DE3801800C1 - - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/02—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
- C10L9/06—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Erzeugung von lager- und insbesondere straßen-, gleis-
und seetransportsicherer Kohle oder Kohlemischungen
kleiner Körnung. - Als Kohle oder Kohlemischung kleiner
Körnung soll hierbei und nachstehend Kohle oder Mischungen
in einer Körnung bis 6 mm verstanden werden. Als
Straßen- und Gleistransport soll der überregionale,
einen längeren Zeitraum in Anspruch nehmende Transport
im Gegensatz zum innerbetrieblichen Transport verstanden
werden.
Der Transport von Feinkohle und Kohlenstaub wurde
bislang in entsprechenden Behältern unter Anwendung
eines inerten Gases, beispielsweise Stickstoff oder
einem anderen Gas mit weniger als 8-10% Sauerstoff
durchgeführt. Es hat auch nicht an Versuchen gefehlt, die
Lager- und Transportfähigkeit und -sicherheit von Kohle
und Kohlemischungen ohne ein Schutzgas zu erreichen. - So
sehen die US-PS 37 23 079 und 41 92 650 Rehydrier
verfahren vor, bei denen die auf 0% Restfeuchte
getrocknete Kohle bei 100 bis 115°C einer Dampfbehandlung
unterworfen wird, bis der Feuchtigkeitsgehalt der Kohle
wieder 2-10% erreicht hat (US-PS 41 92 650) oder
aber die getrocknete Kohle wird bei 175-225°C mit
einer Sauerstoffmenge von 0,5-8% des Kohlegewichtes
behandelt und die so vorbehandelte Kohle mit einer
Wassermenge von 1,5-6% des Kohlegewichtes rehydriert.
Labormäßige Versuche für eine sog. Voroxydation beschreibt
das "Handbuch des Kokereiwesens", Bd. I, 1955, S. 62/63,
wo dargelegt wird, daß leicht oxydierbare Gaskohle
(flüchtige Bestandteile <15% waf = wasser- und aschefrei)
bei 250°C in ca. 10-20 h voroxydiert wird. In
"Glückauf", 1950, S. 988/89 wird die Behandlung von
Fettkohle (fl. Bestandteile 12-14% waf) und von
Anthrazit für deren Lagerfähigkeit beschrieben; hier
soll bei einer Temperatur von 125-275°C eine
Wärmebehandlung über 24 Stunden erfolgen.
Durch die US-PS 44 02 706 ist eine
Vorrichtung bekannt, mit der der behandelten Kohle die
spontane Zündfähigkeit genommen werden soll. Hierzu wird
die Kohle über ein Sieb geleitet, um die Kohle bei einer
Temperatur von 54-121°C zu trocknen und die kleinsten
Kohleteilchen zu verbrennen, so daß eine Temperatur
des Abgases nach dem Verbrennen dieser kleinen Teilchen
von 104-510°C entsteht; das Abgas wird einem Zyklon
zugeführt. Die Kohle wird durch einen Behälter geleitet,
in dem die Kohle oxidiert. Dieser Behälter weist
dachförmige Leisten auf, unter denen Luft- oder
Sauerstoffzuführungsrohre angeordnet sind. - Das
bekannte Verfahren arbeitet somit mit einem Wirbelbett
unter Sauerstoffzufuhr, nachdem es getrennt hiervon
vorgängig bei 54-121°C getrocknet und einer
Verbrennung seiner kleinsten Bestandteile ausgesetzt
wurde. Die Kohle wird nach der Behandlung gekühlt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung
der genannten Kohle oder Kohlemischungen zu schaffen,
deren Lagerung und Transport nicht nur den geforderten
Sicherheitsvorschriften entspricht, sondern auch
kostspielige Aufwendungen während der Lagerung und des
Transportes überflüssig macht. Vor allem aber soll
gegenüber bekannten Verfahren eine höhere Leistung
erzielt werden. Die zur Durchführung des Verfahrens
verwendete Vorrichtung soll platzsparend sein. Vor allem
aber soll eine nur schwer zu beherrschende
Temperaturführung z. B. durch Verbrennen von Kohleteilchen
zur Erzeugung von Wärme entfallen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vorgesehen. -
Die Merkmale der Unteransprüche dienen der Verbesserung
und Weiterentwicklung der Merkmale des Hauptanspruches.
Die gezielte Wärmebehandlung von Kohle und Kohlemischungen
nach der Erfindung geht von der Rehydrierung und
Voroxydation bekannter Verfahren aus. Zur Steigerung der
Sicherheit für die Lagerung und den Transport sieht die
Erfindung die unmittelbare Einwirkung der Wärme auf die
Kohle oder Kohlemischung beim Umwälzen der Kohle im
Mischer unter Sauerstoffzufuhr vor. Die
Mischarme übertragen die Wärme unmittelbar auf die Kohle
oder die Mischung, so daß die Sauerstoffzufuhr bei
unmittelbarer und daher auch gleichzeitiger Erwärmung
der Kohle oder der Mischung erfolgt. Zwar wird in einem
Wirbelbett auch genügend Sauerstoff an die Kohle- oder
-mischungsteile gebracht, alleine eine exakte, gleichmäßige
Erwärmung dieser Kohle unter gleichzeitiger, intensiver
Durchmischung mit Sauerstoff ist selbst dann nicht
gegeben, wenn warme Luft in ein Wirbelbett eingeführt
wird. Auf eine gleichmäßige Wärmebehandlung und
gleichzeitige Durchlüftung aller Kohle- oder -mischungs
teilchen kommt es aber entscheidend an.
Die Einsatzkohle oder Kohlemischung hat einen
Wassergehalt von maximal 2 Gew.-%. Die Behandlung von
grubenfeuchter und aufbereitungsnasser Kohle oder
Kohlenmischung kann daher derart erfolgen, daß durch
Vortrocknung der Wassergehalt bis auf max. 2 Gew.-%
gesenkt wird.
In der Zeichnung ist das Verfahren mit Ausführungs
formen der vorzugsweise zur Anwendung kommenden
Vorrichtung dargestellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 findet ein
trommelartiges Schneckengehäuse 1 Anwendung, in dem eine
Schnecke gedreht wird, wie dies dem Fachmann bekannt
ist. Oberhalb des Schneckengehäuses kann ein weiterer
Teil 2 vorgesehen sein, der Zuführungen und Ableitungen
aufnimmt. Das vordere Ende (das linke Ende) des Gehäuses
besitzt einen Zulaufstutzen 3 für die in Richtung des
Pfeiles 4 aufzugebende Kohle oder Kohlemischung. Ein
weiterer kleiner Stutzen 5 mündet in den Stutzen 3;
durch ihn wird Luft in Richtung des Pfeiles 6 zugeführt.
Somit gelangt die Kohle oder die Kohlemischung mit der
Luft in das Schneckengehäuse und zwischen die
Schneckengänge einer Schnecke 7 des Gehäuses 1. Dieses ist mit einem
geschlossenen Mantel 8 versehen, in dem die
Schnecke 7 rotiert, die auf einer Schneckenwelle 9
angeordnet ist. Der Schneckengang kann durch
unterbrochene Flügel 10, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt,
oder durch ununterbrochene Flügel gebildet sein.
Die Schneckenwelle 9 ist als Hohlwelle ausgebildet. Von
ihr führen Zuführungsstutzen 12 zu den hohlen Flügeln 10
und Abführstutzen 13 vom Innern der Flügel 10 zu der
Welle 9. Die Schneckenwelle 9 ist durch eine Wand 14 in
zwei Kammern 15, 16 unterteilt, wobei das Öl aus der
Kammer 15 den Flügeln 10 zugeführt und aus diesen in
die Kammer 16 abgeleitet wird.
Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 3. Hierbei ist
der Mantel 18 als Hohlmantel ausgeführt und kann
ebenfalls mit einem wärmeabgebenden Medium, vorzugsweise
Öl, beaufschlagt werden. Hierdurch kann die Kohle oder
Kohlemischung sowohl zwischen den Flügeln des
Schneckenganges der Transportschnecke durch diesen als
auch den Mantel 18 durch unmittelbare Anlage an diesen
Teilen gleichmäßig erwärmt werden.
Diese Wärmebeaufschlagung wird dadurch gefördert, daß
die Kohle oder die Kohlemischung an den Flügeln des
Schneckenganges und nach Fig. 3 an dem Mantel 18 anliegt
und intensiv umgewälzt wird, so daß eine sehr genaue
Erwärmung der Kohle oder der Kohlemischung erreicht werden
kann.
Bei der Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 wird
das wärmeabgebende Medium, vorzugsweise Öl, das
durch die Welle 9 geführt ist, durch einen Stutzen 19
in die Welle eingeführt, während über eine Leitung 20
das Öl in den Mantel 18 nach Fig. 3 gebracht wird. Das
Öl des Mantels wird über eine Leitung 21 abgeführt,
während das Öl der Welle 9 über die Leitung 22 aus der
Vorrichtung herausgelangt. Das behandelte Gut tritt aus
der Vorrichtung über den Stutzen 23 aus, wobei die Luft
über die Leitung 24 entweichen kann.
In Fig. 4 ist ein Schema der Einrichtung dargestellt, mit
dem das Verfahren nach der Erfindung durchgeführt werden
kann. Die Kohle oder Kohlemischung gelangt in Richtung
des Pfeiles 25 in einen Trichter 26 mit einer
Zellenradschleuse 27. Von dort aus gelangt die Kohle
wiederum in einen Teil 28 des Schneckengehäuses 29, in
dem sich eine Schneckenwelle 30 mit einer
Schnecke 31 dreht. Das erwärmte Öl kommt von einem
Ölerhitzer 32 und wird über die Leitungen 33, 34 sowohl
der Welle 30 der Schnecke wie auch dem Mantel 35
zugeführt. In diesem Falle strömt das wärmeabgebende
Medium im Gegenstrom zur Bewegung der Kohle oder
Kohlemischung. Das Öl tritt aus Leitungen 36, 37 aus und
wird abgeführt.
Die Luft kann durch einen nicht dargestellten
Lufterhitzer vorgewärmt werden und gelangt über die
Leitung 39 und die Ventile 40, 41 in den hinteren
Abschnitt des Gehäuses, um am vorderen Abschnitt über
die Leitung 42 zu einem Staubabscheider 43 auszutreten.
Das Gehäuse 1 ist zu 50-75% mit Kohle oder einer
Kohlemischung gefüllt, so daß ein genügender Raum
oberhalb der Kohle oder der Mischung vorhanden ist, in
dem ein ausreichendes Luftvolumen über das Gut streichen
kann.
Die vorstehenden Vorrichtungen sind auf anderen Gebieten
der Technik, so z. B. zum Trocknen von Kohle, bekannt.
Hierbei wird jedoch mit feuchter oder aufbereitungsnasser
Kohle von 12-18% Gew.-% Wassergehalt und Temperaturen
von über 400, meist 600°C gefahren. Dabei kommt es
nicht auf ein gezieltes und genaues Erwärmen der Kohle
und inniges Durchmischen der Kohle mit Sauerstoff an.
In den Leitungen 33, 34 und 39 sind Thermometer 33 a,
34 a, 39 a angeordnet, mit deren Hilfe das Öl der Schnecke
31 und des Mantels 35 kontrolliert und die Ölmenge
mittels der Ventile 36 a, 37 a geregelt wird. Die Luftmenge
in dem Schneckengehäuse wird durch die Ventile 40, 41
ebenfalls in Abhängigkeit eines Temperaturmessers 39 a
in der Leitung 39 geregelt.
Das ständige gleichmäßige und intensive unmittelbare
Anliegen der Kohle oder der Kohlemischung an Wandungen
genau bestimmbarer Temperatur gewährleistet bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren, daß die gesamte aufgegebene
Menge an Kohle oder die Kohlemischung mit Sicherheit
lager- und transportfähig gemacht wird. Im Gegensatz
hierzu läßt sich bei einem Wirbelbett nicht mit
Sicherheit gewährleisten, daß alle Kohle- oder
Mischungsteile vollständig dem Verfahren unterworfen
werden, was Voraussetzung für eine lagerfähige Kohle
oder Kohlemischung ist, da nur eine geringe Menge
nicht einwandfrei behandelten Gutes die Lagerfähigkeit
einer großen Gutmenge in Frage stellt.
Die Kohle oder die Kohlemischung von max. 6 mm, die auf
einen Wassergehalt von max. 2 Gew.-% vorgetrocknet ist,
wird in dem Schneckengehäuse auf eine Temperatur von
130-230°C für die Dauer von 10 bis 20 Min. erwärmt,
wobei bei niedriger Temperatur in Nähe der 130°C
eine längere Verweilzeit in Nähe der 20 Min.-Dauer
angewendet wird, während bei Anwendung einer höheren
Temperatur die Behandlungszeit kürzer sein kann. Die
Luft streicht unmittelbar und gleichmäßig über die
ständig durchmischte Kohle oder -mischung, die somit
gleichzeitig, - was wesentlich ist -, durch die
unmittelbare Berührung mit den Schneckenflügeln und
gegebenenfalls dem Mantel aufgezeizt wird und
gleichmäßig mit dem Sauerstoff in intensiven Kontakt
kommt.
Das in dem Schneckengehäuse 29 behandelte Gut gelangt
über eine Schleuse 44 und das Rohr 45 unmittelbar und
ohne jede Verzögerung in eine Kühlvorrichtung 46, die
einen gleichen oder ähnlichen Aufbau wie das
Schneckengehäuse 29 mit seinen Einzelteilen hat. Das
mit 130-230°C in die Vorrichtung 46 gelangende Gut
wird auf 60-80° und darunter mindestens in gleicher
Zeit und Menge abgekühlt, wie die Kohle oder die
Kohlemischung in dem Schneckengehäuse 29 erwärmt wird.
(Zur Vermeidung von Stauungen in der Vorrichtung 46
erfolgt der Durchsatz dort etwas schneller als in dem
Schneckengehäuse 29.)
Luft von Normaltemperatur wird über die Leitung 47 der
Vorrichtung 46 zugeführt und mit einer Temperatur von
40-60°C über die Leitung 48 in die Leitung 39 gegeben.
Das Kühlmitel, z. B. Thermoöl, wird über die Leitungen
49, 50 zu- und über die Leitungen 51, 52 abgeführt. Das
behandelte Gut wird über das Rohr 53 bei einer Temperatur
von 60-80°C abgezogen und ist nun lagerfähig. -
Durch die Behandlung der Kohle oder der
Kohlemischung in dem Schneckengehäuse 29, aber auch
durch die unmittelbar sich daran anschließende
Bearbeitung in der Kühlvorrichtung 46 wird bei einer
Durchsatzdauer von 10-20 min das gesamte Gut bzw.
der größte Teil des zu behandelnden Gutes einer
sehr gleichmäßigen Behandlung ausgesetzt; es entsteht
ein homogen behandeltes Endprodukt mit hoher
Lagersicherheit.
Claims (4)
1. Verfahren zur Erzeugung von lager-, insbesondere straßen-,
gleis- und seetransportsicherer Kohle oder
Kohlemischungen kleiner Körnung zwischen 0 und 6 mm
mit einem Wassergehalt von max. 2 Gewichts-Prozenten
unter Behandlung mit Wärme und Zufuhr von Sauerstoff,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle oder Kohlemischung
einem Schneckenmischer aufgegeben, in diesem unter
unmittelbarer Berührung mit den erwärmten Schneckengängen
für die Dauer von 10 bis 20 Minuten intensiv durchmischt,
dabei auf 130-250°C oder Normalluft beaufschlagt und
unmittelbar anschließend in einem gleichen oder ähnlichen
Schneckenmischer für die gleiche Zeitdauer auf 60-80°C
und weniger abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehzahl der Schnecke der Schneckenmischer
30-60 U/min. beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
durch die Schneckenmischer geführte Gas oder die Luft
vorgewärmt oder vorgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schneckenmischer zu 50-75% ihres freien Volumens
mit Kohle oder Kohlemischung gefüllt werden.
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Also Published As
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