-
Verfahren zur Vorbehandlung von Kohlen für die Kokserzeugung Die petrographische
Trennung von Kokskohlen, wobei die durch getrenntes Mahlen der Körnungen entstehenden
Produkte nachträglich in einem geeigneten Verhältnis unter Ausscheidung von für
die Verkokung ungünstigen Bestandteilen, insbesondere solcher fusitischer Art, zur
Einsatzkohle gemischt werden, ist bekannt.
-
Auch ist bekannt, daß die Koksqualität dann besonders gut wäre, wenn
Durit bzw. Mattkohle in einem beschränkten Kornbereich, etwa zwischen o,6 und 1,2
mm, vorliegt. Oberhalb und unterhalb dieses Kornbereiches wurde eine beträchtliche
Verschlechterung der Koksqualität vermutet. Bei diesen bekannten Vorschlägen wurde
indessen übersehen, daß tatsächlich die gewollt ungleichmäßige Verteilung des Durits
bzw. der Mangel an Durit in den Konfraktionen unter o,6 und über r,2 mm der Kokskohlenmischung
für die Koksqualität so schädlich ist, daß die durch eine vor der Mahlung erfolgende
Absiebung der feinen Anteile an sich mögliche Koksverbesserung wieder mehr oder
weniger aufgehoben wird.
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbehandlung von
zu verkokenden Kohlen oder
Kohlengemischen durch Zerkleinerung in
mehreren aufeinanderfolgenden Stufen und durch jeder Zerkleinerungsstufe vorgeschaltete
Klassierung und Mischung der erhaltenen Kornklassen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wesentliche Verbesserung
der Koksqualität bzw, eine Ausweitung der für die Verkokung in Betracht kommenden
Kohlenvorkommen zu erzielen.
-
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Kohlen in
einer ersten Klassierung in mindestens zwei Kornklassen und ein Überkorn zerlegt,
das Überkorn einer ersten Zerkleinerung mit nachgeschalteter zweiter Klassierung
in mindestens zwei Kornklassen unterworfen und das Überkorn dieser Klassierung in
die erste Zerkleinerung zurückgeführt wird, worauf die gröbere Kornklasse der ersten
und der zweiten Klassierung einer zweiten Zerkleinerung mit nachgeschalteter dritter
Klassierung unter Rückführung des Überkorns in die zweite Zerkleinerung zugeführt
wird und das Unterkorn der ersten, zweiten und dritten Klassierung unter Mischen
zur Einsatzkokskohle vereinigt wird.
-
Die Erfindung geht davon aus, daß einer wirksamen Homogenisierung
der Einsatzkohle im wesentlichen folgende drei Faktoren entgegenstehen: i. die unterschiedliche
Härte der einzelnen Kohlenkomponenten der Ausgangskohlenmischung, 2. die unterschiedliche
Kornverteilung in den einzelnen Kohlenkomponenten des Ausgangskohlengemisches, 3.
die unterschiedliche Härte der petrographischen Bestandteile der einzelnen Kohlenkomponenten
der Ausgangskohlenmischung.
-
Der Einfluß dieser Faktoren auf die Koksqualität ist bisher nicht
bzw. nicht ausreichend berücksichtigt worden.
-
Zerkleinert man ein Gemisch von härterer und weicherer Kohle, so reichert
sich die harte Kohle bei der bisher in der Kokskohlenvorbereitung üblichen Mahltechnik
notwendigerweise in den gröberen Kornfraktionen des Mahlgutes an. Dieses wird infolgedessen
inhomogen in bezug auf die Verteilung der härteren und weicheren Kohlenkomponenten
in den einzelnen Kornfraktionen.
-
Wenn man ein Gemisch von Saarkohle, die etwa doppelt so hart ist wie
Kohle aus dem Ruhrgebiet, mit Ruhrkohle etwa im Verhältnis i : i auf einer für die
Kokskohlenvorbereitung üblichen Hammermühle bis auf o bis 5 mm aufmahlt, erhält
man ein Mahlgut, dessen Kornfraktion q. bis 5 mm zu etwa 95 % aus Saarkohle und
dessen Kornfraktion von o bis o,2 mm zu 7511/o aus Ruhrkohle besteht. Eine derart
inhomogene Einsatzkohle ergibt trotz Aufmahlung keine oder nur eine unwesentliche
Verbesserung der Koksqualität. Der daraus erzeugte Koks ist gekennzeichnet durch
ein unregelmäßiges Zellengefüge, d. h., im Schliff weist der Koks teilweise sehr
große Poren auf, die seine Festigkeit wesentlich herabsetzen. Eine ähnliche Auswirkung
ergibt sich auch dann, wenn ein Ausgangskohlengemisch, dessen Komponenten in beträchtlich
unterschiedlichen Korngrößen vorliegen, der üblichen Aufmahlung unterworfen wird.
Die grobkörnige Kohle reichert sich in den gröberen Kornanteilen des Mahlgutes an
und umgekehrt die feinkörnige Komponente der Ausgangskohlenmischung in den unteren
Kornanteilen. An dieser Entmischung des Ausgangsgemisches ändert auch eine wiederholte
Aufmahlung nichts, sondern verstärkt sie sogar, indem sich die ursprünglich groben
Kohlenkomponenten immer mehnin den höheren Kornanteilen anreichern und die feinkörnigeren
Komponenten in den unteren Fraktionen. Die Auswirkung auf die Koksqualität zeigt
sich ebenfalls in einer stark unterschiedlichen Größe der Poren und damit vergleichsweise
geringen Festigkeitswerten.
-
Der Einfluß der unterschiedlichen Härte der petrographischen Bestandteile
auf die Kornzusammensetzung des Mahlgutes ist an sich bekannt. Er ist wegen der
Größe der Härteunterschiede beispielsweise zwischen hartem Durit und weichem Fusit
so stark, daß man darauf sogar Verfahren zur Zerlegung von Kohlen in ihre petrographischen
Bestandteile aufgebaut hat.
-
Unbeachtet geblieben ist aber, daß die unterschiedliche Härte der
petrographischen Kohlenbestandteile beim Aufmahlen einer Kokskohle bzw. Kokskohlenmischung
zu einem Inhomogenwerden der gemahlenen Einsatzkohle führen kann, indem sich die
härteren Bestandteile in den gröberen Kornfraktionen und umgekehrt die weicheren
Bestandteile in den feineren Fraktionen anreichern.
-
Man hat bereits vorgeschlagen, bei der Vorbehandlung von zu verkokender
Kohle den verschiedenen Eigenschaften der petrographischen Bestandteile der Kohle
Rechnung zu tragen. Hierbei wird eine gewaschene Rohkohle sortiert und das Korn
von o bis io mm auf einem Doppeldeckersieb in drei Fraktionen zerlegt, und zwar
Korn über 3 mm, die Kornklasse 0,75 bis 3 mm und Korn unter 0,75 mm.
Das Korn über 3 mm wird zerkleinert und beispielsweise bei einer Kornscheide von
z mm getrennt. Das Gut über 2 mm wird in der Weise zerkleinert, daß es in einem
Kornbereich von o,6 bis 1,2 mm anfällt.
-
Dieses bekannte Verfahren hat den wesentlichen Nachteil, daß eine
ausgesprochene Inhomogenität der Einsatzkohle bezüglich der Verteilung ihrer verschiedenen
petrographischen Bestandteile auf alle Kornfraktionen vorliegt. Das grobe Korn wird
gemäß diesem bekannten Vorschlag sekundär auf o,6 bis i,2 mm zerkleinert. Dadurch
ergibt sich in dieser Kornklasse des Einsatzgemisches eine nachteilige Anreicherung
des Durits und eine ebenso nachteilige Verarmung an Vitrit.
-
Ferner entstehen die verschiedensten Korngrößen. da die 3/io-Fraktion,
die einen wichtigen Teil der zu verkokenden Kohle darstellt, ohne Kontrolle zerkleinert
wird; daraus ergibt sich eine granulometrische Streuung und ein Unterschied in der
Homogenität (petrographische Zusammensetzung)
bei den verschiedenen
Fraktionen der Kohle. Da: Übermaß an feinem Staub wirkt sich nachteilig auf die
Dichte der Ofenbeschickung aus, die mit mangelnder Homogenität der zu verkokenden
Kohle zum Erhalt eines weniger guten Kokses führt, die dazu noch zeitlich veränderlich
ist.
-
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Vorbehandlung von zu verkokenden
Kohlen geht davon aus, daß Schiefer und Fusit aus der Kohle herauszuhalten sind,
wobei dieses bekannte Verfahren im übrigen sehr weit dem vorstehend behandelten
Stand der Technik ähnelt.
-
Gemäß dem bekannten Verfahren wird die o- bis i o-mm-Kohle zunächst
einer 3-mm-Klassierung auf einem Sieb unterworfen, und das gröbere Korn wird mit
einem Mal unter i mm zerkleinert, wobei die zii verkokende Kohle durch :Mischen
von entsprechenden Teilen feiner Kohle von 3-mm-Korn und von unterhalb i mm zerkleinertem
Gut erhalteii wird. Die Entstehung von feinem Staub und die mangelnde Homogenität
sind hier genau wie beim vorstehend erwähnten Stand der Technik vorhanden. Die Beseitigung
von taubem Gestein und eines Teils des Fusit schwächt diese Unvollkommenheiten nur
mäßig ab durch das Zurückweisen von geringen Mengen feinem Staub.
-
Das progressive und geregelte Zerkleinern mit Rücklauf gemäß der Erfindung
beseitigt die vorstehend erwähnten Mängel der bekannten Verfahren dadurch, daß die
spröden Bestandteile der Rohkohle beim Zerkleinern vor der Behandlung oder sobald
sie die gewünschte Korngröße erreichen, entzogen werden, während die harten Bestandteile
- die gewöhnlich große Korngrößen aufweisen -so oft der Zerkleinerung unterzogen
werden, wie es erforderlich ist, um die optimale Korngröße zu erhalten.
-
Indem beim Erfindungsgegenstand aus dem Ausgangskohlengemisch durch
die Vorklassierung und durch die Nachklassierung nach der ersten Zerkleinerungsstufe
an harten Anteilen angereicherte gröbere Kornfraktion gebildet werden, ist es auch
möglich, einen zu geringen Gehalt der bei der Vor-bzw. Nachklassierung abgeschiedenen
feineren Fraktion all harten Bestandteilen auszugleichen. Hierzu wird die primäre
und sekundäre gröbere Fraktion einer progressiven Feinzerkleinerung unterworfen,
die ein an harten Bestandteilen reiches Feingut für die Einsatzkohle liefert, so
daß in deren unterer Kornfraktion weiche und harte Anteile in dem dem Ausgangskohlengemisch
entsprechenden Verhältnis enthalten sind.
-
Bei den gröberen Kornfraktionen liegt demgegenüber das Schwergewicht
darauf, den Mangel an weichen Anteilen auszugleichen, der durch ihre leichtere Zerkleinerbarkeit
an sich bedingt ist. Dies erreicht die Erfindung durch die Anwendung der progressiven
Zerkleinerung mit Kornspaltung und nachgeschalteter Klassierung, aus der das Überkorn
im Kreislauf wieder zurückgeht.
-
Unter progressiver Zerkleinerung wird im Sinn der Erfindung eine solche
Betriebsweise der Zerkleinerungsvorrichtung, beispielsweise einer Prallmühle, verstanden.
daß bei einmaligem Durchgang des Gutes nur ein beschränkter Teil so weit zerkleinert
wird, daß er in der nachgeschalteten Klassierung abgetrennt werden kann, während
der übrige Anteil des anfallenden Gutes als Überkorn aus der nachgeschalteten Klassierung
in die Zerkleinerungseinrichtung im Kreislauf zurückkehrt. Man kann dies bei Verwendung
einer Prallmühle vorteilhaft dadurch erreichen, daß man die Drehzahl der Mühle herabsetzt.
Die progressive Zerkleinerung verhindert einerseits eine Übermahlung der weicheren
Anteile und sichert andererseits eine äquivalente Zerkleinerung der harten Bestandteile,
weil diese so lange im Zerkleinerungskreislauf bleiben, bis sie die gewünschte Korngröße
angenommen haben.
-
Die bei der progressiven Zerkleinerung angewandte Kornspaltung vermeidet
den Nachteil der üblichen Kohlenmühlen, die mit Zerkleinerung durch Quetschen oder
Abreiben arbeiten, daß das Mahlgut zu wenig weiche Anteile in den gröberen Fraktionen
enthält. Es wird also erfindungsgemäß auch in den gröberen Kornfraktionen der Einsatzkohle
ein ausreichender Gehalt an weicheren Anteilen gesichert.
-
Die Einsatzkohle besteht also nach der Erfindung im Prinzip aus einem
innigen Gemisch der unteren Kornfraktionen aus den Klassierstufen und dem in der
zweiten progressiven Zerkleinerung anfallenden Feingut: sie ist im Sinn der Erfindung
homogenisiert.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt auch wichtige Vorteile hinsichtlich
der namentlich von den Hochöfnern geforderten Gleichmäßigkeit der Koksdualität.
Es ist bekannt, daß die Koksdualität stark abhängig ist von der Kornverteilung in
der Einsatzkohle. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet, eine unmittelbare Kornverteilung
der Einsatzkohle unabhängig von der Kornverteilung der angelieferten Rohkohlen und
deren Härte ständig genau einzuhalten, so daß auch die Koksdualität konstant bleibt.
Durch die Erfindung wird auch der Einfluß ausgeschaltet, den der an sich unvermeidbare
Verschleiß der Zerkleinerungseinrichtungen bzw. Mühlen auf die Kornzusammensetzung
des zerkleinerten Gutes hat. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß allen
Zerkleinerungsstufen eine nachgeschaltete Klassiervorrichtung zugeordnet ist, aus
der nur Kohle bestimmter Körnung abgezogen wird, während das Überkorn im Kreislauf
in die Zerkleinerungseinrichtung zurückgeht.
-
Schließlich ergeben sich aus der Erfindung noch wichtige Vorteile
für die Beeinflussung des Schüttgewichtes der Einsatzkohle. Es ist bekannt, daß
das Schüttgewicht von erheblichem Einfluß auf die Koksbildung ist. Während bei treibenden
Kohlen das Schüttgewicht niedrig gehalten werden muß, gibt es andererseits Kohlen,
die nur so wenig Backbitumen enthalten, daß eine dichtere Annäherung der Kohlenteilchen,
d. h. ein höheres Schüttgewicht, Voraussetzung für die Bildung einer ausreichend
festen Koksstruktur ist. Die bisher bekannten Verfahren zur Vorbereitung der Einsatzkohle
gestatten
eine Beeinflussung des Schüttgewichtes nach oben oder
unten nicht, weil sie mit einem zu großen Feinstkohlenanfall arbeiten, der zu einer
übertriebenen Lockerung der Einsatzkohle bzw. zu einem für viele Verwendungszwecke
zu niedrigen Schüttgewicht führt.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich demgegenüber die Kornverteilung
in der Einsatzkohle durch Wahl entsprechender Maschenweiten in den Klassiereinrichtungen
und der Drehzahl der Prallmühlen oder sonstigen Zerkleinerungsmaschinen so einstellen,
daß man die mittlere Korngröße und die mittlere Kornspanne in der Einsatzkohle nach
Bedarf zwischen denjenigen Werten, die für das höchste und für das niedrigste Schüttgewicht
charakteristisch sind, halten kann. Diesen Vorteil der Beeinflussung des Schüttgewichtes
nach oben oder nach unten hat bisher nur das erfindungsgemäße Verfahren.
-
Die Erhöhung des Schüttgewichtes ist im übrigen auch von Vorteil,
um die Leistung der Kokereianlage und damit deren Wirtschaftlichkeit zu verbessern.
Der Fortschritt in dieser Hinsicht ist in manchen Fällen so groß, daß die Aufwendungen
für die Vorbehandlung der Einsatzkohle mehr als aufgewogen werden.
-
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in vielen
Fällen vorteilhaft, für das Überkorn bei der Vorklassierung aus der Ausgangskohle
oder Kohlenmischung und der Nachklassierung des in der ersten Zerkleinerungsstufe
anfallenden Gutes eine untere Korngrenze von etwa 2 bis 6 mm vorzusehen. Die genaue
Lage der Korngrenze hängt dabei von den Eigenschaften der der Verkokung zugeführten
Kohle und andererseits auch von den gewünschten Eigenschaften des Kokses ab.
-
Auch für die Klassierung der primären und sekundären gröberen Kornfraktionen
wendet die Erfindung vorzugsweise eine in einem begrenzten Bereich, und zwar von
r bis 3 mm, liegende Kornscheide an. Die genaue Lage der Kornscheide hängt dabei
ab von den spezifischen Eigenschaften der Kohle bzw. von der Neigung der Kohle,
bei Zerkleinerung inhomogen zu werden, wobei es gleichgültig ist, ob diese Zerkleinerung
beim Abbau, in der Kohlenaufbereitung oder bei der Vorbehandlung der Einsatzkohle
für den Koksofen erfolgt.
-
Schließlich wendet die Erfindung bei der Klassierung des in der zweiten
Zerkleinerungsstufe anfallenden Gutes eine Kornscheide bei etwa i,2 mm an.
-
Bei einer derartigen Klassierung ergibt sich in jedem Fall eine ausreichende
Menge an Feinstgut, in dem harte Bestandteile angereichert sind.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren kann schließlich noch mit einer Abscheidung
von Mineralbestandteilen oder bestimmten Kornfraktionen aus der vorbehandelten Kohle
verbunden werden. Hierzu kann man an geeigneter Stelle der Vorbehandlungsanlage
an sich bekannte Aufbereitungsvorgänge einschalten, beispielsweise zwischen der
Nachklassierung der ersten Zerkleinerungsstufe einerseits und der zweiten Zerkleinerungsstufe
andererseits. Es ist möglich, an dieser Stelle im Fließweg der Kohle etwa Luftherde,
Flotations- oder Schwerflüssigkeitsanlagen einzuschalten.
-
Aus der Zeichnung ist das Schema einer zur Anwendung der Erfindung
vorzugsweise geeigneten Anlage ersichtlich.
-
Die zu behandelnde Kohle wird in dem gewünschten Mengenverhältnis
den Bunkern A entnommen und gelangt dann über das Transportband A1 zu dem obersten
Deck a der Vorklassierungsstufe Sp. Das Überkorn von dem Deck a wird durch das Transportband
A2 der Prallmühle D zugeführt, von welcher das zerkleinerte Gut über das Band Dl
dem obersten Deck e der nachgeschalteten Klassierung Ss zugeleitet wird. Das Überkorn
vom Deck e kehrt im Kreislauf auf dem Wege über D, in die Prallmühle D zurück.
-
Die auf dem Deck b der Vorklassierung Sp anfallende gröbere Kornfraktion
wird durch a1 auf das Band e2 abgegeben, auf das die gröbere Kornfraktion des zweiten
Deckes f der nachgeschalteten Klassierung Ss aufgegeben wird. Die primären und sekundären
Kornfraktionen gelangen dann gemeinsam über das Band e2 zur zweiten Zerkleinerungsstufe
B, die vorzugsweise ebenfalls aus einer Prallmühle besteht. Aus der Zerkleinerungsstufe
B gelangt das Produkt auf die nachgeschaltete Klassierung Sf, von der das Überkorn,
wie angedeutet, in die Zerkleinerungsstufe B im Kreislauf zurückgeht.
-
Bei der auf der Zeichnung dargestellten Anlage wird das Feinstkorn
der Klassierungen Sp, Ss und Sf unter Mischen zur Einsatzkokskohle vereinigt.
-
Wie ersichtlich, ist das erfindungsgemäße Verfahren in der Lage, die
gesamten Anteile der Ausgangskohle zur Bildung einer homogenisierten Einsatzkohle
für den Koksofen auszunutzen.