DE3742817C2

DE3742817C2 -

Info

Publication number: DE3742817C2
Application number: DE19873742817
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 5040 Bruehl De Ritter; Manfred Dipl.-Ing. 5010 Bergheim De Erken; Franz-Josef Dipl.-Ing. 5000 Koeln De Menge
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1987-12-17
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1990-03-22
Also published as: DE3742817A1; DD276298A5; AU2688688A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formlingen, insbeson dere Pellets, aus Braunkohlenkoks.

Aus der DE OS 29 25 879 der Anmelderin ist ein "Verfahren zur thermischen Be handlung von Feststoffen in einem Herdofen" bekannt. Nach dem bekannten Verfah ren kann ein Feststoff, vorzugsweise Braunkohle geschwelt und/oder verkokt wer den (vgl. Ansprüche 1 und 13).

Bei der Verkokung von Braunkohle auf dem Herdofen handelt es sich um einen thermischen Destillationsprozeß, durch welchen die Braunkohle umgewandelt wird. Das Verfahren zur Herstellung von Braunkohlenkoks im Herdofen ist ausführlich beschrieben in den nachfolgend genannten Veröffentlichungen:

H. B. Königs: "Feinkokserzeugung aus Braunkohle", Energiewirtschaft liche Tagesfragen, 27. Jahrgang 1977, Heft 8/9, S. 569-599 und
E. Scherrer: "Herstellung von Braunkohlenkoks im Salem-Lurgi-Herd ofen", Braunkohle, Heft 7, Juli 1981, S. 242-246 und
D. Böcker: "Edle Körner", Energie, Jahrgang 35, 1983, Heft 3, S. 35-37.

In diesen Veröffentlichungen ist über die Herstellung von Herdofenkoks aus Braunkohle soviel mitgeteilt, wie zum besseren Verständnis des technischen Hintergrundes der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Formlinge aus Braunkohlenkoks können grundsätzlich sowohl aus Braunkohlenkoks selbst oder durch die Verkokung von vorgeformter Braunkohle z. B. Braunkohlen briketts, gewonnen werden.

Bei der Herstellung von Formlingen aus körnigem oder staubförmigem Braunkohlen koks, bei letzterem handelt es sich um ein Mahlprodukt mit einer Korngröße < 0,5 mm, wird immer ein Bindemittel benötigt. Durch dieses Bindemittel wird auf jeden Fall eine mehr oder weniger erwünschte Änderung der Zusammensetzung der Koksformlinge erhalten, wie z. B. die Erhöhung des Flüchtigen- oder des Aschegehaltes. In manchen Fällen kann auch eine Nachverkokung der mit Bindemit tel gewonnenen Braunkohlenkoksformlinge notwendig werden, wodurch sich der Her stellungsprozeß wesentlich verteuert.

Die Verkokung von geformter Braunkohle, z. B. Braunkohlenbriketts, führt nur dann zu Koksformlingen von ausreichender Festigkeit, wenn der Verkokungsprozeß schonend erfolgt. Dabei besteht die Notwendigkeit, den Prozeß über mehrere unterschiedliche Temperaturbereiche langsam bis zur endgültigen Verkokungs temperatur von ca. 900°C zu durchfahren. Bei zu schneller Aufheizung führen die bei der Verkokung freiwerdenden Schwelprodukte in Verbindung mit einer Neuordnung des Kohlenstoffgerüstes der Kohle zu einem Zerfall der Formlinge. Das Ergebnis ist dann ein granulierter Koks, der nur eine sehr geringe Abrieb festigkeit aufweist und somit für eine Vielzahl von industriellen Anwendungs möglichkeiten nicht mehr in Frage kommt.

Aus der DD 2 11 458 ist ein Verfahren zur Herstellung von festen, feuchtigkeitsarmen Spezialbriketts aus Braunkohle bekannt, die als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Stückkoksen dienen. Nach dem bekannten Verfahren werden auf herkömmliche Weise hergestellte Pyrolysebriketts mit Feuchtigkeitsgehalten von mehr als 21 Gew.-% durch eine Sattdampfbehandlung bei Tempe raturen von mindestens 220°C auf Restwassergehalte unter 10 Gew.-% entfeuchtet und nachfolgend mit Heiß gasen bis auf einen Restwassergehalt von nahe 0 Gew.-% entwässert. Die bekannten Spezialbriketts werden bei Drücken von über 140 Mpa erzeugt. Bei der bekannten thermischen Behandlung verläuft die Schrumpfung gleich mäßig in allen Gefügezonen mit ausreichender Inten tität, so daß mit der Feststoffaggregation eine Zunahme der Preßlingsfestigkeit eintritt (vgl. a. a. O. S. 5, Abs. 3 u. 4).

Für die Erzeugung von Formlingen aus Braunkohlenkoks auf dem Herdofen sind die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Spezialbriketts allerdings nicht geeignet, da sie bei etwa 10fach zu hohen Drücken herge stellt werden. Derartige, nach dem Stande der Technik durch Hochdruck brikettierte Formlinge würden bei der schockartigen Verkokung im Herdofen sofort zerplatzen, so daß Formkoks nach dem bekannten Verfahren nicht erzeugt werden kann.

In der Bundesrepublik wird Braunkohlenkoks fast ausschließlich nach dem soge nannten Lurgi-Salem-Herdofenverfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ungeformte, auf Korngrößen von etwa 6 mm vorzerkleinerte und auf Wassergehalte zwischen 14 und 20% vorgetrocknete Braunkohle im Herdofen eingesetzt und mit hoher Aufheizgeschwindigkeit in kurzer Zeit auf Temperaturen von ungefähr 900°C erhitzt. Das Endprodukt dieses Verfahrens ist ein Braunkohlenkoks mit Körnungen zwischen 0 und 5 mm. Versuche zum Einsatz von Braunkohlenbriketts im Herdofen zur Herstellung von Form- oder Stückkoks schlugen fehl, da die hohe Aufheizgeschwindigkeit stets zum Zerfall der Briketts führte.

Aus diesen Mängeln des bekannten Herdofenverfahrens ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, Formlinge aus Braunkohlenkoks herzustellen, die eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen. Zusätzlich soll das Herstellungsverfahren preiswert und wirtschaftlich sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man aufbereitete Roh braunkohle auf annähernd die Hälfte ihres natürlichen Wassergehaltes vor trocknet, die vorgetrocknete Braunkohle zu Formlingen preßt, die Formlinge ggf. auf einen niedrigeren Wassergehalt nachtrocknet und anschließend im Durchlauf durch einen Herdofen bei Temperaturen zwischen 700 und 1000°C verkokt.

Bei Versuchen zur Herstellung von Formlingen aus Braunkohlenkoks wurden Produk te, die hinsichtlich ihrer mechanischen Qualitäten den gestellten Erwartungen entsprachen auf wirtschaftliche Weise erhalten, wenn man beim Einsatz von vor getrockneter Braunkohle mit einem Wassergehalt von ca. 35 Gew.% in einer Matrizenpresse (Kollergang) Braunkohlenpresslinge mit einem Durchmesser von ca. 8 mm und einer Länge von ca. 1-2 cm erzeugte. Die Festigkeit dieser Preßlinge ist nicht besonders hoch. Bei einer anschließenden schonenden Nach trocknung der Preßlinge auf Wassergehalte von 10 bis 20 Gew.% konnten sie so dann in einen Herdofen eingesetzt und zu Braunkohlenkokspellets verkokt werden. Überraschenderweise wurden die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Braunkohlenkoksformlinge durch die schockartige Erwärmung im Herdofen nicht zerstört. Die so hergestellten Braunkohlenkokspellets wiesen eine ausreichend hohe Festigkeit auf, die sie für verschiedene Anwendungsgebiete geeignet macht. Bei der Verkokung blieb die ursprüngliche Form der Preßlinge erhalten und führte mit hoher Ausbeute zu Kokspellets. Die physikalischen und chemischen Eigen schaften des so gewonnenen Kokses sind gleich denen von bei der Verkokung von ungeformter Trockenbraunkohle erhaltenem Koksgranulat. Insbesondere der niedri gere Gehalt an Flüchtigen in der Größenordnung zwischen 2 bis 3 Gew.% sowie die hohe spezifische Oberfläche von ca. 300 m²/g zeichnen die nach dem erfindungs gemäßen Verfahren hergestellten Braunkohlenkoksformlinge aus.

Nachfolgend wird die Durchführung des Verfahrens an einem Beispiel gezeigt. Die Figur zeigt ein Fließbild zur Herstellung von Formlingen aus Braunkohlenkoks.

Auf Korngrößen kleiner als 6 mm vorzerkleinerte, grubenfeuchte Braunkohle 1, mit einem Wassergehalt zwischen 50 und 60%, wird in einem Trockner 2 auf die Hälfte ihres Wassergehalts, nämlich 35 Gew.% vorgetrocknet. Die vorgetrocknete Braunkohle 3 wird einer Matrizenpresse 4, beispielsweise Kollergang, zugeführt, und dort zu Formlingen 5 verpreßt. Die Formlinge sind rund und haben einen Durchmesser von ca. 8 mm bei einer Länge zwischen 1 und 2 cm. Die Formlinge 5 werden einer Nachtrocknung 6 zugeführt, wo deren Wassergehalt auf Werte zwischen 10 bis 20, vorzugsweise 15 Gew.% eingestellt wird. Die getrockneten Formlinge 7 werden anschließend in einem Herdofen 8 einer Schockverkokung unterzogen, wobei sie innerhalb kurzer Zeit auf Temperaturen zwischen 800 und 1000°C aufgeheizt werden. Die Verweilzeit im Herd ofen 8 beträgt zwischen 20 und 60 Minuten. Als Ergebnis werden stabförmige Kokspellets 9 erhalten, deren Durchmesser ca. 6 mm und deren Länge ca. 1 cm beträgt. Die Punktdruckfestigkeit dieser Pellets 9 beträgt zwischen 100 und 250 N. Das Vortrocknen in dem Trockner 2 erfolgt sehr schonend bei Temperaturen von ungefähr 60°C. Die Ver weilzeit in diesem Trockner beträgt etwa zwischen 10 und 40 Minuten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Braunkohlenkoks indem man aufbereitete Rohbraun kohle vortrocknet, aus der vorgetrockneten Roh braunkohle unter Anwendung von Druck Formlinge herstellt, die Formlinge nachtrocknet und anschließend verkokt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohbraunkohle auf Wassergehalte zwischen 20 und 60 Gew.-%, vorzugsweise 35 Gew.-% vortrocknet, aus der vorgetrockneten Rohbraunkohle Form linge mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 1,3 cm und einer Länge zwischen 1 und 2 cm durch Pressen unter Anwendung eines Druckes von etwa 10 MPa herstellt, die Formlinge auf Wassergehalte zwischen 10 und 20 Gew.-% nachtrocknet und anschließend im Durchlauf durch einen Herdofen bei Temperaturen zwischen 700 und 1000°C verkokt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Formlinge bei einer Temperatur von ungefähr 60°C zwischen 10 und 40 min lang vor trocknet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorgetrockneten Formlinge im Herdofen zwischen 20 und 60 min lang verkokt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formlinge mit Hilfe einer Matrizenpresse hergestellt werden.