DE2741075C2 - Verfahren zur Erzeugung von Formkoks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung vein Formkoks, der im Hochofen oder in elektrometallurgischcn Betrieben verwendet werden kann, aus einer Mischung nichtbackencler hochflüchiiger Basiskohle, vorzugsweise Braunkohle, der die flüchtigen Bestandteile zunächst weitgehend durch Verkokung ent/.ogen werden, und einer backenden Steinkohle.

Bekannt ist es (DE-PS 16 71377). Preßlinge bzw. Brennstoffbriketts durch Heißpressen eines feinkörnigen Gemisches aus bei Preßteniperatur erweichender Kohle mit einer bei Preßtemperatur nicht oder kaum erweichenden Substanz (Inertstoff) herzustellen. Während die bei Preßtemperatur erweichende Komponente eine unter dem Erweichungspunkt liegende Temperatur aufweist, ist der Inertstoff so hoch erhitzt, daß die Mischung insgesamt die zum nachfolgenden Pressen erforderliche Temperatur aufweist. Das Gemisch wird vor dem Vcrpressen einer Entgasung unterworfen, wobei Dauer und Temperatur so aufeinander abgestimmt sind, daß sich eine 1 lcrabsctzung der Urteerausbcute des Brikettierguies im Zeitpunkt der Verformung auf einen zwischen 0,07 und 0.2% liegenden Betrag ergibt. Inertstoff und unter Preßteniperatur erweichende Kohle werden nacheinander im gleichen Hcizgasstrom erhitzt.

In »Braunkohle. Wärme. Energie«, Heft 7/8. 1953. Seiten 128 bis 134 sind d^;e damals bekannten Verfahren zur Herstellung von Braunkohlenkoks zusammengefaßt. Das, wenn überhaupt, in Betracht zu ziehende Verfahren ist auf Seite 129 linke Spalte, unter Ziff. 3 erläutert. Aus diesen Erläuterungen ist zu entnehmen, dal) es sich nicht um ein Heißbrikettierverfahren, sondern um ein Hindemittelverfahren handelt. Das als Formkoks-Verfahren bezeichnete Verfahren sieht vor. daß SchwelgrulJ aus Braunkohle unter Zusatz von etwa 20"/» gutbackender Steinkohle und 10% Bindemittel verarbeitet wird. Die Preßlinge müssen dann anschließend durch Nacherhitzen verkokt und gehärtet werden. Vorgesehen sind neben Kokskohle/Braunkohlen-Ausgangsmischungen auch Mischungen von Kokskohle mit, mehreren Braunkohlenarten.

Bei dem in »Stahl und Eisen« Nr. 16. 1974. Seiten 701 bis 710 beschriebenen Verfahren handelt es sich um das auch als BFL-Verfahren bezeichnete herkömmliche Formkoksverfahren. Bei diesem Verfahren gehl man von zwei Komponenten aus. nämlich von einem heißen, feinkörnigen Koks aus nichtbackenden Kohlen und einer vorgetrockneten, backenden Steinkohle. Beide werden miteinander gemischt und dann bei Temperaturen im plastischen Bereich der backenden Kohle in einer Walzenpresse brikettiert. Dazu ist vorgesehen, dem Brikettiergut den in der Verschwelung erzeugten Schwerteer wieder beizumischen. Im übrigen muß die backende Komponente vor der -Zumischung vorgetrocknet werden. Die Brikettierung läuft bei 400 bis 500° Celsius und die Schwelung bei 650 bis 800° Celsius ab. Aus dem Hinweis, daß der notwendige Feinkoks durch Schwelung ebenfalls vorgetrockneter, feinkörniger Kohle, die aus Anthrazit bis zu hochflüchtigen Flammkohle und auch aus Lignit bestehen kann, erzeugt wird, ist zu entnehmen, daß auch Lignit nach einer Verkokung zusammen mit backender Steinkohle zu Heißbriketts verarbeitet werden kann. Die Schwelung des Lignits .^c.oll beispielsweise im Wirbelbett oder nach dem Lurpi-Ruhrgas-Verfahren durchgeführt werden.

Gegenstand des Aufsatzes in »Brennstoff-Wärme-Kraft« Nr. 6. 1971. Seiten 281 bis 285 ist ebenfalls das sogenannte BFL-Verfahren. bei dem 70% nichtbackender Kohlen nach vorheriger Schwelung mit 30% backender Steinkohle gemischt, brikettiert und anschließend verkokt werden (Sandkoker). Erforderlich ist es, mindestens 30% gutkokende Kohle zu verwenden. Die aus nichtbackender Kohle bestehende Komponente wird feinkörnig der Schwelung unterworfen und dann als feinkörniger Koks mit etwa 150" Celsius Temperatur mit der backenden Steinkohle gemischt. Ein Hinweis, daß auch Braunkohle eingesetzt werden kann, ist dieser Schrift nicht zu entnehmen.

Nachteilig bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Formkoks ist das aufwendige Vorbereitungsund Nachbereitungsprogramm, das zur Erzeugung ausreichend druckfester Formkörper notwendig ist. Auch sind besondere Bedingungen für die Braunkohle nicht angegeben. Beispielsweise aus der DE-OS 25 07 735 weiß man aber, daß für die Verkokung von Braunkohle umfangreiche technische Vorsichtsmaßregeln zu beachten und apparative Besonderheiten erforderlich sind. Einfache Lösungen für die Weiterbehandlung sind dem Stand der Technik nicht zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlich und ohne aufwendige sicherheitliche und apparative Vorkehrungen ablaufendes Verfahren zur Herstellung von Formkoks aus insbesondere Braunkohle zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die als Basiskohlc eingesetzte Braunkohle bis auf einen Rcstgehalt von 3% flüchtigen Bestandteilen getrocknet, erhitzt und entgast und dann mit der backenden Steinkohle gemischt wird, wobei beide Komponenten mit einer Korngröße von 80% unter 5 min eingesetzt werden und die backende Steinkohle vor der Vermischung auf eine Temperatur von 250 bis 350" Celsius gebracht und die Braunkohle auf 600 bis 900" Celsius gehalten wird.

Mit einem derartigen Verfahren kann überraschenderweise ein Formkoks erzeugt werden, der ohne aufwendige Vor- und Nachbereitung eine hohe Punfctdruckfestigkeit aufweist. Dies wird ob^e umfangreiche nachträgliche Temperung durch eine günstige Aufmahlung der beiden Hauptkomponenten, eine bestimmte, schonende Aufhetzung der Komponenten, insbesondere der nichtbackenden Komponente und einer ausgewogenen Mischung beider Komponententeile erreicht.

Nach einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß 10 bis 40% der Braunkohle durch Anthrazit ersetzt werden, der vor der Vermischung mit der Braunkohle auf 0 bis 10 mm gemahlen und auf 80 bis 120° gebracht wird, wobei er zweckmäßiger.veise in dem Heizgasstrom erhitzt wird, der vorher zur Erhitzung der backenden Steinkohle eingesetzt worden ist.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus. daß erhebliche Mengen nichtbackendcr Kohlen mit hohen Anteilen von flüchtigen Bestandteilen nach ihrer Entgasung mit backender Kohle zusammen zu briketts verpreßl werden können, die eine große Punktdruckfestigkeit aufweisen. Dabei ist ein Einsatz von Braunkohle und backender Steinkohle im Verhältnis 2 zu 1 möglich, ohne daß dafür die insbesondere in der DE-OS 25 07 735 genannten umfangreichen technischen Vorsichtsmaßregeln und apparativen Besonderheiten notwendig sind.

Anhand der beiden Beispiele und der zugehörigen schematischen Darstellungen in den Fig. 1 und 2 wird die Erfindung weiter erläutert.

Bei dem Beispiel zu F i g. I besitzt der zur Vermischung mit der backenden Kohle kommende Braunkohlenkoks eine verhältnismäßig niedrige Temperatur, nämlich 600° Celsius. Das ist etwa die niedrigste dabei anwendbare Temperatur.

Der Herdofen 1 erhält Trockenbraunkohle mit einem Rest wassergehalt von 14% und 44% flüchtigen Bestandteilen durch den Förderer 2. Die Braunkohle wird in dem Herdofen erhitzt, getrocknet und bis auf einen Restgehalt von 3% flüchtigen Bestandteilen entgast. Durch den Stutzen 3 verlassen stündlich 21000 kg Braunkohlenkoks mit einer Körnung von 80% bis 5 mm und einer Temperatur von 600" Celsius den Herdofen und gelangen durch die Zellenradschleuse 4 und Stutzen 5 in den Mischer 6 mit der Mischeinrichtung 7, deren Misch- bzw. Kriilarmc durch den Antrieb 8 angetrieben werden. Der Flugsiromcrhitzer 9 erhält durch die Fördereinrichtung 10 und die Schleuse 11 stündlich 9800 kg backende Steinkohle vom Blähgrad 8 und der Körnung 0 bis 10 mm. Ihr Wassergehalt beträgt 8%, ihr Aschegehalt (wf) 6.5 Cew.-% und der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (waf) 23 Gcw.-%. Der Flugstromcrhitzcr erhält durch Leitung 12 vom Heißgaserzeuger 13 stündlich 17 000 Nm¹ Heißgas von 800° Celsius und im Erhitzer 9 hat der Gasstrom eine Geschwindigkeit von 25 bis 35 m pro Sekunde und einen Druck von 500 mm WS. In dem Flugstromerhitzer 9 wird die Kohle bis auf 350° Celsius aufgeheizt und durch die Spontanverdampfung des Feuchtigkeitswassers zerkleinert und durch Leitung 14 dem Abscheider 15 zugeführt, in dem Kohle und Staub von dem Gasstrom getrennt werden. Durch den Stutzen 16 gelangt die abgeschiedene Kohle in den Vorraisbunker 17 und kommt durch die Zellenradschleuse 18 und Stutzen 19 auf die Bandwaage 20. Stündlich werden von der Bandwaage 20 9000 kg backende Kohle von 350° Celsius durch Stiüzcn 21 in den Mischer 6 eingeführt und mit dem Feinkoks aus Stutzen 5 vermischt. Dabei sielt sich eine Temperatur des Gemisches von 480° Celsius ein und aus dem Konus des Mischers wird die fertige Mischung nach 10 Minuten mit 480° Celsius entlassen und fällt durch den Stutzen 22 in die Walzenpresse 23. Aus dem Stutzen 24 werden stündlich 29 130 kg Formkoks mit einem Restgehalt von 6Gew.-% an flüchtigen Bestandteilen und einer Temperatur von 480° Celsius abgezogen, in bekannter Weise gehärtet und ihrer Verwendung zugeführt. Die Punktdruckfestigkeit der Koksformlinge beträgt nach der Härtung 250 kp.

Aus dem Abscheider 15 zieht durch Leitung 25 mit Wasserdampf beladenes, 450° Celsius heißes Heißgas ab und durch Leitung 26 werden davon 5130 Nm³ in die freie Atmosphäre entlassen. Der andere Teil des Heißgases, nämlich 12 840 Nm³ geht durch Leitung 27, Ventilator 28 und Leitung 29 in den Heißgasbereiter 13 und von dort durch Leitung 12 in den Flugstromerhitzer 9 zurück.

Aus dein Mischer 6 tieten durch Leitung 30 stündlich 870 kg Staub Teer und heizkräfliges Gas mn 480^ς Celsius aus. In dein Waschsystem 31 wird das Gas von seinen Begleitstoffcn befreit und durch Leitung 32 ziehen 260 kg gereinigtes Starkgas mit einem Heizwert von 5500 Kcal pro Nm¹ ab und es wird durch Leitung 33 dem Heißgasbereitcr 13 zugeführt, dessen Wärmebedarf es zu 47% deckt.

Im zweiten Beispiel (dazu Fig. 2) wird Braunko.hlenkoks mit einer höheren Temperatur, nämlich 775" Celsius, in den Mischer eingeführt und überschüssiges Heißgas aus dem Flugslromerhitzer für die backende Steinkohlenkomponenten zur Vorwärmung einer zweiten Magerkomponf.-nte, in diesem Falle Anthrazit, ausgenutzt.

Der Herdofen 101 erhält Trockenbraunkohle, die im Beispiel 1 spezifiziert ist. durch den Förderer 102. Die Braunkohle wirü wie im Beispiel I ausgeführt, erhitzt, getrocknet und entgast. Durch den Stutzen 103 werden stündlich 16 000 kg Braunkohlenkoks mit 775"'Celsi'is abgezogen und gelangen durch die Zellenradschleuse 104 und Fallrohr 105 in den Mischer (06 mit der Mischeinrichtung 107 und dem Antrieb 108. Der Flugsiromer'iitzcr 109 erhalt durch die Fördereinrichtung 110 und die Schleuse 111 stündlich 9800kg backende Steinkohle, die im Beispiel 1 spezifiziert ist. Außerdem erhält der Flugstromerhitzer 109 durch Leitung 112 stündlich vom Heißgaserzeuger 113 14 180Nm' Heißgas von 800'Celsius und im Flugstromerhitzer 109 werden im übrigen die in Beispiel I für den Flugstromerhitzer 9 angegebenen Geschwindigkeit- und Druckverhältnisse eingestellt. Auf 300° Celsius aufgeheizte Feinkohle wird durch Leitung 114 abgezogen. In dem Abscheider 115 wird die Kohle von dem Gasstrom getrennt und die Kohle durch Leitung 116 in den Vorratsbunker 117 gefördert, von dem aus stündlich 9000 kg dieser Kohle mit 300° Celsius durch die Zellenradschleuse 118 und Stutzen 119 auf die Bandwaage 120 und von dort durch den Stutzen 121 in den Mischer 106 gelangen. Der Flugstromtrockner 150 erhält stündlich durch den Förderer 151 und die Schleuse 152 5400 kg Fein-Anthrazit mit einem Wassergehalt von 8%. Er erhält außerdem durch die Leitungen 125 und 153 stündlich 4670 Nm¹ Abgas aus dem Abscheider 115 mit 420°C. In dem Apparat 150 wird eine Gasgeschwindigkeit von 25 bis 35 m pro Sekunde und ein Druck von 150 mm WS aufrecht erhalten. Der getrocknete Fein-Anthrazit wird durch das Warnmas mit einem Restuehalt an Wasser von 1%

und 100" Celsius durch Leitung 154 in den Abscheider 155 gefördert. Er wird dort von dem Warmgas getrennt, das mit 150° Celsius die Anlage durch Leitung 156 verläßt. Der getrocknete Fein-Anthrazit gelangt durch den Stutzen 157 in den Vorratsbunker 158. Von dort kommen stündlich 5000 kg mit 100° Celsius durch die Zellenradschleuse 158a auf die Bandwaage 159 und durch den Stutzen 160 in den Mischer 106. In dem Mischer 106 werden die drei Komponenten vermischt und es stellt sich eine Temperatur von 480° Celsius ein. Bei der Mischung werden die nichtbackenden Komponenten von der backenden »eingebunden« und die fertige noch 480° Celsius heiße Mischung wird nach 10 Minuten aus dem Mischer durch den Stutzen 122 entlassen und der Walzenpresse 123 zugeführt. Dort wird die Mischung mit dem Druck von 3,5 t pro cm Arbeitsbreite der Presse verprcßi und die Formkoksbriketts werden in bekannter Weise nachgehärtet und sie besitzen danach eine Punktdruckfestigkeit von 250 kp. Durch die Leitungen 125 und 127 werden stündlich 10 490 Nm³ Abgas mit 420° Celsius aus dem Abscheider 115 von dem Ventilator 128 übernommen und durch Leitung 129 als Kreislaufkühlgas dem Heißgaserzeuger 113 wieder zugeführt. Durch den Gasabzug 130 auf dem Mischer 106 verlassen stündlich 260 kg reichlich mit Staub und Teer beladenes Starkgas mit 5500 Kcal/NmJ den Mischer. In einem (nicht gezeichneten Waschsystem), welches in Beispiel 1 dargestellt ist. wird das Gas von seinen Begleitstoffen befreit und dem Heißgaserzeuger 113 zugeführt, dessen Wärmebedarf es zu 53% deckt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Formkoks, der im Hochofen oder in elekirometallurgischen Betrieben verwendet werden kann, aus einer Mischung nicht ί backender hochflüchtiger Basiskohle, vorzugsweise Braunkohle, der die flüchtigen Bestandteile zunächst weitgehend durch Verkokung entzogen werden, und einer backenden Steinkohle, dadurch gekennzeichnet, daß die als Basiskohle eingesetzte Braunkohle bis auf einen Restgehalt von 3% flüchtigen Bestandteilen getrocknet, erhitzt und entgast und dann mit der backenden Steinkohle gemischt wird, wobei beide Komponenten mit einer Korngröße von 80% unter 5 mm eingesetzt werden ü und die backende Steinkohle vor der Vermischung auf eine Temperatur von 250—3WC gebracht und die Braunkohle auf 600—900°C gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 10 — 40% der Braunkohle durch -'<> Anthrazit ersetzt werden, der vor der Vermischung mit der Braunkohle auf 0—10 mm gemahlen und auf 80- 120⁰C gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Anthrazit in dem Heizgasstrom -"> erhitzt wird, der vorher zur Erhitzung derbackenden Steinkohle eingesetzt worden ist.