DE2800541A1

DE2800541A1 - Anlage zur erzeugung von koks, verfahren zum betrieb dieser anlage und gemaess diesem verfahren hergestelltes produkt

Info

Publication number: DE2800541A1
Application number: DE19782800541
Authority: DE
Inventors: C Edward Capes; Allen E Mcilhinney; Leonard Messer
Original assignee: American Minechem Corp
Current assignee: American Minechem Corp
Priority date: 1977-01-12
Filing date: 1978-01-07
Publication date: 1978-07-20
Also published as: NL7800398A; ZA777687B; US4156596A; CA1109818A; DE2800541C2; IT1101924B; AU511497B2; US4082515A; IT7847577A0; GB1554986A; AU3220178A; JPS5394502A

Description

American Minechem Corporation Coraopolis, Pennsylvania 151o8

USA

Anlage zur Erzeugung von Koks, Verfahren zum Betrieb dieser Anlage und gemäß diesem Verfahren hergestelltes Produkt

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Erzeugung von Koks in einem Koksofen sowie ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Anlage.

In Koks- bzw. Kokereiöfen wird Koks aus Kohle hergestellt. Die gebrochene bzw. zerkleinerte Kohle wird gewöhnlich indirekt unter Luft- bzw. Sauerstoffabschluß in einer Druckgasatmosphäre auf über 815° C erhitzt, indem die Seitenwände des Ofens mit öl, Gas oder Kohle erhitzt werden. Dabei werden aus der Kohle flüchtige Kohlenteerbestandteile ausgetrieben, und es bleibt Koks zurück, der zur Eisen- und Stahlherstellung verwendet werden kann. Die freigesetzten flüchtigen Kohlenteerbestandteile werden gesondert aufgefangen bzw. gesammelt und destilliert und bilden als Neben-

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— 6 — produkt einen Rohstoff für die chemische Industrie.

Den Koks- bzw. Kokereiöfen haftet das Problem an, daß Kohleverluste durch mitgerissene Feinststoffe entstehen. Es handelt sich dabei um feine Kohlenpartikel, die in den einzelnen Stufen der Verflüchtigung und Verkokung zusammen mit den flüchtigen Bestandteilen durch die Hauptaus trags leitungen emittiert werden bzw. abgehen. Bei einem üblichen Ofen liegt die Menge der abgehenden Feinststoffe gewöhnlich zwischen 25 - 5o kg je Ofencharge. Diese abgehenden Feinststoffe werden gewöhnlich in einem Staubabscheider bzw. -sammler, einem Naßskrubber und einem Teerabscheider aufgefangen und gesammelt und zwar zusammen mit Kohlenteer und Asche, wobei diese aufgefangenen bzw. gesammelten Bestandteile als Abfall abgelagert werden.

Es hat sich in neuerer Zeit herausgestellt, daß der Wirkungsgrad von Kokereiöfen wesentlich durch Vorwärmen der Kohle verbessert werden kann. Eine Vorwärmung ermöglicht auch den Einsatz von minderwertigerer Kohle, wobei außerdem auch ein verbessertes Koksprodukt erhalten werden kann. Das Vorwärmen erfolgt typischerweise in Form einer Schnellerhitzung von pulverisierter Kohle auf etwa 26o C, bevor der Koksofen mit der Kohle beschickt wird. Die Verkokung läuft dabei schneller ab, wobei für eine gegebene Koksofengröße der Durchsatz erhöht werden kann; dabei wird eine festere und höher qualitativere Kokszusammensetzung aus Kohlenmischungen erhalten, die größere Anteile minderwertigerer Kohle enthalten. Das Vorerwärmen führt zu einer vollständigeren Verkokung, wobei außerdem luftverschmutzende Emissionen reduziert werden, die beim Ausschieben von feuchtem Koks entstehen.

Durch das Vorwärmen der Kohle entsteht jedoch das Problem

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größer werdender Kohleverluste, und zwar aufgrund des Entstehens größerer Mengen abgehender Feinststoffe. Die Vergrößerung der abgehenden Feinststoffmenge resultiert aus der Feinstzerkleinerung der Kohle und dem erhöten Spreng- bzw. Berstdruck bei der Schnellerhitzung. Die Vergrößerung der abgehenden Feinststoffmenge wird jedoch mehr als ausreichend dadurch ausgeglichen, daß aus minderwertigerer Kohle verwertbarer Koks mit einer hohen und ausreichenden Ausbeute gewonnen werden kann. Es ist bereits vorgeschlagen worden, Klärapparate zu verwenden, um durch Sprühwasser aufgefangene und zurückgehaltene Kohlenfeinststoffe zurückzugewinnen und sie wieder dem Vorwärmer zuzuführen; diese Verfahrensweise erhöht jedoch die Anlage- und Betriebskosten für eine Koksofenanlage, wobei auch weiterhin noch beträchtliche Mengen der abgehenden Kohlenfeinststoffe verloren gehen. Ein grundlegendes Problem beim Betrieb von Kokerei- bzw. Koksöfen besteht in der Luftverschmutzung während der Ofenbeschickung. Es wird geschätzt, daß etwa 7o% sämtlicher Emissionen eines Koksofens während der Ofenbeschickung stattfinden. Eine bereits in der Praxis angewandte Lösung für dieses Problem besteht darin, den Ofen pneumatisch durch Förderleitungen zu beschicken. Die Beschickung des Ofens durch Förderleitungen macht jedoch eine Feinstzerkleinerung und eine Siebung der Kohle erforderlich, um eine Masse aus feinen Kohlenpartikeln mit einer maximalen Korngröße von etwa 6,4 mm zu erhalten, wobei der Hauptanteil eine Korngröße unter 3,2 mm haben soll. Eine derartige Masse läßt sich typischerweise durch Dampf verdichten und zur Beschickung des Koksofens durch Förderleitungen fördern. Der wesentliche Vorteil für ein derartiges System besteht darin, daß die Kohle durch ein stationäres geschlossenes Leitungssystem dem Ofen zugeführt wird, so daß nur eine geringe Möglichkeit

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für Staübemissionen vorhanden ist. Durch die pneumatische Beschickung wird jedoch die Neigung erhöht, daß feinste Kohlenpartikel den Ofen durch dessen Auslaßsystem verlassen. Bei einer Vorwärmung der Kohle können bei einer pneumatischen Ofenbeschickung etwa 1oo - 5oo kg Kohlenfeinststoffe in das Hauptauslaßsystem des Ofens gelangen, wobei für die Behandlung dieser abgehenden Kohlenfeinststoffe eine Ausrüstung vorgesehen sein müßte, die in der Lage ist, etwa 1ooo kg Feinststoffe zu behandeln, siehe beispielsweise Iron Age (March 1, 1976) Seiten MP-9 bis 12. Die strengen gesetzlichen Üitiweltschutzbestimmungen bei Koksöfen bedingen eine derartige Praxis.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Erzeugung von Koks zu schaffen, die nicht mit den Nachteilen der bisher bekannten Koksofensysteme behaftet ist, wobei es insbesondere darum geht, praktisch sämtliche wertvollen abgehenden Feinststoffe zurückzugewinnen und

mit minimalem Anlagernd Betriebsaufwand wieder den Koksofen zuzuführen. Dabei soll die Luftverschmutzung und der Verlust an wertvollen Emissionsstoffen so gering wie möglich gehalten werden. Als Stand der Technik wird in diesem Zusammenhang auf die ÜS-PS'en 3 268 o71, 3 617 228, 3 637 464 und 3 665 066 und auf Canadian J. of Chem. Eng., Vol. 54 February/April 19 76 Seiten 3-12 hingewiesen, in denen jedoch Systeme beschrieben sind, die keineswegs zu befriedigenden Ergebnissen führen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Anlage zur Erzeugung von Koks in einem Koksofen gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Sammler zum Auffangen und Sammeln von abgehenden Feinststoffen und für die in dem Koksofen freigesetzten Kohlenteerbestandteile und einen Mischer enthält, der dazu dient, die mitgerissenen Feinststoffe und Kohlenteerbestandteile

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gemeinsam zur Bildung einer wässrigen Mischung mit Wasser zu mischen und die Feinststoffe und die Kohlenteerbestandteile zu Agglomeraten zu agglomerieren.

Dem Koksofen selbst ist vorzugsweise ein Vorwärmer vorgeschaltet, um die zerkleinerte Kohle auf mindestens 26o° C vorzuerwärmen. Die Kohle wird dem Koksofen vorzugsweise pneumatisch durch Förderleitungen zugeführt. Dem Koksofen und gegebenenfalls dem Vorwärmer sind vorzugsweise Staubabscheider bzw. -sammler zugeordnet, um abgehende Feinststoffe aufzufangen und einer Wiederaufbereitung zuführen zu können. Die aufgefangenen abgehenden Feinststoffe, die auch freigesetzte flüchtige Teerbestandteile umfassen, werden vorzugsweise vorgemischt und anschließend innig miteinander vermischt, um eine möglichst gleichmäßige Masse aus diesen abgehenden Feinststoffen und dem freigesetzten Kohlenteer zu erhalten. Falls notwendig, können der Mischung Kohlenfeinststoffe, die Kohlenteer in nicht freigesetztem Zustand enthalten, zugemischt werden, um den Gesamtanteil an freiem Kohlenteer in der Mischung zu reduzieren und die Härte der hergestellten Agglomerate zu erhöhen. Die wässrige Mischung wird in dem Mischer durch umrühren in der Weise aufbereitet, daß die aufgefangenen und von dem Koksofen und gegebenenfalls dem Vorwärmer abgehenden Feinststoffe agglomeriert werden.

Zur Verbesserung der Agglomerierung werden die Mischungsbestandteile einschließlich des Wassers vorzugsweise zur Bildung einer wässrigen Mischung vorgemischt. Diese wässrige Mischung wird dann dem eigentlichen Mischer zugeführt, in dem die Feinststoffe einschließlich der freien Kohlenteerbestandteile agglomeriert werden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die mitgerissenen Feinststoffen und in dem Koksofen freigesetzte Kohlenteerbestandteile gesammelt und aufgefangen werden, und daß man diese Feinststoffe und die freigesetzten Kohlenteerbestandteile zur Bildung einer wässrigen Mischung mit Wasser mischt und die in der wässrigen Mischung vorhandenen Feinststoffe und freien Kohlenteerbestandteile zur Bildung von Agglomeraten agglomeriert. Bei einer derartigen Verfahrensweise werden agglomerierte Feinststoffe erhalten, die als gesondertes Nebenprodukt der Koksofenanlage verwendet werden können. Die agglomerierten Feinststoffe werden jedoch vorzugsweise einem Trockner zugeführt, um diese Feinststoffe derart aufzubereiten, daß sie wieder in das Koksofensystem zurückgeführt werden können, und zwar zusammen mit der neuen Kohlencharge, wobei gegebenenfalls der Vorwärmer zwischengeschaltet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schemadarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koksofensystems, und

Fig. 2 eine Schemadarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koksofensystems.

Fig. 1 zeigt in Form eines Schema- bzw. Blockbildes eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Koksofensystems. Dem System werden Kohlepartikel 1o zugeführt, die vorzugsweise eine maximale Partikelgröße von 6,4 mm haben, wobei der größte Anteil der Kohlepartikel vorzugsweise eine Partikelgröße von weniger als 3,2 mm hat. Die Kohlepartikel

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werden vorzugsweise durch Zerkleinern oder Mahlen in einem rotierenden Konusbrecher oder dergleichen und durch Naßsieben der Kohle erhalten. Die Kohlepartikel 1o werden vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 1o-15 % getrocknet.

Die Kohlepartikel werden einem Vorwärmer 11 zugeführt, in dem sie in etwa 5-8 Sekunden auf etwa 26o° C schnellerhitzt werden, und zwar vorzugsweise mit von dem Koksofen kommendem Abgas. Die vorerwärmten Kohlepartikel 12 werden dann dem Koksofen 13 zugeführt, der von üblicher Bauart ist. Die Kohlepartikel werden dem Koksofen 13 vorzugsweisen pneumatisch durch eine Förderleitung zugeführt. In dem Koksofen 13 werden die Kohlepartikel auf etwa 815 - 11o° C erhizt, wodurch einerseits die flüchtigen Kohlenteerbestandteile 14A abgetrieben und andererseits Hochofen- oder Gießereikoks 14B erzeugt wird.

In dem Vorerwärmer 11 werden infolge der extrem schnellen und hohen Erwärmung der feinen Kohlepartikel 1o beträchtliche von Luft getragene Partikelemissionen erzeugt. Der Feuchtigkeitsgehalt der Kohlenpartikel 1o führt dazu, daß einige Partikel praktisch während der schnellen Erwärmung explodieren und zersplittern. Die mitgerissenen Feinststoffe 15 aus dem Vorwärmer 11 werden aufgefangen und einem Staubabscheider 16 zugeführt, in dem die mitgerissenen Feinststoffe 17 von den gasförmigen Emissionen 18 abgeschieden werden. Die abgeschiedenen Feiststoffe werden häufig als Vorwärmfilterkuchen und Aschengruberückstände bezeichnet, und zwar in Abhängigkeit von der speziellen Abscheidetechnik in dem Staubabscheider bzw. Staubsammler 16. Der Staubabscheider bzw. Staubsammler 16 besteht vorzugsweise aus mehreren Abscheidezyklonen und damit kombinierten Naßreinigern, in denen die von den Zyklonen kommenden Feinststoffe in einer Aschengrube gesammelt bzw. aufgefangen werden, wobei dann die

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von den Naßreinigern stammenden Feinststoffe als Filterkuchen zusammengefaßt werden.

In vergleichbarer Weise werden von Luft getragenen Partikelemissionen 19 aus den Koksofen 13 durch eine Auslaßleitung ausgetragen und einem Staubabscheider bzw. Staubsammler 2o zugeführt, in dem mitgerissene Feinststoffe 21 als Filterkuchen und Aschengruberückstände gesammelt und von den gasförmigen Emissionen 22 abgeschieden werden. Auch der Staubabscheider bzw. Staubsammler 2o besteht vorzugsweise aus mehreren Zyklonabscheidern und zugeordneten Naßabscheidern. Die aus dem Koksofen 13 mitgerissenen Feinststoffe enthalten beträchtliche Mengen an flüchtigen Kohlenteerbestandteilen, die in dem Koksofen aus der Kohle freigesetzt werden. Auch die mitgerissenen Feinststoffe 23, die wesentliche Kohlenteerbestandteile enthalten, werden von dem Pechabscheider des Koksofens gesammelt. Die aufgefangenen mitgerissenen Feinststoffe haben die folgenden typischen Zusammensetzungen:

	Filterkuchen	Aschengrube-	Pechasche
Feuchtigkeitsgehalt⁽	⁺⁾ 5o.o%	2o.o	2o.o
Teer (ölgehalt der
Feststoffe⁽⁺⁺⁾	25.o%	31.2	41.4
% an Asche in
Feststoffen	17.3%	5.6	6.0

+ Feuchtigkeitsgehalt ist der auf das Gewicht bezogene Prozentsatz an Wasser des mitgerissenen Feinststoffstromes.

++ Auf das Gewicht bezogener Prozentsatz an mit Toluol extrahierbarem öl auf wasserfreier Basis.

+++ Gewichtsprozent auf öl- und wasserfreier Basis.

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Die aus dem Vorwärmer 11 stammenden mitgerissenen Feinststoffe 17 und die aus dem Koksofen 13 stammenden mitgerissenen und aufgefangenen Feinststoffe 21 und 23 werden einem geeignetem Mischer 25 zugeführt und darin gemischt. Die mitgerissenen Feinststoffe werden so miteinander vermischt, daß ausreichend freigesetzter Kohlenteer vorhanden ist, vorzugsweise 3 - 3o Gewichtsprozent, insbesondere 5 - 2o Gewichtsprozent, auf einer Naßbasis des mitgerissenen Feinststoffstromes, um in einer späteren Stufe des Prozesses eine ausreichende Agglomerierung zu gewährleisten. Der Ausdruck "freigesetzter Kohlenteer" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß der Kohlenteer durch Erwärmen einen freigesetzten Zustand erreicht, und zwar getrennt von oder parallel mit den Kohlepartikeln während der verschiedenen Stufen des Verkokens.

Ausreichend freigesetzter Kohlenteer ist in einer willkürlichen Mischung der von dem Koksofen und dem Vorwärmer mitgerissenen Feinststoffe vorhanden, wobei diese Mischung in einem typischen System einen Anteil von 8o% von den Zyklonabscheidern (d.h. Aschengruberückstände), 19% von den Naßreinigern (d.h. Filterkuchen) und 1% von dem Pechabscheider enthält. Wenn jedoch zuviel freigesetzter Kohlenteer vorhanden ist, um Agglomerate mit einer ausreichenden Härte herzustellen, die für eine Rückführung zum Koksofen oder dem Vorwärmer geeignet sind, können kontrollierte Mengen von Kohlepartikeln 1oA, die nicht freigesetzten Kohlenteer enthalten, zugesetzt werden, um den Anteil an freigesetztem Kohlenteer in der Mischung herabzusetzten. Der Mischer 25 wird vorzugsweise durch die zu dem im folgenden beschriebenen Mischer 27 führenden Förderpumpe gebildet, die dazu dient, vorzugsweise in kontrollierten Mengen aufgefangene Feinststoffkomponenten des Koksofens und des Vorwärmers zu transportieren und zu homogenisieren. Als den Mischer 25 bildende Pumpe wird infolge der Konsistenz der mitgerissenen und aufgefangenen Feinststoffe, die freige-

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setzten Kohlenteer enthalten, eine Pumpe für viskose Stoffe verwendet, beispielsweise eine Moyno-Pumpe oder eine Förderschnecke.

Die miteinander gemischten mitgerissenen Feinststoffe 26 werden dann vorzugsweise in dem Mischer 27 mit Wasser gemischt und darin dispergiert; zur Agglomerierung einer Wasserdispersion handelt es sich bei dem Mischer 27 um einen Mischer mit hoher Scherwirkung. Die Dispersion enthält vorzugsweise 5 - 4o, und insbesondere 15 - 25 %, mitgerissene Feinststoffe in Wasser. In dem Mischer 27 wird die Dispersion umgerührt und zu Agglomeraten mit einer Teilchengröße von weniger als 6,4 mm und hauptsächlich weniger als 3,2 mm agglomeriert. Die Intensität des Mischens und die Temperatur in dem Mischer 27 beeinflußt die notwendige Verweilzeit in dem Mischer und die Teilchengröße der Agglomerate. In dem Mischer wird vorteilhafterweise mit einer Temperatur von etwa 5o° C und einer Verweilzeit in der Größenordnung von 5 Sekunden bis zu einer Minute gearbeitet. Die Prozeßwärme kann durch den Wärmeinhalt der mitgerissenen Feinststoffe zugeführt werden, oder es kann zum Erreichen der notwendigen Temperatur Dampf eingeblasen werden. Für das individuelle System ist es notwendig, Erfahrungswerte zu sammeln, um die Agglomeratgröße und Agglomerathärte zu optimieren. Wenn es sich beispielsweise herausstellt, daß die Agglomerate bei einer Prozeßtemperatur von 5o C zu groß werden, kann die Temperatur erhöht werden, um die Viskosität und damit die Agglomeratgröße herabzusetzen. Alternativ kann die Menge an mitgerissenen Feinststoffen, die geringe Mengen an freigesetztem Kohlenteer enthalten, in der zugeführten Mischung erhöht werden, um die Agglomeratgröße und -härte herabzusetzen. Kohlepartikel 1oA können und werden vorzugsweise auch im Bereich des Mischers 25 in proportionalen Anteilen zugesetzt,

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um die Agglomeratgröße und -härte zu steuern. Wenn die Agglomerate zu klein oder zu hart sind, kann die Intensität des Mischens herabgesetzt werden, oder es kann die Menge an zugeführten Feinststoffen, die größere Mengen an freigesetztem Kohlenteer enthalten, in der zugeführten Mischung erhöht werden.

Als Mischer 27 mit hoher Scherwirkung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein ein Fassungsvermögen von etwa 23o Liter aufweisender Behälter verwendet werden, der mit einem eine Leistung von 11 kW aufweisenden Rührwerk ausgerüstet ist, das mit einer Drehzahl von 15oo ü/min. umläuft und einen Rührflügeldurchmesser von etwa 36 cm (Umfangsgeschwindigkeit = 28m/sec) hat, wobei mit einer 25%-igen Aufschlämmung gearbeitet werden kann. Es können auch drei in unterschiedlichen Höhenstellungen an der Rührwerkswelle montierte Turbinenräder und vier oder acht radialen Leitflächen (Stufenteilern) verwendet werden. Ein derartiges Mischervolumen wird zu einer Verweilzeit von etwa 2o Sekunden führen, was für einen Druchsatz von 1o t/Std. als ideal angesehen werden kann.

Hinter dem Mischer 27 wird die agglomerierte Mischung 28 einem Beruhigungs- oder Zwischenbehälter 29 zugeführt, der mit einem Rührwerk 3o versehen ist. Auf diese Weise erhält die Mischung eine zusätzliche Verweilzeit von 2-5 Minuten, um die Bildung der Agglomerate unter vermindertem Umrühren abzuschließen. In Abhängigkeit von dem Leistungsvermögen des zuvor beschriebenen Hochleistungsvermischer kann der mit dem Rührwerk 3o versehende Zwischenbehälter 29 überflüssig sein, so daß die agglomerierte Mischung 28 direkt dem Abscheider 32 zugeführt wird.

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Die agglomerierte Mischung 31 oder 28 wird einem Abscheider 32 zugeführt, der die agglomerierten mitgeführten Feinststoffe von dem Wasser aufgrund ihrer Korngröße und/oder Dichte abscheidet. Als Abscheider 32 wird vorzugsweise ein EntwässerungsSchwingsieb mit einer bevorzugten lichten Maschenweite von o,2 mm verwendet. Wenn es unerheblich ist, daß einige Feinpartikel wieder mit dem Wasser abgeführt werden, kann auch ein gröberes Sieb, beispielsweise mit einer lichten Maschenweite von o,5 mm, verwendet werden. Alternativ läßt sich auch ein anderes Sieb geeigneter Maschengröße verwenden, beispielsweise ein von DSM NV Vedernaldse Staatsmijnen auf den Markt gebrachtes Sieb.

Es lassen sich auch andere auf dem Markt befindliche Korngrößenabscheider verwenden, beispielsweise Schlämmapparate, Zyklone oder Spiralabscheider. Die agglomerierten mitgeführten Feinpartikel können auch in einem Absetzbehälter abgeschieden werden, in dem die Agglomerate, die die Neigung haben, zu flotieren, mit einer rotierenden Schaufel über einen Überlauf abgestrichen werden, während das Wasser und die nicht agglomerierten mitgeführten Feinstoffe, die die Neigung haben sich abzusetzen, durch den Bodenauslaß des Abscheiders 32 als Unterlauf 33 abgeführt werden, der im wesentlichen frei von mitgeführten Feinpartikeln und Agglomeraten ist. Dieser Unterlauf wird zum Zwecke des Mischens und Agglomerierens in der oben beschriebenen Weise wieder dem Mischer 27 zugeführt.

Die abgetrennten agglomerierten mitgeführten Feinpartikel können anschließend mittels einer (nicht dargestellten) Entwässerungsapparatur, beispielsweise einer Zentrifuge, weiterbehandelt werden, um das an den Agglomeraten adsorbierte Wasser zu entfernen. Dieses abgeschiedene Wasser wird zum Zwecke der

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Wiederverwendung zum Mischer 27 zurückgeleitet. Eine derartige Entwässerungsapparatur ist jedoch nicht unbedingt erforderlich.

Die agglomerierten mitgeführten Feinpartikel 34 können als selbständiges Handelsprodukt verwendet werden. Die abgetrennten agglomerierten mitgeführten Feinpartikel 34 werden jedoch vorzugsweise in einem Trockner 35 auf eine Temperatur von etwa 26o C erwärmt, und durch Oxidation, Hydrolyse, Polymerisation und dergleichen zu einer gehärteten Masse aufbereitet. Zu diesem Zweck wird in bevorzugter Weise ein Flachbett-Schwingtrockner verwendet, wie er von Jeffrey hergestellt wird. Im allgemeinen ist der Trockner 35 auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 25 % ausgelegt. Dieses gilt als experimentell festgestellter Maximalwert bei einem stationären 8-Zoll-Siebboden. Wenn der Abscheider 32 ein Entwässerungsschwingsieb enthält, kann ein typischer Feuchtigkeitsgehalt in den abgeschiedenen agglomerierten mitgeführten Feinpartikeln 34 in der Größenordnung von 1o - 15 % erwartet werden.

Die Verweilzeit in dem Trockner 35 beträgt vorzugsweise mehr als 3o Sekunden, wobei eine Verweilzeit bis zu etwa einer Stunde ins Auge gefaßt werden kann; die übliche Verweilzeit sollte in der Größenordnung von 5 - 2ο Minuten liegen. Das Erwärmen erfolgt nicht so schell wie in dem Vorwärmer 11, so daß die agglomerierten mitgeführten Feinpartikel "aufbereitet" werden, bevor sie dem Vorwärmer 11 oder alternativ dem Koksofen 13 zugeführt werden. Durch eine derartige Aufbereitung werden die Agglomerate im wesentlichen gehärtet, wobei die Bruchneigung und die Emissionsbildung bei oder während der Zuführung der Agglomerate zu dem Vorwärmer durch Abscheiden von flüchtigen Bestandteilen 37 (insbesondere Wasser) herabgesetzt werden. Die flüchtigen Bestandteile 37 können gegebenenfalls gesammelt und in einem (nicht dargestellten) Staubsammler bzw. Staubabscheider abgetrennt werden, während die mitgeführten Fein-

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partikel 38 wieder in den Mischer 25 zurückgeführt werden. Die getrockneten Agglomerate 36 können zusammen mit den Kohlepartikeln 1o dem Vorwärmer 11 zugeführt werden und anschließend in der oben beschriebenen Weise in dem Koksofen zu Koks verarbeitet werden.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Koksofensystems dargestellt, bei dem die Agglomeration unter trockenen Bedingungen durchgeführt wird. Bei der Beschreibung dieser abgewandelten Ausführungsform sind für entsprechende Vorrichtungsteile die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1, und zwar jeweils unter Hinzufügung eines Strichindexes .

Die Kohlepartikel 1o' werden in der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weise hergestellt, so daß sie eine entsprechende Korngröße haben. Diese Kohlepartikel werden dem Vorwärmer 11' zugeführt und darin erwärmt. Die vorerwärmten Kohlepartikel 12' werden anschließend dem Koksofen 13" zugeführt, in dem sie in der beschriebenen Weise zu flüchtigen Kohlenteerbestandteilen 14A¹ und zu Hochofen- bzw. Gießereikoks 14B¹ aufbereitet werden. Die mitgeführten Feinststoffe 17' und 21' werden in Staubabscheidern bzw. Staubsammlern 16" und 2o' abgeschieden und aufgefangen und gegebenenfalls zusammen mit dem Austrag 23' des Teerabscheiders durch den Mischer 25' einem Mischer 27¹ zugeführt.

In dem Mischer 27' werden die mitgeführten Feinststoffe zur Bildung von Agglomeraten umgerührt, und zwar vorzugsweise unter schonenden Bedingungen. Für diesen Zweck besonders geeignete Mischer sind zweiarmige Knetmischer, Mischtrommeln bzw. Knetmaschinen, Schaufelmischer, Knetwerke und dergleichen.

Die mitgeführten Feinststoffe werden gewöhnlich zuviel frei-

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gesetzten Kohlenteer enthalten. Um dem entgegenzuwirken, werden dem Mischer 27' gewöhnlich Kohlepartikel 1oA' zugesetzt, die vorzugsweise mit den mitgeführten Feinststoffen in dem Mischer 25' vermischt werden. Um eine gute Agglomeration zu gewährleisten, sollen die mitgeführten Feinststoffe vorzugsweise 3 - 3o Gewichtsprozent, insbesondere 2o Gewichtsprozent, des gesamten durch den Mischer geführten Materiales ausmachen. Die Verweilzeit in dem Mischer beträgt vorzugsweise 2-15 Minuten.

Die agglomerierten mitgeführten Feinpartikel 34' werden dann dem Trockner 35' zugeleitet, in dem die Agglomerate in der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Weise erwärmt und aufbereitet werden. Die auf diese Weise aufbereiteten agglomerierten mitgeführten Feinpartikel 36' werden dann wieder in das Koksofensystem zurückgeführt und zwar vorzugsweise zuerst dem Vorwärmer 11 zugeführt.

Ein Koksofensystem dieser Art ist fast vollständig in sich geschlossen. Die Emissionen in die Atmosphäre betragen ein Minimum, und es entstehen keine Abwässer. Aus diesem Grunde brauchen auch nur geringe Mengen an Aufbereitungswasser 39 zugesetzt werden, um für den Fall, daß die Agglomeration in einem wässrigen Medium erfolgt, den notwendigen Betriebszustand zu gewährleisten. Des weiteren brauchen dem System keine zusätzlichen Komponenten, etwa Wärme, zugeführt zu werden, Von wesentlicher Bedeutung ist es, daß im wesentlichen die gesamte dem System zugeführte Kohle mit einem minimalen Vorrichtungs- und Betriebsaufwand zu Koks verarbeitet wird.

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Claims

28QQ541 Patentansprüche

1. Anlage zur Erzeugung von Koks in einem Koksofen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sammler (2o, 2ο¹) zum Auffangen und Sammeln von abgehenden Feinststoffen und für die in dem Koksofen (13, 13") freigesetzten Kohlenteerbestandteile und einen Mischer (27, 27¹) enthält, der dazu dient, die mitgerissenen Feinststoffe und Kohlenteerbestandteile gemeinsam zur Bildung einer wässrigen Mischung mit Wasser zu mischen und die Feinststoffe und die Kohlenteerbes tandteile zu Agglomeraten zu agglomerieren.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Abscheider (32) zum Abscheiden der gebildeten Agglomerate aus der wässrigen Mischung enthält.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Trockner (35, 35') zur Aufbereitung der gebildeten und wieder dem Koksofen (13, 13¹) zuzuführenden Agglomerate enthält.

4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fördereinrichtung zum Zuführen der Agglomerate zum Koksofen enthält.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Vorerwärmen der Kohle auf mindestens 26o° C einen dem Koksofen (13, 13') vorgeschalteten Vorwärmer (11, 11') aufweist, dem ein Sammler (16, 16') zum Auffangen und Sammeln von den Vorwärmer (11, 11') verlassenden Feinststoffen zugeordnet ist, und daß dieser Sammler ebenfalls an den Mischer (27, 27') angeschlossen ist.

ORSGlMAL INSPECTED

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6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischer (27, 27') ein Vormischer (25, 25") vorgeschaltet ist, um die von dem Vorwärmer (11, 11') kommenden Feinststoffe mit den von dem Koksofen (13, 13¹) kommenden Feinststofen und den in dem Koksofen freigesetzten Kohlenteerbestandteilen vorzumischen.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Vormischer (25, 25') eine Beschickungsleitung zum Zuführen von feinzerteilten Kchlepartikeln angeschlossen ist.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vorwärmer (11, 11') ein Zerkleinerer und Abscheider vorgeschaltet ist, in dem zugeführte Stückkohle in eine Masse feinzerteilter Kohlepartikel bestimmter Korngröße zerkleinert und klassiert wird, und daß der Vorwärmer (11, 11') über eine pneumatische Förderleitung mit dem Koksofen (13, 13') in Verbindung steht, um dem Koksofen vorerwärmte feinzerteilte Kohlepartikel zuzuführen.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß dem Vorwärmer (11, 11') ein Trockner (35, 35') zum Trocknen und Aufbereiten der dem Vorwärmer zuzuführenden und in dem Mischer (27, 27') gebildeten Agglomerate vorgeschaltet ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Zerkleinerer und Abscheider enthält, um Stückkohle zu einer Masse von feinzerkleinerten Kohlepartikeln bestimmter Korngröße zu zerkleinern und

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zu klassifizieren, und daß dieser Zerkleinerer und Abscheider an den Mischer (27, 27") angeschlossen ist, um diesem Mischer (27, 27') zusätzlich bestimmte Mengen dieser feinzerkleinerten Kohlepartikel zuführen zu können.

11. Verfahren zum Agglomerieren von mit Koksofenabgasen abgehenden Feinststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feinststoffe und in dem Koksofen freigesetzte Kohlenteerbestandteile gesammelt und aufgefangen werden, und daß man diese Feinststoffe und die freigesetzten Kohlenteerbestandteile zur Bildung einer wässrigen Mischung mit Wasser mischt und die in der wässrigen Mischung vorhandenen Feinststoffe und freien Kohlenteerbestandteile zur Bildung vcn Agglomeraten agglomeriert.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die von einem dem Koksofen vorgeschalteten Vorwärmer abgehenden Feinststoffe sammelt und zur Bildung einer wässrigen Mischung mit den von dem Koksofen abgehenden Feinststoffen und freien Kohlenteerbestandteilen mischt, wobei man die in der wässrigen Mischung vorhandenen Feinststoffe zusammen mit dem freien Kohlenteerbes tandteilen agglomeriert.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12 dadurch gekennzeichnet, daß man die gebildeten Agglomerate von der wässrigen Mischung trennt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die gebildeten Agglomerate vor der Zufuhr zum Koksofen trocknet.

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15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem Vorwärmer abgehenden und aufgefangenen Feinststoffe mit den von dem Koksofen stammenden Feinststoffen und freien Kohlenteerbestandteilen miteinander vormischt und dann daraus die wässrige Mischung herstellt.

Koksofenprodukt dadurch gekennzeichnet, daß es aus von den Koksofenabgasen mitgerissenen Feinststoffen und den in dem Koksofen freigesetzten Kohlenteerbestandteile in der Weise hergestellt ist, daß man diese Feinststoffe die freien Kohlenteerbestandteile und Wasser zur Bildung einer wässrigen Mischung vermischt, diese Mischung zur Bildung von Agglomeraten aus diesen Feinststoffen und den freien Kohlenteerbestandteile agglomeriert und diese Agglomerate aus der wässrigen Mischung abscheidet.

17. Koksofenprodukt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es durch Trocknen der abgeschiedenen Agglomerate gebildet ist.

809829/0729