DE2715977A1

DE2715977A1 - Verfahren zur heissbrikettierung von kohle/koks-mischungen

Info

Publication number: DE2715977A1
Application number: DE19772715977
Authority: DE
Inventors: Kurt Kleisa; Jsef Dipl Chem Dr Langhoff; Joachim Dipl Ing Dr Lehmann; Dieter Makrutzki; Gerd Dipl Chem Dr Nashan
Original assignee: Ruhrkohle AG; Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH; RAG AG
Priority date: 1977-04-09
Filing date: 1977-04-09
Publication date: 1978-10-19
Also published as: DE2715977C2; GB1583139A; US4211533A; JPS53126002A

Description

Verfahren zur Heißbrikettierung von Kohle/Koks-Mischungen

Es ist bekannt, Kohle, z. B. im Wirbelbett oder im Flugstrom zu verkoken und den so erzeugten heißen Brikettierkoks nach Vermischen mit backender Steinkohle bei 400 bis 500° C zu brikettieren.

Je nach Eigenschaften der backenden Steinkohle liegt ihr Anteil am Brikettiergemisch bei 20 bis 40 Gewichtsteilen, wobei der Anteil an Backkohle zur Erzeugung von Briketts befriedigender Festigkeit im allgemeinen umso höher zu wählen ist, je niedriger ihr Bitumengehalt ist.

Da die Temperatur der Backkohle vor dem Vermischen mit dem Brikettierkoks zwischen 10 und 100° C liegt - letzteres falls die getrocknete Backkohle unmittelbar nach einer Trocknung eingesetzt wird -, und bei der Erzeugung des heißen Brikettierkokses verhältnismäßig leicht auf eine ungefähr zwischen 700 und 800° C liegende Temperatur hingearbeitet werden kann, ergeben sich keine Schwierigkeiten, beim Zusammenmischen von Kohle und Koks eine Temperatur zwischen 400 und 500° C in der Brikettiermischung einzustellen.

Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß nicht nur der mengenmäßige Anteil der Backkohle in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften von entscheidender Bedeutung für die Qualität, insbesondere die Festigkeit der Heißbriketts ist, sondern daß von gleichgroßer Bedeutung für die Qualität der Briketts auch die Wahl einer von den Eigenschaften der Back-

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kohle und des Brikettierkokses abhängigen individuellen Brikettiertemperatur ist. Es kommt, wie sich in langen Versuchsreihen gezeigt hat, entscheidend darauf an, daß die Temperatur in dem der Brikettierpresse zugeführten Mischgut nicht nur möglichst nicht schwankt, sondern innerhalb von +/- 5° C auf eine individuelle Brikettiertemperatur eingestellt wird. Eine grobe Einstellung auf 400 - 500° C unter Schwankungen von z.B. +/- 20° C genügt demgegenüber nicht zur stetigen Erzeugung von Heißbriketts höchstmöglicher Festigkeit.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der Einstellung der individuellen Brikettiertemperatur bei einem Verfahren der eingangs zitierten Art, bei dem zur Heißbrikettierung von Kohle/Koks-Gemischen durch Verkoken von Kohle, Mischen des heißen Brikettierkokses mit einer Backkohle und Brikettieren des Mischgutes bei 400 bis 500° C dadurch gelöst, daß die Temperatur des heißen Brikettierkokses mittels einer zwischen dem Ausgang des Verkokungsanlageteils und dem Eingang zum Mischer zwischengeschalteten Wärmekonditionierung einer im Bereich von 400 bis 500° C liegenden individuellen Brikettiertemperatur angepaßt wird.

Die technische Ausgestaltung der Konditionierungsstufe kann je nach Aufgabenstellung sehr verschieden sein.

Es bieten sich folgende Möglichkeiten an:

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a) Eine indirekte Kühlung durch in die Schüttgutschicht eingetauchte Heizrohre, evtl. verbunden, um den Wärmeübergang zu verbessern, mit einer Aufwirbelung durch Inertgas. Die über die eingetauchten Heizflächen entzogene Wärme wird nutzbringend verwertet, z. B. durch Erzeugung von Dampf.

b) Der Brikettierkoks wird in einer Fallstrecke mit Schwelwasser aus der Kokserzeugung bedüst. Neben dem erwünschten Effekt der Konditionierung des Brikettierkokses ergibt sich eine umweltfreundliche Vernichtung der im Schwelwasser gelösten Inhaltsstoffe, die somit ohne Schaden durch thermische Zersetzung beseitigt werden.

c) Im Falle einer u. U. erforderlichen Erhitzung des Brikettierkokses kann in einen Rieselreaktor eine genau dosierte Menge Luft eingespeist werden, so daß Verbrennungswärme entsteht. Bei dem Rieselreaktor handelt es sich um eine Fallstrecke für Schüttgut mit eingebauten Schikanen. Darüber hinaus kann selbstverständlich auch ein Wirbelbettreaktor oder ein Wanderschichtreaktor Verwendung finden.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß die Abhängigkeit der Brikettqualität von der schwankenden Temperatur des heißen Brikettierkokses, aber auch von der Temperatur der Backkohle gelöst wird, so daß die als besonders günstig ermittelte Dosierung von Brikettierkoks und Backkohle genau eingehalten werden kann. Das Verfahren hat darüber hinaus die folgenden weiteren Vorteile:

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Bei der Verkokung von Kohle fällt bekanntlich eine Reihe von Nebenprodukten an, von denen der Teer und das Gas die wertvollsten darstellen. Fall es sich z.B. für die Qualität des Teers als wünschenswert erweisen sollte, auf eine verhältnismäßig hohe Endtemperatur für den Brikettierkoks hinzuarbeiten, so kann nunmehr dieses Ziel berücksichtigt werden, ohne daß dadurch die Qualität der Heißbriketts gefährdet würde. Will man z. B. bei der Verkokung der Ausgangskohle auf eine Endtemperatur von 700 oder 800 bis 900° C kommen, um dadurch gleichzeitig einen Hochtemperaturteer bestimmter Qualität zu erzeugen, so kann man nunmehr diesen für die Brikettiermischung an sich zu heißen Koks in der Wärmekonditionierung auf die als wünschenswert erkannte niedrigere Temperatur abkühlen.

Um aus einer Steinkohle eine möglichst hohe Ausbeute an flüssigen Produkten, wie Teer und öl zu erhalten, ist es erforderlich, diese Kohle bei Temperaturen von 600° C zu schwelen. Der dann entstehende Brikettierkoks ist aber für die Verwendung in der Heißbrikettierung zu kalt. Zur Erreichung der gewünschten Mischtemperatur kann ein gewisses Nacherhitzen des Kokses in der Wärmekonditionierung vorgenommen werden, um dann mit diesem hinsichtlich seiner Temperatur fein eingestellten Koks Heißbriketts der größtmöglichen Festigkeit zu erlangen.

Zweckmäßig ist es, den Grad einer Kühlung oder Erhitzung des Brikettierkokses in der Wärmekonditionierung auf die für die individuelle Brikettiertemperatur erforderliche Temperatur automatisch einzustellen. Dies kann durch eine Regelung zwischen der Wärmekonditioniervorrichtung und einen in das Brikettier-

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gut hineinragenden Temperaturfühler erfolgen. Diese Regelung kann z. B. besonders wünschenswert sein, falls aus betrieblichen Gründen oder zur Entlastung der Kühlstufe ein Übergang von heißer getrockneter Backkohle zu teilweise noch feuchter oder überhaupt nicht getrockneter Backkohle vollzogen werden soll.

Die Erfindung verschafft einer Anlage zur Heißbrikettierung von Kohle/Koks-Mischungen eine größere Flexibilität hinsichtlich der Durchführung des BrikecLiv-rprozesses. Sie ermöglicht es, daß bei Änderung der Temperatur des Brikettierkokses und auch bei Änderung der Qualität insbesondere der zur Verfügung stehenden Backkohle die jeweilige individuelle Brikettiertemperatur mühelos genau eingestellt werden kann,

Das erfindungsgemäße Verfahren sei anhand der beigefügten Schemazeichnung und der Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Eine Eßkohle mit 16 % Flüchtigen Bestandteilen einer Körnung ^< 10 mm wird im Reaktor 1 auf 750° C erhitzt und über Leitung 2 in die Wärmekonditionierung 5 eingeführt. Die Wärmekonditionierung besteht aus einem Behälter, durch den das Schüttgut von oben nach unten als Wanderschicht durchrutscht. Der Behälter enthält in das Schüttgut eingetauchte Heizflächen, durch die dem Schüttgut Wärme entzogen wird. Das Schüttgut wird auf 640° C abgekühlt, wobei 0,7 t/h Sattdampf von 10 bar entstehen. Nach Abkühlung auf die Temperatur

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von 640° C wird der Koks über Leitung 6 in den Intensivmischer 7 eingeführt, dem gleichzeitig über Leitung 8 aus dem Behälter 9 Backkohle zugeführt wird. Das aus dem Intensivmischer austretende Gut wird über Leitung 10, dem Rührkessel 11 und Leitung 12 der Brikettierpresse zugeführt. Leitung 13 veranschaulicht eine Regelverbindung zwischen einem Temperaturfühler 14 und der Wärmekonditionierung 5.

Es werden in den Reaktor 1 stündlich 10t der besagten Eßkohle eingeführt, von denen 2 t in Form von Gas, Teer und öl-fl O abdestilliert werden. Die restlichen 8 t werden mit 2 t einer Backkohle pro Stunde im Mischer 7 vermischt. Die Backkohle (110° C) besitzt eine Körnung von< 1 mm und 25 - 28 % Flüchtige Bestandteile. Das Mischungsverhältnis von Brikettierkoks zur Backkohle liegt demnach bei 75 : 25, die Misch- und Brikettiertemperatur bei 460° C.

Pro Stunde werden aus der nicht gezeichneten Brikettierpresse 9,5 t Heißbriketts erhalten, die in einem Schachtofen auf Außentemperatur gekühlt werden. Die Festigkeit der Briketts liegt bei 3000 N, der Abrieb (M._. nach DIN 51717 beträgt 5 %.

Beispiel 2

Gemäß dem vorstehenden Beispiel werden 15 t pro Stunde einer Flammkohle mit 42 % Flüchtigen Bestandteilen einer Körnung «r 8 mm in einem Reaktor auf 600° C erhitzt, um ein möglichst hohes Teerausbringen zu erhalten. Dabei entstehen

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2,8 t pro Stunde Teer und öl, neben Gas, Schwelwasser und Brikettierkoks. Die Brikettierkoksmenge, 9,5 t pro Stunde, muß auf 830° C aufgeheizt werden. Dazu wird sie in einen Rieselreaktor eingeleitet, durch den sie von oben nach unten fällt. In diesen Reaktor wird im Gegenstrom eine Luftmenge von 1000 m³ pro Stunde eingeleitet. Durch Teilabbrand des Kokses steigt die Temperatur auf 830° C. 9,5 t dieses Materials werden pro Stunde mit 6,3 t einer Bindekohle in dem Mischer 7 vermischt. Die Backkohle (105° C) besitzt eine Körnung von < 1 mm und 24 - 25 % Flüchtige Bestandteile. Das Mischungsverhältnis von Brikettierkoks zu Backkohle liegt demnach bei 60 zu 40 %, die Misch- und Brikettiertemperatur bei 470° C.

Pro Stunde werden 14 t Heißbriketts erhalten. Die Festigkeit der abgekühlten Briketts liegt bei 3500 N. Die Abriebfestigkeit beträgt 7 % (M_1Q) nach DIN 51717.

Beispiel 3

Eine Eßkohle mit 16 % Flüchtigen Bestandteilen einer Körnung ^ 10 mm wird im Reaktor 1 auf 780° C erhitzt und über Leitung 2 in die Wärmekonditionierung 5 eingeführt. Die Wärmekonditionierung besteht aus einem Reaktor, durch den der Brikettierkoks von oben nach unten rieselt. In diesen Reaktor werden stündlich 0,75 m³ Schwelwasser eingedüst, das unter Zersetzung der umweltfeindlichen Inhaltsstoffe verdampft. Der Koks kühlt sich dabei auf 640° C ab, und er gelangt dann über Leitung 6 in den Intensivmisch 7, dem gleichzeitig über Leitung 8 aus dem Behälter 9 Backkohle zugeführt wird. Das aus dem Intensiv-

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mischer austretende Gut wird über Leitung 10, dem Rührkessel 11 und Leitung 12 der Brikettierpresse zugeführt.

Es werden in den Reaktor 1 stündlich 10 t der besagten Eßkohle eingeführt, von denen 2 t in Form von Gas, Teer und Öl-H-O abdestilliert werden. Die restlichen 8 t werden mit 2 t einer Backkohle pro Stunde im Mischer 7 vermischt. Die Backkohle (110° C) besitzt eine Körnung von < 1 mm und
25 - 28 % Flüchtige Bestandteile. Das Mischungsverhältnis von Brikettierkoks zur Backkohle liegt demnach bei 75 : 25, die Misch- und Brikettiertemperatur bei 460° C.

Pro Stunde werden aus der nicht gezeichneten Brikettierpresse 9,5 t Heißbriketts erhalten, die in einem Schachtofen auf Außentemperatur gekühlt werden. Die Festigkeit der
Briketts liegt bei 3000 N, der Abrieb (M₁ _Q) nach DIN 51717 beträgt 5 %.

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AO

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zur Heißbrikettierung von Kohle/Koks-Mischungen durch Verkoken von Kohle, Mischen des heißen Brikettierkokses mit einer Backkohle und Brikettieren des 400 bis 500 ⁰C aufweisenden Mischgutes, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des heißen Brikettierkokses mittels einer zwischen dem Ausgang des Verkokungsanlageteils und dem Eingang zum Mischer zwischengeschalteten Wärmekonditionierung einer im Bereich zwischen 400 und 500 ⁰C lie< Brikettiertemperatur angepaßt wird.

Bereich zwischen 400 und 500 ⁰C liegenden individuellen

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der heiße Brikettierkoks indirekt über Wärmetauscher oder direkt z. B. mittels Schwelwasser gekühlt wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Brikettierkokses in der Wärmekonditionierung über eine Temperaturmessung im Mischgut geregelt wird.

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"'^r ORIGINAL INSPECTED