DE3730752C1

DE3730752C1 - Method for binder-free briquetting of hard coal

Info

Publication number: DE3730752C1
Application number: DE19873730752
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl-Ing Makrutzki; Franz Dr-Ing Verfuss; Erwin Dr-Ing Ahland; Joachim Dr-Ing Lehmann
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1987-09-12
Filing date: 1987-09-12
Publication date: 1988-12-01

Abstract

Method for binder-free briquetting of hard coal, in which, in addition to pressing forces, shear forces are exerted on the material to be briquetted, the briquetting being carried out in a double-roll extrusion press, the pressing rollers of which run at different peripheral speeds. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur bindemittellosen Bri kettierung von Steinkohlen, bei dem neben Preßkräften Scher kräfte auf das Brikettiergut aufgewendet werden und eine Vor richtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for binderless Bri chaining of hard coal, in addition to shear forces forces are applied to the briquetted material and a pre direction to carry out the procedure.

Ein Verfahren zur bindemittellosen Brikettierung von Stein kohlen wird bei Gregory (Journal of the Institute of Fuel, Sept. 1960, S. 447-456) beschrieben. Dabei wird in einem diskontinuierlichen zweistufigen Verfahren die Brikettierung derart vorgenommen, daß zunächst die Pressung erfolgt und an schließend auf die Briketts Scherkräfte ausgeübt werden. Durch diese Maßnahme werden die mechanischen Eigenschaften der Bri ketts verbessert. Die Anwendung von Preßkraft und anschlie ßend Scherkraft in Doppelwalzenpressen bzw. Ringwalzenpres sen, die üblicherweise zur Brikettherstellung verwendet wer den, wird erwähnt aber nicht versucht, weil dieser Weg als zu aufwendig und nicht erfolgversprechend angesehen wird.A process for the binderless briquetting of stone coal at Gregory (Journal of the Institute of Fuel, Sept. 1960, pp. 447-456). It is in one discontinuous two-step briquetting process made in such a way that the pressing first takes place and on then shear forces are exerted on the briquettes. By this measure the mechanical properties of the Bri chains improved. The application of pressing force and then ßend shear force in double roller presses or ring roller presses sen, which is usually used for briquette production that is mentioned but not attempted because this path as is considered too complex and not promising.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten bindemittellosen Brikettierung unter Anwendung von Preß- und Scherkräften zu vermeiden und ein kontinuierliches Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah rens zu finden. The invention has for its object the disadvantages of known binderless briquetting using Avoid pressing and shear forces and a continuous Method and an apparatus for performing the procedure to find rens.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die Brikettierung in einer Doppelwalzenstrangpresse vorgenommen wird, deren Preßwalzen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten laufen. Auf diese Weise werden bereits während der Pressung Scherkräfte erzeugt. Bei dieser Brikettierung werden wasser feste Agglomerate, sogenannte Schülpen, hergestellt, die eine mit Nußkohle vergleichbare mechanische Festigkeit besitzen. Sie sind darüber hinaus wegen des hohen Verdichtungsgrades wasserfest, so daß sie bei Lagerung oder Transport im Freien nicht wieder verschlammen. Außerdem verbessern sie, wenn sie anstelle des üblicherweise verwendeten Filterkuchens einer Vollwertkohle zugesetzt werden, deren Fließeigenschaften.This task is solved procedurally in that the Briquetting carried out in a twin-roll extrusion press will, whose press rolls at different speeds to run. In this way, they are already pressed Shear forces generated. With this briquetting water solid agglomerates, so-called Schülpen, produced, the one have comparable mechanical strength to nut coal. They are also because of the high degree of compaction waterproof so they can be stored or transported outdoors not muddy again. They also improve when they do instead of the commonly used filter cake Whole coal is added, its flow properties.

Vorzugsweise beträgt das Drehzahlverhältnis der Preßwalzen in Abhängigkeit von der Kohlenhärte zwischen 1,05 und 1,4.The speed ratio of the press rolls is preferably depending on the hardness of the coal between 1.05 and 1.4.

Die Brikettierung kann noch verbessert werden, indem die Ein satzkohle einer Granulation (Pelletierung) unterworfen wird. Dies ist besonders bei ultrafeinen Einsatzkörnungen (< 100 µm) von Vorteil. Durch die Vorgranulation wird die Luftabführung beim Pressen erleichtert, so daß Lufteinschlüsse im Preßgut vermieden werden. Außerdem können der Einsatzkohle Additive beigefügt werden, die zur Schadstoffverringerung bei der Ver brennung beitragen und somit einen umweltverträglichen Brenn stoff ergeben.The briquetting can be further improved by the one Charcoal is subjected to granulation (pelleting). This is particularly the case with ultra-fine grain sizes (<100 µm) advantageous. The air discharge takes place through the pre-granulation relieved during pressing, so that air pockets in the material to be pressed be avoided. In addition, the charcoal additives are added, which are used to reduce pollutants in ver contribute to the burning and thus an environmentally friendly burning surrender.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Preßwalze als Glattwalze und eine Preßwalze mit ei nem trapezförmigen Profil ausgebildet ist.With regard to the device, the object is achieved by that a press roll as a smooth roll and a press roll with egg NEM trapezoidal profile is formed.

Es ist aber auch möglich, daß beide Preßwalzen trapezförmi ge Profile aufweisen. But it is also possible that both press rolls trapeziform have ge profiles.

Damit die Scherkräfte besser auf das Brikettiergut übertragen werden, können die Preßflächen der Preßwalzen aufgerauht sein.So that the shear forces are better transferred to the briquetted material , the press surfaces of the press rolls can be roughened.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und der Beispiele näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in derThe invention is based on the drawing and the Examples described in more detail. The drawing shows in the

Fig. 1 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Doppelwalzen strangpresse, und in Fig. 1 is a plan view of the twin-roll extruder according to the invention, and in

Fig. 2 ein Verfahrensfließbild zur Herstellung von binde mittellosen Briketts aus vorentwässerter Feinstkohle mit der Doppelwalzenstrangpresse. Fig. 2 is a process flow diagram for the production of binderless briquettes from pre-dewatered fine coal with the double-roll extruder.

Gemäß Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Doppelwalzenstrang presse 1 aus zwei Preßwalzen 2, 2 a, deren Preßflächen aufge rauht sind. Die Preßwalzen 2, 2 a sind über zwei Zahnräder 5, 5 a mit zwei Getrieben 3, 3 a verbunden. Das Getriebe 3 a ist mit einem Motor 6 a verbunden. Dem Getriebe 3 ist ein weiteres drehzahlverstellbares Getriebe 4 zugeordnet, das seinerseits mit einem Motor 6 verbunden ist. Mit Hilfe des drehzahlverstell baren Getriebes 4 ist es möglich, unterschiedliche Umfangsge schwindigkeiten der Preßwalzen 2, 2 a einzustellen. Die Schülpen werden in dem durch die Preßwalzen 2, 2 a gebildeten Spalt 7 erzeugt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Preßwalzen 2, 2 a ist mit der bei der Steinkohlenbrikettierung mit Bindemitteln an gewendeten vergleichbar und liegt je nach Größe der Doppelwal zenstrangpresse 1 zwischen 0,3 und 0,8 m/s. Das Drehzahlver hältnis der beiden Preßwalzen 2, 2 a sollte in Abhängigkeit von der Kohlenhärte, wobei der obere Wert für eine harte Kohle an zuwenden ist, vorzugsweise zwischen 1,05 und 1,4 liegen.Referring to FIG. 1, the twin-roll train of the invention press 1 consists of two press rolls 2, 2 a, whose pressing surfaces are roughened up. The press rolls 2 , 2 a are connected via two gears 5 , 5 a to two gears 3 , 3 a . The gear 3 a is connected to a motor 6 a . A further speed-adjustable gear 4 is assigned to the gear 3 , which in turn is connected to a motor 6 . With the help of the speed-adjustable gear 4 , it is possible to set different speeds of the press rolls 2 , 2 a circumferential. The slugs are generated in the gap 7 formed by the press rolls 2 , 2 a . The peripheral speed of the press rolls 2 , 2 a is comparable to that used in hard coal briquetting with binders and, depending on the size of the double roll extrusion press 1, is between 0.3 and 0.8 m / s. The speed ratio of the two press rolls 2 , 2 a should, depending on the hardness of the coal, the upper value being used for a hard coal, preferably be between 1.05 and 1.4.

Die spezifische Preßkraft sollte zweckmäßig zwischen 20 bis 80 kN je cm Walzenbreite variierbar sein. The specific pressing force should suitably be between 20 to 80 kN per cm roller width can be varied.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß die vorentwässerte Feinstkohle einem Mischgranulator 11 aufgegeben wird. Mit einer nicht dar gestellten Schnecke wird das Granulat über den Transportweg 13 in einen Trommeltrockner 12 geführt, der mit Rauchgas be trieben wird. Über eine Leitung 16 und einen Staubabscheider 15 wird das Gas abgeführt. Das getrocknete Granulat wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Schnecke über den Transportweg 17 der Doppelwalzenstrangpresse 1 aufgegeben. Die erzeugten Schülpen werden über eine Rutsche 18 in eine Siebmaschine 14 geleitet. Aus der Siebmaschine 14 werden die wasserfesten Agglo merate abgezogen. Sie sind mechanisch so stabil, daß sie als Nußkohlenersatz dienen können. Über einen Transportweg 19 wird das Unterkorn der Siebmaschine 14 und der Staub aus dem Staub abscheider 15 dem Mischgranulator 11 zugeführt.From FIG. 2 that the pre-dewatered fine coal is supplied to a mixer granulator 11 shows. With a screw, not shown, the granules are guided via the transport path 13 into a drum dryer 12 , which is operated with flue gas. The gas is discharged via a line 16 and a dust separator 15 . The dried granulate is fed with the help of a screw, not shown, via the transport path 17 of the twin-roll extruder 1 . The slugs produced are passed via a slide 18 into a screening machine 14 . The waterproof agglomerates are subtracted from the screening machine 14 . They are mechanically so stable that they can serve as a substitute for nut coal. The undersize of the screening machine 14 and the dust from the dust separator 15 are fed to the mixing granulator 11 via a transport path 19 .

example 1

Feinstkörniges Flotationskonzentrat (Korngröße < 30 µm) einer Fettkohle mit einem Wassergehalt von ca. 25% wird in dem Misch granulator 11 zu Pellets mit einem mittleren Durchmesser von 5 mm granuliert. Bei der anschließenden Trocknung in dem Trom meltrockner 12 wird den Pellets das Wasser bis auf einen Rest wassergehalt von 11% entzogen. Daraufhin erfolgt ihre Verpres sung auf der Doppelwalzenstrangpresse 1 zu wasserfesten Schül pen. Bei der Herstellung der Schülpen wirkt auf die Preßwalzen 2, 2 a eine Anpreßkraft von 35 kN je cm Walzenbreite, die unter schiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Preßwalzen 2, 2 a zur Einleitung der Scherkräfte entsprechen dabei einem Drehzahlver hältnis 1,15. Der mit einem Querschnitt von 4,5×12 mm entste hende endlose Strang zerbricht bei Verlassen der Doppelwalzen strangpresse 1 und wird in der Siebmaschine 14 abgesiebt. Der Gewichtsanteil im Stückgrößenbereich über 5 mm beträgt 42%. Das Unterkorn wird dem Mischgranulator 11 aufgegeben. Die Ab riebfestigkeit der stabilisierten Schülpen im Trommeltest be trägt 10% und ist mit der von gewachsener Fettkohle im Kör nungsband von 5 bis 10 mm vergleichbar. Durch die Überführung des Feinstkorns in wasserfeste Schülpen entsteht ein Produkt, das eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und das, wenn es dem Verkaufserzeugnis Vollwertkohle anstelle des Filterku chens aus Feinstkorn beigegeben wird, eine erhebliche Verbes serung der Fließeigenschaften dieser Kohle bei Transport, Um schlag und Bunkerung bewirkt.Very fine-grained flotation concentrate (grain size <30 µm) of a fat coal with a water content of approx. 25% is granulated in the mixing granulator 11 to pellets with an average diameter of 5 mm. During the subsequent drying in the drum dryer 12 , the water is removed from the pellets to a residual water content of 11%. Thereupon their pressing takes place on the double-roll extrusion press 1 to form waterproof pupils. In the manufacture of the slugs acts on the press rolls 2 , 2 a, a contact force of 35 kN per cm of roll width, which under different circumferential speeds of the press rolls 2 , 2 a to initiate the shear forces correspond to a speed ratio 1.15. The resulting continuous strand with a cross section of 4.5 × 12 mm breaks when leaving the twin-roll extruder 1 and is screened in the screening machine 14 . The weight proportion in the piece size range over 5 mm is 42%. The undersize is fed to the mixing granulator 11 . The abrasion resistance of the stabilized slugs in the drum test is 10% and is comparable to that of grown fat coal in the grain size range of 5 to 10 mm. By converting the fine grain into waterproof slugs, a product is created that has a high mechanical strength and that, if it is added to the sales product whole coal instead of filter cake made from fine grain, a considerable improvement in the flow properties of this coal during transport, handling and bunkering causes.

Example 2

Flotationskonzentrat einer Kohle aus dem Gasflammkohle/Gas kohle-Bereich wird nach der Entwässerung in dem Mischgranu lator 11 zu 1 bis 8 mm großen Pellets geformt. Das durch die Pelletierung gut handhabbare Flotationskonzentrat wird wie in Beispiel 1 auf einen Wassergehalt kleiner 1% getrocknet und anschließend der Doppelwalzenstrangpresse 1 zugeführt, deren Preßwalzen 2, 2 a ein Drehzahlverhältnis von 1,25 haben. Bei einer Anpreßkraft der Preßwalzen 2, 2 a von 60 kN je cm Wal zenbreite werden Schülpen erzeugt, deren Gewichtsanteil über 5 mm Korngröße nach einer Stabilisierung 60% beträgt. Die bindemittellos hergestellten Agglomerate sind wasserfest und vermindern als Zumischprodukt anstelle des sonst üblichen Fil terkuchens die Staubemissionen von Kraftwerkskohlen erheblich.Flotation concentrate of a coal from the gas flame coal / gas coal area is formed after dewatering in the mixing granulator 11 to 1 to 8 mm large pellets. The easily handled by the pelletizing flotation concentrate is dried and then the double roll extruder 1 fed as in Example 1 to a water content less than 1%, the press rollers 2, 2 a, a speed ratio of 1.25 have. With a contact pressure of the press rolls 2 , 2 a of 60 kN per cm of roll width, slugs are produced whose weight fraction is over 5 mm grain size after stabilization 60%. The agglomerates produced without binders are water-resistant and, as an add-on product, significantly reduce the dust emissions from power station coals instead of the usual filter cake.

Example 3

Ein aus 19 Gewichtsanteilen Anthrazitkohle, 8 Gewichtsantei len Fettkohle und 1 Gewichtsanteil Hydratkalk bestehendes troc kenes Gemisch wird in einer Kornfeinheit kleiner 0,1 mm mit Hilfe einer Zuteilschnecke der Doppelwalzenstrangpresse 1 auf gegeben und zu Schülpen verpreßt. Beim Preßvorgang beträgt die Walzenanpreßkraft 80 kN je cm Walzenbreite und das Dreh zahl-Verhältnis 1,15. A dry mixture consisting of 19 parts by weight of anthracite coal, 8 parts by weight of fat coal and 1 part by weight of hydrated lime is added to the fineness of less than 0.1 mm with the aid of a feed screw of the twin-roll extrusion press 1 and pressed into flakes. During the pressing process, the roller contact pressure is 80 kN per cm of roller width and the speed ratio is 1.15.

Nach Absiebung der Schülpen liegt der verwertbare Gewichts anteil der Stückgrößen über 5 mm bei 50%. Diese Schülpen las sen sich als Zumischprodukt zur Nußkohle auf Rostfeuerungen umweltfreundlich verbrennen, da der Kalkanteil gewisse Mengen des Brennstoffschwefels, der bei der Verbrennung als Schwe feldioxid auftritt, zu binden vermag.After sieving the scraps, the usable weight lies proportion of piece sizes over 5 mm at 50%. Read these slugs are used as an admixture to nut coal on grate furnaces burn in an environmentally friendly way, because the lime fraction contains certain quantities of the fuel sulfur, which is burned as Schwe field dioxide occurs, is able to bind.

Claims

1. A process for binderless briquetting of coal, in which shear forces are exerted on the briquetted material in addition to pressing forces, characterized in that the briquetting is carried out in a twin-roll extrusion press ( 1 ), the press rolls ( 2 , 2 a ) of which run at different circumferential speeds.

2. The method according to claim 1, characterized in that the speed ratio of the press rolls ( 2 , 2 a ) depending on the coal hardness is between 1.05 and 1.4.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that very fine coal is shaped into pellets before the briquetting in a Mischgra nulator ( 11 ).

4. The method according to claim 3, characterized in that the insert coal in the mixing granulator ( 11 ) additives are added.

5. Double-roll extrusion press for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a press roll ( 2 ) is designed as a smooth roll and a press roll ( 2 a ) with a trapezoidal profile.

6. Double-roll extrusion press for performing the method according to one of claims 1 to 4, characterized in that both press rolls ( 2 , 2 a ) have trapezoidal profiles.

7. Double-roll extrusion press according to claim 5 or 6, characterized in that the pressing surfaces of the press roll ( 2 , 2 a ) are roughened.