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Verfahren zur Herstellung von aschefreiem Koks für metallurgische
Zwecke. Bei verschiedenen metallurgischen Verfahren, beispielsweise der Al- oder
Ca-Fabrikation werden Elektroden verbraucht, welche aus aschefreiem Koks bestehen
müssen, damit die durch Reduktion entstehenden Metalle den genügenden Reinheitsgrad
haben.
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Bisher genügte den Ansprüchen an die Aschefreiheit ausschließlich
der amerikanische Petrolkoks, während von Teerkoks nur der bei der Destillation
von reinem Schwelteer oder von besonders reinen Teerpechen entstehende Koks ausnahmsweise
Verwendung finden konnte.
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Die aus diesen Quellen entstehenden Mengen von reinem Koks sind natürlich
verhältnismäßig gering.. Dagegen ist der Destillationskoks der in großer Menge verfügbaren
technischen Generatorteere usw. als Reduktionskoks zur Herstellung reiner Metalle
völlig unbrauchbar. Diese Tatsache ist besonders ungünstig, weil einerseits die
in großen Mengen anfallenden Teere meistens keinen lohnenden Absatz finden und anderseits
gerade diese Teere bei der Destillation verhältnismäßig mehr Koks liefern als Schwelteere.
Deshalb ist es sehr wichtig, daß durch ''ersuche festgestellt wurde, daß nach geeigneter
Reinigung der Teere der Destillationskoks nur noch so wenig Asche enthält, daß derselbe
für die Elektrodenfabrikation brauchbar ist. Die Reinigung der Teere von den aschebildenden
Bestandteilen kann auf mechanischem Wege durch Filtrieren oder Zentrifugieren erfolgen
oder auf chemischem Wege durch Säurezusatz, wobei das entstehende Säureharz die
Verunreinigungen ausscheidet. Nachdem die Verwertbarkeit des vorgereinigten Teerkoks
festgestellt worden war, ergab sich die neue Aufgabe, diese Teere in solcher Weise
zu verarbeiten, daß der Koks, welcher bisher mehr oder weniger Nebenprodukt war,
das oder wenigstens ein Hauptprodukt der Teerver@eertung wird.
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Es war nun überraschend, daß diese Aufgabe durch geeignete Kombination
solcher Maßnahmen, welche bisher zur Spaltung von hochsiedenden Kohlenwasserstoffen
oder Teeren in niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe unter möglichster Vermeidung der
Koksbildung angewandt worden sind, gelöst werden kann.
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F r a n z F i s c h e r (Gesammelte Abhandlungen zur Kenntnis der
Kohle, Bd. I, S. 2zzff. und Bd. II, S. 36 ff.) hat Versuche zur wirtschaftlichen
Verwertung von Braunkohlenteer veröffentlicht. In der einen Versuchsreihe wird Braunkohlenteer
zur Gewinnung von Benzin im Autoklav erhitzt, so daß durch allmähliche Zersetzung
des Teeres Drucke von a0 bis 50 Atm. entstehen. In der zweiten Versuchsreihe wird
der Teer in einer Destillierblase bei Atmosphärendruck erhitzt, die Dämpfe durch
ein auf schwache Rotglut erhitztes Rohr geleitet und die entstehenden Zersetzungsprodukte
durch einen Rückflußkühler in der Weise geleitet, daß die hochsiedenden Bestandteile
wieder in die Destillierblase
zurückfließen und nur die niedrigsiedenden
Bestandteile für sich zur weiteren Verwendung aufgefangen werden.
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Bei der Verarbeitung von Schwelteer wurde (las nachstehende Ergebnis
erhalten: i. Zersetzung durch Druckerhitzung: Benzin 23,6 Prozent, Koks i2,o
Prozent, Zersetzung bei Atmosphärendruck unter Rückfluß: Benzin 17 Prozent, Koks
8,1 Prozent.
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Aus dem Vergleich ergibt sich, daß durch Anwendung von Druck eine
gewisse Erhöhung der Koksausbeute erzielt wird. Wenn man aber bedenkt, daß Überdruck
von 3o bis 5o Atm. verwendet wird, wodurch die Apparate und der Betrieb sehr teuer
werden, ist die Steigerung der Koksausbeute und Benzinausbeute gegenüber dem Verfahren
bei Atmosphärendruck gering.
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Aus diesen Versuchen und den bekannten Krakverfahren konnte keineswegs
geschlossen werden, daß man Teere verschiedener Herkunft und Teeröle zum großen
Teil in Qualitätskoks verwandeln kann. Das Verfahren kann in der Weise ausgeführt
werden, daß man beispielsweise Braunkohlenteer oder ähnliche Produkte in einer Destillierblase
erhitzt unddie Dämpfe an Flächen, welche auf mäßige Rotglut erhitzt sind, vorbeiführt.
Hinter dem Überhitzer ist ein Rückflußkühler angebracht, welcher durch ein Siphonrohr
mit der Destillierretorte in Verbindung steht. Man reguliert den Kühler so, daß
das rückfließende Kondensat mit geeigneter Temperatur in die Retorte zurückläuft.
Hinter dem Rückflußkühler ist ein zweiter absteigender Kühler angebracht, welcher
die im Rückflußkühler nicht kondensierten Bestandteile niederschlägt. Hinter diesem
zweiten Kühler befindet sich ein Abscheider, für das im Kühler niedergeschlagene
Kondensat. Der Abscheider ist mit einem Druckregulierventil versehen, welches so
reguliert wird, daß in der Apparatur ein Druck von beispielsweise 3 bis 5 Atm. entstellt.
Mit fortschreitender Zersetzung und fortschreitender Koksbildung in der Destillierretorte
vermindert man allmählich den Druck in der ganzen Apparatur, so daß, wenn die Destillierretorte
mit dem Koksinhalt auf helle Rotglut kommt, die Apparatur ohne Überdruck arbeitet.
Durch dieses Verfahren kann der Teer bis zu 40 Prozent in reinen Koks umgewandelt
werden. Dabei ist überraschend und vor allem technisch sehr wichtig, daß der Überdruck
verhältnismäßig niedrig ist, also keine eigentliche Hochdruckapparatur notwendig
ist, welche für die hohe Zersetzungstemperatur nur schwierig herzustellen ist.
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Weiterhin ist für den Fachmann sehr überraschend und betriebstechnisch
wichtig, daß die Überhitzerflächen, die auf mäßige Rotglut erhitzt sind, nicht verkoken,
sondern sich nur mit einer dünnen Rußschicht überziehen, während bekannt ist, daß
bei Anwendung von Braunkohlenteer als Betriebsmaterial für die Olgasfabrikation
die Retorten in kurzer Zeit durch Abscheidung einer voluminösen Koksschicht verstopft
werden. Das Verfahren kann natürlich auch unter Anwendung von höheren Drücken betrieben
werden. Ebenso ist es möglich, durch geeignete Ausbildung der Destillierretorte
besondere Überhitzerflächen zu vermeiden und die Destillation und Überhitzung der
Destillierretorte in einer Operation vorzunehmen. Außer Koks entstehen aus dem Teer
gewisse Mengen an Kondensat und permanentem Gas.