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Verfahren zur Ausnutzung der in den Waschbergen . der Kohlenaufbereitung
enthaltenen Kohle Bei der Kohleaufbereitung wird im allgemeinen eine Trennung in
drei Sorten, nämlich in Kohle, Mittelgut und Berge, vorgenommen. Die erste Sorte,
die Reinkohle, enthält dabei durchschnittlich 82%. Kohlenstoff, das Mittelgut durchschnittlich
52 % Kohlenstoff. Die untere Grenze des Kohlenstoffgehaltes liegt etwa bei 36%.
Die Waschberge, die ohne Ausnutzung des in ihnen enthaltenen Kohlenstoffgehaltes
den Halden zugeführt werden, enthalten daher noch bis zu 36% Kohlenstoff, im Durchschnitt
etwa r2,5%. Zur besseren Ausnutzung des Kohlenstoffgehaltes wurde auch bereits vorgeschlagen,
an Stelle der üblichen Dreiproduktentrennung eine Vierprodu'ktentrennung vorzunehmen.
Von den Waschbergen wird in diesem Fall noch ein Produkt abgetrennt, dessen Kohlenstoffgehalt
in den Grenzen von etwa 25 bis 36% liegt. In diesem Fall sind in den Waschbergen
noch bis zu 25%, durchschnittlich r2%, unausgenutzter Kohlenstoff enthalten. Da
die Waschberge je nach der Reinheit der Flöze und in Abhängigkeit von der Körnung
bis 5o % und mehr - festgestellt wurden u. a. 62 % - der geförderten Rohkohle .betragen
können, gehen hierbei beträchtliche Mengen Kohlenstoff völlig unausgenutzt verloren.
Es wurde bereits versucht, diese Kohlenstoffmengen durch
Vergasung
oder Entgasung der Waschberge auszunutzen. Diese Versuche haben jedoch nur einen
mäßigen wirtschaftlichen Erfolg ergeben, da der tatsächlich vorhandene Kohlenstoff
nicht in befriedigender Weise ausgenutzt werden konnte und deshalb auch nur beschränkte
Ofenleistungen erzielt wurden.
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Die vorliegende Erfindung geht von dar Erkenntnis aus, daß die Ursache
für die geringe Wirtschaftlichkeit in der weitgehend ungleichartigen Zusammensetzung
des Einsatzgutes in bezug auf den Kohlenstoffgehalt liegt. Beim Vergasungsprozeß
wird der Kohlenstoff in allen Bergeteilen nach Maßgabe des hinzutretenden Saueirstoffes#
umgewandelt. Ist der Kohlenstoffgehalt in dem Einsatzgut- sehr unterschiedlich,
so' ist die in den kohlestoffarmen Bergen enthaltene Kohlenstoffmenge sehr schnell
vergast, während die kohlenstoffreichen Anteile noch einen beträchtlichen Prozentsatz
an urvergastem Kohlenstoff enthalten. Bei gleichmäßiger Heißluftzuführung tritt
daher nach verhältnismäßig kurzer Zeit der Zustand ein, daß bereits ausgegaste Berge
mit noch. hochkohlenstoffhaltigen zusammen vorhanden sind. Da nicht mehr aller Luftsauerstoff
in der Reaktionszone auf Kohlenstoff trifft und zu Kohlenoxyd verbrennen kann, wird
der Vergasungsprozeß gestört und das Schwachgas durch teilweise Verbrennung zu
CO,
minderwertiger. Man ist deshalb gezwungen, den Prozeß zu unterbrechen,
wenn die kohlenstoffärmsten Bestandteile ausgegast sind, obwohl in den kohlenstoffreicheren
Bestandteilen noch beträchtliche Ko'hlenstoffmengen vorhanden sind. Setzt man den
Prozeß über diesen Zustand hinaus fort, so tritt nicht nur, die erwähnte Verschlechterung
des Schwachgases ein, sondern es bilden sich dann zerstreut liegendeKohlenstoffinselil,
und es ist eine geschlo6sene Reaktionszone nicht mehr vorhanden. Versuche haben
ergeben, daß bei Erreichen des Punktes, bei welchem aus diesem Grunde der Prozeß
unterbrochen werden mußte, noch Anteile mit bis zu 21% Kohlenstoff vorhanden waren.
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Gemäß der Erfindung können die Waschberge in einer wesentlich wirtschaftlicheren
Weise ausgenutzt werden, wenn sie nach an sich bekannten Verfahrender Kohleaufberei'tung
sortiert werden, derart,. daß jede Sorte innerhalb gewisser Grenzen einen einheitlichen
Kohlenstoffgehalt hat, worauf ,die erhaltenen Sorten. getrennt einem., jeweils dem
Kohlenstoffgehalt der Sorte entsprechend geführtien Ver- oder Entgasungsprozeß unterworfen
werden. Zweckmäßig wird diese Sortierung so vorgenommen, daß die Sorten mindestens
annähernd gleiche absolute Kohlenstoffmengen enthalten.
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Es ist bereits bekannt, ein bezüglich der Korngröße einheitliches
Aufgabegut zu verwenden. Bei inhomogenem Aufgabegut nützt jedoch diese Klassierung
allein nur wenig. Es müssen vielmehr Kohlenstoffanhäufungen und kohlenstoffarme
Stellenvermiedenwerden, was nur durch dieerfindungsgemäße Sortierung, nicht durch
eine Klassierung erreichbar ist. Dagegen 'hat es sich gezeigt, daß kohlenstoffarme
grobkörnige Sorten dadurch besser ausgenutzt werden können, daß sie mit kohlenstoffreieheren
feinkörnigeren Sorten gleichmäßig gemischt werden.
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Der Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich an Hand eines
Beispieles darstellen. Die beiliegende Zeichnung zeigt im Diagramm dieVerwachsungskurve
einer Rohkohle und die zugehörige Kohlenstoffkurve. Dab.ai stellt die Kurve A den
Aschegehalt, die Kurve C den Kohlenstoffgehalt dar. Bei dar üblichen Dreiproduktentrennung
werden in der Aufbereitungsanlage als Reinkohle die Produkte mit einem Ko'hlenstoffge'halt
von mindestens 67,5°/o erwaschen. Von dieser Reinkohle fallen 28 % an mit einem
durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von 82% und einem durchschnittlichen Aschegehalt
von 6,8%. Als zweite Sorte wird in den Grenzen von 36,o bis 67,5 % Kohlenstoffgehalt
das Mittelgut erhalten mit einem Durchschnittswert von 35 % Asche und 520/a Kohlenstoff.
Hiervon fallen io% an. Die übrigen 62%, die einen Kohlenstoffgehalt bis zu 36% und
einen Aschegehaltvon 5q.0/0, steigendbis.86%, aufweisen,, sollen nunmehr nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren weiterverarbeitet werden. Zu diesem Zweck werden die
bisher als Waschberge urausgenutzten Bestandteile der Rohkohle in fünf Sorten unterteilt.
Für die fünfte Sorte mit dem geringsten Kohlenstoffgehalt sind dabei die Grenzen
so gewählt, daß der aus der vorhandenen Kohlenstoffmeng-- theoretisch erzielbare
Wärmegewinn durch die zu erwartenden Verluste durch Strahlung, Leitung, Umsetzungswärme,
Aschenwärme und Kohlenstoffverluste nahezu aufgezehrt ist: Es .ist daher nutzlbs,
dieses Produkt einer Ver- oder - Entgasung zuzuführen,. vielmehr kann die fünfte
Sorte urausgenutzt auf die Halde geworfen werden. Die Sorten I bis IV dagegen sind
so geteilt, daß sie gleiche Kohlenstoffmengen enthalten, also auch annähernd gleiche.
Gasmengen erwarten lassen. So ergibt die Sorte I aus der WaschbeTgeaufbareitung
einen Anfall von 6,5 0/0 eine Sorte mit 27,6% durchschnittlichem Kohlenstoffgehalt,
was einer Kohlenstoffmenge von 1,79 0/0, bezogen auf das Rohkohlengewicht, oder
5 %, bezogen auf den in der Rohkohle enthaltenen Gesamtkohlenstoff, entspricht.
Von der Sorte II fallen, 9,1% mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von
19,70/a an, was. wiederum einem Kohlenstoffgehalt von 1,79 % bzw. 5 % entspricht.
Ebenso ergibt bei Sorte III ein Anfall von 12,2% mit einem Kohlenstoffgehalt von
durc'hschnittl'ich 14,6% eine Gesamtkohlenstoffmenge von 1,79% bzw. 5,o0/9 und bei
Sorte IV ein Anfall von 22,2% mit einem durchschnittlichen Kohlenstoffgehalt von
8,10/a eine Gesamtkohlenstoffmenge von 1,79% bzw. 5,00/0. Insgesamt enthalten die
Sorten I bis IV noch 7,16% Kohlenstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der Rohkohle,
oder 14,321/o Kohlenstoff, bezogen auf das Gewicht der nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren verarbeiteten Waschberge, oder 2o %, bezogen auf den in der Rohkohle enthaltenen
Gesamtkohlenstoff.
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Unter Berücksichtigung der Verluste können praktisch etwa 12%. Kohlenstoff,.
bezogen auf das
Gewicht der verarbeiteten Waschberge, vergast werden.
Würde man dagegen die gesamten Waschberge ohne Benutzung des .erfindungsgemäßen
Verfahrens vergasen, so würden praktisch nur höchstens 60/9 des Kohlenstoffes
vergast. Die Ausbeute wird also durch das erfindungsgemäße Verfahren etwa verdoppelt.
Während sich nach den bisher bekannten Verfahren die Vergasung der Waschberge wirtschaftlich
kaum lohnte, ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wirtschaftliche Ausnutzung
durchaus möglich, da ja, wie die vorstehenden Zahlen zeigen, von jeder Tonne
Waschberge, die bisher als wertlos auf die Halde geworfen wurde, i43,2 kg Kohle
wieder verwertbar gemacht werden.
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Zu den wirtschaftlichen Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens
kommt als weiterer Vorzug noch hinzu, daß durch die Aufbereitung und Entgasung der
Waschberge d'ie häufig auftretenden Haldenbränd'e und die damit verbundene Geruclfsbelästigung
vermieden werden.
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Nach der Sortentrennung werden die gleiche Ko'hlenstoffmengen enthaltenden
Sorten zweckmäßig verschiedenen Ofengruppen zugeführt, die zur möglichst weitgehenden
Ausnutzung des Kohlenstoffgehaltes auf verschiedene, nämlich die wirtschaftlichste
Durchgangsgeschwindigkeit eingestellt werden, derart, daß die stärker kohlenstoffhaltigen
Berge einer längeren Vergasungszeit unterworfen werden. Wesentlich für eine gute
Entgasung des eingebrachten Gutes ist, daß, über den Ofenquerschnitt gesehen, der
Kohlenstoff in der Flächeneinheit möglichst gleichmäßig verteilt' ist. Diese Bedingung
kann auch dann. erfüllt werden, wenn kohlenstoffarme, verhältnismäßig grobe Stücke
mit kohlenstoffreichen, jedoch verhältnismäßig kleinen Stücken gleichmäßig vermischt
sind. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn das Produkt aus dem Gewicht des Einzelkornes
mit seinem Kohlenstoffgehalt für die beiden miteinander vermischten: Sorten den
gleichen Wert ergibt. In diesem Falle stehen der die Reaktionszone durchströmenden
Heißluft, auf die Flächeneinheit bezogen, gleiche Kohlenstoffmengen zur Verfügung,
die bei der Vergasung in Kohlenoxyd umgewandelt werden können. Dadurch ist die Möglichkeit
gegeben, bei der Vergasung der kohlenstoffärmsten Waschbergesorten durch Zumischen
einer kleinkörnligen kohlenstoffreic'heren Sorte die Ausbeute zu erhöhen, ohne daß
die eingangs genannten Schwierigkeiten, daß die Entgasung für die verschiedenen
Bestandteile nicht zur gleichen Zeit beendet ist, auftreten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur für Waschberge, sondern
auch für andere kohlenstoffhaltige Stoffe mit stark unterschiedlichem Kohlenstoffgehalt
anwendbar, beispielsweise bei der Verarbeitung von Ölschiefer. Hierbei sind zweierlei
Vorgänge zu unterscheiden, nämlich die reine Entgasung (Schwelung) und die Entgasung
mit nachfolgender Vergasung. Im ersteren Falle ist es zweckmäßig, die Sortenteilung
auf Grund des Gehalbes an flüchtigen Kohlenstoff- bzw. Kohlenwasserstoffverbindungen
vorzunehmen, damit die Entgasungszeiten und, die Leistung der Öfen. auf die wirtschaftlichsten-
Durchgangsgeschwindigkeiten eingestellt werden. können. Im zweiten Falle -gelten
.die gleichen Gesichtspunkte wie bei der Vergasung von Waschbergen.
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Die. Sortentrennung der Waschberge kann entweder in einem auf die
Kohleaufbereitung folgenden Arbeitsgang erfolgen, dem die bei der Kohleaufbereitung
anfallenden Wasdhberge unterworfen werden, oder es kann die Sortentrennung der Waschberge
gleichzeitig mit der Kohleaufbereitung vorgenommen werden, in welchexri Falle also
bei der Kohleaufbereitung in dem vorstehend beschriebenen Beispiel eine Siebensorfientrennung
an Stelle der bekannten Drei- oder Viersortentrennung vorgenommen würde.