DE3727464C2

DE3727464C2 -

Info

Publication number: DE3727464C2
Application number: DE19873727464
Authority: DE
Inventors: Gert-Wilhelm Dipl.-Chem. Dr. 6636 Ueberherrn De Lask
Original assignee: APPLIED INDUSTRIAL MATERIALS CORP AIMCOR DEERFIELD ILL US
Current assignee: APPLIED INDUSTRIAL MATERIALS CORP AIMCOR DEERFIELD ILL US
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1990-05-23
Also published as: DE3727464A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoff- Briketts, insbesondere für die Erzeugung von Heizwärme, aus sandfei nem Koks, nichtbackender, feinkörniger Kohle und einem bituminösen Brikettierungs-Bindemittel, welche Mischung zu Vorformlingen geformt wird, die danach auf besondere Weise weiterbehandelt werden. Die Er findung betrifft fernerhin eine einfache Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens. - Die nichtbackenden, feinkörnigen Kohlenstoffträ ger sind beispielsweise Anthrazit, können aber auch aus sogenannter Magerkohle bestehen. Die Körnung für alle feinkörnigen Bestandteile liegt beispielsweise im Bereich 0,02 bis 1 mm. Es kann sich auch um Koksgrus handeln.

Bei dem bekannten Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (DE-PS 19 15 905), ist das bituminöse Bindemittel backende Kohle. Die Briket tierung erfolgt im Wege der Heißbrikettierung. Dabei entstehen zu nächst Vorformlinge, die einer Wärmebehandlung in Form einer Tempe rung unterworfen werden. Die Temperung erfolgt in besonderen, isolier ten Bunkern, und zwar durch die Eigenwärme, die die Vorformlinge aus der Heißbrikettierung mitbringen, oder durch zusätzliche Beheizung. Die fertigen Brennstoff-Briketts werden auf diese Weise gehärtet und zeichnen sich durch hohe Druckfestigkeit aus. Das Herstellungsverfah ren ist jedoch aufwendig. Das gilt insbesondere dann, wenn zur Entga sung der Kohlenstoffträger zum Zwecke der Herstellung von umwelt freundlichen Brennstoff-Briketts eine thermische Vorbehandlung der Koh lenstoffträger vorgeschaltet wird (DE-PS 21 28 949). Einfacher ist die Herstellung von Bindemittel-Briketts, die bei niedrigen Temperaturen mit Teer, Pech oder ähnlichen bituminösen Bindemitteln in sogenannten Brikettier-Pressen geformt werden. Die so hergestellten Briketts sind wenig umweltfreundlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstel lung von Brennstoff-Briketts, insbesondere für die Erzeugung von Heiz wärme aus den angegebenen Ausgangsstoffen anzugeben, mit dem auf einfache Weise, unter Verzicht auf eine Heißbrikettierung, umwelt freundliche Brennstoff-Briketts erzeugt werden können, die auch in fe stigkeitsmäßiger Hinsicht allen Anforderungen genügen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoff-Briketts, insbesondere für die Erzeugung von Heizwärme, aus sandfeinem Koks, nichtbackender, feinkörniger Kohle und einem bituminösen Brikettierungs-Bindemittel, welche Mi schung zu Vorformlingen geformt wird, wobei das spezifische Gewicht der Vorformlinge durch Einstellung des Mischungsverhältnisses und der Verdichtung größer gewählt wird, als das Schüttgewicht von sandfei nem Koks, wobei die Vorformlinge in einen Drehrohrofen eingeführt wer den, der ein Koks-Tauchbett aufweist und dazu soweit mit sandfeinem Koks gefüllt wird, daß dessen Volumen etwa dem doppelten Lückenvolu men der in einer losen Schüttung eingebrachten Vorformlinge entspricht, und wobei die Vorformlinge in dem Koks-Tauchbett mit einer Temperatur von bis zu 500°C zu den Brennstoff-Briketts gehärtet und danach aus dem Drehrohrofen ausgetragen werden. Backende Kohle ist praktisch nicht, jedenfalls in einer solchen Menge vorhanden, daß die Bindung der übrigen Kohlenstoffträger und des sandfeinen Kokses über die backende Kohle erfolgt. Lückenvolumen bezeichnet die Summe des Volu mens der freien Zwickel zwischen den Vorformlingen in einer Schüttung.

Zur Herstellung von Koks-Pellets, wie sie insbesondere in metullurgi schen Verfahren, z. B. im Hochofenprozeß oder in Gießereiverfahren ein gesetzt werden, ist es bekannt (DE-AS 15 71 703), aus festen backenden und nichtbackenden Kohlenstoffträgern und gegebenenfalls einem bitu minösen Bindemittel verkokbare Pellets als Vorformlinge herzustellen und diese in einem Drehrohrofen bei zumindest 500°C zu verkoken. Die verkokbaren Pellets können dabei in ein Bett aus gekörntem Gut, wie Sand, Eisenerz, Dolomit oder kohlenstoffhaltigem Material eingebracht werden, jedoch ist das Bett kein Tauchbett.

Die Erfindung nutzt die überraschende Tatsache, daß von backender Kohle freie, d. h. unter Verzicht auf eine Heißbrikettierung sowie mit Hilfe eines bituminösen Bindemittels geformte Vorformlinge einer verhält nismäßig geringen Grünfestigkeit in einem Drehrohrofen so gehärtet werden können, daß die fertigen Brennstoff-Briketts allen physikali schen und chemischen Anforderungen genügen, wenn die Wärmebehand lung, wie angegeben, in einem Koks-Tauchbett mit sandfeinem Koks und damit schonend und weitgehend bei Luftabschluß erfolgt. Die Kör nung des sandfeinen Kokses im Koks-Tauchbett kann der eingangs an gegebenen Körnung entsprechen. Die Menge an dem sandfeinen Koks in dem Tauchbett ist auf die Menge an den Vorformlingen so abgestimmt, daß die Vorformlinge im Koks-Tauchbett nicht aneinanderreiben. Sie schwimmen gleichsam in dem Tauchbett, backen nicht zusammen und rollen nicht an der Innenwand des Drehrohrofens ab, obgleich ihr spe zifisches Gewicht größer ist als das Schüttgewicht des sandfeinen Kokses in dem Tauchbett. Störender Abrieb der Vorformlinge tritt nicht auf. Die Behandlungsdauer der Vorformlinge in dem Koks-Tauchbett wird so eingestellt, daß eine ausreichende Härtung erreicht wird. Das ist mit den Hilfsmitteln der modernen Drehrohrofen-Technologie ohne weiteres möglich. Die Vorformlinge und damit die fertigen Brennstoff- Briketts können Durchmesser im Bereich von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern aufweisen. Sie können als runde Pellets in Pelle tierungseinrichtungen geformt oder zu anderen Formkörpern gepreßt sein, beispielsweise auch die Form sogenannter Eierbriketts aufweisen.

Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten der Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bewährt hat es sich, mit Vorformlingen zu arbeiten, die mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 95 Gew.-%, sandfeinen Koks und ein spezifisches Gewicht von 0,9 bis 1, 1 g/cm³ aufweisen, während das Schüttgewicht des sandfeinen Kokses z. B. bei etwa 0,6 g/cm³ oder niedriger liegt. Die Temperatur im Drehrohrofen soll nicht zu hoch sein. Im Sinne einer Optimierung lehrt die Erfin dung, bei der Wärmebehandlung der Vorformlinge eine möglichst weit gehende Entgasung und Verkokung des bituminösen Bindemittels und der weiteren Kohlenstoffträger in den Vorformlingen durchzuführen, was zu sehr umweltfreundlichen Brennstoff-Briketts führt. Aus den Vorformlin gen verdampfen bei der Wärmebehandlung zunächst schwere, dann leichtere Kohlenwasserstoffe und sie werden im Drehrohrofen verbrannt. Das kann so geschehen, daß der Prozeß thermisch autark wird und ein Brenner nur für den Start und besondere Situationen benötigt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich durch Ein fachheit in der Verfahrensführung auszeichnet und zu weiteren, weiter unten behandelten Vorteilen führt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte sandfeine Koks des Koks-Tauchbettes mit den fertigen Brenn stoff-Briketts aus dem Drehrohrofen ausgetragen, mit frischem sand feinen Koks versetzt und danach von den Brennstoff-Briketts getrennt wird und daß die Mischung zumindest teilweise in den Drehrohrofen rezirkuliert wird.

Insbesondere wenn aschearme Produkte gewünscht werden, empfiehlt es sich, mit Vorformlingen zu arbeiten, die Petrolkoks als Kohlenstoff träger aufweisen und/oder die als bituminöses Bindemittel erdölstämmige Peche aufweisen. Es sind für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete erdölstämmige Peche im Handel, deren Aschegehalte zwischen 0,6 und 0,01 Gew.-% liegen, so daß sie praktisch keine Verunreinigungen mit bringen. Ihre Koksausbeute kann 70% erreichen. Für das erfindungsge mäße Verfahren besonders geeigneter Petrolkoks hat nur geringe Mengen an unerwünschten Bestandteilen, z. B. an einer Menge von unter 0,2 Gew.-%. Vorzugsweise liegt die Körnung der feinkörnigen Anteile bei 1 mm oder darunter. Zweckmäßig ist es, mit Vorformlingen zu ar beiten, die mit Hilfe einer Brikettier-Presse vorgeformt sind. Hier läßt sich durch die Pressung auch das spezifische Gewicht der Vor formlinge beeinflussen.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens mit einer Einrichtung für die Formung von Vorformlingen aus sandfeinem Koks, gegebenenfalls einem weiteren Kohlenstoffträger und einem bituminösen Bindemittel sowie mit einer Einrichtung für die Wärmebehandlung der Vorformlinge. Bei der Anlage ist die Einrichtung für die Wärmebehandlung der Vorformlinge als Dreh rohrofen mit Eintritt für die Vorformlinge und Austritt für die fertigen Rohstoff-Briketts ausgeführt, welcher Drehrohrofen durch in die Ofen kammer hineinbrennende Brenner auf eine Temperatur von bis zu etwa 500°C aufheizbar ist, wobei der Drehrohrofen ein Koks-Tauchbett aus sandfeinem Koks für die Vorformlinge aufweist, welches die Ofenkammer im Bereich unterhalb der Brenner teilweise ausfüllt. Nach bevorzugter Ausführungsform ist der Drehrohrofen mit einer Eintritt und Austritt verbindenden Rezirkulationseinrichtung für den sandfeinen Koks des Koks-Tauchbettes ausgerüstet, der mit den fertigen Brennstoff-Briketts austragbar und von diesen absiebbar und am Eintritt des Drehrohrofens in diesen wieder einführbar ist, wobei am Austritt des Drehrohrofens außerdem eine Einrichtung für die Einmischung von frischem sandfei nen Koks angeordnet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Anlage zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Die in der Figur dargestellte Anlage dient zur Herstellung von Brenn stoff-Briketts. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören eine Einrichtung 1 für die Formung von Vorformlingen aus sandfeinem Koks, einem weite ren Kohlenstoffträger und einem bituminösen Bindemittel sowie eine Ein richtung 2 für die Wärmebehandlung der Vorformlinge. Die Einrichtung 2 für die Wärmebehandlung der Vorformlinge ist als Drehrohrofen 3 mit Eintritt 4 für die Vorformlinge und Austritt 5 für die fertigen Brenn stoff-Briketts nach vorgebbarer Behandlungszeit ausgeführt und der Drehrohrofen 3 ist durch in die Ofenkammer hineinbrennende Brenner 6 für fossile Brennstoffe auf eine Temperatur von bis zu etwa 500°C auf heizbar. Der Drehrohrofen 3 weist ein Koks-Tauchbett 7 aus feinkör nigem Koks für die Vorformlinge auf, welches die Ofenkammer im Be reich unterhalb der Brenner 6 ausfüllt. Der Drehrohrofen 3 ist im übri gen mit einer Eintritt 4 und Austritt 5 verbindenden Rezirkulations einrichtung 8 für den sandfeinen Koks des Koks-Tauchbettes 7 versehen, der mit den fertigen Brennstoff-Briketts austragbar und von diesen ab siebbar ist. Der abgesiebte sandfeine Koks ist im heißen Zustand am Eintritt 4 des Drehrohrofens 3 in diesen wieder einführbar. Am Austritt 5 des Drehrohrofens 3 befindet sich außerdem eine Einrichtung 9 für die Einführung und Einmischung von frischem sandfeinen Koks. Vorge schaltet ist die Einrichtung 1 für die Herstellung der Vorformlinge, die an sich bekannt ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Brennstoff-Briketts, insbesondere für die Erzeugung von Heizwärme, aus sandfeinem Koks, nichtbackender, feinkörniger Kohle und einem bituminösen Brikettierungs-Bindemittel, welche Mischung zu Vorformlingen geformt wird,
wobei das spezifische Gewicht der Vorformlinge durch Einstel lung des Mischungsverhältnisses und der Verdichtung größer ge wählt wird als das Schüttgewicht von sandfeinem Koks,
wobei die Vorformlinge in einen Drehrohrofen eingeführt werden, der ein Koks-Tauchbett aufweist und dazu so weit mit sandfeinem Koks gefüllt wird, daß dessen Volumen etwa dem doppelten Lüc kenvolumen der in einer losen Schüttung eingebrachten Vorform linge entspricht,
wobei die Vorformlinge in dem Koks-Tauchbett bei einer Tempera tur von bis zu 500°C zu den Brennstoff-Briketts gehärtet und danach aus dem Drehrohrofen ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei mit Vorformlingen gearbeitet wird, die mehr als 80 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 95 Gew.-%, sand feinen Koks und ein spezifisches Gewicht von 0,9 bis 1, 1 g/cm³ auf weisen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei bei der Wärme behandlung der Vorformlinge eine möglichst weitgehende Entgasung und Verkokung des bituminösen Bindemittels und des Kohlenstoffträgers in den Vorformlingen durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der sandfeine Koks des Koks-Tauchbettes mit den fertigen Brennstoff-Briketts aus dem Drehrohrofen ausgetragen, mit frischem sandfeinen Koks versetzt und danach von den Brennstoff-Briketts getrennt und teilweise in den Dreh rohrofen zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Mischung des heißen, sand feinen Kokses mit dem frischen sandfeinen Koks die rezirkulierte Mi schung beim Eintreten in den Drehrohrofen eine Temperatur von 500 bis etwa 200°C aufweist und diese bis zum Austritt des Drehrohrofens auf etwa 500°C erhöht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mit Vorform lingen gearbeitet wird, die sandfeinen Petrolkoks aufweisen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mit Vorformlin gen gearbeitet wird, die als bituminöse Bindemittel erdölstämmige Peche aufweisen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mit Vorform lingen gearbeitet wird, die mit Hilfe einer Brikettpresse vorgeformt sind.

9. Anlage für die Durchführung des Verfahrens nach einem der An sprüche 1 bis 8, - mit einer Einrichtung (1) für die Formung der Vor formlinge aus sandfeinem Koks, gegebenenfalls einem weiteren Kohlen stoffträger und einem bituminösen Bindemittel sowie mit einer Einrich tung (2) für die Wärmebehandlung der Vorformlinge, wobei die Einrich tung (2) für die Wärmebehandlung der Vorformlinge als Drehrohrofen (3) mit Eintritt (4) für die Vorformlinge und Austritt (5) für die Brenn stoff-Briketts nach vorgebbarer Behandlungszeit ausgeführt ist, der durch in die Ofenkammer hineinbrennende Brenner (6) für fossile Brennstoffe im Tauchbett eine Temperatur von bis zu etwa 500°C er zeugt, und daß der Drehrohrofen (3) ein Koks-Tauchbett (7) für die Vorformlinge aus sandfeinem Koks aufweist, welches die Ofenkammer im Bereich unterhalb der Brenner (6) teilweise ausfüllt.

10. Anlage nach Anspruch 9, wobei der Drehrohrofen (3) mit einer Eintritt (4) und Austritt (5) verbindenden Rezirkulationseinrichtung (8) für den sandfeinen Koks des Koks-Tauchbettes (7) ausgerüstet ist, der mit den fertigen Brennstoff-Briketts austragbar und von diesen absiebbar sowie am Eintritt (4) des Drehrohrofens (3) in diesen wieder einführbar ist, und daß am Austritt (5) des Drehrohrofens (3) außer dem eine Einrichtung (9) für die Einführung und Einmischung von fri schem Koks angeordnet ist.