DE2938935A1 - METHOD FOR BRIKETTING GRAINY HEATING MATERIALS, IN PARTICULAR COAL - Google Patents
METHOD FOR BRIKETTING GRAINY HEATING MATERIALS, IN PARTICULAR COALInfo
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Description
Dirt.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAI. B. HANSEN ARABEUASTRASSE 4 (S1F.RNHAUS) ■ D-OOOO MO N C H E N 81 ■ T E LE FO N (089) 911087 . TE IE X 0529619 (PATH C)Dirt.-ING. K. FOCHSLE DR. RER. NAI. B. HANSEN ARABEUASTRASSE 4 (S1F.RNHAUS) ■ D-OOOO MO N C H E N 81 ■ T E LE FO N (089) 911087. TE IE X 0529619 (PATH C)
32 56832 568
1. Központi Banyaszati Fejlesztesi Intezet Budapest / Ungarn1. Központi Banyaszati Fejlesztesi Intezet Budapest / Hungary
2. Köolaj- es Földgazbanyaszati Ipari Kutato Laboratorium, Budapest / Ungarn2. Köolaj- es Földgazbanyaszati Ipari Kutato Laboratory, Budapest / Hungary
Verfahren zum Brikettieren von körnigen Heizmaterialien, insbesondere Kohle Process for the briquetting of granular heating materials , in particular coal
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brikettieren von körnigen Heizmaterialien, insbesondere Kohle.The invention relates to a method for briquetting granular heating materials, in particular coal.
Das unter Verwendung von Bindemitteln vorgenommene Brikettieren unterschiedlicher Kohlematerialien wird gegenwärtig fast ausschließlich durch Zumischen von Bitumen und/oder Pech durchgeführt. Das Bindemittel wird dem Kohlegemisch in gemahlenem oder flüssigem Zustand zugegeben. Die Menge an Bindemittel hängt von der Art der Kohle und der Herstellungstechnologie ab und liegt zwischen 7 und 15%. Ein Bindemitteleinsatz in dieser Menge ist sowohl feuerungstechnisch wie auch unter dem Aspekt des Umweltschutzes ungünstig, da die Feuerungsanlagen verrußen und eine starke Rauchentwicklung unvermeidbar ist. Für die gegenwärtig üblichen Brikettierungsverfahren wäre die Verwendung von Bindemitteln mit einem Erweichungspunkt von etwa ?O-75°CBriquetting of various carbon materials using binders is now becoming almost exclusive carried out by adding bitumen and / or pitch. The binder is the coal mixture in ground or liquid state added. The amount of binder depends on the type of coal and the production technology is between 7 and 15%. The use of binder in this amount is both from a combustion engineering point of view and from the aspect the environmental protection is unfavorable, since the combustion systems soot and a strong smoke development is unavoidable. For the Briquetting processes currently in use would be the use of binders with a softening point of about? O-75 ° C
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optimal, jedoch ist das Verladen, Lagern und Mahlen dieser Bindemittel besonders in der warmen Jahreszeit recht schwierig. Auch treten infolge Verklebens der Vorrichtungen häufig Betriebsstörungen auf, die nicht selten zu Produktionsausfällen führen.optimal, however, is the loading, storage and grinding of these Binders quite difficult, especially in the warm season. Operational malfunctions also frequently occur as a result of the devices sticking together which not infrequently lead to production losses.
Durch Einsatz von Bindemitteln mit einem höheren Erweichungspunkt (zum Beispiel BB-85, BB-95) können diese Betriebsstörungen zum Teil vermieden werden. Derartige Bindemittel sind jedoch bei der im Malaxeur (Dampfkneter) maximal erreichbaren Temperatur von 95-98 0C nicht genügend flüssig. Es ist deshalb bei der Brikettierung ein bedeutender Überschuß an Bindemittel nötig. Dies ist unwirtschaftlich, hat feuerungstechnische Nachteile und ist auch hinsichtlich des Umweltschutzes ungünstig. Die unter Verwendung von Bindemittel mit einem höheren Erweichungspunkt gefertigten Briketts sind ferner spröder und deshalb zerbrechlicher, was weitere Schwierigkeiten mit sich bringt.By using binders with a higher softening point (for example BB-85, BB-95), these malfunctions can be avoided to some extent. Such binders are not sufficiently liquid at the maximum achievable in Malaxeur (Dampfkneter) temperature of 95-98 0 C. A significant excess of binding agent is therefore necessary for briquetting. This is uneconomical, has disadvantages in terms of combustion technology and is also unfavorable in terms of environmental protection. The briquettes made using binders with a higher softening point are also more brittle and therefore more fragile, which creates further difficulties.
Um das Bindemittel zu erweichen, ist es bekannt, dem Gemisch aus Kohle und Bindemittel 1-4 Gew.-% eines im Handel befindlichen Öles zuzusetzen. Dieses Verfahren bringt zufriedenstellende Ergebnisse, seine Anwendung ist jedoch aus wirtschaftlichen, insbesondere energiewirtschaftlichen Gründen unzweckmäßig.In order to soften the binder, it is known to add 1-4% by weight of a commercially available mixture of coal and binder To add oil. This method is satisfactory Results, but its application is inexpedient for economic, especially energy-related reasons.
Die Verwertung des in der Ölindustrie als umweltschädliches Nebenprodukt anfallenden Abwasserschlammes ist gegenwärtig ein ungelöstes Problem. Dieser Schlamm wird mangels anderer Vernichtungsmöglichkeiten im Freien verbrannt, was wegen der Rauch- und Rußbildung zu sehr starken Luftverschmutzungen führt. Als Alternativlösung ist es noch bekannt, den Schlamm in Schlammver— brennungsanlagen zu verbrennen, beziehungsweise auf den Boden auszubringen und dort mikrobiologisch zu zersetzen.The recycling of the waste water sludge, which occurs as an environmentally harmful by-product in the oil industry, is currently a unsolved problem. In the absence of other means of destruction, this sludge becomes burned outdoors, which leads to very high levels of air pollution due to the formation of smoke and soot. as As an alternative, it is still known to convert the sludge into sludge to burn incineration plants or to spread them on the ground and decompose them microbiologically there.
Die Verbrennung des Schlammes in Schlammverbrennungsanlagen istThe incineration of the sludge in sludge incinerators is
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außerordentlich unwirtschaftlich, einesteils wegen der beträchtlichen Investitionskosten derartiger Vorrichtungen (50-100 Millionen Forint), zum anderen wegen der Betriebskosten und der verlorenen Energie. Zur Verbrennung des Schlaimt?s ist meistens eine Zusatzfeuerung erforderlich, so daß auch bei Zwischenschaltung einer wärmeverwertenden Einheit der Energieverlust noch beträchtlich ist. Die Verbrennung ist außerdem eine lokale Luftverschmutzungsquelle und als solche unter dem Aspekt des Umweltschutzes zu beanstanden.extremely uneconomical, partly because of the considerable Investment costs of such devices (50-100 million forints), on the other hand because of the operating costs and of lost energy. To burn the Schlaimt? S is additional firing is usually required, so that energy is lost even with the interposition of a heat-utilizing unit is still considerable. Combustion is also a local source of air pollution and as such is considered to be of environmental protection objectionable.
Die Vernichtung mittels der mikrobiologischen Methode ist zum einen unwirtschaftlich, da der Heizwert des Schlammes verlorengeht, zum anderen werden große Flächen Bodens der landwirtschaftlichen Nutzung entzogen. Schließlich sind schwere Grundwasser- und Bodenverschmutzungen nicht zu vermeiden. Aus letzterem Grund wird der mikrobiologische Schlammabbau von den Behörden des Wasserwesens beanstandet, beziehungsweise verboten.Destruction using the microbiological method is, on the one hand, uneconomical because the calorific value of the sludge is lost, on the other hand, large areas of land are withdrawn from agricultural use. After all, heavy groundwater and soil pollution cannot be avoided. For the latter reason, the authorities of the Water management objected to or prohibited.
Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der beschriebenen Mängel der bekannten Brikettierungsverfahren.The aim of the invention is to eliminate the described shortcomings of the known briquetting processes.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Brikettieren von körnigen Heizmaterialien, insbesondere Kohle, bei dem die Menge des Bindemittels vermindert und gleichzeitig ein Bindemittel mit höherem Erweichungspunkt verwendet werden kann, die technologischen Bedingungen und die Qualität der Briketts verbessert werden können, und gleichzeitig der bisher einen schädlichen Abfallstoff darstellende ölige Abwasserschlamm wirtschaftlich verwendet und seine umweltverschmutzende Wirkung beseitigt werden kann.The object of the invention is to create a method for briquetting granular heating materials, in particular coal, in which the amount of binder is reduced and a binder with a higher softening point is used at the same time can, the technological conditions and the quality of the briquettes can be improved, and at the same time that of the past Oily sewage sludge, which is a harmful waste material, is used economically and its polluting Effect can be eliminated.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der in der Ölindustrie als umweltschädlicher Abfallstoff entstehende ölige Ab-The invention is based on the knowledge that in the oil industry oily waste produced as environmentally harmful waste
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wasscrschlamm bei der Brikettierung von Kohle und anderen körnigen Heizmaterialien als Ersatz eines Teiles des Bindemittels verwendet werden kann. In überraschender Weise werden durch die Verringerung des Bindemittelanteiles die physikalischen Eigenschaften der Briketts nicht schlechter, sondern besser.water sludge when briquetting coal and other granular Heating materials used to replace part of the binder can be. Surprisingly, the reduction of the binder content, the physical properties of the briquettes are not worse, but better.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Brikettierung von körnigen Heizmaterialien, insbesondere Kohle, bei welchem dem zu brikettierenden körnigen Heizmaterial ein Bindemittel, zweckmäßig Bitumen und/oder Pech, sowie eine öl und Wasser enthaltende Emulsion zugesetzt und das erhaltene Material homogenisiert wird und aus dem gewonnenen Gemisch in der Brikettpresse Formkörper gepreßt werden. Für das Verfahren ist kennzeichnend, daß man als Öl und Wasser enthaltende Emulsion öligen Abwasserschlamm zu dem körnigen Heizmaterial gibt.The invention accordingly relates to a method for briquetting of granular heating materials, in particular coal, in which the granular heating material to be briquetted is a binder, expediently bitumen and / or pitch, as well as one containing oil and water Emulsion is added and the material obtained is homogenized and molded from the mixture obtained in the briquette press be pressed. A characteristic of the process is that the emulsion containing oil and water is an oily sewage sludge to the granular heating material.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dem körnigen Heizmaterial als öl und Wasser enthaltende Emulsion der in der Steinkohlegewinnung bei der Reinigung des Schichtenwassers anfallende ölige Abfallschlamm zugesetzt.According to a preferred embodiment of the method, the granular heating material as an emulsion containing oil and water, which is used in hard coal extraction when cleaning stratified water Accruing oily waste sludge added.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird dem körnigen Heizmaterial als Öl und Wasser enthaltende Emulsion der in Mineralölraffinerien entstehende ölige Abwasserschlamm zugesetzt.According to another preferred embodiment of the method The oily sewage sludge produced in mineral oil refineries is added to the granular heating material as an emulsion containing oil and water added.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden dem körnigen Heizmaterial 0,5-6 Gew.-% öliger Abwasserschlamm zugesetzt.According to a further preferred embodiment of the method add 0.5-6% by weight of oily sewage sludge to the granular heating material added.
Schließlich ist eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei der dem körnigen Heizmaterial 40-80 Gew.-% Kohlenwasser-Finally, an embodiment of the method is preferred in which the granular heating material contains 40-80% by weight of hydrocarbon
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stoffe, 20-50 Gew.-% Wasser und 1-15 Gew.-% Feststoffe enthaltender öliger Abwasserschlamm zugesetzt wird.containing 20-50% by weight of water and 1-15% by weight of solids oily sewage sludge is added.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der 5OOO-8OOO kcal/kg betragende Heizwert des Abwasserschlammes restlos genutzt werden, und die sich bisher aus dem Vorhandensein des Schlammes ergebende starke Luft-, Boden- und Grundwasserverschmutzung wird vermieden. Die Qualität (Punktdruck, Trommelfestigkeit, Elastizität, Brenneigenschaften: Rußbildung, Rauchbildung, Durchbrennbarkeit) der mit dem Verfahren hergestellten Briketts ist besser, die Selbstkosten des Verfahrens sind geringer.With the method according to the invention, the 500-800 kcal / kg The total calorific value of the sewage sludge can be used, and that which has so far resulted from the presence of the sludge severe air, soil and groundwater pollution is avoided. The quality (dot pressure, drum strength, elasticity, Burning properties: soot formation, smoke formation, burnability) of the briquettes produced with the process is better that The cost of the process is lower.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Bindemittelanteil abhängend von der Art des zu brikettierenden körnigen Heizmaterials um 10-30 Gew.-% vermindert werden.In the method according to the invention, the proportion of binder can be dependent on the type of granular heating material to be briquetted can be reduced by 10-30% by weight.
Infolge des ölemulsionsgehaltes des dem körnigen Heizmaterial zugesetzten Abwasserschlammes erreicht die Konsistenz des verwendeten, einen hohen Erweichungspunkt aufweisenden Bindemittels (BB-95) im Malaxeur die optimale Konsistenz von BB-75. Um die komplette Mischung zu kneten, ist es ausreichend, statt der bisher erforderlichen Temperatur von 95-98 C, eine Temperatur von 80-85 C aufrechtzuerhalten. Dadurch kann eine beträchtliche Energieeinsparung erzielt werden.Due to the oil emulsion content of the granular heating material The added sewage sludge reaches the consistency of the binder used, which has a high softening point (BB-95) in the malaxeur the optimal consistency of BB-75. To knead the complete mixture, it is sufficient instead of the previous one required temperature of 95-98 C to maintain a temperature of 80-85 C. This can result in a considerable Energy saving can be achieved.
Die ungarische Brikettindustrie hat eine Jahresproduktion von 1-1,2 Millionen Tonnen. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jährlich eine bedeutende Menge (etwa 12 000 Tonnen) öliger Abwasserschlamm restlos als Energieträger verwertet werden.The Hungarian briquette industry has an annual production of 1-1.2 million tons. When using the invention A significant amount (around 12,000 tons) of oily sewage sludge can be used as an energy source every year will.
Der erfindungsgemäß verwendete ölige Abwasserschlamm enthält zweckmäßig 40-80 Gew.-% Kohlenwasserstoffe, 20-50 Gew.-% Wasser und 1-15 Gew.-% vor allem aus mineralischen Stoffen bestehende Feststoffe. Letztere machen den Schlamm zu einer über langeThe oily sewage sludge used according to the invention advantageously contains 40-80% by weight of hydrocarbons and 20-50% by weight of water and 1-15% by weight of solids consisting primarily of minerals. The latter make the mud a long one
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Zeit hinweg stabilen Emulsion. Der bei der Erdölgewinnung und -raffination anfallende Abfallschlamm braucht weder behandelt noch aufgearbeitet zu werden, sondern wird lediglich an den Ort der Brikettierung transportiert und dort unmittelbar der Brikettiermischung zugesetzt.Stable emulsion over time. The waste sludge from oil production and refining does not need to be treated still to be processed, but is merely transported to the location of the briquetting and there directly the Briquetting mixture added.
Nach Vorversuchen mit einer Pilotanlage wurde das erfindungsgemäße Verfahren in der Brikettfabrik von Nagymänyok unter Beibehaltung der üblichen Betriebsführung im Dauerversuch erprobt. Die Zusammensetzung des Kohlegemisches, das verwendete Bindemittel und die technologischen Parameter wichen nicht von den für kontinuierlichen Betrieb vorgeschriebenen Werten ab.After preliminary tests with a pilot plant, the Process tested in the Nagymänyok briquette factory while maintaining the usual management in a long-term test. The composition of the coal mixture, the binder used and the technological parameters did not differ from the values prescribed for continuous operation.
Das Kohlegemisch bestand aus folgenden Kohlearten:The coal mixture consisted of the following types of coal:
40% Kohlengrus 0-6 mm (Szäszvär) 25% getrocknete Schlammkohle (Komlo) 25% Braunkohle 0-15 mm (Tatabänya)40% coal grit 0-6 mm (Szäszvär) 25% dried sludge coal (Komlo) 25% lignite 0-15 mm (Tatabänya)
Als Bindemittel wurden 10% brikettindustrieller Bitumen BB 85-95 verwendet.10% briquette industrial bitumen BB 85-95 was used as a binding agent used.
An der Herstellungstechnologie wurde außer dem Zusatz von 2% öligem Abwasserschlamm (Emulsion) nichts geändert. Der ölige Abwasserschlamm wurde dem kompletten Kohle-Bitumen-Gemisch am Anfang der doppelten Mischschnecke zugesetzt. Während des Versuches wurden Proben unmittelbar vor dem Zusatz des Abwasserschlammes und danach in den üblichen Abständen von 15 Minuten genommen. Der ölige Abwasserschlamm enthielt 55% Kohlenwasserstoffe, 41% Wasser und 4% Feststoffe.Apart from the addition of 2% oily sewage sludge (emulsion), nothing has been changed in the production technology. The oily one Sewage sludge was added to the complete coal-bitumen mixture at the beginning of the double mixing screw. During the Samples were tested immediately before the sewage sludge was added and then taken at the usual 15 minute intervals. The oily sewage sludge contained 55% hydrocarbons, 41% water and 4% solids.
Im folgenden sind die Eigenschaften der ohne AbwasserschlammThe following are the properties of the no sewage sludge
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(herkömmlich) beziehungsweise der mit Abwasserschlamm (erfindungsgemäß) hergestellten Briketts zusammengefaßt.(conventional) or that with sewage sludge (according to the invention) produced briquettes summarized.
Heizwertcalorific value
AschegehaltAsh content
FeuchtegehaltMoisture content
TrockenascheDry ash
DruckfestigkeitCompressive strength
Kohäsioncohesion
Aus diesen Daten ist ersichtlich, daß sich von den Kennwerten der mit öligem Abwasserschlamm hergestellten Briketts der Heizwert und der Aschegehalt nicht wesentlich ändern beziehungsweise innerhalb der in der Brikettindustrie zulässigen Meßgrenzen bleiben. Der Feuchtegehalt ist infolge des mit dem öligen Abwasserschlamm eingebrachten Wassers natürlich höher, jedoch sinkt der Wassergehalt, da das Wasser an die Oberfläche verdrängt wird, innerhalb von 24 Stunden auf den üblichen Wert ab.From these data it can be seen that the calorific value differs from the characteristic values of the briquettes produced with oily sewage sludge and the ash content does not change significantly or within the measurement limits permissible in the briquette industry stay. The moisture content is naturally higher due to the water brought in with the oily sewage sludge, however, as the water is displaced to the surface, the water content drops to the usual level within 24 hours away.
Druckfestigkeit und Kohäsion der mit dem öligen Abwasserschlamm gefertigten Briketts sind jedoch wesentlich höher, wodurch der Bindemittelanteil vermindert werden kann. Als Folge davon wird beim Verbrennen des Briketts weniger Rauch entwickelt. Der bedeutende Anstieg der Trommelfestigkeit bedeutet beim Verladen, Transport und Lagern einen wesentlichen Vorteil. Statt der im Einzelhandel maximal zulässigen 15% beträgt die Staubbildung nur 6-8%.However, the compressive strength and cohesion of the briquettes made with the oily sewage sludge are much higher, which means the proportion of binder can be reduced. As a result, less smoke is generated when the briquette is burned. The significant increase in drum strength means a significant advantage during loading, transport and storage. Instead of of the maximum 15% permitted in retail, the formation of dust is only 6-8%.
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| GB2033924B (en) | 1982-11-10 |
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