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Verfahren zum Brikettieren von backenden Steinkohlen oder Gemischen
dieser Kohlen und anderen festen Stoffen Die Erfindung betrifft die Herstellung
von Preßlingen unter Verwendung von backender Kohle im Erweichungszustand als Bindemittel,
wobei als Ausgangsstoffe entweder nur backende Steinkohlen oder diese Kohlen in
Mischung mit anderen Stoffen, wie Koks, Schwelkoks, anderen Kokssorten, Erzen oder
dergleichen Massengiitern, verwendet werden.
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Die bisherigen Vorschläge, backende Steinkohlen zu brikettieren, sind
daran gescheitert, daß es außerordentlich schwierig ist, ein ?Mischgut verschiedener
Körnung oder Teile desselben so zu erhitzen, daß in diesen Teilen und schließlich
im Gemisch eine bestimmte gleichmäßige Temperatur erreicht wird. Ferner ist es bisher
nicht gelungen, die Erhitzung so zu leiten, daß die backende Steinkohle oder der
Anteil der Kohle, der als Bindemittel dienen soll, insbesondere der feinkörnige
bzw. staubförmige Anteil, seine Bindefähigkeit behält und daß beim Pressen der backenden
Steinhohle bzw. des Gemisches ein gutes Brikett erhalten wird.
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Man hat versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu überwinden, daß
man einen Teil des zu brikettierenden Gutes über die Erweichungstemperatur der als
Bindemittel dienenden backenden Steinkohle erhitzte und den anderen Teil des Brikettiergutes,
der die als Bindemittel dienende backende Steinkohle oder den als Bindemittel dienenden
Anteil der backenden Steinkohle darstellte oder enthielt und unterhalb der Erweichungstemperatur
liegende Temperaturen hatte, mit dem ersten Teil innig mischte, wobei die Temperaturen
der beiden Teile so gehalten wurden, daß die Temperatur des Gemisches im Gebiet
der Erweichungstemperatur der backenden Steinkohle lag. Die Temperatur- und Mischungsverhältnisse
wurden
dabei so eingestellt, daß die backende Kohle, die als Bindemittel
diente, gerade die günstigsten plastischen Eigenschaften erhielt. Das Gemisch wurde,
gegebenenfalls nach Temperaturerniedrigung, einer Presse zugeleitet. Indessen hat
sich gezeigt, daß die Erhitzung backender Steinkohle über ihren Erweichungspunkt
dazu führt, daß die Kohlenteile oder -teilchen miteinander verkleben und daß sich
Kohle auch an den Wänden der Apparatur festsetzt. Die Ansätze wachsen in kürzester
Zeit so stark an, daß Betriebsstörungen auftreten.
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Es wurde nun gefunden, daß man das vorzeitige Verkleben des auf Erweichungstemperatur
zu erhitzenden Anteiles der backenden Kohle und die Ansatzbildungen an den Wänden
der Apparatur dadurch verhindern kann, daß man aus dem zu brikettierenden Gut den
feinen Anteil unter etwa i, mindestens aber unter o,2 mm Korngröße ausscheidet und
im weiteren Verlauf des Verfahrens dafür sorgt, daß dieser Anteil für sich nicht
auf die Erweichungstemperatur gebracht wird. Weiter wurde gefunden, daß dieser feine
Anteil vorzügliche Bindeeigenschaften hat, die die des gröberen Anteiles wesentlich
übertreffen.
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Auf Grund dieser Erkenntnis wird erfindungsgemäß aus der zu brikettierenden
backenden Kohle der feine Anteil unter i bzw. o,2 mm Korngröße abgetrennt und der
gröbere Anteil für sich oder im Gemisch mit einem oder mehreren anderen festen Stoffen,
wie anderen Kohlensorten, Koks, Schwelkoks, Erzen oder dgl., auf eine entsprechende
über der Erweichungstemperatur liegende Temperatur erhitzt, und es wird dem heißen
Gut der feine Anteil, der gegebenenfalls vorgewärmt sein kann, beigemischt. Es zeigt
sich, daß man dann mit einem verhältnismäßig geringen Anteil von feinem Gut eine
hohe Bindewirkung erzielen kann, so daß das heiß brikettierte Gemisch Briketts von
guter Festigkeit und insbesondere auch guter Feuerbeständigkeit ergibt. Vorteilhaft
wird die Beimischung des feinen Anteiles zum Erhitzen des gröberen Anteiles schnell
durchgeführt, z. B. wird sie in einem Schnellmischer bekannter Bauart vorgenommen.
Es können für die Brikettierung praktisch alle bekannten Pressen verwendet werden.
`v'orteilhaft kommen Hochdruckpressen in Betracht, weil sich gezeigt hat, daß in
diesen Pressen der Temperaturbereich, innerhalb dem ein gutes Brikett entsteht,
wesentlich größer ist als bei anderen Pressen, so daß diese Pressen Unregelmäßigkeiten
im Betrieb viel besser ausgleichen können als Pressen, die mit niedrigerem Druck
arbeiten. Außerdem werden niedrigere Preßtemperaturen möglich. Das wiederum hat
zur Folge, daß thermische Überbeanspruchungen des Forinzeugstahles und andere Pressenteile
ausgeschaltet werden.
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Der Anteil der feinen backenden Steinkohle, der dem zu brikettierenden
erhitzten Gut, das backende Steinkohle enthält und außerdem z. B. andere Kohlensorten,
Koks, Schwelkoks, Erze oder Mischungen davon enthalten kann, zugemischt wird, kann
in erheblichen Grenzen variieren, Man kommt mit niedrigeren Bindemittelmengen von
z. B. io bis 2o% aus.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht es ferner, die Eigenschaften
des zu brikettierenden Gutes bzw. seiner Bestandteile, insbesondere der zu verarbeitenden
Kohlen, während des Brikettierens in günstiger Weise zu verändern. Beispielsweise
können backende Steinkohlen für sich oder im Gemisch mit anderen Kohlen so verarbeitet
werden, daß die Preßlinge besonders günstige feuerungstechnische Eigenschaften,
z. B. Feuerständigkeit, erhalten und unter geringer Rauchentwicklung verbrennen.
Dies gelingt z. B. dadurch, daß der grobkörnige Anteil des Brikettiergutes durch
entsprechend hohe Erhitzung in seinem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und seinen
Erweichungseigenschaften in der jeweils gewünschten Weise verändert wird. Auf diese
Weise lassen sich z. B. aus backender Steinkohle unmittelbar rauchschwache Briketts
herstellen, die einen erheblich höheren Marktwert besitzen als solche, die aus der
ursprünglichen Kohle nach bekannten Verfahren hergestellt sind.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann beispielsweise in der Weise
durchgeführt werden, daß der grobkörnige Anteil gegebenenfalls zusammen mit weiteren
Bestandteilen der Preßlinge, z. B. Koks, Anthrazit, Erzen od. dgl., auf eine Temperatur
von z. B. 32o bis 40o° C erhitzt wird. Darauf wird der z. B. mittels Windsichter
oder Siebanlage abgetrennte feine Anteil, der gegebenenfalls auch auf eine niedrigere
als die Erweichungstemperatur vorgewärmt sein kann, mit dem gröberen Gut gemischt.
Hierbei wird vorteilhaft die Mischung schnell durchgeführt, und es werden die Temperaturen
und die Mischungsverhältnisse so eingestellt, daß das Gemisch eine mittlere Temperatur
erreicht, die dem günstigsten Erweichungszustand des feineren Anteiles entspricht,
zweckmäßig zwischen etwa 320 und 4oo° C liegt.
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Man kann auch so arbeiten, daß nur ein Teil des abgetrennten feineren
Anteiles als Bindemittel für die Brikettierung verwendet wird und daß der andere
Teil anderen Zwecken, z. B. Staubfeuerungen, zugeführt wird.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann die gesamte
zu brikettierende Kohle oder auch die Mischung von Kohle und anderen festen Stoffen
derart behandelt werden, daß während der Erhitzung die Abtrennung des feinen, als
Bindemittel zu verwendenden Anteiles vom gesamten Gut erfolgt. Der feine Anteil
wird dabei mit Temperaturen abgeführt, die wesentlich unter den Erweichungstemperaturen
der backenden Steinkohle liegen. Er wird dein groben Anteil, nachdem dieser über
die Erweichungstemperatur erhitzt ist, wieder zugemischt, wobei dafür gesorgt wird,
daß bei der Mischung die Temperaturen des Gemisches in das Erweichungsgebiet der
backenden Steinkohle kommen.
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Beispielsweise wird das gesamte Gut durch uninittelbare Berührung
mit heißen Gasen derart erhitzt, daß die Gase, die einen großen Teil ihrer
Wärme
an das zu erhitzende Gut abgegeben haben, den feinen Anteil mit sich führen, bevor
er auf Erweichungstemperaturen erhitzt ist. Zweckmäßig werden die Gase im Gegenstrom
zu dem Gut geführt, wofür z. B. Rieselerhitzer nach Bauart der Trockentrommeln mit
Zelleneinbauten oder Erhitzer, bei denen das Gut in einem senkrechten Rohr in einen
heißen, aufsteigenden Gasstrom aufgegeben wird und von diesem durch das Rohr getragen
wird, oder auch Schwebeerhitzer verwendet werden können, in denen das Gut von den
aufwärts durch das Gut steigenden Gasen in an sich bekannter Weise in einem flüssigkeitsähnlichen
Zustand gehalten wird. Der feine Anteil des Gutes, der von den abströmenden Gasen
aus dem Gut herausgetragen wird, wird in bekannten Vorrichtungen, z. B. Zyklonen
oder elektrischen Staubabscheidungen, von den Gasen getrennt und darauf dem groben
Gut wieder zugemischt, das von den Heizgasen auf Temperaturen erhitzt worden ist,
die über dem Erweichungsgebiet der backenden Steinkohle liegen, während die Temperaturen
des feinen Anteiles unterhalb dieses Gebietes sich bewegen. Diese Ausführungsform
der Erfindung hat den Vorteil, daß Abtrennung des Feingutes und Erhitzung beider
Anteile in einer einzigen Vorrichtung mit Gasen von hoher Temperatur erfolgen kann
und auf diese Weise zugleich eine hohe Ausnützung des Wärmeinhaltes der Heizgase
erzielt wird.
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Besondere Vorteile können noch dadurch erzielt werden, daß die zur
Erhitzung des Gutes dienenden heißen Gase im Kreislauf durch das Gut und einen Wärmeaustauscher
gehalten werden, indem die für das Verfahren erforderliche Wärme auf die Gase übertragen
wird. Dadurch wird es möglich, die Stoffe, insbesondere Kohlenwasserstoffe, die
während der Erhitzung des Gutes verflüchtigt werden, in hoher Konzentration in die
Gase überzuführen, wodurch die Gewinnung der flüchtigen Stoffe aus den Gasen wesentlich
erleichtert wird und zugleich Gase hohen Heizwertes gewonnen werden. Dies führt
zu einer wesentlichen Senkung der Herstellungskosten für die Preßlinge.
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Die Erhitzung der im Kreislauf befindlichen Gase kann in bekannter
Weise, z. B. in Röhrenerhitzern, Regeneratoren oder dergleichen Einrichtungen, erfolgen.
Vorteilhaft können für die Erhitzung auch umlaufende Wärmeträger herangezogen werden,
z. B. Sand oder Kugeln oder ähnlich geformte Körper aus keramischen Stoffen oder
Metallen, die im Kreislauf durch eine Erhitzungseinrichtung und eine Einrichtung
geführt werden, in denen Sie Wärme an die hindurchströmenden zu erhitzenden Gase
abgeben.
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Bei z. B. schwach backenden Kohlen oder solchen hohlen, die nach der
Brikettierung Preßlinge von unzureichender Wetterbeständigkeit ergeben würden, können
die Eigenschaften der Preßlinge noch dadurch verbessert werden, daß ein Teil der
Teerdämpfe oll. dgl., die bei der Erhitzung des zu vierpressenden Gutes frei werden,
insbesondere die schwerer siedenden Anteile dieser verflüchtigten Stoffe, auf dem
Gut niedergeschlagen werden. Zum Beispiel geschieht dies in der Weise, daß die Gase,
die die verflüchtigten Stoffe enthalten, durch den feinen Anteil, der als Bindemittel
dienen soll, geführt werden. Dadurch wird die Bindekraft dieses Anteiles erhöht,
und es werden wasserabweisende Briketts gewonnen.
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Des weiteren können im Verfahren gemäß der Erfindung die bei der Erhitzung
des Gutes gasoller dampfförmig entweichenden Stoffe oder ein Teil derselben, insbesondere
die Teerdämpfe, mit den Gasen durch die Einrichtung geführt werden, in der die Erhitzung
der Gase erfolgt. Dadurch werden die Teerdämpfe oll. dgl. in leichtere Produkte,
besonders Benzol, aufgespalten, was zu einer weiteren Steigerung der Wirtschaftlichkeit
des neuen Verfahrens führt. Die Spaltprodukte können aus einem Teil der Gase, der
aus dem Kreislauf abgezweigt wird, in üblicher Weise, z. B. durch Waschen mit Öl,
wie Gasöl, abgetrennt werden. Die Temperaturen, auf denen die kreisenden, zur Erhitzung
des Gutes dienenden Gase aufgeheizt werden, können dabei so gewählt «-erden, daß
die Spaltung der Teerdämpfe oll. dgl. in der günstigsten Weise verläuft. Zum Beispiel
kann die Erhitzung im Temperaturbereich von 6oo bis 700° C vor sich gehen.
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Durch Anwendung des Verfahrens ist es gelungen, aus stark backenden,
rauchenden Feinkohlen vom Gasflammkohlen-Charakter ohne Verwendung eines anderen
Bindemittels als die Kohle selbst ungewöhnlich feste und rauchschwache Briketts
zu erzeugen, die völlig wetterbeständig sind. Diese Briketts eignen sich vorzüglich
für die Verkokung im Spülgasofen sowie für die Verbrennung auf normalen Rostfeuerungen
und im Hausbrand. Bei Zumischung von Erzen zum Brikettiergut können ohne Verwendung
von Bindemittel Briketts erzeugt werden, die unmittelbar in Schachtöfen bekannter
Bauart, besonders vorteilhaft jedoch in Niederschachtöfen zum Erschmelzen von Metallen
verwendet werden können.