DE8420894U1

DE8420894U1 - Vorrichtung zur herstellung von presskohle aus braunkohle und steinkohle

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Publication number: DE8420894U1
Application number: DE19848420894
Authority: DE
Original assignee: MUELLER WERNER 4354 DATTELN DE
Current assignee: MUELLER WERNER 4354 DATTELN DE
Priority date: 1984-07-12
Filing date: 1984-07-12
Publication date: 1985-01-17

Description

Patentanwalt Elchelbaüm - Michaeistr#ßq«4,,' [M390: Reuckliöghausen 2 ABM 695/84 · / · · · :' 6«. : JAl«-1984

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Preßkohle aus Braunkohle und Steinkohle, bei dem Bestandteile beider Kohlearten gemischt, erhitzt und zu Preßlingen gepreßt und sodann abgekühlt werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem durch offenkundige Vorbenutzung bekannten Verfahren dieser Art wird ein Gemisch aus Braunkohle und Steinkohle über eine Brikettierschnecke einem mit gleichmäßigen Mulden am Umfang versehenen Walzenpaar zugeführt, von denen eine jede Walze mit entgegengesetzter Drehrichtung sowie synchroner Drehzahl versehen ist, und zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Mulden jeweils ein Brikett geformt wird. Ein solches Brikett würde jedoch seine Form nicht wahren können, sondern wie ein mehliges Konglomerat zerbröseln. Aus diesem Grunde muß dem Gemisch von Braunkohle und Steinkohle vor dem Eintritt in die Dosierschnecke als Bindemittel eine ca. 7 %-ige Gewichtsmenge an Hartpech zugesetzt sowie das gesamte Gemisch auf ca. 180° C bis 200° C erhitzt werden. Diese Erhitzung erfordert erhebliche Energiemengen und verteuert somit die Herstellung dieser Briketts,

Patentanwalt Eichelbaum · Michaelstr^3e4,· D»4360:Repkljiighausen ABM 695/84 L-l! * L/ I '^OTi 1984

wohingegen das Hartpech flüchtige sowie Geruchsbelästigungen auslösende Bestandteile an Schwefel, Benzol usw. aufweist, die darüber hinaus den Gehalt an Schwefel im Abgas beträchtlich erhöhen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches zur Brikettierung kein Bindemittel erfordert, Geruchsbelästigungen vermeidet sowie bei sehr niedrigem, weit unter den Emissionsvorschriften liegendem Schwefelgehalt eine Erhitzung des Gemisches vor dem Preßvorgang entbehrlich werden läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Verbindung mit dem eingangs genannten Oberbegriff dadurch gelöst, daß der Braunkohle durch Vorpressen Feuchtigkeit entzogen, erst hiernach mit der Steinkohle gemischt und sodann dieses Gemijch ohne Bindemittel mit hohem Druck durch eine Pelettmatrize gepreßt wird, wodurch die austretenden Peletts durch Reibungskräfte erhitzt, teilweise entfeuchtet und anschließend abgekühlt werden. Durch das Vorpressen der Braunkohle, welches man auch als "Auswringen" der Braunkohle bezeichnen könnte, wird deren Feuchtigkeitsgehalt auf ca. 24 Gewichtsprozente gemindert. Sodann wird dieses Gemisch ohne Bindemittel mit hohem Druck von ca. 600 bar bis 800 bar durch eine Pelettmatrize hindurchgepreßt, wodurch infolge der Reibungskräfte diese Peletts auf ca. 80° C bis 90° C

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_ erhitzt werden. Dadurch erfolgt eine teilweise Entfeuchtung des Gemisches um ca. 3 bis 5 Gewichtsprozente. Die bis dato übliche Erhitzung durch Zuführung von erheblichen Energiemengen ist nicht b mehr erforderlich. Anschließend werden die Peletts abgekühlt. Dieses Verfahren hat in einem Versuch überraschend Peletts ergeben, die sich nicht nur durch eine relativ hohe Fes-tigkeit auszeichnen,

I sondern die bei einem unteren Heizwert von ca.

Ϊ 10 5000 kcal/kg bei ihrer Vergasung im Rauchgas nur

I noch einen Schwefelgehalt von 0,03 % aufweisen.

I Letzteres gilt insbesondere für den Fall, daß dem

I Gemisch von Braunkohle und Steinkohle ein den

I Schwefelgehalt neutralisierender Stoff, z.B. Kalk,

_ri 15 mit 2 bis 5 Gewichtsprozenten zugesetzt wird. I, Grundsätzlich kann Steinkohle in einem Toleranzbereich von 50 bis 75 Gewichtsprozenten und Braun-I kohle in einem Toleranzbereich von 25 bis 50 Ge-

I Wichtsprozenten miteinander gemischt werden. Als

!j 20 besonders vorteilhaft hat sich ein Gemisch von I 50 Gewichtsprozenten Steinkohle mit 50 Gewichts-

■ Prozenten Braunkohle herausgestellt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Braunkohle durch das Vorpressen 25 von einer ursprünglichen Korngröße von 0 bis zu ca. 20 mm auf eine Korngröße von 0 bis ca. 2 mm gemindert. Ferner wird die Steinkohle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 7 bis 8 Gewichtsprozenten mit der vorgepreßten Braunkohle mit einem Feuchtig- «Q keitsgehalt von ca. 24 Gewichtsprozenten gemischt

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und der Feuchtigkeitsgehalt des Gemisches durch
die Erhitzung infolge von Reibungswärme in der
Pelettmatrize um ca. 3 bis 5 Gewichtsprozente
auf ca. 16 bis 2ö Gewichtsprozente entfeuchtet.
Hierzu trägt auch bei, daß die Preßlinge durch erzwungene Konvektion von Luft gekühlt und dadurch
gleichzeitig entfeuchtet werden. f

Zur Durchführung des aufgrund offenkundiger |

I Vorbenutzung bekanntgewordenen Verfahrens waren |

ein Mischer, eine Preßeinrichtung mit Brikettier- |

schnecke und eine Kühleinrichtung erforderlich. |

Bei dieser Vorrichtung ist die Größe der Form- |

mulden für die einzelnen Briketts durch den Walzen- |

durchmesser, durch die Walzendrehzahl, die Förder- | und Verdichtungsieistung der Brikettierschnecke | sowie durch die Brikettiereigenschaften des Aufgabe- * materials begrenzt. Bei kontinuierlich ablaufendem I Verdichtungsvorgang ist eine ausreichende Füllung \ der Brikettformen Voraussetzung, um unter Druck

die Bindeeigenschaften des Aufgabematerials, in dem \ sich auch ein etwa 7 %-iger Anteil an Hartpech be- \ findet, wirksam werden zu lassen. Außerdem ist eine
ausreichende Verweilzeit des Materials zwischen den * Walzen notwendig, da Fließvorgänge, das Auspressen

von Luft und das Ausrichten der Partikel zur

dichtesten Packung die Walzenumfangsgeschwindigkeit
in ihrer Drehzahl stark einschränken.

Gleiches gilt auch für die Herstellung von
Granulatformen, wenn hohle Zahnräder mit Düsen-

„_n bohrungen im Zahngrund eingesetzt werden. In

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Patentanwalt Eichelbaum ■ Michaelstraße 4.·»_tD-435ö.Reckltaghausen 2 ABM 695/84 · .·" · : ! 6*. JtTlV ώ 84

diesem Fall wird das Aufgabematerial von den verzahnten Walzen eingezogen und durch die Düsenbohrungen gepreßt. Im Radinneren angebrachte Abstreifmesiser schneiden die austretenden Peletts sofort ab. Die neben der Formung erzielbare Verdichtung wird jedoch durch das Verhältnis von Düsendurchmesser zu Düsenlänge bestimmt. Der hierbei aufbringtiare Preßdruck ist jedoch sehr begrenzt, so daß deirartig herausgepreßte Peletts entweder zum. Zerbröseln, jedoch in jedem Fall eine geringe Druck- und Abriebfestigkeit aufweisen.

Von diesen Vorrichtungen zum Stand der Technik ausgehend wird die Aufgabenstellung vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, daß die Braunkohle in einem Glattwalzenbrecher auf eine Korngröße von 0 bis ca. 2 mm zerkleinert und dabei auf einen Feuchtigkeitsgehalt bis zu ca. 24 % entfeuchtet ist, hiernach mit Steinkohle in einem Durchlaufmischer gemischt ist, an dessen Ausgang eine Dosiertrogschnecke und an deren Ausgang eine Pelettmaschine angeordnet ist, von der die ausgepreßten Peletts zu der Kühleinrichtung; transportierbar sind.

Dabei enthält die Pelettmaschine entweder eine zylinderförmige Pelettmatize, an deren Innenwand die Kollerräder laufen oder die Pelettmaschine weist eine scheibenförmige Pelettmatrize auf, auf der radial angestellte Kollerräder umlaufen und das Gemisch durch die Preßkanäle pressen.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbil-

₃q dung der Erfindung ist jede Pelettmatrize mit sich

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in Preßrichtung verengenden Preßkanälen versehen, wobei das Durchmesserverhältnis eines jeden Preßkanals an seinem Eintritt zu seinem Austritt ca. 1,1 ι 1 ist. Durch diese Vorrichtungsmaßnahme wird das Gemisch mit einem Druck von ca. 600 bar bis 800 bar durch die einzelnen Preßkanäle der Pelettmatrize hindurchgepreßt. Ein derartiger Durchpreßdruck, der bei einer üblichen Pelettmaschine allenfalls 80 bar bis 150 bar beträgt, wäre andernfalls gar nicht erst erzielbar. Durch diesen hohen Druck wiederum entsteht auch eine entsprechende Reibungswärme, die zu einer Erhitzung der Peletts auf ca. 80 C bis 90° G führt.

Dte Verengung der einzelnen Preßkanäle kann sowohl furch einen durchgehenden Konus vom Eintritt bis zum Austritt gebildet werden als auch sich aus einem Kegelstumpf am Eintritt und einem sich daran anschließenden zylindrischen oder einem weiteren Kegelstumpf mit ziin ersteren unterschiedlicher Konizität gebildet werden.

Vorteilhaft werden die heißen Peletts nach ihrem Austritt von einem Messer abgeschnitten oder reißen unter ihrer Schwerkraft an einem Ende ab und fallen sodann auf die Kühleinrichtung. Diese Kühleinrichtung kann für die warmen bzw. heißen Peletts aus einem Bandkühler oder aus einem Kaskadenkühler bestehen, durch die im Gleich- öder Gegenstrom über ein Gebläse Kühlluft durchgedrückt oder hindurchgesaugt wird.

_ao Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur

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_ Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der

Linie II/II von Fig. 1 und Fig. 3 eine Schnittansieht entlang dar Linie III/III von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Die gesamte Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem Glattwalzenbrecher 2, einem Durchlaufmischer 3, einer Dosiertrogschnecke und einer Pelettmaschine 5, die in Durchlaufrichtung des Mischgutes hintereinander angeordnet sind.

Dabei wird die Braunkohle über ein Förderband in den Einfülltrichter 7 geleitet und zwischen den Walzen 2', 2" des Glattwalzenbrechers buchstäblich ausgewrungen. Dadurch wird der Feuchtigkeitsgehalt der Braunkohle von vormals 45 Gewichtsprozenten auf ca. 24 Gewichtsprozenten gemindert und die ursprüngliche Korngröße von 0 bis zu 20 mm auf eine Korngröße von 0 bis ca. 2 rom verkleinert.

Über die Transportbänder 8, 9 wird Steinkohle

mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 7 % bis 14 % und einer Korngröße bis zu 20 am herangeführt und gelangt über den Trichter 10 gemeinsam mit der teilweise entfeuchteten Braunkohle in den Durchlaufen mischer 3.

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In der Nähe des Austritts 10* des Trichters 10 befinden sich im Durchlaufmischer 3 ca. drei um je 120 zueinander versetzte Zertrümmerer 11, welche einerseits die noch groben Bestandteile, insbesondere der Steinkohle, zertrümmern und andererseits in Verbindung mit dem Rührwerk 3' des Durchlaufmischers 3 eine intensive Vermischung der Braunkohlebestandteile mit den Steinkohlebestandteilen bewirken. Am Austritt 3" des Durchlaufmischers 3 befindet sich der Einfüll-

-JO trichter 4* der Dosiertrogschnecke 4. Die Dosiertrogschnecke 4 fördert in Richtung des Pfeiles 12 das Gemisch unter einer Vorverdichtung in die Pelettmaschine 5. Die Pelettmaschine 5 ist im vorliegenden Fall mit einer zylinderförmigen Pelettmatrize 13 mit einer Vielzahl von durchgehenden Preßkanälen 14 versehen.

Gemäß Fig. 2 befinden sich im Innenraum der zylinderförmigen Pelettmatrize 13 auf einer Welle sternförmig um je 120 zueinander versetzte Arme 16, ^an derem freien Ende je ein Kollerrad 17 angeordnet ist. Die Kollerräder 17 bilden gemeinsam mit den Kollerarmen 16 und der Welle 15 den Kollerkopf 18. Die Kollerarme 16 können über je eine eigene Verstelleinrichtung 19 verstellt werden. Dadurch können die

„κ Kollerräder 17 mit größerem oder geringerem Anstelldruck gegen die Innenwandung 13' der zylinderförmigen Pelettmatrize 13 angestellt werden.

Bei der bislang üblichen rein zylinderförmigen Gestaltung der Preßkanäle 14 wären mit einem derartigen Kollerkopf 18 allenfalls Peletts unter einem Druck

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von 80 bar bis 150 bar herstellbar. Dieser Druck würde nicht ausreichen, um eine hinreichend feste Konsistenz der Peletts bezüglich ihrer Druck-, Schlag- und Abriebfestigkeit zu erzielen. Aus diesem Grunde ist gemäß Fig. 3 die Querschnittsform der Preßkanäle 14 konisch gestaltet. In der Darstellung besteht die Konizität der Preßkanäle 14 im wesentlichen aus einem kegelstumpfförmigen Teil 20 am Eintritt 14' des Preßkanals 14

-JO ^und aus einem zylindrischen Teil 21 in Richtung auf den Austritt 14" des Preßkanals 14. Es ist jedoch auch möglich, den zylindrischen Teil 21 gleichfalls konisch zu gestalten, wobei das Ende mit dem geringeren Austrittsdurchmesser am Austritt 14" liegt.

Durch diese Verengung erhöht sich der Durchpreßdruck im Preßkanal 14 auf das Mischgut auf ca. 600 bar bis 800 bar, wodurch die Peletts in der Nähe des Austritts 14" auf eine Temperatur von ca. 80 C

bis 90° C erhitzt werden.

Die so erhitzten Peletts fallen dann gemäß Fig. 1 in einen Trichter 22 oder werden von einem nicht dargestellten Messer in der Nähe des Austritts 14" des Preßkanals 14 abgeschnitten. Von dem Trichter 22 gelangen die heißen Peletts auf ein Transportband 23 und von dort in Richtung auf einen nicht dargestellten Band- oder Kaskadenkühler.

Wie insbesondere auch die Pfeile 24 im Walzenbrecher 2, 25 im Trichter 10, 26 im Trichter 4¹,

27 im Auffangtrichter 22 und 28 am Ende des 30

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Transportbandes 23 ausweisen, erfolgt der Übergang des zu bearbeitenden Mischgutes von einer Teilvorrichtung auf die andere innerhalb der Gesamtvorrichtung 1 im wesentlichen unter Schwerkraft, woraus sich die Untereinanderordnung von Walzenbrecher 2, Durchlaufmischer 3, Dosierschnecke 4 und Band- bzw. Kaskadenkühler in energiesparender Weise sinnvoll erklärt.

Der besondere Vorzug des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung beruht darin, daß die daraus resultierende Preßkohle kein Bindemittel und auch keine von außen zwangsweise herangeführte Erhitzung benötigt und einen äußerst geringen Schwefelanteil aufweist. Dieser Schwefelanteil kann noch dadurch gemindert werden, daß beispielsweise über das Transportband 9 die Steinkohle und über das Transportband 8 kontinuierlich auch ein den Schwefelanteil in dem Gemisch Braunkohle/Steinkohle neutralisierender bzw. kompensierender Stoff,

η« z.B. Kalk, mit zwei bis fünf Gewichtsprozenten zugegeben wird.

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"Verfahren zur Herstellung von Preßkohle und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens"

Stückliste

Ge samtvorrichtung	1	2"	10 j 22	23	26
Glattwalzenbrecher	2		^!
Walzen	2¹
Durchlaufmischer	3		25
Rührwerk von 3	3¹
Austritt des Durchlauf- mischers 3	3"	7
Dosiertrogschnecke	4
Trichter	4¹
Pelettmaschine	5	9
Förderband	6
Transportband	8
Austritt von Trichter 10	10'	24 28
Zertrümmerer	11
Pfeil	12 27
Pelettmatrize	13
Innenwandung Von 13	13'
Preßkanal	14

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Patentanwalt Eichelbaum · Michaelstraßß 4..-_pD-435CßecWk}ghausen ABM 695/84 'j '/ · \ \ ;** · ^.'«ä^li 1984

Eintritt von Preßkanal	14'
Austritt von Preßkanal	14"
Welle	15
Kollerarme	16
Kollerrad	17
Kollerkopf	18
Verstelleinrichtung	19
kegelstumpfönniges Teil	20
zylindrisches Teil	21

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Claims

Patentanwalt Eichelbaum -oMich^ls.traße £"·, p-4350 Recklinghausen 2 J L 695/84 ·:'·'··' '"'"' " : 25· Okt· 1984 neuer S chutzanspruch :

1. Vorrichtung zur Herstellung von Preßkohle aus Braunkohle und Steinkohle mit einem Mischer, einer Preßeinrichtung und einer nachgeordneten Kühleinrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Glattwalzenbrecher (2) zur Zerkleinerung der Braunkohle auf eine Korngröße von 0 mm bis 2 mm und zur Entfeuchtung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 24 % aufweist, dem ein Durchlaufmischer zur Mischung der Braunkohle mit Steinkohle nachgeordnet ist, an dessen Ausgang (3") die aus einer felettmaschine (5) bestehende Preßeinrichtung atigeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pelettmaschine (5) eine zylinderförmige Pelettmatrize (13) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pelettmaschine (5) eine scheibenförmige Pelettmatrize aufweist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß jede Pelettmatrize

(13) mit sich in Preßrichtung verengenden Preßkanälen (14) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a -

durch gekennzeichnet, daß

das Durchmesserverhältnis eines jeden Preßkanals

(14) an seinem Eintritt (14') zu seinem Austritt (14") ca. 1,1 : 1 ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Preßkanal (14) aus einem flachen Kegelstumpfteil (20) und einem längeren zylindrischen Teil (21) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ₅ daß jeder Preßkanal aus zwei kontinuierlich in Preßrichtung hintereinander angeordneten Kegelstumpfteilen (20) mit unterschiedlicher Konizität besteht.

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8* Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Preßkanal (14) eine durchgehende Kegelstumpfform aufweist.

9. Vorrichtung nach einem öder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung für die warmen bzw. heißen Peletts aus einem Bandkühler besteht.

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10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der

Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühleinrichtung aus einem Kaskaderikühler besteht.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kühleinrichtung mit einem Gebläse versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Austritts (10¹) des Trichters (10) im Durchlaufmischer (3) mehrere Zertrümmerer (11) in regelmäßigem Abstand angeordnet sind.

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