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Verfahren zum Spülgasschwelen von Kohlepreßlingen Es ist bekannt,
daÜ mit bituminösen Bindemitteln hergestellte Kohlepreßlinge (Briketts) beim Schwelen.
in den bekannten, fortlaufend betriebenen Spülgasschwelöfen zerfallen, was offenbar
auf die Erweichung des zugesetzten Bitumens bei dem Erhitzen der Preß'linge auf
die Schweltemperatur zurückzuführen ist. Hierdurch verstopfen sich die Zwischenräume
zwischen den Preßlingen, so daß die Spülgase nur unregelmäßig durch die Brennstoffschicht
hindurchgehen können, was eine ungleichmäßige Ausgarung des Schwelgutes zur Folge
hat. Diie in der Technik angewandten Spülgasöfen besitzen meist besondere Vorwärmevorrichtungen,
die häufig oberhalb des Schwelschachtes angeordnet sind und in denen das Schwelgut
durch Erhitzen auf etwa i1ao bis i5o° getrocknet wird. Diese Vorerhitzung des Schwelgutes
wird auch deshalb vorgenommen, um eine Kondensierung des im unteren Teil des Schwelschachtes
ausgetriebenen Teeres an der Oberfläche des Gutes im oberen Teil des Schwelschachtes
zu vermeiden, denn sonst würde leicht ein Zusammenbacken des Brennstoffes eintreten.
Bei dieser Vorwärmung werden die Preßlinge meist über den
Schmelzpunkt
des zugesetzten Bitumens erhitzt, wodurch der oberierwähnte Zerfall der Preßlinge
eintritt.
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Es wurde gefunden, daß die mit bituminösen Bindemitteln, insbesondere
hochsiedenden D'ruckhydrierungserzeugnissen oder -rückständen von Kohlen, Teeren
und Mineralöden oder Dlruckextraktionserzeugnissen von Kohlen hergestellten Pre!ß'jinge
aus nicht- oder schlechtbackender Steinkohle ohne die geschilderten Nachteile in
Spülgasöfen verschwelt werden können, wenn die Preß4 linge mit gewöhnlicher oder
schwach erhöhter Temperatur, wie sie beispielsweise beim Pressen anfallen, ohne
weitere Vbrwärmung fortlaufend oder in kurzen Abständen dem Schwelschacht zugeführt
und- dort mit so großen Mengen und so heißen Spülgasen (mindestens 6oo°) erhitzt
werden, daB: die Preßlinge bei einem (Durchsatz von 3,0,0
bis 2co@oo kg, zweckmäßig
5oo bis 15ooa kg, je Quadratmeter Schachtquerschnitt und Stunde etwa 1/2 bis i m
unterhalb der Oberfläche der Schwelgutschicht eine Temperatur von mindestens 3(00°,
zweckmäßig - 35o. bis 45;ol°; besitzen. Diese ungewöhnlich rasche und bisher nicht
übliche Erhitzung wird durch entsprechende Einstellung der Menge und. der Temperatur
der Spülgase beispielsweise dadurch erzielt, daß man z. Bi. auf 1i kg durchzusetzender
Preßlinge bei Spül.gastemperaturen von etwa 6ool°' mehr als 2, cbm, zweckmäßig a.,5
bis 3 cbm Spülgas und bei höheren Spülgastemperaturen entsprechend weniger, z. B-.
bei solchen von etwa 7.5o. bis Zoo" etwa o,7 bis i- cbm Spülgas benutzt.
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Die hierdurch erzielte überraschende Wirkung, daßi ein Zerfall der
Preßlinge vermieden wird, beruht .offenbar darauf, da:e durch die schnell zugeführten
großen Wärmemengen die Oberfläche der Preßlinge sehr rasch verkokt und sehr fest
wird, so daß` die nunmehr von einer festen Schale umgebenen Preßlinge bei den im
Schwelraum stattfindenden Blewegungen des Schwelgutes nicht mehr zerdrückt werden,
obwohl. der innere Teil der Preßlinge sich noch in--einem plastischen und leicht
zerfallenden Zustand befindet. Um diese Wirkung zu erreichen, ist es deshalb auch
notwendig, daß die Prcßlinige mit gewöhnlicher Temperatur oder höchstens mit der
bei ihrer Pressung eingehaltenen Temperatur in den Schwelschacht eingefüllt werden,
damit durch den kälteren Kern. der Preßlinge zunächst so lange ihr Zusammenhalt
gewährleistet ist, bis durch die rasche.Zuführung der Wärme durch die Spülgase eine
feste äußere Schale entsteht. Die in das Innere des Preßlings vordringende Wärme,
die zum Erweichen des Preßlings führt, erfolgt bei der beschriebenen raschen Erhitzung
also erst dann, wenn bereits die feste Schale gebildet ist. Hieraus ergibt sich,
d2ß die für das.vorliegende Verfahren zu verwendenden Preß,linge.vorteilhaft eine
gewisse Größe besitzen, damit trotz der großen, von außen zugeführten W%rmemengen
deren Eindringen in den, Kern. des Preßlings so lange verzögert wird, bis sich die
feste Schale. um den -Preßling gebildet hat. Bei Verwendung von Eierbriketts soll
z. B,. der Durchmesser möglichst nicht unter 4o bis 516 mm betragen. Grö,0ere Abmessungen
sind günstiger.
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Das Verfahren kann in Schachtöfen beliebiger Form durchgeführt werden,
wobei die Spülgase zweckmäßig von unten nach oben durch die Schwelschicht geleitet
werden. Als Spülgase können Verbrennungsgase von festen, flüssigen: oder gasförmigen
Brennstoffen oder Gase oder Dämpfe, wie Stickstoff, Kohlensäure, Wasserdampf od.
dgl., benutzt werden, die durch mittelbares oder unmittelbares Erhitzen auf die
Spülgastemperatur gebracht werden. Dlas Verfahren kann auch in Verbindung mit der
Erzeugung von Kraftgas, Heizgas, Leuchtgas oder Wassergas angewandt werden, wobei
als Spülgase zweckmäßig das erzeugte Gas ganz oder teilweise Verwendung findet.
Weiter kann das Verfahren auch in Verbindung mit D'ampferzeugungsanlagen als sogenannte
Vorschwelung Anwendung finden, wobei gegebenenfalls Verbrennungsgase aus der 'Dampfkesselfeuerung
abgezogen und als Spülgase benutzt werden.
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Das vorliegende Verfahren hat auch den besonderen Vorteil, daiß, eine
gute Graphitierung insbesondere bei schlechtbackenden Kohlen erreicht wird, was
bei langsamer Zuführung der Wärme nicht gelingt, weil hier die graphitbildenden,
asphaltischen und teerartigen Stoffe vor ihrer Zersetzung und damit vor der Graphitbildung
aus den Preßlingen abgetrieben werden.
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Überraschend ist auch, daß die Prcßlinge keine Neigung zum Zusammenbacken
zeigen, obwohl bekannt ist, daß durch schnellen Temperaturanstieg die .Backfähigkeit
von Kbhle oder Kohlegemischen erhöht wird. Man muß deshalb bekanntlich bei der Verschwelung
von Kohlen mit höherer Backzahl die Spülgastemperatur erniedrigen:, damit kein Zusamnienbacken
eintritt. Bei der Verwendung der oben beschriebenen Preßlinge kann man aber sehr
hohe Spülgastemperaturen antuenden, ohne daß diese Schwierigkeiten auftreten.
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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Arbeitsweise besteht darin,
daß, der hierbei gewonnene Schwelteer für Heizölzwecke sehr geeignet ist. Dies ist
wohl darauf zurückzuführen, daß die Oberfläche der Preßlinge sehr rasch auf hohe
Temperaturen erhitzt wird, wobei eine leichtexrackung der noch aus dem Innern der
zu schwelenden Preßlinge entweichenden Teerdämpfe an der Oberfläche :eintritt, wodurch
die Teerbeschaffenheit verbessert wird. Beispiel In :einen Schacht von i m2 Querschnitt
und 4 m Höhe werden oben fortlaufend 75o kg- Preßlinge je Stunde eingefüllt. Unten
werden je Stunde etwa 700 cbm Spülgas von 85iö° eingeleitet, das durch Erhitzen
des vom Teer befreiten Schwelgases durch zwei im W `echsel betriebene, mit feuerfesten
Steinen ausgesetzte Wärmespeicher erhalten wird. Die Preßlinge wurden aus einem
Gemisch von nichtbackender oberschlesischer Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen
Bestandteilen von 3;5'10 und - feingemahlener Grude im Verhältnis 8,0 :
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unter Zusatz von 2-% des beim Schwelen erhaltenen Dickteers
und 7"/o eines durch milde D@ruckhydrierung von Kohle erhaltenen Erzeugnisses hergestellt.
Das Druckhydrierungserzeugnis wird in der Weise gewonnen, daß, ioo Teile Kohle mit
i;o(> Teilen eines zwischen zoo und 32t5= siedenden Te.eröl.es angepastet werden,
und die Kohlepaste bei )oo at und 41.o2° unter Zusatz von 3100 cbm Wasserstoff
j--, Tonne Kohle durch einen Hochdruckofen hindurchgeleitet wird bei einem stündlichen
Durchsatz von i cbm Kohlepaste je Kubikmeter Reaktionsraum. Die in dieser Weise
aufgeschlossene Kohle wird durch Eiestillation vom Atipastec"l getrennt, das zur
Anpastung weiterer Kohle dient, während der Rückstand zur Herstellung der Preßlinge
in der oben geschilderten Weise verwendet wird.
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Etwa i m unterhalb der Oberfläche der B@rennstoffschicht im Schwelofen
besteht eine Temperatur von 40o'=. Der hierbei gewonnene Koks ist sehr fest, gut
graphitiert und backt nicht zusammen. Aus den Teerdämpfe enthaltenden Schwelgasen
wird zunächst der oberhalb 25o° siedende Teeranteil (Dickte,er) abgeschieden und
der Rest durch Kühlung niedergeschlagen (Dünnteer). Insgesamt entstehen aus i t
Preßlinge etwa 2o kg Dickteer, der einen Erweichungspunkt von etwa 6o° hat. Dieser
Teil wird zusammen. mit dem Druckhydrierungserzeugnis in der oben beschriebenen
Weise als Brikettiermittel benutzt. Weitere wo kg Teer ('Dünnteer) werden durch
die Kühlung und gegebenenfalls elektrische Abscheidung gewonnen. Dieser Dünnteer
hat ein. spezifisches Gewicht von 1,045 und einen Stockpunkt von -5°. Er stellt
nach dem Abdestillieren der bis 185'° siedenden Bestandteile (etwa 5,%) ein gutes
Heizöl dar.
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D(.s vom Teer befreite Gas wird nun in einer Ölwäsche von den darin
enthaltenen etwa n5 g Benzin je Kubikmeter befreit und hierauf nach seiner Erhitzung
auf 85-o° als Spülgas benutzt. Je Tonne durchgesetzter Preßlinge werden. auf diese
Weise etwa 215o cbm Gas mit einem Heizwert von 45oo Kcal erzeugt, von dem etwa die
Hälfte für andere Zwecke nutzbar ist. Das Gas enthält io bis 12.% Olefine, die durch
Auswaschen, z. B. mit ammoniakalischer Kupferlauge, gewonnen werden können.