 5 liefert. Der Flugstromtrockner 5 erhält einen warmen Gasstrom durch die Leitung 22. Der Warmgasstrom kann ein Abhitzegasstrom von einer benachbarten Verbrennungsanlage sein. In diesem Beispiel stammt er aus dem Heißgaserzeuger 8. Der warme Gasstrom von 400 bis 700"C fördert die Feinkohle in dem Flugstromtrockner nach oben und trocknet, erwärmt und zerkleinert dabei die Kohlekörner. Am oberen Ende des Flugstromstrockners 5 ist der Sichter 9 angeordnet, der das Grobkorn absondert und durch die Fall-Leitung 10 der Hammermühle 11 zuführt. Hier findet die weitere Vermahlung statt, und das gemahlene Korn wird durch Leitung 12 abgenommen, fλ wird weiter entweder durch Leitung 13 wieder dem unteren Teil des Flugstromtrockners 5 zugeführt oder durch Leitung 14 direkt dem senkrechter, Mischbehälter 16 mit der Kr.ilarm-Einrichtung 15 und dem Antrieb 17. Die Hauptmenge des Kohlestroms aus dem Sichter 9 grht durch Leitung 18 in den Abscheider 19. von dem ein großer Teil der staubfreien Gase durch die Leitungen 20 und 6. Ventilator 7 und Leitung 21 im Kreislauf in den Heißgaserzeuger 8 zurückgeführt wird, von wo aus er mit frischen HeiBgasen gemeinsam durch Leitung 22 wieder in den Flugstromtrockner 5 eintritt. Von dem Trocknungsgas aufgenommenes Wasser wird mit überschüssigem Gas durch Leitung 31 in die freie Atmosphäre entlassen. Der im Abscheider 19 abgeschiedene und in seinem Unterteil 23 angesammelte Feinkohleanteil wird immer noch mit einer Temperatur von 70 bis 100°C durch Leitung 33, die als Gasabschluß dienende konische Schnecke 32 mit Antrieb 34 und Leitung 24 dem Mischbehälter 16 zugeführt. Hier wird die Kohle mit 70⁰C warmem Rohteer aus der Leitung 25 vermischt und die Mischung durch die Zuteilvorrichtung 30 am Ende des Konus 26 der Doppelwalzenpresse 27 zugeführt. Die fertigen Briketts haben immer noch eine Temperatur von etwa 60 bis 90⁰C, und sie werden ohne Abkühlung und ohne wesentlichen Bruch von dem Förderband 28 an die Bunkereinrichtung 29 abgegeben, von der aus sie, ebenfalls ohne wesentlichen Bruch, in die Füllbehälter des Koksofenbatterie-Füllwagens übernommen werden, von dem aus sie in die Ofenkammei η einer Verkokungsbatterie eingeschüttet werden, wobei ein Teil von ihnen zu Bruchstücken und verdichteter Feinkohle zerbricht, die die erhalten gebliebenen Briketts und Brikett-Teile einbetten, wodurch sich im ganzen eine homogene Ofenkammerfüllung ergibt.

Hier/u 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren für die Herstellung von Hochofenkoks aus Steinkohlen, insbesondere Steinkohlen mit minderen Verkokungseigenschaften, wobei die zu verkokenden Kohlen vermählen, vorgetrocknet oder vorerhitzt, mit Bindemitteln vermischt, verdichtet bzw. zu Briketts minderer Haltbarkeit geformt und in die Ofenkammern geschüttet werden, ι ο dadurch gekennzeichnet, daß man Feinkohlen bzw. Feinkohlengemische mit einer Blähzahl im Gemisch (nach DIN 51 741) geringer als 7, vornehmlich unter 6 und mit einem Anteil von mehr als 50% schwach oder nicht backender Kohlen mit über 30% und unter 20% flüchtigen Bestandteilen anwendet und sie bis zur Erreichung der massebezogenen Oberfläche (nach DIN 66 145) von 400 bis 1200 cm² pro Gramm aufmahlt und sie mit 3 bis 8 Gew.-% wasserhaltigem oder wasserfreiem Rohteer vermischt und die Mischung bei 70 bis 110° C verdichtet bzw. brikettiert und das verdichtete bzw. brikettierte Gut ohne Zwischenkühlung in die Ofenkammern einfüllt und verkokt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer massebezogenen Oberfläche von 400 bis 1000 cm² pro Gramm der Bindemittelzusatz 3 bis 6 Gew.-% beträgt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer massebezogenen Oberfläche von 600 bis 1200 cm² pro Gramm der Bindemittelzusatz 5 bis 8 Gew.-% beträgt

4. Verfahren nach einem der iinsprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu 20% der Feinkohle bzw. der Feinkohlenm. chung unvorbehandelt oder nur vorgetrocknet bzw. vorerhitzt mit oder ohne Zusatz von Bindemitteln, jedoch ohne Verdichtung oder Brikettierung in die Ofenkammern eingesetzt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit Kohledosiereinrichtungen, Kohletrocknungsanlage, Mischern für die Vermischung der Kohle mit Bindemitteln sowie Doppelwalzenpressen, gekennzeichnet durch eine vor dem Trockner (5) angeordnete Dosiereinrichtung (3) für die Feinkohle und einem dem Trockner (5) unter Zwischenschaltung eines Abscheiders (19) unmittelbar nachgeordneten Mischer (16) zur Vermischung der Feinkohle mit Bindemitteln und einer unmittelbar hinter dem Mischer angeordneten *>o Doppelwalzenpresse (27).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine dem Flugstromtrockner (5) nachgeschaltete Hammermühle (11), deren Abgang mit dem Mischer (16) und dem Unterteil des Flugstromtrocknerr.(5) verbunden ist.