DE2941301A1 - Verfahren zur herstellung von kohlebriketts zur vergasung oder schwelung - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kohlebriketts zur vergasung oder schwelung

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Description

METALLGESELLSCHAFT AG ? Frankfurt, 10. Nr. 8395 Lö -WGN/HSZ-
Verfahren zur Herstellung von Kohlebriketts zur Vergasung oder Schwelung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Briketts aus Kohle für die Vergasung oder Schwelung im Brennstoff-Festbett. Zu den verwendbaren Kohlesorten gehört auch Braunkohle.
Die Vergasung erfolgt in bekannter Weise unter einem Druck zwischen 5 und 150 bar mit freien Sauerstoff, Wasserdampf und/oder Kohlendioxid enthaltenden Vergasungsmitteln. Der im Festbett befindliche Brennstoff bewegt sich langsam nach unten, wobei die Vergasungsmittel von unten durch das Festbett geleitet werden. Die unverbrennlichen mineralischen Bestandteile des Brennstoffs werden als feste Asche oder flüssige Schlacke unter dem Festbett abgezogen.
Die Vergasung körniger Kohle im Festbett ist bekannt und z.B. in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, A.Auflage (1977), Band 14, Seiten 383 - 386, dargestellt. Einzelheiten des Vergasungsverfahrens mit festbleibender Asche sind den US-Patentschriften 3 5A0 867 und 3 854 895 sowie der deutsehen Offenlegungsschrift 2 201 278 zu entnehmen. Neben diesen erläutern zahlreiche weitere Veröffentlichungen das bekannte Lurgi-Verfahren zur Vergasung von Kohle im Festbett. Die Verfahrensvariante mit Abzug flüssiger Schlacke ist in den britischen Patentschriften 1 507 905, 1 508 671 und 1 512 677 beschrieben.
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-/- 29A1301
Die Schwelung von Briketts mittels heißer Spülgase ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 141 876 und dem dazu korrespondierenden US-Patent 4 002 534 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise Kohlebriketts herzustellen, die für den Einsatz in der Kohledruckvergasung bzw. für Schachtreaktoren zur Schwelung gut geeignet sind. Dies wird dadurch erreicht, daß man ein Brikettiergemisch mit einem Korngrößenspektrum unter 1 mm erzeugt, das hauptsächlich Kohle und etwa 10 bis 30 Gew.% Asche enthält, und das Brikettiergemisch zu Briketts verpreßt. Bei dieser Asche wird der Aschegehalt nicht berücksichtigt, der in der zu brikettierenden Kohle bereits enthalten ist. Auch ohne zusätzliche Bindemittel weisen diese aus sehr feinkörnigem Material bestehenden Briketts die nötige Festigkeit auf, um der Vergasung oder Schwelung im Festbett unterworfen zu werden.
Die für das Brikettiergemisch nötige Asche kann aus der Verbrennung von Kohle stammen. Es kann sich hierbei um Asche handeln, die bei der Kohlevergasung anfällt und für die Briketterzeugung desselben Vergasungsprozesses zurückgeführt wird. Vor allem im Anfahrstadium einer Kohlevergasung, aber auch ganz allgemein, läßt sich auch Fremdasche verwenden. Solche Fremdasche stammt z.B. aus der trockenen Entstaubung des Abgases eines Kohlekraftwerks> die etwa mit Elektrofilter arbeitet. Diese Fremdasche weist üblicherweise auch die nötige Feinheit auf. Der Ascheanteil im Brikettiergemisch kann ganz allgemein durch solche inerte, inkompressib-Ie Feststoffe gebildet sein, die beim Formen der Briketts in der Brikettpresse Luft aus dem Preßling entweichen lassen. Ohne den Ascheanteil weisen die Kohlebriketts zuviele LuftT einschlüsse auf, so daß ihre Festigkeit nicht hoch genug ist.
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sr
Das Brikettiergemisch wird bei Temperaturen verpreßt, bei denen die Kohle noch nicht in den plastischen Zustand übergeht, üblicherweise liegen die für das Verfahren geeigneten Brikettiertemperaturen im Bereich von etwa 20 bis 1000C.
Das Brikettiergemisch kann noch 0,5 bis 5 Gew.% Teer oder Pech aufweisen, auch wenn diese Substanzen als Bindemittel nicht notwendig sind. Der Teer- oder Pechanteil macht die Briketts ausreichend wasserfest, so daß sie ohne Schwierigkeiten im Freien gelagert und jedem Wetter ausgesetzt werden können.
Um ein möglichst feinkörniges Brikettiergemisch zu haben, ist es vorteilhaft, dieses Gemisch auf Korngrößen unter 0,2 mm auf zurnahlen. Mindestens 30 Gew.% des Brikettxergemisches sollen eine Korngröße unter 0,06 mm und mindestens 50 Gew.% eine Korngröße unter 0,1 mm aufweisen. Es ist zweckmäßig, die Komponenten des Brikettiergemisches gemeinsam zu mahlen, da dabei gleichzeitig auch die gewünschte Vermischung verbessert wird. Auch Teer oder Pech gibt man dem Brikettiergemisch am besten vor der Mahlung zu.
Die für das Brikettiergemisch zu verwendende Kohle soll einen Wassergehalt von höchstens 20 Gew.% aufweisen, weil ein zu hoher Wassergehalt im fertigen Brikett bei den erhöhten Temperaturen in der Vergasung oder Schwelung die Festigkeit des Formkörpers beeinträchtigen kann. Sollte die angelieferte Kohle einen höheren Wassergehalt besitzen, empfiehlt sic__h zunächst eine Trocknung.
Die Formung der Briketts kann in geeigneten, an sich bekannten Pressen geschehen. Solche Pressen sind z.B. die Doppelwalzenpresse, die Ringwalzenpresse oder die Strangpresse. Der maximale Preßdruck beim Formen der Briketts soll minde-
stens 750 kg/cm betragen, um Briketts ausreichender Festig-
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keit zu erzeugen. Die Briketts werden im allgemeinen ein Volumen von etwa 5 bis 50 cm aufweisen.
Beispiel 1 :
Eine Hartbraunkohle wird bis auf einen Viassergehalt von etwa 14 Gew.% getrocknet und eine Mischung hergestellt, die aus 80 Gew.% Hartbraunkohle, 20 Gew.% Asche aus der Kohledruckvergasung, und 1 Gew.% staubhaltigem Teer (ebenfalls aus Kohledruckvergasung) besteht. Die Mischung wird in einer Kugelmühle gemahlen, so daß das Kornspektrum unterhalb 0,1 mm liegt, wobei der Anteil mit Korngrößen unter 0,06mm 60 % beträgt. Dieses feinkörnige Brikettiergemisch wird in einer Doppelwalzenpresse mit einem maximalen Formungsdruck
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von 1000 kg/cm zu kissenförmigen Briketts von 10 cm VoIumen geformt. Die Briketts werden ohne Trocknung der bekannten Lurgi-Druckvergasung aufgegeben und ermöglichen einen störungsfreien Vergasungsbetrieb im Versuchsreaktor.
Beispiel 2:
Der Feinkornanteil der in Beispiel 1 verwendeten Braunkohle mit einer Korngröße unter 2 mm wird mit Asche des Vergasungsbetriebs des Beispiels 1 gemischt. Die Asche war zuvor auf eine Korngröße unter 0,1 mm auf gemahlen v/orden; bei der Kohle konnte das Mahlen entfallen. Ohne Teerzugabe wird eine Mischung, bestehend aus 83 Gew.% Kohle und 17 Gew.% Asche hergestellt und dann wie in Beispieli brikettiert. Auch hier verlief der Versuchsbetrieb im Lurgi-Kohledruckvergaser reibungslos.
Beispiel 3:
Eine schwach backende Gasflammkohle (Steinkohle) mit einem
Wassergehalt von 8 Gew.% wird zu einem Korngrößenspektrum
unter 0,2 mm aufgemahlen. Ein Brikettiergemisch aus 80 Gew.%
Kohle und 20 Gew.% Asche wird zu kissenförmigen Briketts
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von 20 cm Volumen wie in Beispiel 1 geformt. Die verwendete Asche stammt aus dem Elektrofilter der Rauchgasreinigung eines Kohlekraftwerks und weist zu 80 % Korngrößen unter 0,06mm auf. Auch diese Briketts erfüllten die für die Kohledruckvergasung nötigen Bedingungen.
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Claims (9)

Patentansprüche
1) Verfahren zur Erzeugung von Briketts aus Kohle für die Vergasung oder Schwelung im Brennstoff-Festbett, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Brikettiergemisch mit einem Korngrößenspektrum unter 1 mm erzeugt, das hauptsählich Kohle und etwa 10 bis 30 Gew.% Asche enthält, und das Brikettiergemisch zu Briketts verpreßt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brikettiergemisch vor der Briketterzeugung eine Temperatur im Bereich von etwa 20 bis 1000C aufweist.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichr: net, daß das Korngrößenspektrum des Brikettiergemisches unter 0,2 mm liegt.
k) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 30 Gew.% des Brikettiergemisches eine Korngröße unter 0,06 mm und mindestens 50 Gew.% eine Korngröße unter 0,1 mm aufweisen.
5) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Brikettiergemisch 0,5 bis 5 Gew.% Teer oder Pech enthält.
6) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten des Brikettiergemisches gemeinsam gemahlen und dann zu Briketts verpreßt werden.
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ORIGINAL INSPECTED
■$
7) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle des Brikettiergeraisches einen Wassergehalt von höchstens 20 Gew.% besitzt,
8) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Preßdruck beim
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Formen der Briketts mindestens 750 kg/cm beträgt.
9) Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts ein Volumen von etwa 5 bis 50 cm aufweisen.
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