DE3802382A1 - Verfahren zur herstellung rauchloser, gehaerteter brennstoff-briketts - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung rauchloser, gehärteter Brennstoff-Briketts aus Teilchen aus brennbarem, festem, kohlenstoffhaltigem Material, insbesondere kohlehaltigem Material wie Kohleteilchen, z. B. Feinkohle und Anthrazit-Gruskohle.

Es sind viele Verfahren zur Agglomerierung von Teilchen aus kohlenstoffhaltigem Material in einer Brikettiermaschine mit Hilfe von Bindemitteln bekannt. Oft ist es erforderlich, die erhaltenen Agglomerate oder "grünen Briketts" einer Härtungsbehandlung zu unterziehen, um ihre physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften zu verbessern und/oder sie einem Entrauchungsverfahren zu unterziehen, um die Entwicklung von Rauch während der Verbrennung zu vermindern. Rauchlose Briketts werden hier unter Bezugnahme auf den Britischen Standard 3841 definiert.

Die momentane Agglomerations-Technologie zur Herstellung von Kohle-Briketts basiert im allgemeinen auf der Verwendung von drei prinzipiellen Bindemitteln, entweder getrennt oder zusammen, obwohl auf diesem Gebiet viele andere Bindemittel bekannt sind. Diese drei Bindemittel sind von der Raffination von Rohöl abgeleitete Bitumen; Teerasphalt; und Ammoniumlignosulfonat oder Sulfit-Ablauge, die ein Nebenprodukt der Papierindustrie ist. Die Verwendung von Bitumen oder Teerasphalt als Bindemittel ist ein gut entwickeltes Verfahren, das von einigen Herstellern durchgeführt wird und im allgemeinen mit einem Ofenhärtungsverfahren verbunden ist, bei dem die grünen Briketts bei mittleren Temperaturen in einer oxidierenden Atmosphäre entraucht werden.

Die Verwendung von Ammoniumlignosulfonat als Bindemittel wird bei Briketts auf der Basis von Anthracit für den rauchlosen Brennstoffmarkt nicht so allgemein angewandt, aber es sind Verfahren bekannt, die in der Verwendung einer Ofenhärtungs-Technik in einer Atmosphäre bestehen, die eine Sauerstoffkonzentration aufweist, die sich stöchiometrischen oder nahezu reduzierenden Bedingungen annähert. Die Begrenzung der Sauerstoffkonzentration ist dort notwendig, um die Möglichkeit einer schnellen Oxidation und exothermer Reaktionen, die zu einer unkontrollierbaren Verbrennung der Briketts während der Behandlung und folglich einem Verlust an Produkt und einer Beschädigung der Anlage führen würden, zu kontrollieren oder zu beschränken. Diese notwendige Beschränkung des Sauerstoffs während der Härtungsbehandlung der Agglomerate, in denen Lignosulfonat das Bindemittel ist, führt jedoch zu einigen Nachteilen. Wenn man unter einer nahezu reduzierenden Atmosphäre arbeitet, wird der Schwefel im Lignosulfonat in Mercaptane, Schwefelwasserstoff und andere unangenehme und giftige Verbindungen, die ein Umweltproblem darstellen, umgewandelt.

Im Gegensatz dazu ist ein Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung von gehärteten Briketts, die aus teilchenförmigem, kohlenstoffhaltigem Material und Lignosulfonat als Bindemittel hergestellt wurden, die physikalische und Verbrennungseigenschaften von Produkten hoher Qualität zeigen. Ziel dieser Erfindung ist es auch, ein Verfahren zur Herstellung von Briketts, die durch einen hohen kalorischen Wert gekennzeichnet sind, zu schaffen. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das die Bildung von schädlichen Produkten während der Härtungsbehandlung vermeidet.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zur Herstellung gehärteter Brennstoff-Briketts, die aus teilchenförmigem, kohlenstoffhaltigem Material und Lignosulfonat als Bindemittel gebildet wurden, in der Härtung der grünen Briketts in einem Ofen in der Anwesenheit von zirkulierenden Gasen, die einen hohen Prozentsatz an Sauerstoff und überhitztem Dampf enthalten, wobei der aus dem Bindemittel stammende Schwefel exotherm bei der Härtungstemperatur unter Bildung von Schwefelsäure, die im Falle eines Temperaturanstiegs endotherm dissoziiert, wobei die endotherme Dissoziation ein Mittel zur thermischen Gleichgewichtseinstellung innerhalb der Härtungszone schafft und der verbleibende kleine Überschuß an Wärme als fühlbare Wärme in den zirkulierenden Gasen entfernt wird, oxidiert und hydrolysiert wird.

Vorzugsweise werden die grünen Briketts in einem Ofen in Anwesenheit von zirkulierenden Gasen gehärtet, die eine hohe Sauerstoffkonzentration in Verbindung mit überhitztem Dampf aufweisen, was zu einer internen Brikett-Temperatur von 210 bis 335°C führt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die zirkulierenden Gase und der überhitzte Dampf hergestellt durch Behandlung der Abgase aus dem Härtungsofen in einer Fließbett-Verbrennungsanlage.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Härtung von Brennstoff-Briketts, die unter Verwendung von Lignosulfonat als Bindemittel hergestellt wurden, erreicht werden kann, indem man eine Atmosphäre mit hoher Sauerstoffkonzentration während der Härtung in einem Mitteltemperatur-Ofen verwendet, ohne daß die Gefahr einer unkontrollierten Oxidation mit resultierendem Feuerschaden besteht und daß man dabei auch den klaren Vorteil der Eliminierung von schädlichen gasförmigen Nebenprodukten erhält. Weiterhin zeigen die gehärteten Briketts in bezug auf Wasserbeständigkeit, physikalische Festigkeit und Verbrennung verbesserte Eigenschaften.

Die Agglomerierung von teilchenförmigem, kohlenstoffhaltigem Material, wie z. B. Kohle, insbesondere Anthracit-Feinkohle, Anthracit-Gruskohle oder ähnliches kohlenstoffhaltiges Material, wird unter Verwendung eines Lignosulfonats, insbesondere von Ammoniumlignosulfonat, als Bindemittel durchgeführt. Lignosulfonat ist ein Nebenprodukt des Sulfitverfahrens zur Herstellung von Halbstoff in der Holzindustrie durch Umsetzung von Bisulfit mit Holz. Die Qualität des Lignosulfonats hängt von der Ligninquelle, den Verfahrensbedingungen und der resultierenden Molekulargewichtsverteilung und dem Mittelwert derselben ab. Im allgemeinen werden Kohlebriketts hergestellt unter Verwendung von Ammoniumlignosulfonat in einer Menge von 4 bis 10%, bezogen auf das Gewicht der Feinkohle, wobei es als Dispersion in Wasser angewendet wird. Das Ammoniumlignosulfonat wird im allgemeinen als 50gew.-%ige Dispersion in Wasser zur Verfügung gestellt. Es ist auf diesem Gebiet bekannt, daß die Wassermenge in der resultierenden Mischung nicht zu groß sein soll, wenn die Briketts gepreßt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kohle und das Bindemittel gründlich vermischt, jeglicher Wasserüberschuß wird eliminiert und die Mischung wird bei einer Temperatur, die von 40 bis 100°C, vorzugsweise von 60 bis 85°C, schwanken kann, gepreßt.

Die erhaltenen Briketts oder grünen Briketts werden dann einer Härtungsbehandlung unterzogen. Erfindungsgemäß werden die grünen Briketts in Anwesenheit von zirkulierenden Gasen mit einer hohen Sauerstoffkonzentration in Verbindung mit überhitztem Dampf gehärtet, wodurch die Eigenschaften der Briketts bezüglich der Wasserbeständigkeit, physikalischen Festigkeit und Verbrennung verbessert werden. Diese Härtungsatmosphäre fördert die Oxidation des Schwefels aus dem Lignosulfonat-Bindemittel unter Bildung von Schwefeloxiden, hauptsächlich SO₃. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Abgase der Härtungsbehandlung in eine Fließbett-Verbrennungseinheit eingeführt. Vorzugsweise wird dieser Fließbett-Heißgasgenerator mit Kohle befeuert und hat eine Betriebstemperatur von ungefähr 850°C. In dieser Verbrennungseinheit kann jedes beliebige geeignete Mittel zur Entfernung der Schwefeloxide eingesetzt werden. Z. B. können fein verteilte Substanzen, die Schwefelderivate absorbieren, der Kohle in der Fließbett-Einheit zugesetzt werden. Diese Additive, z. B. gebrannter Kalk oder gemahlener Kalkstein, reagieren nicht nur mit dem durch die Kohleverbrennung produzierten SO₂, sondern auch mit dem SO₃, das von den Abgasen der Härtungszone durch das Fließbett getragen wird, wobei Calciumsulfat und Calciumsulfit entstehen, die aus dem Bett entfernt werden können. Demzufolge erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine merkliche Verminderung der Menge an Schwefeloxiden, die den Kamin der Anlage verlassen.

Ein weiteres Merkmal des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß überhitzter Dampf in der Fließbett-Einheit aus dem Dampf hergestellt wird, der von den erhitzten grünen Briketts, die dem Härtungsofen kontinuierlich zugeführt werden, freigesetzt wird.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Abgase, die aus dem Härtungsofen austreten, zu der Kohle-befeuerten Fließbett-Einheit zurückgeführt, wodurch heiße Gase in Verbindung mit überhitztem Dampf erzeugt werden. Diese heißen Gase und der überhitzte Dampf werden dann zum Härtungsofen, der auch mit einem Luftüberschuß versorgt wird, zurückgebracht. Die Ofenatmosphäre wird im allgemeinen auf nicht weniger als 14 Volumen-Prozent Sauerstoff, vorzugsweise nicht weniger als 17 Volumen-Prozent Sauerstoff, gehalten. Diese hoch sauerstoffhaltige Atmosphäre fördert in Verbindung mit der reaktiven Ofenhärtungstemperatur die Oxidation von aus dem Lignosulfonat-Bindemittel stammenden Schwefel unter Erzeugung von SO₃. Es wird angenommen, daß die Oxidationsreaktion im Härtungsofen katalysiert wird. Das SO₃ wird schließlich durch den überhitzten Dampf hydrolysiert. Der Begriff Hydrolyse, wie er hier verwendet wird, steht für die Umsetzung von SO₃ mit überhitztem Dampf unter Bildung von Schwefelsäure. Die Hydrolysereaktion ist exotherm und die Härtungsreaktion hängt nicht vollständig vom Wärmetransfer aus den zirkulierenden heißen Gasen ab.

Ein merklicher technischer Fortschritt, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbunden ist, ist es, daß der aus dem Lignosulfonat-Bindemittel stammende Schwefel zu SO₃ oxidiert wird, während die bisher bekannten Verfahren, die eine nahezu reduzierende Atmosphäre verwenden, Schwefelwasserstoff, Mercaptane, Carbonylsulfid und andere schädliche Verbindungen produzieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Schwefeloxide aus den endgültigen Abgasen, die zum Kamin geleitet werden, durch Naßgasberieselung, begleitet von der Zugabe von Neutralisierungsmitteln, z. B. Natriumhydroxid, Calciumoxid und Natriumcarbonat, entfernt.

Ein weiterer technischer Fortschritt des bevorzugten Verfahrens ist es, daß ein thermisches Gleichgewicht im Härtungsofen eingestellt wird. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden werden zu wollen, scheint es, daß dieses Gleichgewicht aus exothermen und endothermen Reaktionen resultiert. Die Oxidation des Schwefels aus dem Brikett-Bindemittel findet bei einer Temperatur von 210 bis 240°C statt. Das hergestellte SO₃ wird dann durch überhitzten Dampf unter Bildung von H₂SO₄ bei Temperaturen von 210°C bis 290°C hydrolysiert. Diese zwei exothermen Reaktionen fördern die Härtungsreaktion innerhalb des Bettes. Bei Temperaturen oberhalb dem Schwellenwert von 290°C findet eine Dissoziation der H₂SO₄ statt und dieser endotherme Effekt schafft ein kontrollierbares thermisches Gleichgewicht, während in einem Temperaturbereich von 290 bis 335°C gearbeitet wird.

Indem man sich dieser temperaturkontrollierten exothermen Hydrolyse von SO₃ und der endothermen Dissoziation von H₂SO₄ bedient, kann im bevorzugten Verfahren bei einer Temperatur von weniger als 290°C für den größten Teil der Härtung, tatsächlich für 75% der Härtungszeit, ein wesentliches Exotherm etabliert werden. Während der letzten Härtungsperiode läßt man die Temperatur über 290°C, aber nicht über 335°C steigen, wodurch Exotherm und Endotherm ungefähr ins Gleichgewicht kommen und so ein scharfer Temperaturanstieg mit der daraus resultierenden Feuergefahr verhindert wird. Während der Endstufe gewährleistet die höhere Temperatur die maximale Oxidation des in den Briketts zurückbleibenden Schwefels, was zu einer starken Kohlenstoffmatrix, der Bindung von feinem Material in den Briketts und einer resultierenden hohen Festigkeit und hohen Wasserbeständigkeit führt.

Der Luftüberschuß, der eine vollständig oxidierende Atmosphäre im Härtungsofen bewirkt, ist in Verbindung mit dem Stickstoff in der Luftzufuhr ein sehr wichtiger und wirksamer Träger für die fühlbare Wärme (sensible heat). Weiterhin kann irgendein zufälliger Temperaturanstieg während der Härtungsperiode durch Variation des Luftflusses kontrolliert werden. Da die Ofenatmosphäre im allgemeinen bei nicht weniger als 14% und vorzugsweise nicht weniger als 17, aber nicht mehr als 20% Sauerstoff gehalten wird, kann die veränderliche Luftzugabe die Oxidationsgeschwindigkeit nicht beeinflussen, schafft aber ein Mittel zur Entfernung von Wärme aus dem Brikett-Bett.

Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, sollen dessen Umfang aber nicht einschränken.

Beispiel 1

Anthrazit-Gruskohle wurde zur Verminderung ihres Feuchtigkeitsgehalts auf von 2 bis 4% getrocknet und durch eine Mahl- und Siebstufe geleitet, um zu einem klassierten Material von variierender Größe zu gelangen, dessen Teilchengröße ein Maximum von 3 mm nicht überschritt.

Das getrocknete Material wurde vom Trockner bei einer Temperatur von 85 bis 100°C wegtransportiert. Das Ammoniumlignosulfonat-Bindemittel wurde als 50%ige Dispersion in Wasser unter überhitztem Dampf eingespritzt, um sich mit einem fallenden Vorhang aus klassifiziertem Anthrazit zu vereinigen. Die Menge an Bindemittel betrug 5%, bezogen auf das Anthrazitgewicht. Daraufhin wurde die Mischung zu einem dampfbeheizten mechanischen Rührer geleitet, um das Vermischen zu vervollständigen und die Mischung in der Transportschnecke zur Presse teilweise zu entwässern.

Der Wassergehalt der Mischung, die in die Mischvorrichtung eintrat, war 10 Gew.-%, wovon 4% Wasser aus dem getrockneten Anthrazit und 6% Wasser aus der Bindemittel-Dispersion stammten. Die fühlbare Wärme aus dem heißen Anthrazit, ergänzt durch fühlbare Wärme aus dem überhitzten Dampf, der in den Mischer eingespritzt wurde, reichte aus, um den Wasserüberschuß zu entfernen, so daß der Wassergehalt des gründlich vermischten Materials, das zur Presse geleitet wurde, 8 Gew.-% nicht überschritt.

Nach dem Pressen betrug der restliche Schwefelgehalt in den ungehärteten Briketts 1,3%.

Die Ofenhärtung wurde in drei Stufen, zu Kontrollzwecken in Zonen eingeteilt, durchgeführt.

Die erste Stufe war die Vorerhitzung, wo die grünen Briketts erhitzt wurden, um die darin nach dem Pressen enthaltene Feuchtigkeit zu verdampfen und die Brikettemperatur auf die Reaktionstemperatur für die Oxidation des Bindemittels anzuheben. Die Vorerhitzung erhöhte die Temperatur der grünen Briketts von 65°C auf 210°C. Diese Stufe wurde in drei gekoppelte Zonen aufgeteilt und diese Zonen erhielten heißes Gas progressiv bei Temperaturen im Bereich von ungefähr 130°C in der ersten Zone bis 170°C bis ungefähr 210°C in der dritten Zone. Die Abgase aus diesen Zonen wurden mit ungefähr 130°C zu einer Vorkühlerstufe oder -zone geleitet, welche die dritte Verfahrensstufe darstellt.

Die zweite Stufe oder Härtungsstufe wurde in vier Zonen aufgeteilt, die durch die Zugabe von heißem Gas gemäß einem Temperaturprofil, das typischerweise im Bereich von 250°C, 260°C, 250°C bis 240°C lag, kontrolliert wurden. Gleichzeitig wurde aber zusätzliche Luft zugegeben, um den Sauerstoffgehalt in allen Härtungszonen nicht unter 17% zu halten, um aber auch die Brikettemperaturen, die typischerweise progressiv 220°C, 250°C, 275°C und 300°C betrugen, zu regulieren. Während der zwei letzten Zonen der Härtungsstufe wurde zuzsätzliche Luft eingespritzt, um eine Luftmenge zu ergeben, die größer war als die zur Regulierung des Sauerstoffgehalts bei wenigstens 17% erforderliche, da das erhaltene Exotherm zusätzliches Gas zur Brikett-Bettkühlung durch Entfernung von fühlbarer Wärme erfordert.

Das heiße Gas für die Vorerhitzungs- und Härtungszonen war mit Temperaturen im Bereich von 800°C bis 950°C zugänglich und wurde in die Ofenzonen geleitet, um sich mit dem Gas in der geschlossenen Zirkulation zu vermischen und die erwähnten Zoneneinlaßtemperaturen zu schaffen.

Die gemischten Abgase der Härtungszonen, die zu einer gemeinsamen Sammelleitung geführt wurden, hatten eine Temperatur von 230°C.

Die dritte Vorkühlstufe, die das Abgas aus der Vorerhitzungsstufe bei ungefähr 130°C erhielt, führte das Abgas zu der gemeinsamen Abgassammelleitung bei einer Temperatur, die zwischen 230°C und 260°C variierte, ab.

Die Temperatur der Briketts, welche die dritte oder Vorkühlstufe verließen, wurde von der Härtungsendtemperatur von 300°C auf eine Temperatur, die zwischen 240°C und 260°C variierte, vermindert.

Die Briketts wurden dann auf 100°C abgekühlt, indem sie durch eine Druckluftstrom-Kühlstufe geleitet wurden, bevor sie zu der Verteilungs-Förderanlage weitergeleitet wurden.

Die Eigenschaften der behandelten Briketts, gemessen 1 Woche nach der Härtung, sind in der folgenden Tabelle angegeben. Der Zertrümmerungsversuch (Widerstandsfähigkeit gegen Fallen) und der Trommeltest (Widerstandsfähigkeit gegen Abreibung) wurden gemäß Britischem Standard 1016, Teil 13 durchgeführt. Die Zerstoßfestigkeits-Messungen wurden ausgeführt, indem man ein kissenförmiges Brikett zwischen eine statische Platte und eine parallel dazu angeordnete bewegliche Platte legte, wobei die Richtung der Kompressionskraft senkrecht zu den Platten war.

Tabelle

Gewicht, g40 Volumen, ml34 Schüttgewicht, g/ml1,17 Wassergehalt, Gew.-%2,8 durchschnittliche Zerstoßfestigkeit, kg165 Standardabweichung (30 Briketts) kg27,2

Die Verdünnung mit zusätzlicher Luft, die dem Härtungsofen zugeführt wurde, wurde getrennt mit einem Gebläse erzwungen und durch einzelne Ventile, die mit jeder Zone des Ofens in der Härtungssektion verbunden waren, geregelt. In der Tat bezieht sich dies zusätzlich zu den vier Härtungszonen auch auf die letzte Vorerhitzungszone.

Die Abgase, die über eine Fließbett-Verbrennungseinheit rückgeführt wurden, wurden bei einer Temperatur von 240°C mit einem Gebläse zum Fließbett gepreßt. Diese Gase wurden weiter durch Verbrennungsluft, die getrennt durch ein Gebläse in die Fließbett-Verbrennungseinheit gepreßt wurde, ergänzt, wo weitere Wärmefreisetzung aus der direkten Kohlebeschickung zur Verbrennungseinheit erhalten wird.

Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung besteht das Härtungsverfahren im wesentlichen aus der Behandlung der Abgase aus dem Härtungsofen in einer Fließbett-Verbrennungseinheit und in der Rückführung der Gase zum Härtungsofen, die eine merkliche Menge an überhitztem Dampf, nämlich mehr als 12 Gew.-%, aber nicht mehr als 20 Gew.-%, enthalten. Nach der Zugabe von Verdünnungsluft zu diesen zirkulierenden Gasen bildet sich eine stark oxidierende Atmosphäre im Härtungsofen. Diese Atmosphäre fördert die Oxidation im Lignosulfonat-Bindemittel enthaltenen Schwefels in SO₃ und die Hydrolyse von SO₃ zu H₂SO₄. Diese exothermen Reaktionen, in Kombination mit der endothermen Dissoziation von H₂SO₄, erlauben die Regulierung der Härtungstemperatur.

Beispiel 2

Gewaschene Anthrazit-Gruskohle wurde getrocknet, um ihren Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als 1% zu reduzieren und wurde dann durch einen Zerstoßer geleitet, um ein klassifiziertes Material mit einer variierenden Teilchengröße, die 3 mm nicht überschritt, zu erhalten.

Das getrocknete, zerstoßene Material wurde zu einem Mischer gefördert und erreichte diesen bei einer Temperatur von ungefähr 115°C. Das Ammoniumlignosulfonat-Bindemittel, als 50%ige Dispersion in Wasser, wurde unter Druck bei einer Temperatur von ungefähr 70°C eingespritzt. Die Menge an Bindemittelemulsion betrug 13%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung.

Die Mischung wurde dann durch eine Verdampfungsanlage geführt, wo die fühlbare Wärme aus dem heißen Anthrazit zur Entfernung des überschüssigen Wassers verwendet wurde, so daß der Wassergehalt des gründlich vermischten Materials, das zur Presse geleitet wurde, 5,5 Gew.-% nicht überschritt.

Die grünen Briketts wurden bei einer Temperatur von ungefähr 75°C zu einem Dreistufen-Härtungsofen, der zu Regulierungszwecken in acht Zonen unterteilt war, geleitet.

Die erste Stufe war eine Vorerhitzungsstufe, in der die grünen Briketts erhitzt wurden, um das nach der Pressung noch enthaltene Wasser zu verdampfen und die Brikettemperatur auf die Temperatur für die Oxidation des Bindemittels anzuheben.

Die Vorerhitzung erhöhte die Temperatur der grünen Briketts von 75°C auf 210°C. Die Stufe wurde in drei Zonen aufgeteilt, die heißes Gas progressiv bei durchschnittlichen Temperaturen von ungefähr 130°C in der ersten Zone bis ungefähr 210°C in der dritten Zone erhielten. Die Abgase aus den ersten zwei Zonen bei ungefähr 130°C wurden zu der Vorkühlungsstufe oder zur Zone 8, die die dritte Verfahrensstufe ist, geleitet.

Die zweite Stufe oder Härtungsstufe wurde in vier Zonen aufgeteilt, die durch die Zugabe von heißem Gas gemäß einem durchschnittlichen Gastemperaturprofil, das typischerweise im Bereich von 230°C, 250°C, 250°C und 240°C lag, reguliert wurden. Gleichzeitig wurde zusätzliche Luft zugegeben, um die Sauerstoffkonzentration in allen Härtungszonen bei ungefähr 18% zu halten. In den zwei mittleren Zonen der Härtungsstufe wurde zusätzliche Luft eingespritzt, um eine Luftmenge zu ergeben, die größer war als diejenige, die erforderlich war, um den Sauerstoffgehalt bei wenigstens 17% zu halten, da das erhaltene Exotherm zusätzliches Gas für die Brikettbett-Kühlung durch Entfernung von fühlbarer Wärme erforderte.

Das heiße Gas für die Vorerhitzungs- und Härtungszonen war bei einer Temperatur im Bereich von 750°C bis 850°C zugänglich und wurde in die Ofenzonen eingeleitet, um sich mit den Gasen im geschlossenen Kreislauf zu vermischen und die erwähnte Zoneneinlaßtemperatur zu ergeben.

Das vermischte Abgas der Härtungszone, das zu einer gemeinsamen Sammelleitung geführt wurde, hatte eine Temperatur von ungefähr 230°C.

Die dritte Vorkühlungsstufe, die das Abgas aus der Vorerhitzungsstufe bei ungefähr 130°C erhielt, gab Abgas bei einer Temperatur, die von 230°C bis 260°C variierte, an eine gemeinsame Abgassammelleitung ab.

Die Briketts wurden dann durch Hindurchführen durch eine Druckluftstrom-Kühlstufe auf 100°C abgekühlt, bevor sie zu einer Verteilungs-Förderanlage weitergeleitet wurden.

Die Eigenschaften der behandelten Briketts, gemessen ein paar Wochen nach der Härtung und Lagerung im Freien, sind im folgenden angegeben:

Durchschnittliche Brikettmasse:42 g wie erhalten
39,3 g auf Trockenbasis Schüttdichte:694 kg/m³ wie erhalten
648 kg/m³ auf Trockenbasis Durchschnittliche Zerstoßfestigkeit:177,8 kg Standardabweichung (20 Briketts):27,2 kg Asche:5,3 Gew.-% (Trockenbasis) Flüchtige Stoffe:9,5 Gew.-% (Trockenbasis) Schwefel:1,21 Gew.-% (Trockenbasis)

Trommelversuch (Widerstandsfähigkeit gegen Abreiben) (BS 1016 Teil 13)

Zertrümmerungsversuch (Widerstandsfähigkeit gegen Fallen) (% Kumulativ)

Das erfindungsgemäße Verfahren bedient sich des Lignosulfonat-Bindemittels als Schwefelquelle für die Oxidations- und Hydrolyse-Reaktionen. Mit anderen Worten, das Verfahren verwendet einen Verfahrensschritt, der bislang bezüglich des Ablassens in die Atmosphäre ein Problem darstellte und der nun einen Vorteil des Verfahrens darstellt, indem Briketts von hoher Qualität hergestellt werden und das Umweltproblem hinsichtlich des Ablassens in die Atmosphäre vermindert wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen beschrieben wurde, können vom Fachmann Modifikationen durchgeführt werden, ohne dadurch den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung rauchloser, gehärteter Brennstoff-Briketts, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:

• (a) Bildung von grünen Briketts aus teilchenförmigem, kohlenstoffhaltigem Material und als Bindemittel verwendetem Lignosulfonat; und
• (b) Härten der grünen Briketts in einem Ofen in Anwesenheit von zirkulierenden Gasen, die einen hohen Prozentsatz an Sauerstoff und überhitztem Dampf enthalten, wobei der aus dem Bindemittel stammende Schwefel exotherm bei der Härtungstemperatur unter Bildung von Schwefelsäure, die im Falle eines Temperaturanstiegs über einen Schwellenwert endotherm dissoziiert, wobei die endotherme Dissoziation das thermische Gleichgewicht innerhalb der Härtungszone fördert und irgendein zurückbleibender kleiner Überschuß an Wärme als fühlbare Wärme in den zirkulierenden Gasen entfernt wird, oxidiert und hydrolysiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härtung der grünen Briketts bei einer internen Brikett-Temperatur von 210°C bis 335°C in einem Ofen in Anwesenheit von zirkulierenden Gasen durchgeführt wird, die einen hohen Sauerstoffgehalt in Verbindung mit überhitztem Wasserdampf aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zirkulierenden Gase und der überhitzte Dampf mit Luft versetzt werden und durch Behandlung der Abgase des Härtungsofens in einer Fließbett-Verbrennungseinheit erhalten werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließbett-Verbrennungseinheit Substanzen enthält, die mit Schwefeloxiden reagieren.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase aus dem Ofen, die Feuchtigkeit aus den grünen Briketts und Schwefeloxide, die aus dem Lignosulfonat-Bindemittel im Ofen erzeugt wurden, enthalten, in eine Kohle-befeuerte Fließbett-Verbrennungsanlage eingeleitet werden, in welcher aus der Feuchtigkeit überhitzter Dampf wird, daß die Gase, die aus dieser Behandlung im Fließbett resultieren, zum Härtungsofen zurückgeführt werden, und daß der Härtungsofen mit Mitteln zur Versorgung mit Sauerstoff enthaltendem Gas versehen ist.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration im Härtungsofen wenigstens 14 Volumen-Prozent beträgt.

7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffkonzentration im Härtungsofen von 17 bis 20 Volumen-Prozent beträgt.

8. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des überhitzten Dampfes in den zirkulierenden Gasen von 12 bis 20 Gew.-% beträgt.

9. Rauchlose, gehärtete Brennstoff-Briketts, hergestellt durch das Verfahren irgendeines der vorangehenden Ansprüche.