DE3033461C2

DE3033461C2 - Verfahren zur Trocknung und Vorerhitzung von feinfkörniger Steinkohle unter Verwendung nicht oder nur schwach backender Kohle und/oder Kohlenstoffträgern

Info

Publication number: DE3033461C2
Application number: DE3033461A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 6600 Saarbrücken Echterhoff; Harald Dipl.-Ing. 6635 Schwalbach Frick; Heinrich 3220 Alfeld Mohmeyer; August Schaper
Original assignee: Alfelder Eisenwerke Carl Heise KG Vorm Otto Wesselmann & Cie 3220 Alfeld De; KOKEREIGESELLSCHAFT SAAR MBH 6600 SAARBRUECKEN DE; Alfelder Eisenwerke Carl Heise Kg Vorm Otto Wesselmann & Cie 3220 Alfeld; Kokereigesellschaft Saar Mbh 6600 Saarbruecken
Current assignee: KOKEREIGESELLSCHAFT SAAR MBH 6638 DILLINGEN DE
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1980-09-05
Publication date: 1982-11-04
Also published as: ATE11303T1; EP0047509A2; EP0047509B1; DK391981A; DK161712B; EP0047509A3; DE3033461A1; DK161712C

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trocknung und Vorerhitzung von feinkörniger Steinkohle unter Verwendung nicht oder nur schwach >o backender Kohle und/oder Kohlenstoffträgern, wobei die aufgemahlene Kohle zur weitgehenden Vermeidung einer Oxidation in direkter Berührung inert mit aus der zu trocknenden Kohle stammendem Wasserdampf getrocknet und vorerhitzt, unter Anwesenheit des Wasserdampfes mit einem Bindemittel gemischt wird, mit Stampfung und Verkokung. Selbstverständlich kann das Verfahren auch unter Verwendung oder Mitverwendung von Kokskohle angewendet werden.

Ein Verfahren der genannten Art ist aus der DE-OS fco 10 694 bekannt, bei dem es um die Herstellung von hochwertigem Koks aus an sich für die Koksherstellung nicht geeigneter Kohle geht. Die feinkörnige Steinkohle wird in einer Trocknungseinrichtung mittels eines sauerstoffarmen Kreislaufgases, welches im wesentli- t>5 chen aus Wasserdampf besteht, getrocknet. In einer Entstaubungsanlage wird der Wasserdampf von den mitgerissenen Kohlestaubteilchen gereinigt. Die getrocknete feinkörnige Steinkohle wird in einer Mischeinrichtung die ebenfalls unter dem sauerstoffarmen Kreislaufgas gefahren wird, mit einem bituminösen Bindemittel gemischt. Die so vorbehandelte Kohle gelangt über Fördereinrichtung in den Kohleturm und wird von dort als Einsatzkohle für die Verkokung nach dem Stampfbetrieb verwendet. Das gesamte Trocknungs-, Entstaubungs- und Mischsystem wird zum Zwecke der Verhinderung des Sauerstoffzutritts aus der Luft und der damit verbundenen Selbstentzündung unter Oberdruck gehalten. Da durch die aufgemahlene feuchte Kohle laufend Wasser eingeschleppt wird, ist es erforderlich. Wasserdampf über ein Überdruckventil aus dem Kreislauf herauszunehmen.

Es ist bekannt, daß die Verkokungsfähigkeit von Kohle unter Mitverwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen und damit auch die Eigenschaften des damit erzeugten Kokses durch besondere Behandlung vor dem Einbringen in den Koksofen verbessert werden können. So zeigt beispielsweise die DE-AS 25 55 431 ein Verfahren zur Herstellung von Hochofenkoks, welches jedoch im Schüttbetrieb arbeitet Die Kohle wird zunächst so weit zerkleinert, daß 85—95% der Kohlekörner bis zu 3 mm fein und der Rest nicht über 10 mm grob ist Die Kohle wird anschließend bei 110—25O⁰C getrocknet und vorerhitzt, mit Bindemittel in einer Menge von 3 bis 8 Gew.-% vermischt und anschließend vorverdichtet, wobei die vorvordichtete Feinkohle zu Briketts minderer Festigkeit von einer Dichte von 1,0—1,2 g/cm³ gepreßt wird. Mit einer Brikettpresse mit Vorpreßvorrichtung werden Briketts minderer Festigkeit erzeugt, damit ein genau bestimmter Anteil der Briketts beim Einschütten in den Koksofen wieder zerbricht und auf diese Weise das angestrebte höhere Schüttgewicht erreicht wird. Damit der Anteil der Hohlräume zwischen den geschütteten Briketts im Koksofen nicht allzu groß wird, und damit das angestrebte höhere Schüttgewicht nachteilig beeinträchtigt, muß der Bruchanteil der Briketts in relativ engen Grenzen eingehalten werden, was zu Schwierigkeiten in der Reproduzierbarkeit führt. Nachteilig ist weiterhin bei diesem Verfahren die bezogen auf das Ofenvoiumen relativ geringe Verdichtung der Kohle, die infolge des Luftanteils der Schüttung erheblich unterhalb der Dichte der Briketts liegt. Bekanntlich aber bewirkt eine höhere Verdichtung der Kohle eine Verbesserung der Eigenschaften des Kokses, insbesondere dann, wenn schwachbackende Steinkohlen mitverwendet werden. Sofern bei dem Schüttvorgang nicht nur Briketts, sondern zusätzlich vorverdichtete Feinkohle mitgeschüttelt wird, besteht die Gefahr von Entmischungserscheinungen zwischen den Briketts und der Feinkohle. Für die Trocknung und die Vorerhitzung der eingesetzten Kohlen wird ein Flugstromtrockner eingesetzt, der mit einem Inertgas aus Stickstoff, Kohlendioxid und ihren Gemischen mit und ohne Wasserdampf betrieben wird. Derartiges Inertgas wird beispielsweise durch Verbrennung von Kohle, öl oder Gas jeweils frisch erzeugt. Es ist auch eine Rückführung eines großen Teils des Inertgases vorgesehen. Da durch die feucht eingebrachte Kohle Wasser miteingetragen wird, welches während der Trocknung in Wasserdampf übergeht, wird dieser Wasserdampf mit überschüssigem Inertgas ausgeschleust. Das Inertgas kommt nur kurzzeitig mit dem Kohlekorn während der Trocknung und Vorerhitzung in Berührung, so daß mit beachtlichem Temperaturunterschied gearbeitet werden muß. wodurch wiederum die Gefahr von Überhitzungser-

scheinungen und der Schädigung des Kohlekorns hierdurch gegeben ist. Neben den prinzipiellen Nachteilen der Flugstromtrockner erfordern diese sehr hohe Investitions- und Betriebskosten. Das bekannte Verfahren ist sicherheitstechnisch auch nicht unbedenklich, weil durch die gleichzeitige Anwesenheit von Sauerstoff, CO und Kohle die Gefahr von Verpuffungserscheinungen gegeben ist. Weiterhin ist nachteilig, daß die getrocknete und vorher erhitzte Kohle nach dem Abscheiden und Herausnehmen aus dem Kreislauf des Flugstromtrockners unter den Einfluß atmosphärischer Luft mit entsprechendem Sauerstoffanteil gerät, so daß hier insbesondere im Bereich der Vorverdichtungseinrichtungen der Brikettierpresse Oxidationserscheinungen an der Oberflache der Kohlekörner auftreten, die der Qualität des auf diese Art und Weise erzeugten Kokses abträglich sind. Außerdem kann bei den betroffenen schwachbackenden Einsatzmischungen, deren ohnehin geringes Koksbildungsvermögen durch die Anwesenheit bzw. den Zutritt von Sauen.:off bei den vorherrschenden Temperaturen leich! angegriffen bzw. zerstört werden.

Aus der DE-OS 29 49 720 mit älterem Zeitrang ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen und Erhitzen von feuchter Kohle bekannt, bei dem als Trocknungseinrichtung eine im Gleichstrom betriebene Trockentrommel eingesetzt wird. Dort wird ein Intertgaskreislauf durch Anreicherung mit Wasserdampf geschaffen, dessen Sauerstoffanteil unter 2%, vorzugsweise unter 1% abgesenkt wird, bevor feuchte to Kohle zur Trocknung eingebracht wird. Damit ist einmal die Gefahr von Verpuffungen, Explosionen usw. der Kohle im Inertgaskreislauf vermieden, andererseits wird die Kohle auch schonend getrocknet, so daß Überhitzungserscheinungen am Kohlekorn nicht auftre- )5 ten können. Zur Abreinigung des Inertgaskreislaufes von mitgerissenen Kohleteilchen wird eine Tuchfilterenlstaubung eingesetzt. Der Inertgaskreislauf wird indirekt über einen Wärmetauscher aufgeheizt, so daß der Betrieb der Wärmequelle keinen Einfluß auf den *o Sauerstoffgehalt des Inertgaskreislaufes besitzt. Die erhitzte Kohle wird über einen Zwischensilo, eine Wiegeeinrichtung sowie verschiedene Fördereinrichtungen in einen Mischer geleitet. Diese Anlagenteile sind in einem Teilkreislauf ebenfalls an den Inertgaskreislauf angeschlossen, so daß auch hier der angegebene niedrige Sauerstoffanteil vorhanden ist. In der Mischeinrichtung wird die vorerhitzte Kohle nicht nur mit Bindemittel gemischt bzw. vermischt, sondern mit dem Bindemittel umhüllt. So ausgerüstet, wird die Kohle v> der weiteren Verwendung zugeführt. Die Trocknung, die Vorerhitzung und die Umhüllung mit dem Bindemittel geschieht unter Inertgas mit einem Sauerstoffanteil von unter 2%.

Aus der DE-OS 27 48 423 ist es bekannt, eine " Kohleerhitzungsanlage sowie auch den Transport- und Bunkerungsanlageteil vor dem Anfahren mit einem Inertgas zu durchspülen, um einen Grenzwert von ca. 2% Sauerstoff zu erhalten. Dieses Inertgas soll einer benachbarten im Betrieb befindlichen Erhitzungsanlage <>o entnommen werden. Eine zweite Anlage wird aber normalerweise nicht vorhanden sein; außerdem ist nicht dargelegt, wie die erste von mehreren benachbarten Anlagen angefahren werden soll.

Andererseits ist es bei Verwendung bzw. Einsät? von <'^r> feuchter, also nicht getrockneter und nicht voreihitzter Kohle bekannt, die Koksqualität durch mechanisches Verdichten im Stampfbetrieb /ti verbessern. Dabei kann durchaus eine Dichte von 1,0 kg/dm³, bezogen auf feuchte Substanz, erreicht werden. Bei Verwendung hervorragender Kokskohle ist aber selbst eine solche Verdichtung entbehrlich, wenngleich die Verdichtung grundsätzlich im Sinne einer Steigerung des Ofendurchsatzes wirkend anzusehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß der Zutritt von Sauerstoff, also das Anoxidieren des Kohlekorns während der Trocknung, der Vorerhitzung und der anschließenden Handhabung bis zum Einsatz in den Koksofen im wesentlichen verhindert wird, und daß dabei auch unter Verwendung nicht- oder nur schwachbackender Kohle und/oder Kohlenstoffträgern ein hochwertiger Hochofenkoks erzeugt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kohle bis etwa 95% auf eine Korngröße unter 3 mm und zu etwa 50% auf eine Korngröße unter 0,5 mm aufgemahlen, im Gleichstrom auf eine Endtemperatur von 1 )0 bis 250⁰C vorerhitzt, mit dem in einem Anteil von 2—8 Gew.-% hinzugefügten Bindemittel umhüllt und schließlich auf eine Dichte von mindestens 1,0 kg/dm³ bezogen auf wasserfreie Substanz, gestampft wird. Die Kohle wird also mit hohem Feinheitsgrad aufgemahlen und im Gleichstrom schonend auf eine Endtemperatur von 110—250°C vorerhitzl. Dies geschieht unter Verwendung einer Trockentrommel mit hilfe eines Inertgaskreislaufes, der im wesentlichen aus Wasserdampf besieht, der aus der zu trocknenden Kohle selbst stammt. Dieser Inertgaskreislauf wird indirekt über einen Wärmetauscher aufgeheizt. Das so vorbehandelte Kohlekorn wird nicht nur mit dem Bindemittel gemischt oder vermischt, sondern intensiv umhüllt, bevor es aus der Intertgasatmosphäre herausgeführt wird. Das Bindemittel wirkt hier gleichsam als Schutzmantel für das heiße Kohlekorn und verhindert in freier Atmosphäre den Zutritt des Luftsauerstoffs zu dem heißen Kohlekorn. Damit ergibt sich der für den Fachmann überraschende Vorteil, daß das heiße, mit Bindemittel umhüllte Kohlekorn problemlos in offener Atmosphäre gehandhabt und weiterverarbeitet werden kann. Es ist also nicht erforderlich, gekapselte Fördereinrichtungen zu verwenden oder beim Stampfen besondere Vorkehrungen zu treffen. Obwohl Kohle an sich schon ein schlechter Wärmeleiter ist, trägt die Umhüllung zusätzlich dazu bei, daß die Temperatur der erhitzten Kohle nur sehr langsam absinkt, so daß die Kohle keineswegs sofort dem Stampfbetrieb und der anschließenden Verkokung zugeführt werden muß. Es ist durchaus möglich, die vorerhitzte und mit dem Bindemittel umhüllte Kohle mehrere Tage zwischenzulagern und/oder auch über weite Strecken zu transportieren. Das Bindemittel erfüllt aber nicht nur die Schutzfunktion des Kohlekorns während der Handhabung in offener Atmosphäre, sondern stellt gleichzeitig das Kompaktierungsmittel während des Stampfvorganges dar, ersetzt also das Wasser der ansonsten bekanntermaßen feuchtgestampften Kohle. Das Bindemittel gestattet in Verbindung mit dem Stampfbetrieb die Herstellung eines ausreichend standfesten Kohlekuchens, der sich problemlos in den Koksofen einschieben läßt. Mit der Verwendung des Bindemittel anstelle von Wasser als Kompaktierungsmitlel während des Stampfens ist der weitere Vorteil verbunden, daß die Kohle praktisch wasserfrei und dennoch gestampft in den Kohleofen eingeschoben wird, so daß dort kein Wasser verdampft werden muß. Beim .Stampfen sollte eine

Dichte von 1,0 kg/dm³, bezogen auf wasserfreie Substanz, nicht unterschritten werden, insbesondere dann, wenn ein hoher Anteil nicht- oder nur schwachbackender Steinkohle Verwendung findet. Auch hat sich gezeigt, daß sich eine wasserfreie, gebundene Kohlemischung bei gleicher Stampfenergie höher verdichten läßt als feuchte Kohle. Das hohe Stampfgewicht ist aber nicht nur für die Handhabung des Kuchens vorteilhaft, sondern auch für die Verbesserung der Eigenschaften des erzeugten Kokses bzw. dafür, daß für die Erzeugung hochwertigen Hochofenkokses ein relativ höherer Anteil nicht- oder nur schwachbackender Steinkohlen eingesetzt werden kann. Das hohe spezifische Stampfgewicht verbessert die den Abrieb und die Stückfestigkeit beschreibenden Kenngrößen des Kokses. Es wurde sogar überraschenderweise festgestellt, daß bei Einsatz von Kohlemischungen mit relativ schlechtem Verkokungsvermögen dieses relativ mehr verbessert wurde als bei Einsatz höherwertiger Kokskohle. Sinkendes Backvermögen kann also durch erhöhte Verdichtung aufgefangen werden. Stampfen und Vorerhitzen der Kohle verbessern die Koksqualität im Vergleich zum Schüttbetrieb mit feuchter Kohle. In dem noch zu beschreibenden Ausführungsbeispiel ist erkennbar, daß die Kombination der Merkmale zu einer solchen Verbesserung der Eigenschaften des Kokses führt, die anhand der Einzelmerkmale vom Fachmann nicht erwartet werden konnten. Auch liegen bei Anwendung der Vorerhitzung die Ofendurchsätze um 30 bis 50% günstiger im Vergleich zum Schüttbetrieb mit feuchter Kohle. Dies hat seinen Grund wahrscheinlich darin, daß das Verdampfen des Wassers außerhalb des Koksofens geschieht, daß die Schüttdichte bei trockener Kohle

intensiv, aber schonend aufgeheizt, weil zunächst durch den kondensierenden Wasserdampf eine relativ schnelle Anhebung der Temperatur der Kohle erfolgt und dann das Wasser von der Kohle wieder verdampft wird. Es hat sich gezeigt, daß bei Trocknung der Kohle in einer angetriebenen Trockentrommel durch den Gleichstrom der Medien, durch günstige Verweilzeit und feine Verteilung der Kohle mit Hilfe von Rieseleinbauten in der Trockentrommel ein derart guter Wärmeübergang erreicht wird, daß sich eine Temperaturdifferenz zwischen dem Inertgas und der trockenen vorerhitzten Kohle am Ende der Vorerhitzungsstrecke von etwa 10°C ergibt. Damit läßt sich das Verfahren nicht nur besonders wirtschaftlich durchführen, sondern es werden auch Überhitzungserscheinungen, die zu einer Qisaütätseinbuße des Kokses führen könnten, damit vermieden. Die indirekte Beheizung des Inertgaskreislaufes kann an sich durch jeden beliebigen Brennstoff bzw. Abgase auf hohem Temperaturniveau, vorzugsweise jedoch durch die heißen Kreislaufgase einer Koks-Trockenkühlanlage, erfolgen.

Die getrocknete und vorerhitzte Kohle wird nach der Umhüllung mit dem Bindemittel aus dem Kreislauf des Inertgases herausgeführt und ohne besondere Schutzmaßnahmen in offener Atmosphäre transportiert, gelagert und weiterverarbeitet. Diese Möglichkeit allein überrascht schon den Fachmann.

Die Erfindung wird anhand einer schematisiert in der Zeichnung wiedergegebenen Anlage verdeutlicht und weiter beschrieben:

Die Vorrichtung zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlemischungen und anschließender Verkokung besitzt ein Materialsilo 1 mit Dosiereinrichtung für die gemahlene feuchte Kohle. Über einen

gegenüber feuchter Kohle schon höher liegt, und daß 35 Gutförderer 2 kann die feuchte Kohle abgezogen wegen der höheren Gleichmäßigkeit bezüglich Schutt- werden. Über eine Zellenradschleuse 3 im Bereich des

dichteverteilung und infolge Fehlens unterschiedlicher Wassergehalte der Koks insgesamt früher gedrückt werden kann. Das Bindemittel bindet auch den Staub und wirkt so einem Staubaustrag in der Vorlage entgegen. Ein weiterer Vorteil ist schließlich das erleichterte Füllen des Koksofens. Das neue Verfahren erweist sich somit als umweltfreundlich. Ganz wesentlich ist die Verwendungsmöglichkeit von nicht- oder nur schwachbackender Steinkohlen in einem Ausmaß, daß bisher nicht für möglich gehalten wurde. Die Verwendung von Wasserdampf als Wärmeträgermedium ermöglicht schließlich eine höhere Energiedichte im Vergleich zu einem Abgas. Die Trocknung und Einlauftrichters einer Trockentrommel 4, die um ihre Längsachse drehbar gelagert und angetrieben ist, gelangt die feuchte Kohle zur Trocknung und

to anschließenden Vorerhitzung. Die Kohle befindet sich beim Durchgang durch die Trockentrommel 4 infolge der in ihr vorgesehenen Rieseleinbauten immer in einer kaskadenförmigen Bewegung.

Die Anlage weist weiterhin einen Vorabscheider und Kühler 5, sowie diesem nachgeschaltet eine Entstaubungseinrichtung 6, die zweckmäßig als Tuchfilterentstaubung ausgebildet ist, auf. Nachgeschaltet ist ein Ventilator 7 zur Umwälzung des Wärmeträgermediums bzw. des Inertgaskreislaufes und des Teilkreislaufes

kann nicht nur sicherheitstechnisch unbedenklich durchgeführt werden, sondern ist zudem auch kostengünstig und kohleschonend. Da das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer Trockentrommel

Vorerhitzung der feinkörnig aufgemahlenen Steinkohle so vorgesehen. Ein Wärmeaustauscher 8 dient der

indirekten Beheizung des Inertgaskreislaufes. Der Wärneiäuscher S ist andererseits an einen Hcizkrcislauf 9 angeschlossen, der zum Abgaskamin 10 letztlich führt und eine Abgasrückführung 11 besitzt In dieser und eines indirekt aufheizbaren Inertgaskreislaufes 55 Abgasrückführung 11 ist ein Mischgasventilator 12 und durchgeführt wird, halbieren sich etwa im Vergleich zur ein steuerbares Absperrorgan 13 angeordnet Ein Verwendung von Flugstromtrocknern die Investitionsund Betriebskosten.

Die Trocknung, die Vorerhitzung und die Umhüllung
der aufgemahlenen Kohle mit dem Bindemittel wird
unter Inertgas mit einem Sauerstoffanteil von unter 2%
durchgeführt Das Inertgas besteht im wesentlichen aus
dem Wasserdampf, der aus der zu trocknenden Kohle
selbst stammt Durch die Verwendung von Wasserdampf als Inertgas bzw. Trocknungsmedhim werden 65 Verbrennungsabgaben erfolgen. Verpuffungen und Oxidationserscheinungen während Der Inertgaskreislauf führt mit einer Leitung 18 vom

der Trocknung und Vorerhitzung mit Sicherheit Wärmetauscher 8 zum Eingang in die Trockentrommel vermieden. Außerdem wird die Kohle zwar sehr 4. Nach der Durchleitung durch die Trockentrommel 4

Brenner 14 wird mit Gas oder einem anderen Medium beheizt, welches über eine Leitung oder einen Vorratstank 15 abgezogen wird. Die Verbrennungsluft für den Brenner 14 wird über einen Luftventilator 16 herangeführt Wie man sieht, kann über die Rückführleitung 11 eine Rückführung der Abgase nach dem Durchtritt durch den Wärmetauscher 8 und eine Vermischung in einer Mischkammer 19 mit den

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im Gleichstrom wird der Inertgaskreislauf von den lauf zweigt von dem Leitungsstück 22 der aus den Leitungsstücken 19, 20, 21, 22 und 23 vervollständigt. Leitungsstacken 43 bis 47 gebildete Teilkreislauf 43 bis Wie ersichtlich, ist das Leitungsstück 19 zwischen den 47 ab. Dieser Teilkreislauf 43 bis 47 des Inertgases Ausgang der Trockentrommel 4 und den Eingang des schützt die getrocknete Kohle und die betreffenden Vorabscheiders und Kühlers 5 geschaltet, der im 5 Anlagenteile, über die er geführt wird,
übrigen durch ein nicht dargestelltes Gebläse gemäß Von dem Leitungsstück 23 zweigt nicht nur die den Pfeilen 24 mit Kühlluft angeblasen und somit die Kurzschlußleitung 24, sondern auch die Inertgas-Aus-Temperatur des Inertgases herabgesetzt werden kann. laßleitung 48 ab, in der das einstellbare Überdruckventil Das Leitungsstück 20 verbindet den Ausgang des 49 vorgesehen ist und die letztlich zum Abgaskamin 10 Vorabscheiders und Kühlers 5 mit der Entstaubungsein- io führt. Über dieses Überdruckventil 49 wird immer ein richtung 6; deren Ausgang ist über das Leitungsstück 21 Überdruck in dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 und in dem an das Gebläse 7 angeschlossen. Von diesem führt das Teilkreislauf 43 bis 47 aufrechterhalten, der am Ausgang Leitungsstück 22 zu einem steuerbaren Absperrorgan der Trockentrommel 4 beispielsweise 20 bis 40 mbar 25, von dem das Leitungsstück 23 zu dem Wärmetau- betragen kann. Gleichzeitig wird über das Überdruckscher 8 führt. 15 ventil 49 sowohl während der Anfahrphase als auch

Aus der Leitung ΐβ und den Lcilurigäsiucken 19, 20, während des Betriebes der Anlage laufend Dampf an

21, 22, 23 wird der Inertgaskreislauf 18 bis 23 gebildet. den Abgaskamin 10 abgegeben, weil durch das

Im Inertkreislauf sind zwei Kurzschlußleitungen 26 und eingebrachte Wasser bzw. das durch die Kohle mit

27 vorgesehen, in denen steuerbare Absperrorgane 28 eingeschleppte Wasser laufend eine Anreicherung an

und 29 angeordnet sind. Durch öffnen des Absperror- 20 Wasserdampf erfolgt.

gans 28 kann die Temperatur des Intertgases im Der Vorabscheider und Kühler 5 sowie die Entstau-

Vorabscheider und Kühler 5 und in der Entstaubungs- bungseinrichtung 6 sind über Förderschnecken 50 mit

einrichtung 6 erhöht werden. Durch öffnen der dem Becherwerk 35 verbunden, so daß die in dem

Kurzschlußleitung 27 bzw. des Absperrorganes 29 kann Vorabscheider und Kühler 5 und der Entstaubungsein-

dagegen die betreffende Temperatur erniedrigt werden, 25 richtung 6 abgeschiedene trockene Kohle zu der über

auch in der Trockentrommel 4. die Förderleitung 34 herangeführten getrockneten

Am Eingang der Trockentrommel 4 ist eine Zuleitung Kohle wieder hinzugefügt wird.

30 für Wasser oder Wasserdampf und eine Regelein- Zum Anfahren der Anlage, ausgehend von mit Luft

richtung 31 vorgesehen, die zu Anfahrzwecken benötigt gefüllten Anlagenteilen, werden zunächst der Ventilator

wird. In das Leitungsstück 21 mündet eine weitere 30 7, die Trockentrommel 4 sowie verschiedene weitere

Zuleitung 32 für Luft, in welcher ein Absperrorgan 33 Anlagenteile in Gang gesetzt. Anschließend wird der

angeordnet ist. Die Zuleitung 32 wird beim Abstellen Heizkreislauf 9 durch Zünden des Brenners 14 für die

der Anlage benötigt. Wärmeentwicklung freigesetzt, wobei die zugehörigen

Die Kohle wird in der angetriebenen drehenden Aniagenteile wie Luftventilator 16 und Mischgasventila-Trockentrommel 4 schonend getrocknet und vorerhitzt, 35 tor 12 ebenfalls eingeschaltet sein müssen. Über den wobei zunächst durch kondensierenden Wasserdampf Wärmeaustauscher 6 wird Wärme an den mit Luft an der noch kalten Kohle ein rasches Aufheizen erfolgt. gefüllten Kreislauf übertragen. Bei Erreichen einer Später wird dann unter Verdampfen des Wassers eine Temperatur von 180⁰C vor dem Vorabscheider und schonende und relativ genaue durchführbare Tempera- Kühler 5 wird durch die Regeleinrichtung 31 für Wasser tursteigerung erzielt. Es ist ohne weiteres möglich, die 40 über die Zuleitung 30 Wasser in die Trockentrommel 4 Anlage so zu fahren, daß am Ende der Trockentrommel eingesprüht. Das Wasser verdampft durch die heißen 4 nur eine Temperaturdifferenz von etwa 1O⁰C Eintrittsgase. Der daraus entstehende Wasserdampf zwischen dem Wasserdampf und der vorerhitzten vergrößert die im Umlauf befindliche Brüdenmenge. Bei Kohle besteht. Die getrocknete Kohle gelangt vom Erreichen des erwähnten Überdruckes an der Trocken-Ausgang der Trockentrommel über eine gekapselte 45 trommel wird das steuerbare Überdruckventil 49 in Fördereinrichtung 34 in ein Becherwerk 35 und von dort Öffnungsbereitsschaft versetzt, so daß es einen Teilgasin ein Zwischensilo 36, aus welchem sie chargenweise in strom in den Abgaskamin 10 ableiten kann. Die eine Wiegeeinrichtung 37 überführt werden kann. Die zugeführte Wassermenge wird so bemessen, daß der Kohle gelangt dann weiterhin in den Mischer 38. All entstehende Wasserdampf ausreicht den Sauerstoffandiese Anlagenteile stehen unter dem Schutz eines 50 teil in den umlaufenden Brüden unter 2%, vorzugsweise Teilkreislaufes des Inertgases Wasserdampf, so daß hier unter 1 %, abzusenken. Dieser Anfahrvorgang nimmt ein Anoxidieren des Kohiekorns vermieden wird. Im erfahrungsgemäß etwa 15 Minuten in Anspruch. Mischer 38 wird die getrocknete Kohle mit einem Danach kann mit dem Trocknen der Kohle begonnen Bindemittel umhüllt bzw. ummantelt Dieses wird aus werden, indem der Gutförderer 2 eingeschaltet und einem Bindemitteltank 40 über eine Eindüsvorrichtung 55 feuchte aufgemahlene Kohle aus dem Materialsilo 1 41 in den Mischer 38 aufgegeben. Der Bindemitteltank entnommen und über die Zellenradschleuse 3 der 40 wird durch ein Thermalöl-Heizaggregat 42 auf der Trockentrommel 4 zugeführt wird. Es versteht sich, daß gewünschten Vorarbeitungstemperatur gehalten. Das zu diesem Zeitpunkt kein Wasser mehr über die aufgebrachte Bindemittel dient nicht nur der Staubbin- Zuleitung 30 eingeführt wird. Die zu trocknende feuchte dung, sondern gleichzeitig der Verbesserung des 60 Kohle gelangt auf irgendeinem Wege über eine nicht Zusammenhalts der Kohle in der Stampfvorrichtung, so dargestellte Mahleinrichtung in das Materialsilo 1. Der daß dort dann ein handhabbarer Kuchen entsteht Gutförderer 2 ist mit einem Gleichstrom-Regelantrieb Außerdem wird der Zutritt von Sauerstoff zu dem ausgerüstet Die ausgetragene Menge kann volume-Kohlekorn bei der Weiterverarbeitung verhindert bzw. trisch von Hand gemessen werden oder manuell von eine Weiterverarbeitung ermöglicht, ohne daß beispiels- 65 einer Schaltzentrale aus eingestellt werden. Während weise die Stampfvorrichtung unter Inertgas gesetzt des Betriebes soll die Menge der zu trocknenden Kohle werden muß. konstant gehalten werden. Der Innenraum der Trocken-Neben dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 als Hauptkreis- trommel 4 ist gegen die Umgebung weitgehend luftdicht

abgeschlossen. Vor allen Dingen kann kein Luftsauerstoff eindringen, da der Inertgaskreislauf 18 bis 23 an den Dichtstellen der Trockentrommel 4 den erwähnten Überdruck aufweist. Die Temperatur der am Ende der Trockentrommel 4 vorliegenden getrockneten Kohle wird als Sollwert vorgegeben und ist auf den Verkokungsvorgang abgestimmt. Bei Unterschreiten des Sollwertes wird das Absperrorgan 25 auf der Druckseile des Ventilators 7 geöffnet, so daß die Brüdenmenge in den Inertgaskreislauf 18 bis 23 vergrößert wird. Bei Unterschreiten des Sollwertes der Temperatur der Kohle am Austritt der Trockentrommel 4 wird die Brüdenmenge durch die zuvor beschriebene Regeleinrichtung verringert.

Die Eintrittstemperaiur der heißen Brüden in die Trockentrommel 4 soll etwa 450⁰C betragen. Bei Unterschreiten dieses Sollwertes wird die Gaszufuhr am Brenner 14 erhöht. Durch dieses Einbringen von mehr Energie steigt die Abgastemperatur des Heizkreislaufes 9 an, so daß auch die Temperatur des I nertgaskreislaufes 18 bis 23 über den Wärmetauscher 8 angehoben wird. Bei Überschreiten des Sollwertes der Temperatur des Heizkreislaufes 9 am Eintritt in den Wärmetauscher, der bei ca. 1100"C liegt, wird das Absperrorgan 13 im Heizkreislauf 9 geöffnet. Hierdurch wird eine erhöhte Rückführung des Abgasgemisches eingeleitet, wodurch die Abgastemperatur in der Mischkammer 17 auf den Sollwert reduziert wird.

Während des Trocknungsvorganges entsteht laufend Wasserdampf. Es muß also kontinuierlich oder chargenweise an dem Überströmventil 49 Inertgas in den Abgaskamin 10 abgeblasen werden.

Die Reinigung der Brüden bzw. des Inertgaskreislaufes erfolgt mit der Entstaubungseinrichtung 6 und dem vorgeschalteten indirekt arbeitenden Vorabscheider und Kühler 5.

Die am Ende der Trockentrommel 4 vorliegende getrocknete und vorerhitzte Kohle wird über die Fördereinrichtung 34 und über ein Becherwerk 35 in das Zwischensilo 36 befördert. Gleichzeitig wird die ebenfalls trockene und in dem Vorabscheider 5 sowie in der Enlstaubungseinrichtung 6 abgeschiedene Kohle über die Förderschnecken 50 dem Becherwerk 35 zugeführt. Vermittels Zellenradschleusen wird die Kohle aus dem Zwischensilo 36 entnommen und der Wiegeeinrichtung 37 zugeführt. Beim Erreichen des vorgeschriebenen Gewichtes werden die Zcllenradschleusen abgeschaltet und es erfolgt das Einbringen der Kohle in den Mischer 38. Gleichzeitig mit dem Befüllcn des Mischers 38 mit Kohle wird durch die Eindüsvorrichtung 41 das Bindemittel in den Mischer 38 eingedüst. Nach Ablauf der vorgeschriebenen Mischzeit öffnet der Mischer und d^s getrocknete, erhitzte und umhüllte Material, nämlich die Kohle, gelangt mittels einer Förderschnecke 52 in den Kohlenturm 53. Wie ersichtlich. Obernimmt die Umhüllung mit dem Bindemittel bei dieser Weiterverarbeitung der getrockneten vorerhitzten Kohle den Schutz gegen den Zutritt von Luftsauerstoff.

Damit ist es nicht erforderlich, einen Inertgasschutz auf dieser Weiterverarbeitungsstrecke vorzusehen. Von dem Kohlenturm 53 gelangt die Kohle chargenweise in die Stampfmaschine 54, wo sie durch Stampfen zu einem festen Kuchen verdichtet wird. Die Verdichtung bzw. das spezifische Stampfgericht beträgt mindestens etwa 1,0 kg/dm³ (bezogen auf wasserfreie Substanz). Eine höhere Verdichtung wirkt sich in einer Verbesserung der Eigenschaften des erzeugten Kokses oder aber in der Möglichkeit der Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohle in höheren Anteilen aus. Aus der Standvorrichtung 54 wird dann der gestampfte Kuchen in den Koksofen 55 bzw. jeweils in die

·> einzelne Koksofenkammer eingeschoben, so daß der Entzug der flüchtigen Bestandteile der Kohle und die Herstellung des Kokses stattfinden kann. Die Einbringung der gestampften Kohle in Kuchenform in den Koksofen 55 ist insofern von Vorteil, als die bei

ι» Anwendung eines Schüttbetriebes übliche Staubbildung vermieden wird. Der Wärmeübergang in dem festgepreßten Kuchen ist wesentlich besser als in einem lose geschütteten Haufwerk.

Beim Abstellen der Anlage wird zunächst der

i^r> Gutförderer 2 stillgesetzt. Da in der Trockentromml 4 nicht mehr so viel Wärme verbraucht wird, steigt die Temperatur der trockenen Kohle am Ausgang der Trockentrommel 4 an. Ebenso erhöht sich auch die Temperatur des Inertgases im Leitungsstück 19. Über

-<< die Regeleinrichtung 31 für Wasser wird auch jetzt Wasser in die Trockentrommel 4 eingegeben. Auch jetzt wird noch das Eindringen von Luftsauerstoff in das System verhindert. Nachdem das Mischen der Kohle im Mischer 38 beendet ist, wird die Wasserzufuhr zur

2'i Trockentrommel 4 abgeschaltet und die Luftzufuhr über die zweite Zuleitung 32 durch öffnen des Absperrorganes 33 ermöglicht. Durch Ansaugen von Luft vergrößert sich die umlaufende Brüdenmenge weiter. Es wird ständig über das geöffnete Überdruckventil 49 Abgas in

J<> den Abgaskamin 10 abgegeben. Der Anteil des Wasserdampfes verringert sich jetzt ständig, während der Luftanteil steigt. Ein Kondensieren von Wasserdampf wird verhindert, weil die Anlage noch auf Temperatur ist. Schließlich wird die Gaszufuhr am

i"> Brenner 14 abgeschaltet, so daß keine weitere Energiezufuhr erfolgt und auch die Kreisläufe mit heißer Luft in ihrer Temperatur abgesenkt werden können. Dies wird so lange durchgeführt, bis die Temperatur der Luft an allen Temperaturmeßstellcn etwa 8(VC unterschritten hat. Dann werden die Regclantriebc der einzelnen Anlagenteile, so weit sie nicht bereits siillgesetzt sind, abgeschaltet.

Die Herstellung von hochwertigem Hochofenkoks aus Kokskohle unter Mitverwendung nicht oder nur

•*^r' schwachbackendcr Steinkohlen wird im folgenden anhand eines speziellen Beispieles erläutert:

Eine Mischung aus:

so 65% hochflüchtiger Kohle
10% Eßkohie
20% Petrolkoks
5% feingemahlenen Koksgrus

wird nach den folgenden Verfahrens-Varianten verkokt:

a) Schüttbetrieb mit feuchter Kohle

b) Stampfbetrieb mit feuchter Kohle

c) gemäß vorgeschlagenem Verfahren vorerhitzt, gebunden, gestampft

Die betrachtete Einsatzmischung weist nur noch ca. 20% gutbackende Kohlen auf, während der Rest schwach- oder nichtbackend ist Dies äußert sich in den Kennzahlen der Mischung:

Flüchtige Bestandteile	30%
Blähzahl	1,5
Gesamtdilatation	0%

Die folgende Tabelle gibt für die drei Verfahrens-Varianten den Körnungsaufbau >40mm, den Grusanfall < 10 mm und die mechanischen Koksqualiläten Micum 40, Micum 10, Irsid 20 und Irsid 10 an. Es ist zu erkennen, daß sich aus der gewählten, sehr schwachbackenden

Mischung (geringe Blähzahl, keine Dilatation) nur bei Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens »Vorerhitzen, binden, stampfen« ein brauchbarer Koks herstellen läßt.

Tabelle

	Betriebsart	Stampfbetrieb	c) vorerhitzt
	Schüttbetrieb
	Einsatzart	b) feucht	93%
	a) feucht		3%
Körnung		90%
>40 mm	80%	5%	80%
<10mm	15%		7%
Koksfestigkeit		77%	80%
Micum 40	65%	1.7%	19%
Micum 10	20%	72%
Irsid 20	60%	27%
Irsid 10	39%
	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Trocknung und Vorerhitzung von feinkörniger Steinkohle unter Verwendung nicht oder nur schwach backender Kohle und/oder Kohlenstoffträgern, wobei die aufgemahlene Kohle zur weitgehenden Vermeidung einer Oxidation in direkter Berührung inert mit aus der zu trocknenden Kohle selbst stammenden Wasserdampf getrocknet, vorerhitzt, unter Anwesenheit des Wasserdampf« mit einem Bindemittel gemischt wird, mit Stampfung und Verkokung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle bis etwa 95% auf eine Korngröße unter 3 mm und zu etwa 50% auf eine Korngröße unter 0,5 mm aufgemahlen, im Gleichstrom auf eine Endtemperatur von 110 bis 250⁰C vorerhitzt, mit dem in einem Anteil von 2—ti Gew.-% hinzugefügten Sindemittel umhüllt und schließlich auf eine Dichte von mindestens 1,0 kg/dm³, bezogen auf wasserfreie Substanz, gestampft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung, die Vorerhitzung und die Umhüllung mit dem Bindemittel unter Inertgas mit einem Sauerstoffanteil von unter 2% durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung und Vorerhitzung der Kohle so durchgeführt wird, daß sich eine Temperaturdifferenz zwischen Inertgas und trockener Kohle am Ende der Vorerhitzungsstrecke von etwa 10° C ergibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die getrocknete und vorerhitzte Kohle nach der Umhüllung mit dem Bindemittel aus dem Kreislauf des Inertgases herausgeführt und ohne besondere Schutzmaßnahmen in offener Atmosphäre transportiert, gelagert und weiterverarbeitet wird.

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