DE2842425A1

DE2842425A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von heissbriketts

Info

Publication number: DE2842425A1
Application number: DE19782842425
Authority: DE
Inventors: Henri Birscheidt; Yves Dipl Ing Brasseur; Horst Dungs; Fritz Ferdinand; Heinrich Dr Weber
Original assignee: MECANARBED; Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: MECANARBED; Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1978-09-29
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1980-04-17
Also published as: DE2842425C2; US4248603A; GB2035370B; JPS5739680B2; GB2035370A; JPS5548292A

Description

Patentanmeldung

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MECAN-ARBED S.a.r.l., Luxembourg

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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Heißbriketts.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Heißbriketts unter Verwendung eines Brikettiergutes aus nicht backenden Komponenten wie Schwelkoks aus Steinkohle und/oder Braunkohle, Koksgrus und/oder Petrolkoks und backender Fettkohle bei Temperaturen zwischen 430 und 540 ⁰C und anschließender Nachhärtung und Kühlung der Preßlinge und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Heißbriketts auf der Basis des Zweikomponenten-Verfahrens entwickelt worden. Es ist bekannt, diese Briketts, deren Verfestigung unmittelbar nach dem Pressvorgang noch nicht abgeschlossen ist, bei oder etwas unterhalb der jeweiligen Preßtemperatur zu tempern und hierdurch eine wesentliche Steigerung der Punktdruckfestigkeit der Formlinge zu erzielen, wobei die Mindestdauer der Temperung in Minuten (t) bei einer mittleren Temperatur der Temperung in ⁰C (T) nach der Beziehung t = 2 000/ (T-390) gewählt wird., jedoch mehr als 30 Minuten beträgt. (DT AS 1 915 905)

Die Temperung der Preßlinge wird nach der genannten Schrift weiterhin unmittelbar nach der Verformung in einer Atmosphäre durchgeführt, die weniger als 3 % Sauerstoff enthält.

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Bei der Durchführung dieses .Verfahrens bereitet es jedoch immer wieder Schwierigkeiten, den Sauerstoffgehalt in den Härtebunkern zu kontrollieren · Es wurde bisher die Abdichtung gegenüber der Außenluft dadurch erreicht, daß man unterhalb der Schicht der Preßlinge während der Temperung Wasser eingesprüht hat, und daß der Wasserdampf sowohl nach außen als auch zum Teil durch die Schüttung der Preßlinge hindurchströmt und daß somit ein Eindringen von Luft mehr oder weniger verhindert wurde.

Als nachteilig hat sich hierbei erwiesen, daß der unten austretende z.T. mit Fe sirsiroff teilchen beladene Wasserdampf die Umwelt belastet. Außerdem wird das bei der Temperung entstehende *

Das bei der Temperung entstehende Gas mußte bisher beim Austritt oben aus dem Temperbehälter abgefackelt oder, wenn es so weit verdünnt war, daß es nicht mehr brennfähig war, einfach in die Atmosphäre geleitet werden.

Eine Nutzbarmachung des an sich hochwertigen Entgasungsgases war demnach nicht möglich.

Bei den zur Zeit angewandten Verfahren zur Herstellung von Heißbriketts werden die verfestigten Heißbriketts durch Tauchung und/oder Wasserbebrausung abgekühlt. Der bei der Abkühlung durch Bebrausung auf Bändern oder in offenen Behältern entstehende Wasserdampf und alle von ihm mitgerissenen Feststoffe und Gase gelangen direkt in die Luft und führen ebenfalls zur Belastung der Umwelt.

Andererseits wird das Wasser, in das die nachgehärteten Preßlinge bei der anderen Art der Kühlung getaucht werden, stark verschmutzt und muß durch aufwendige Reinigungsvorgänge wieder gesäubert werden.

* hochwertige Starkgas durch Wasserdampf und Rauchgase, die aus der Verbrennung mit der eingezogenen Luft entstehen, verdünnt.

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Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Verfahren der eingangs definierten Art vorzuschlagen, bei dem die genannten Umweltschutzprobleme gelöst werden und eine möglichst umfangreiche Rückgewinnung der ins Freie gelangenden Heizgase und der bisher nicht genutzten Wärme-Energie erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Preßlinge nach Verlassen der Brikettpresse in einem geschlossenen System von mehreren Kammern, die gasseitig miteinander kommunizieren, getempert und nachentgast werden und die in den einzelnen Kammern anfallenden, zum Teil wechselnden Gasmengen mit ein und demselben Überdruck geschlossen abgeführt werden.

Bei diesem erfindungsgemäßen Vorschlag werden die Heißbriketts praktisch bei dem gesamten Transport zur und von der Nachhärtung und während der Temperung in luft- und gasdichten Räumen gehalten, so daß keinerlei Emissionen ins Freie gelangen.

Besonders günstig ist es, wenn nach der Brikettierung die Temperung der Preßlinge bei Temperaturen bis max. TOO ⁰C unterhalb der Preßtemperatur ohne zusätzliche Wärmezufuhr durchgeführt wird und ein überwiegend aus Wasserstoff, Methan und A'than bestehendes Reichgas erzeugt und aus allen gefüllten Kammern mit ein und demselben Druck abgezogen wird.

Bei dieser Art der Temperung besitzen die Preßlinge am Ende der Temperung einen Restflüchtigengehalt von ca. 7,5 % und es hat sich gezeigt, daß dieses Produkt vorzüglich als Hochofenbrennstoff eingesetzt werden kann.

Man kann aber auch im Rahmen der Erfindung während der Temperung die Temperatur der Preßlinge durch Einbringung von kontrollierten Mengen an Sauerstoff oder 0₂-haltigen Gasen in die Kammern anheben, so daß die Preßlinge in verstärktem Ausmaß entgast und ein teilverbranntes Gas mit erhöhtem CO₂- und CO-Gehalt erzeugt und abgezogen wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Qualität der Koks formlinge bezüglich des Gehaltes an flüchtigen Bestandteilen im Hinblick auf die Weiterverwendung günstig zu beeinflussen.

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So kann z.B. ein Produkt mit 1,5 % Restflüchtigen erzeugt werden, welches als Elektrodenkoks verwendet werden kann.

Erfindungsgemäß sollte der Gasdruck in den Kammern von 0 - 50 mm WS, vorzugsweise 5-10 mm WS eingestellt werden.

Als besonders energiewirtschaftlich und umweltfreundlich hat es sich erwiesen, wenn man die Preßlinge nach der Temperung unter Luftabschluß in einen geschlossenen Kühlbehälter gibt und dort mit Wasser besprüht und den entstehenden Wasserdampf mit Überdruck nach unten abzieht.

Der anfallende Wasserdampf kann vorteilhaft in der Anlage als Begleitheizdampf bei der Reinigung des bei der Mischung der einzelnen Kohlekomponenten vor der Brikettpresse anfallenden staubbeladenen Gases verwendet werden. Alle teerführenden Rohrleitungen können mit dem gewonnenen Dampf beheizt werden, so daß Anbackungen und Verstopfungen innerhalb der Leitungen vermieden werden.

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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß im Gegensatz zu den bisher üblichen mehreren vertikal und getrennt voneinander angeordneten Härtebunkern, die nacheinander mit Heißbriketts gefüllt und entleert werden, das Härtesystem aus einem einzigen würfelförmigen Behälter besteht,von dem eine Ecke nach unten geneigt ist und der durch parallel zur geneigten Außenfläche angeordnete Wände in mehrere schmale Kammern unterteilt ist und der über einer oberen Seitenkante einen Kanal zur Beschickung der Heißbriketts und zur Abführung der bei der Temperung entstehenden Gase und diagonal gegenüberliegend zum Beschickungskanal unter einer unteren Seitenkante einen Entleerungskanal für die nachgehärteten Preßlinge besitzt.

Durch die starke Neigung der Boden- und Seitenflächen der einzelnen Kammern ist vorteilhafter Weise ein selbständiges Nachrutschen der Preßlinge gewährleistet.

Es hat sich nun als günstig erwiesen, daß die Neigung der Boden- und Seitenflächen der einzelnen Kammerwände etwa 45° trägt. Man kann jedoch auch mit geringeren Winkelneigungen arbeiten, wenn das Fließverfahren der Heißbriketts dieses zulassen, bzw. erfordern sollte.

Die Vorteile der Anordnung von mehreren schmalen Kammern in dem würfelförmigen Behälter liegen in der kompakten, raum- und materialsparenden Bauweise, wobei im Vergleich zu den herkömmlichen Einzelbehältern hierbei praktisch nur Außenwände für einen Behälter und sonst nur Zwischenwände erforderlich sind.

Ein weiterer Vorteil gemäß der Erfindung ist das Fehlen von aufwendigen Wendeleinbauten in den einzelnen Bunkerkammern. Bei den bisher vertikal angeordneten Härtebunkern mußten aufwendige Rutschwendeln installiert werden, um beim Einfüllen der Briketts aufgrund der noch nicht abgeschlossenen Verfestigung der Formlinge ein Auseinanderbrechen bei der hohen Fallhöhe der Heißbriketts zu vermeiden. Bei der bei dem neuen Bunkersystem vorgeschlagenen Neigung der Boden- und Seitenflächen rutschen die Heißbriketts sehr vorsichtig nach und der entstehende Abrieb ist sehr gering.

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Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß jeweils nur eine gasdichte Einrichtung am Eintrittspunkt der Briketts in den Heißgutförderer - nach der Brikettpresse - und am Austrittspunkt aus dem Entleerungskanal angeordnet ist wobei die Absperrorgane zur Steuerung des Brikettransportes oberhalb und unterhalb jeder einzelnen Kammer nicht gasdicht ausgeführt sind.Es werden also insgesamt für alle Kammern nur 2 gasdichte Einrichtungen benötigt, die aufgrund der schwierigen Konstruktion insbesondere bei den hohen Temperaturen von ca. 500 ⁰C einen erheblichen finanziellen Aufwand erfordern und leicht zu Betriebsstörungen führen können. Für die Absperrorgane an jeder einzelnen Kammer können erheblich preiswertere und einfachere Roste, Klappen oder Schieber gewählt werden.

Eine Besonderheit des vorgeschlagenen Bunkersystems ist es, daß der Beschickungskanal gleichzeitig auch Gassammelleitung ist und daß nach der Gasabzugsstelle nur ein einziger Druckregler zur Regulierung der in den verschiedenen Härtekammern abhängig vom jeweiligen Zeitpunkt der Temperung unterschiedlich anfallenden Gasmengen vorhanden ist. Auf diese Weise ist es möglich, in jeder Kammer und zu jedem Zeitpunkt den gleichen leichten Überdruck einzuhalten.

Die Einheit von Beschickungskanal und Gassammelleitung ist auch aus dem Grunde günstig, weil eventuelle Verkrustungen und Anbackungen an den oberen Öffnungen der Kammern hervorgerufen durch das abströmende Rohgas - bei jedem Einfüllen der Preßlinge durch dieselben öffnungen - wieder beseitigt werden. Durch das trockene und heiße Schüttgut werden alle Ansätze bei jedem Füllvorgang wieder abgerieben.

Außerdem verhindert die hohe Temperatur von etwa 500 ⁰C der ankommenden Formlinge weitgehend eine Kondensat- und Korrosionsbildung.

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Das vorgeschlagene kombinierte Verfahren der Nachhärtung/ Kühlung von Heißbriketts bringt gegenüber den bisher bekannten Verfahrensschritten wesentliche Vorteile, insbesondere auf dem Gebiet des Umweltschutzes. Das bei der Temperung der, Briketts entstehende Starkgas wird auf einfache Art und Weise gewonnen. Außerdem wild die bei d.er .Kühlung der Heißbriketts freiwerdende Wärme über Dampferzeugung sinnvoll genutzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu seiner Durchführung werden im folgenden beispielsweise mittels der beigefügten Schemazeichnungen in den Figuren 1 bis 3 erläutert.

Es zeigen in schematischer Darstellung:

Figur 1 die Anordnung der vollständigen Anlage,

Figur 2 das würfelförmige Bunkersystem mit Beschickungs- und Eritleerungskanal,

Figur 3 das Entleerungssystem mit darunter angeordnetem geschlossenem Kühlbehälter.

Nach einem dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren werden unter Verpressen eines Brikettiergutes auf der Walzenpresse 1 aus nicht erweichenden Feststoffen und backender Kohle bei einer Temperatur von 430 bis 540 ⁰C Heißbriketts erzeugt. Die Heißbriketts werden in dem ausgeführten Beispiel über ein Wabengurtband 2, ein gasdichtes Zellenrad 4 und einen bereits unter Luftabschluß und leichtem Oberdruck stehendem gasdicht gekapseltem Heißgutförderer 3 dem Härtesystem zugeführt. Das Härtesystem besteht erfindungsgemäß aus einem einzigen, würfelförmigen Behälter 6, der durch parallel angeordnete Wände 6a in mehrere Kammern 6b unterteilt ist. Der würfelförmige Behälter 6 ist auf einem dreibeinigen Traggestellt 20 (Figur 2 und 3) so angeordnet, daß eine Ecke des Würfels nach unten zeigt und dadurch die Boden- und Seitenflächen 6a/6c der einzelnen Kammern 6b stark geneigt sind. Auf'diese Weise ist ein selbstän-

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diges Nachrutschen der Formlinge gewährleistet. Die Heißbriketts werden nach Verlassen des Heißgutförderers 3 über die Rutsche 5a in den an der oberen Seitenkante des würfelförmigen Behälters 6 angeordneten Beschickungskanal 5 befördert und gelangen nach Betätigung der Absperrorgane 7 in eine der jeweils vorgesehenen Kammern 6b. .

Im Normalfall wird das Härtesystem in der Reihenfolge "Füllen, Temperung ohne Feststoffbewegung, Entleeren" gefahren. Dafür werden mindestens 3 Kammern benötigt. Bei Temperung mit Feststoffbewegung sind auch weniger Kammern möglich. Die Entleerung der einzelnen Kammern erfolgt durch öffnen der Absperrorgane 8 am Boden der einzelnen Kammern, über den Entleerungskanal 9 und das gasdichte Zellenrad 10.

Das während der Temperung der Heißbriketts in den Bunkerkammern 6b freiwerdende Entgasungsgas strömt entgegen der Transportrichtung der Heißbriketts durch die als Roste ausgebildeten Absperrorgane 7 und den Beschickungskanal 5 über den Abzug 11 aus dem Härtesystem und wird gemeinsam mit dem über Leitung 12 aus dem Heißgutförderer 3 abgezogenen Gas über Lei-"tung 12a zur Weiterverwendung abgeleitet.

Die Regelung der anfallenden Starkgasmenge und des gleichmäßigen leichten Gasüberdruckes im Härtesystem erfolgt über einen einzigen (nicht dargestellten) Druckregler in Leitung 12a.

In Figur 1 ist eine Kühlung der Heißbriketts nach Verlassen des Zellenrades 10 schematisch dargestellt. Die getemperten Heißbriketts fallen in ein Wassertauchbecken 15,aus dem sie mit einem Transportband 13 herausgefördert werden, wobei eine eventuell erforderliche Nachbrausung über die Brausevorrichtung 14 erfolgt. Die erfindungsgemäße Kühlung in einem direkt an das Härtesystem angekoppelten geschlossenen Kühlbehälter 16

_ω ist in Figur 3 dargestellt.

~* Während im Beispiel nach Figur 1 die Abführung der getemperten ^ Heißbriketts über das gasdichte Zellenrad 10 kontinuierlich er- _* folgte, wird die Entleerung der einzelnen Kammern 6b in dem ge- ^ schlossenen Kühlbehälter 16 (Figur 3) nach erfolgter Temperung diskontinuierlich in sehr kurzer Zeit durchgeführt.

Durch öffnen der gasdicht schließenden Absperrarmatur 21 läuft der heiße Inhalt (400 - 500 ⁰C) aus der jeweils infrage kommenden Bunkerkammer 6b in ca. 1 Minute in den unterhalb des Härtebunkers 6 angeordneten Löschburiker 16. Nach Schließen der Absperrarmatur 21 wird über ein

Düsensystem 22 Wasser in den Löschbunker, 16. gespritzt und die Heißbriketts in kurzer Zeit auf 150 bis 200 ⁰C gekühlt. Während des Löschvorganges ist die Absperrarmatur 17 unterhalb des Bunkers 16 dicht verschlossen. Der bei der Abkühlung entstehende Wasserdampf wird über Leitung 18 druckgeregelt (ca. 0,5 bis 3 bar) abgezogen und anderweitig genutzt. Nach kurzer Zeit wird die Armatur 17 geöffnet und die schon weitgehend abgekühlten Heißbriketts über ein Förderband 19 abgezogen und falls erforderlich, anschließend durch Wasserbebrausung (ähnlich wie in Figur 1 gezeigt) auf die erforderliche Verladetemperatur gekühlt.

Beispiel für eine Verwendungsart der Erfindung:

Auf der Walzenpresse 1 werden 30 t/h (- 50 m^s/h) Heißbriketts produziert, die über das Wabengurtband 2, Zellenrad 4 und Heißgutförderer 3 dem Härtebunkersystem zugeführt werden. Der würfelförmige Bunker 6 hat die Abmessungen 7,2 χ 7,2 χ 7,2 m und ist in diesem Fall in 4 Bunkerkammern 6b mit den Abmessungen 7,2 χ 7,2 χ 1,8 m (V <s 90 m³) unterteilt. Die Kammern werden in dem folgenden Arbeitsrhythmus gefahren:

1. Kammer: Füllen: 1,5 h

2. Kammer: Temperung ohne

Feststoffbewegung:1,5 h

3. Kammer: Entleeren: 1,5· h

4. Kammer: Steht leer als Reserve

Bei dieser Anordnung beträgt die Dauer der Temperung ca. 3 h, wobei die Bunker jeweils mit ca. 75 m³ Briketts gefüllt werden.

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Eine typische Heißbrikettanalyse vor Eintritt in den Härtebunker ist folgende:

Stückgröße:	50 cm³
Flüchtige:	9,0 %
Asche:	7,0 I
C fix:	84,5 %
Punktdruck
festigkeit:	1 200 N

Nach der Temperung vor Eintritt in die Kühlung 16 hat das Brikett die folgende Analyse:

Flüchtige:	7,5 %
Asche:	7,0 %
C fix:	85,5 %
Punktdruck
festigkeit:	2 600 N

Im Durchschnitt wird pro Stunde über die Leitung 12 die folgende Gasmenge abgezogen:

Menge: 450 m³/h

Heizwert: 21000 kJ/m³

Bei der Kombination Nachhärtung/Kühlung werden die Briketts von 450 ⁰C auf 180 ⁰C abgekühlt, wobei pro Bunkerkammer aus 45 t Heißbriketts eine Dampfmenge von ca. 7 t bei einem Druck von ca. 2 bar (Sattdampf) gewonnen wird.

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Claims

- yf- Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Heißbriketts unter Verwendung eines Brikettiergutes aus nichtbackenden Komponenten wie Schwelkoks aus Steinkohle und/oder Braunkohle, Koksgrus und/oder Petrolkoks und backender Fettkohle bei Temperaturen zwischen 430 und 540 ⁰C und anschließender Nachhärtung und Kühlung der Preßlinge, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge nach Verlassen der Brikettpresse in einem geschlossenen System von mehreren Kammern die gasseitig miteinander kommunizieren, getempert und nachentgast werden und die in den einzelnen Kammern anfallenden, zum Teil wechselnden Gasmengen mit ein und demselben Überdruck geschlossen abgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Brikettierung durch eine Temperung der Preßlinge bei Temperaturen bis max. 100 ⁰C unterhalb der Preßtemperatur ohne zusätzliche Wärmezufuhr ein überwiegend aus Wasserstoff, Methan und Äthan bestehendes Reichgas erzeugt und abgezogen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Temperung die Temperatur der Preßlinge durch Einbringen von kontrollierten Mengen an Sauerstoff oder O₂-haltigen Gasen in die Kammern angehoben wird, die Preßlinge in verstärktem Ausmaß entgast werden und ein teilverbranntes Gas mit erhöhtem CO₂ - und CO-Gehalt erzeugt wird und abgezogen wird.

4. Verfahren nach den Ansprücheni bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in den Kammern von 0 bis 50 mm WS, vorzugsweise 5 bis 10 mm WS eingestellt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßlinge nach der Temperung unter Luftabschluß in einen geschlossenen Kühlbehälter gegeben und dort mit

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Wasser besprüht werden und der entstehende Wasserdampf mit Überdruck nach unten abgezogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der anfallende Wasserdampf aus dem Kühlbehälter als Begleitheizdampf bei der Reinigung des in der Anlage anfallenden Gases verwendet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtesystem aus einem einzigen würfelförmigen Behälter

(6) besteht,von dem eine Ecke nach unten geneigt ist und der durch parallel zur geneigten Außenfläche angeordnete
Wände (6a) in mehrere schmale Kammern (6b) unterteilt
ist und der über einer oberen Seitenkante einen Kanal
(5) zur Beschickung der Heißbriketts und zur Abführung der bei der Temperung entstehenden Gase und diagonal
gegenüberliegend zum Beschickungskanal (5) unter einer unteren Seitenkante einen Entleerungskanal (9) für die nachgehärteten Preßlinge besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Boden- und Seitenflächen (6a/6c) der einzelnen Kammerwände etwa 45° beträgt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur eine gasdichte Einrichtung am Eintrittspunkt (4) der Briketts in den Heißgutförderer (3) und am Austrittspunkt (10/21) aus dem Entleerungskanal (9) angeordnet istjwobei die Absperrorgane (7/8) zur Steuerung des Brikettransportes oberhalb und unterhalb jeder einzelnen Kammer (6b) nicht gasdicht ausgeführt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Druckregler zur Regulierung der in den verschiedenen Härtekammern unterschiedlich anfallenden Gasmengen vorhanden ist.

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