EP0316450B1

EP0316450B1 - Method of obtaining coke

Info

Publication number: EP0316450B1
Application number: EP87906293A
Authority: EP
Inventors: Boris Ivanovich Babanin; Nikolai Sergeevich Gryaznov; Anatoly Ivanovich Shevchenko; Ivan Zakharovich Shatokha; Irina Rafailovna Fursa; Boris Solomonovich Korover; Georgy Andreevich Kotsjuba; Vladimir Ivanovich Babanin; Leonid Iosifovich Erkin; Boris Shmulevich Statnikov; Evgeny Anatolievich Permyakov; Viktor Grigorievich Ivanitsky; Vladimir Pavlovich Nosov
Original assignee: VOSTOCHNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY UGLEKHIMICHESKY INSTITUT (VUKHIN)
Current assignee: VOSTOCHNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKY UGLEKHIMICHESKY INSTITUT (VUKHIN)
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1992-12-09
Anticipated expiration: 2007-05-21
Also published as: DE3783041D1; WO1988009362A1; ATE83261T1; EP0316450A1; EP0316450A4; JPH02500196A; BR8707754A

Abstract

A method of obtaining coke includes thermal treatment of disintegrated coal charge, its coking and cooling down of the obtained coke. The thermal treatment of the coal charge is effected by mixing it with the coke at a temperature of 600-1000 DEG C at a weight ratio between the charge and the coke equal to 1.3-2.6:1 and in direct-flow regime, so that the coke is cooled down to a temperature of 150-250 DEG C and the charge is heated to 120-240 DEG C. After termination of the heat exchange process the coal-coke mixture is separated into the cooled coke and the charge. The heated charge is then used for coking.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die kokschemische Produktion und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Gewinnung von Koks, der in der metallurgischen Industrie Anwendung findet.The present invention relates to coke chemical production and, more particularly, relates to a process for producing coke which is used in the metallurgical industry.

Es ist ein Verfahren zur Koksgewinnung bekannt, das bis heute angewendet wird und in der Verkokung der zerkleinerten Einsatzkohle mit einer Ausgangsfeuchtigkeit von 8 bis 10% und der Abkühlung des gewonnenen Kokses im Naßlöschverfahren besteht.A process for coke extraction is known which is used to this day and consists in the coking of the comminuted coal with an initial moisture content of 8 to 10% and the cooling of the coke obtained in the wet extinguishing process.

Bei ausreichend hohen Vorräten an guten Kokskohlen und bei ausreichender Energie hat dieses herkömmliche Koksgewinnungsverfahren den Anforderungen der kokschemischen Industrie Rechnung getragen.With sufficient stocks of good coking coals and with sufficient energy, this conventional coke extraction process has taken into account the requirements of the coke chemical industry.

Die Erschöpfung der geologischen Vorräte an guten Kokskohlen stellte die Forderung nach einer Suche und Entwicklung neuer Technologien auf, die es gestatten, unter den Verhältnissen der Verschlechterung der Rohstoffbasis einen Koks zu gewinnen, der in seinen Qualitätscharakteristiken den Ansprüchen der metallurgischen Produktion gerecht wird.The depletion of the geological stocks of good coking coal made it necessary to search for and develop new technologies that would allow coke to be obtained under the conditions of deterioration in the raw material base, the quality characteristics of which would meet the demands of metallurgical production.

Die Frage nach der Verwertung von Wärme, die bei nasser Abkühlung von Koks abgegeben wird, lenkt die Aufmerksamkeit der Kokschemiker seit über 40 Jahren auf sich, da bei einer solchen Abkühlung rund 350000-370000 kkal Wärme je Tonne Koks mit Wasserdämpfen in die Atmosphäre fortgetragen werden, was etwa 50% der für den Verkokungsprozeß benötigten Gesamtwärme ausmacht. ("Handbuch des Kokschemikers", herausgegeben von A.K. Shelkov, Bd. 2, 1965, S.173).The question of the utilization of heat that is given off when coke is cooled down has been drawing the attention of coke chemists for over 40 years, since around 350000-370000 kcal of heat per ton of coke is carried off into the atmosphere with water vapors , which is about 50% of the total heat required for the coking process. ("Manual of the Kokschemikers", edited by A.K. Shelkov, Vol. 2, 1965, p.173).

Die fortschrittlichste Technologie, die es gestattet, unter den Bedingungen der sich verschlechternden Rohstoffbasis der Verkokung, die Koksgüte zu verbessern, die Leistung der Koksofenbatterien zu steigern und den energetischen Aufwand zu senken, ist eine Technologie der Koksgewinnung, die die Wärmebehandlung der Einsatzkohle vor der Verkokung, die Verkokung der erhitzten Einsatzkohle und die Abkühlung des Kokses im Trockenlöschverfahren einschließt.The most advanced technology that allows coke quality to improve under the conditions of deteriorating coke raw material base, to increase the performance of coke oven batteries and to reduce energy consumption, is a technology of coke extraction that involves the heat treatment of the input coal before coking , which includes the coking of the heated coal and the cooling of the coke in the dry quenching process.

Das Wesen dieses Verfahrens besteht darin, daß die zerkleinerte Einsatzkohle mit einer Ausgangsfeuchtigkeit von 8 bis 10% in Reaktoren verschiedener Bauart (Trocknerrohr, Wirbelschicht, Serchar-Trockner, Wärmeaustauschtrommel u.ä.) im Strom eines gasförmigen Wärmeträgers der in einem gesonderten Aggregat (Feuerung) erzeugt, getrocknet und erhitzt wird und die erhitzte Einsatzkohle mit einer Temperatur von 120 bis 150 °C in die Kammern einer Koksofenbatterie aufgegeben wird, wo die Verkokung abläuft. (Zeitschrift "Glückauf", Nr. 6, 1973. Essen, BRD, Rode B., Beck K.-G., "Prakarbon - ein neues Verfahren zur Nutzung der vorerhitzten Kokskohle", S. 28 bis 39; Zeitschrift "Koks und Chemie", Nr. 9, 1975, Moskau, UdSSR, Babanin B.I. u.a. "Beherrschung der Tieftrocknung der Einsatzkohle in einer großtechnischen Versuchsanlage", S. 9-11).The essence of this process is that the comminuted coal with an initial moisture content of 8 to 10% in reactors of various types (dryer tube, fluidized bed, Serchar dryer, heat exchange drum, etc.) in the flow of a gaseous heat carrier in a separate unit (furnace ) is generated, dried and heated and the heated coal is charged at a temperature of 120 to 150 ° C in the chambers of a coke oven battery, where the coking takes place. (Magazine "Glückauf", No. 6, 1973. Essen, FRG, Rode B., Beck K.-G., "Prakarbon - a new process for using the preheated coking coal", pp. 28 to 39; magazine "Koks und Chemistry ", No. 9, 1975, Moscow, USSR, Babanin BI and others" Mastery of the deep drying of the coal in a large-scale pilot plant ", p. 9-11).

Der in den Kokskammern erzeugte Koks mit einer Temperatur von 1000 bis 1050 °C wird in die Kammer einer Trockenlöschanlage geleitet, in der mit Hilfe eines inerten Mittlergases die Wärme des Kokses in einem Abhitzekessel verwertet wird. Der in diesem Ahitzekessel erzeugte Dampf dient für energetische Zwecke. ("Handbuch des Kokschemikers", herausgegeben von A.K. Shelkov, Bd. 2, 1965, S. 173 bis 175).The coke produced in the coke chambers with a temperature of 1000 to 1050 ° C is fed into the chamber of a dry fire extinguishing system, in which the heat of the coke is used in a waste heat boiler with the help of an inert medium gas. The steam generated in this heat boiler is used for energy purposes. ("Kokschemiker's Handbook", edited by A.K. Shelkov, Vol. 2, 1965, pp. 173 to 175).

Ein solches Verfahren zur Koksgewinnung zeigte eine beträchtliche Effektivität. Dank der Wärmebehandlung der zerkleinerten Einsatzkohle wird deren Schüttdichte erhöht. Dies führte seinerseits zu der Erhöhung der Leistung der Koksofenbatterien und zu der Schaffung der Möglichkeit einer Erhöhung des Anteils an den Einsätzen der schwachbackenden Kohlen und letztenendes zu der Erweiterung der Rohstoffbasis für die Verkokung.Such a coke extraction process has shown considerable effectiveness. Thanks to the heat treatment of the crushed coal, its bulk density is increased. This in turn led to an increase in the performance of the coke oven batteries and the creation of the possibility of increasing the share in the uses of the low-baking coals and, in the end, expanding the raw material base for coking.

Überdies werden durch die Nutzung der thermisch behandelten Einsatzkohle die Verkokungsbedingungen verbessert, was zu einer Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Kornzusammensetzung des erzeugten Kokses und zur Erhöhung seiner mechanischen Festigkeit beiträgt. Die Kühlung des Kokses mit Gas unter nachfolgender Verwertung der Wärme gestattet es, Sekundärenergiequellen des Kokses auszunutzen.In addition, the coking conditions are improved by the use of the thermally treated feed coal, which contributes to an improvement in the uniformity of the grain composition of the coke produced and to an increase in its mechanical strength. The cooling of the coke with gas and the subsequent utilization of the heat makes it possible to use secondary energy sources of the coke.

Das isotherme Halten des Kokses bei einer Temperatur von 1000 °C im oberen Teil des Bunkers (Vorkammer) der Trockenlöschanlage führt zu einer Stabilisierung der Kokseigenschaften, und eine langsame Abkühlung (ohne Wärmestoß, wie dies bei Naßabkühlung der Fall ist) trägt zu einer Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des Kokses bei und gewährleistet die Gleichmäßigkeit seiner Kornzusammensetzung.Keeping the coke isothermally at a temperature of 1000 ° C in the upper part of the bunker (prechamber) of the dry extinguishing system leads to a stabilization of the coke properties, and a slow cooling (without thermal shock, as is the case with wet cooling) improves the Strength properties of the coke and ensures the uniformity of its grain composition.

Jedoch kamen bei der praktischen Durchführung einer solchen Technologie eine Reihe von Problemen zum Vorschein.However, a number of problems have emerged in the practical implementation of such technology.

Bei der Wärmebehandlung der zerkleinerten Einsatzkohle mit gasförmigem Wärmeträger wird ein Teil der Einsatzkohle in Form eines feinen Kohlenstaubes mit dem verbrauchten Wärmeträger in die Atmosphäre ausgetragen und ein anderer Teil mit dem rückgeführten Wärmeträger in die Feuerung geleitet, wo er verbrennt.During the heat treatment of the comminuted coal with gaseous heat transfer medium, part of the coal in the form of a fine coal dust with the used heat transfer medium is discharged into the atmosphere and another part with the returned heat transfer medium is fed into the furnace, where it burns.

Um eine Verschmutzung des Luftraumes zu vermeiden, soll der auszutragende Wärmeträger einer Naßreinigung unterworfen werden, und dies führt zur Bildung einer großen Menge chemisch verschmutzer Abwässer. Deswegen kann das Problem des Umweltschutzes nicht völlig beseitigt werden.In order to avoid pollution of the air space, the heat carrier to be discharged should be subjected to wet cleaning, and this leads to the formation of a large amount of chemically polluted waste water. Therefore, the problem of environmental protection cannot be completely eliminated.

Bei der Erzeugung des Kokses in einer Koksofenbatterie, die aus 65 Kokskammern mit je 41,6 m³ Inhalt besteht, beträgt die Menge des verbrauchten Wärmeträgers etwa 50000 nm³/h, der 0,3% Kohlenoxid, das auch andere toxische Komponenten und mindestens 50 mg/nm³ feindispersen Kohlenstaub enthält.When producing the coke in a coke oven battery, which consists of 65 coke chambers with a content of 41.6 m³ each, the amount of heat carrier used is about 50,000 nm³ / h, the 0.3% carbon oxide, which is also other toxic components and at least 50 mg / nm³ contains finely dispersed coal dust.

Infolge eines Kontaktes zwischen den erhitzten Koks bei einer Temperatur von 1000 bis 1050 °C mit dem Gas im Abkühlstadium kommt es zum Koksabbrand.As a result of contact between the heated coke at a temperature of 1000 to 1050 ° C with the gas in the cooling stage, coke burns off.

Der erforderliche Einbau von Sonderanlagen zur Wärmebehandlung der Einsatzkohle und zur Abkühlung des Kokses sowie das Heranziehen von zusätzlichem Personal zur Bedienung dieser Anlagen führt zu einer beträchtlichen Erhöhung der Materialkosten.The necessary installation of special systems for heat treatment of the coal and for cooling the coke, as well as the use of additional personnel to operate these systems, leads to a considerable increase in material costs.

Wenn das Verfahren zur Koksgewinnung, das die Wärmebehandlung der Einsatzkohle und die Abkühlung des Kokses im Trockenverfahren einschließt, auch ökonomisch vertretbar ist (dank einigen positiven Effekten), so wird eine breite Einführung dem Verfahrens in die industrielle Praxis durch das Vorhandensein der genannten Mängel dennoch verzögert und die Vorteile, die man erzielen kann, lassen sich nicht in vollem Maße realisieren.If the process for extracting coke, which includes the heat treatment of the feed coal and the cooling of the coke in the dry process, is also economically justifiable is (thanks to some positive effects), a broad introduction to the process in industrial practice is nevertheless delayed by the presence of the above-mentioned defects and the advantages that can be achieved cannot be fully realized.

Bekannt sind Verfahren zur Abkühlung von Koks, die auf der unmittelbaren Kontaktierung des heißen Kokses mit einem feindispersen Feststoff beruhen. So wird in der DE-PA 28 16 514 ein Verfahren zur Abkühlung von Koks mit hoher Temperatur in direktem Wärmeaustausch mit einem feindispersen Feststoff, insbesondere Sand, beschrieben. Das Wärmeaustauschverfahren ist mehrstufig, wobei als Wärmetauscher eine Trommel verwendet wird.Methods for cooling coke are known which are based on the direct contact of the hot coke with a finely dispersed solid. For example, DE-PA 28 16 514 describes a process for cooling coke at high temperature in direct heat exchange with a finely dispersed solid, in particular sand. The heat exchange process is multi-stage, with a drum being used as the heat exchanger.

Der erhitzte feste feinkörnige Wärmeträger wird durch ein wärmeaufnehmendes Medium abgekühlt und zur Abkühlung des Kokses dem Kreislauf wieder zugeführt.The heated solid fine-grained heat transfer medium is cooled by a heat-absorbing medium and returned to the circuit to cool the coke.

Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Abkühlung von Koks durch schichtweise Verkokung (DE-PS 3 110 191), bei dem der heiße Koks (900 bis 1100°C) in direktem Kontakt mit einem feindispersen Stoff abgekühlt wird, und zwar durch Kontaktierung mit nichtbackender vermahlener Kohle mit hohem Gehalt an Flüchtigstoffen in zwei oder mehr Stufen, wobei nach der ersten Wärmeaustauschstufe der Koks auf 650°C abgekühlt wird und nach jeder Wärmeaustauschstufe die Produkte aufgetrennt und den weiteren Verarbeitungsstufen zugeführt werden.Also known is a process for cooling coke by layered coking (DE-PS 3 110 191), in which the hot coke (900 to 1100 ° C.) is cooled in direct contact with a finely dispersed substance, namely by contacting it with non-baking milled material Coal with a high content of volatile substances in two or more stages, the coke being cooled to 650 ° C. after the first heat exchange stage and the products being separated after each heat exchange stage and being fed to the further processing stages.

Ferner wird angegeben, daß nach der ersten Wärmeaustauschstufe die Produkte in Kornklassen von über 10 mm und unter 10 mm aufgeteilt werden, wobei die Korngröße von über 10 mm der nachfolgenden Wärmeaustauschstufe zugeführt wird und die Korngröße unter 10 mm aus der Anlage entfernt und entweder als staubförmiger Brennstoff oder als Magerungsmittel für fette Kohlen für verschiedene technologische Prozesse verwendet wird.Furthermore, it is stated that after the first heat exchange stage, the products are divided into grain classes of more than 10 mm and less than 10 mm, the grain size of more than 10 mm being fed to the subsequent heat exchange step and the grain size of less than 10 mm being removed from the system and either being more dusty Fuel or as a leaner for fatty coals is used for various technological processes.

Die Beschreibung enthält auch einen indirekten Hinweis auf die Möglichkeit der Beeinflussung des Wärmeaustauschs. So heißt es in Spalte 3, Zeile 10 bis 14: "Die mehrstufigeThe description also contains an indirect reference to the possibility of influencing the heat exchange. So it says in column 3, lines 10 to 14: "The multilevel

Abkühlung des Kokses ist vorteilhaft und ermöglicht eine genaue Festlegung der Temperatur, je nach der weiteren Verwendung des Kokses, der zu erhitzenden Kohle und der freiwerdenden Gase."Cooling the coke is advantageous and enables the temperature to be determined precisely, depending on the further use of the coke, the coal to be heated and the gases released. "

Ferner ist in Spalte 4, Zeile 33-44 angegeben, daß die Eigenschaften des erhaltenen Magerungsmittels (feinkörniger Schwelkoks) von folgenden Parametern abhängen und sich dementsprechend ändern können:

Unterschiedliche Endtemperaturen des Produktes am Austritt aus den Wärmetauschern;
Verweildauer des Schwelkokses im Wärmetauscher;
Verhältnis zwischen heißem Schichtkoks und feindisperser Kohle.

In addition, column 4, lines 33-44 state that the properties of the leanant (fine-grained smoked coke) obtained depend on the following parameters and can change accordingly:

Different end temperatures of the product at the outlet from the heat exchangers;
Dwell time of the smoldering coke in the heat exchanger;
Relationship between hot layered coke and finely dispersed coal.

In diesem Zusammenhang ist die Lösung der obengenannten Probleme, die den bekannten Verfahren der Wärmebehandlung der Einsatzkohle und der Abkühlung des Kokses eigen sind, von ziemlich aktueller Bedeutung.In this connection, the solution to the above problems inherent in the known methods of heat treating the coal and cooling the coke is of fairly topical importance.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein solches Verfahren zur Koksgewinnung zu entwickeln, das unter den Bedingungen einer erweiterten Verkokungsrohstoffbasis es gestattete, die Leistung des Verfahrens zu erhöhen, die Koksverluste zu beseitigen, die Menge der in die Umwelt auszuwerfenden schädlichen Stoffe zu vermindern und es zu vereinfachen und zu verbilligen.The object of the present invention was to develop such a coke extraction process which, under the conditions of an expanded coking raw material base, made it possible to increase the performance of the process, to eliminate coke losses, to reduce the amount of harmful substances to be expelled into the environment and simplify it and make it cheaper.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Koksgewinnung in Kammeröfen durch Abkühlung des heißen Kokses durch direkte Kontaktierung mit feinverteilter Kohle und nachfolgende Abtrennung des abgekühlten Kokses gelöst, wobei man den Koks aus der Kokskammer auf eine Temperatur von 150 bis 250°C in einem einstufigen direkten Kontakt mit dem feuchten, backende Kohle enthaltenden Einsatz bei stabilisierten Temperaturbedingungen für den Wärmeaustausch zwischen dem Koks und der Kohle abkühlt, nach Beendigung des Wärmeaustausches das Kohle-Koks-Gemisch in Koks und Einsatzkohle trennt und die Kokskammer mit der Einsatzkohle beschickt.The object is achieved by a process for coke extraction in chamber furnaces by cooling the hot coke by direct contact with finely divided coal and subsequent separation of the cooled coke, whereby the coke from the coke chamber to a temperature of 150 to 250 ° C in a one-step direct Contact with the moist, baking coal containing insert at stabilized temperature conditions for the heat exchange between the coke and the coal cools, after the end of the heat exchange the coal-coke mixture is separated into coke and insert coal and the insert chamber is loaded with the insert coal.

Es empfiehlt sich, die Wärmebehandlung der zerkleinerten Einsatzkohle durch Vermischen mit Koks bei 600 bis 1050°C bei einem Massenverhältnis der Einsatzkohle zu Koks von 1,3 bis 2,6:1 im Gleichstrom durchzuführen. Dabei wird der Koks auf 150 bis 250°C abgekühlt und die Einsatzkohle auf 120 bis 240°C erhitzt.It is advisable to carry out the heat treatment of the comminuted coal by mixing it with coke at 600 to 1050 ° C. with a mass ratio of the coal to coke of 1.3 to 2.6: 1 in cocurrent. The coke is cooled to 150 to 250 ° C and the coal is heated to 120 to 240 ° C.

Es empfiehlt sich, den Koks mit einer Stückgröße von nicht weniger als 10 mm zu verwenden. Dies trägt zu seiner besseren und vollständigeren Ausscheidung bei der Trennung des Kohle-Koks-Gemisches nach dem Wärmeaustausch bei.It is recommended to use the coke with a piece size of not less than 10 mm. This contributes to its better and more complete excretion in the separation of the coal-coke mixture after the heat exchange.

Vorzugsweise arbeitet man so, daß man den heißen Koks aus der Kokskammer nach Größenklassen auftrennt und den Koks mit einer Stückgröße von über 10 mm in einem einstufigen direkten Kontakt mit dem feuchten, backende Kohle enthaltenden Einsatz auf 150 bis 250°C abkühlt.It is preferable to work in such a way that the hot coke is separated from the coke chamber into size classes and the coke with a piece size of more than 10 mm is cooled to 150 to 250 ° C. in a one-step direct contact with the moist, baking coal-containing insert.

Es ist weiterhin bevorzugt, die Direktkontaktierung des heißen Kokses mit dem feuchten Kohleeinsatz unter Zufuhr von 10 bis 80 kg Wasser pro Tonne Ausgangskohle durchzuführen.It is further preferred to carry out the direct contacting of the hot coke with the moist coal insert with the supply of 10 to 80 kg of water per ton of starting coal.

Schlußendlich ist es vorteilhaft, die Bedingungen für die Direktkontaktierung zwischen heißem Koks und Kohleeinsatz aufgrund des Verhältnisses der technischen Parameter von heißem Koks und Kohle und den Abmessungen der Wärmeaustauschtrommel so einzustellen, daß folgende Verhältnisse eingehalten werden:

$F_{r} = 0,15 - 0,2$

P = (1,5 - 10) x 10⁻⁶,

α = 0,15 - 0,4

worin

F_r: das Verhältnis des Produkts der Quadrate der Drehzahl und des Durchmessers des Wärmeaustauschers zu dem Produkt der Fallbeschleunigung und des Durchmessers der durchschnittlichen Größe der Koksstücke bedeutet;
P: das Verhältnis des Produkts der Drehzahl des Wärmeaustauschers und der Belastung des Kohleeinsatzes zum Produkt des Durchmessers, der Länge des Wärmeaustauschers, der Schüttdichte des Kohleeinsatzes und der Fallbeschleunigung bedeutet;
α: den Füllfaktor des Wärmeaustauschervolumens bedeutet.

Finally, it is advantageous to use the conditions for direct contact between hot coke and coal based on the ratio of the technical parameters of hot coke and coal and the dimensions of the heat exchange drum so that the following ratios are maintained:

F_{r} = 0.15 - 0.2

P = (1.5 - 10) x 10⁻⁶,

α = 0.15 - 0.4

wherein

For _r: means the ratio of the product of the squares of the speed and the diameter of the heat exchanger to the product of the acceleration due to gravity and the diameter of the average size of the pieces of coke;
P: is the ratio of the product of the speed of the heat exchanger and the loading of the coal insert to the product of the diameter, the length of the heat exchanger, the bulk density of the coal insert and the acceleration due to gravity;
α: means the fill factor of the heat exchanger volume.

Es empfiehlt sich, die gewonnene erhitzte Einsatzkohle nach deren Trennung vom Koks in zwei Fraktionen zu trennen, und zwar: in eine Fraktion mit einer Stückgröße von weniger als 3 mm und in eine Fraktion mit einer Stückgröße von mehr als 3 mm, die Fraktion der Einsatzkohle mit der Stückgröße von mehr als 3 mm wird zerkleinert, bis man Teilchen mit einer Größe von weniger als 3 mm erhält, dann vermischt man sie mit der früher ausgeschiedenen Einsatzkohle mit der Stückgröße von weniger als 3 mm und leitet dieses Gemisch zur Verkokung weiter. Dies trägt zu einer Verbesserung der technologischen Eigenschaften der Einsatzkohle und zur Erhöhung der Güte des daraus gewonnenen Kokses bei.It is recommended to use the heated coal after their separation from the coke into two fractions, namely: into a fraction with a piece size of less than 3 mm and into a fraction with a piece size of more than 3 mm, the fraction of the input coal with the piece size of more than 3 mm is crushed until particles with a size of less than 3 mm are obtained, then they are mixed with the previously excreted coal with a size of less than 3 mm and passed on to coking. This contributes to an improvement in the technological properties of the input coal and to an increase in the quality of the coke obtained therefrom.

Im Falle einer Feuchtigkeitsschwankung der Ausgangseinsatzkohle wird deren Vermischung mit dem erhitzten Koks im Beisein von Wasser durchgeführt, das in einer Menge von 10 bis 80 kg je Tonne Ausgangseinsatzkohle eingeführt wird. Dies stabilisiert die Temperatur der Erwärmung der Einsatzkohle.In the event of a fluctuation in the moisture of the starting coal, its mixing with the heated coke is carried out in the presence of water which is introduced in an amount of 10 to 80 kg per ton of starting coal. This stabilizes the temperature of the heating of the coal.

Für die Vermischung der Ausgangseinsatzkohle mit dem erhitzten Koks wird als Wärmeaustauscher eine rotierende Trommel bei F_r = 0,015 bis 0,2 bevorzugt, wo F_r -- Verhältnis des Produkts der Quadrate der Rotationsgeschwindigkeit und des Durchmessers des Wärmeaustauschers zu dem Produkt der Beschleunigung des freien Falls und des Durchmessers der durchschnittlichen Größe eines Koksstücks; bei P = (1,5 bis 10)· 10⁻⁶, wo P - Verhältnis des Produkts der Rotationsgeschwindigkeit des Wärmeaustauschers und der Belastung nach Einsatzkohle zu dem Produkt des Durchmessers, der Länge des Wärmeaustauschers, der Schüttdichte der Einsatzkohle und der Beschleunigung des freien Falls; bei α = 0,15 bis 0,4, wo α - Füllgrad des Wärmeaustauschervolumens. Dies erhöht die Wirksamkeit des Wärmeaustausches zwischen der Einsatzkohle und dem Koks, vermindert die Abreibbarkeit der Koksstücke und vermeidet die Überhitzung kleiner Teile der Einsatzkohle.For mixing the feed coal with the heated coke, a rotating drum at F _r = 0.015 to 0.2 is preferred as the heat exchanger, where F _r - ratio of the product of the squares of the rotation speed and the diameter of the heat exchanger to the product of the acceleration of the free If and the diameter of the average size of a piece of coke; at P = (1.5 to 10) · 10⁻⁶, where P - the ratio of the product of the speed of rotation of the heat exchanger and the loading after insert coal to the product of the diameter, the length of the heat exchanger, the bulk density of the insert coal and the acceleration of the free one If; at α = 0.15 to 0.4, where α - degree of filling of the heat exchanger volume. This increases the effectiveness of the heat exchange between the coal and the coke, reduces the abrasion of the coke pieces and prevents overheating of small parts of the coal.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, die Investitionsintensität zu senken, die Arbeitsleistung zu steigern, die Verluste der Kokskohle und des Kokses zu reduzieren, die Umweltverschmutzung wesentlich zu vermindern und die Koksgüte zu verbessern.The method according to the invention allows the investment intensity to be reduced, the work output to be increased, and the losses of coking coal and the Reduce coke, significantly reduce pollution and improve coke quality.

Die Senkung der Investitionsintensität und die Steigerung der Arbeitsleistung wird erreicht durch die Vereinigung der Wärmebehandlung der Einsatzkohle und der Abkühlung des Kokses zu einem Prozeß.The reduction in investment intensity and the increase in work performance is achieved by combining the heat treatment of the input coal and the cooling of the coke into one process.

Dank dieser Vereinigung wird anstatt von zwei Anlagen bei dem bekannten Verfahren, das in der Anlage der Wärmebehandlung der Einsatzkohle und der Trockenlöschanlage für Koks realisiert wird, nur eine Anlage benötigt.Thanks to this combination, instead of two plants, only one plant is required in the known method, which is implemented in the plant for the heat treatment of the input coal and the dry extinguishing plant for coke.

Die Senkung der Verluste der Kokskohle und des Kokses bei dem genannten Verfahren wird dadurch erreicht, daß in diesem Falle die Bedingungen ausgeschlossen werden, die bei den bekannten Verfahren zum Abbrand von Einsatzkohle und Koks führten.The reduction in the losses of coking coal and coke in the above-mentioned process is achieved in that in this case the conditions which led to the combustion of feed coal and coke in the known processes are excluded.

Die Verminderung der Umweltverschmutzung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist darauf zurückzuführen, daß es bei diesem Verfahren keinen gasförmigen Wärmeträger gibt, den man in die Atmosphäre auszuwerfen hätte. Bei diesem Verfahren werden in die Atmosphäre nur Wasserdämpfe ausgeworfen, die sich durch Verdampfung der in der Einsatzkohle enthaltenen Feuchtigkeit bilden.The reduction in environmental pollution in the process according to the invention is due to the fact that in this process there is no gaseous heat transfer medium which would have to be ejected into the atmosphere. With this method, only water vapors are ejected into the atmosphere, which are formed by the evaporation of the moisture contained in the coal.

Die genannten und weitere Vorteile der Erfindung werden verständlich aus folgender ausführlicherer Beschreibung des Verfahrens.The above and other advantages of the invention can be understood from the following more detailed description of the method.

Der aus einer Koksofenbatterie kommende glühende Koks wird in einen Speicherbunker geleitet, wo sich der Koks bei einer Temperatur von 1000 bis 1050 °C während einer bestimmten Zeit unter den isothermen Bedingungen befindet. Dies trägt zu einer Stabilisierung der Temperaturen über das gesamte Koksvolumen, dem Verlauf der isothermen Reaktionen und der Verfestigung des Kokses bei.The glowing coke coming from a coke oven battery is fed into a storage bunker, where the coke is at a temperature of 1000 to 1050 ° C. for a certain time under the isothermal conditions. This contributes to a stabilization of the temperatures over the entire coke volume, the course of the isothermal reactions and the hardening of the coke.

Aus dem Speicherbunker wird der Koks einem Separator zugeführt; in dem er in zwei Klassen getrennt wird, in Kleinkoks mit einer Stückgröße von weniger als 10 mm und in den Stückkoks mit einer Stückgröße von mehr als 10 mm. Der Kleinkoks (4 bis 8% der Gesamtmenge) wird zur Abkühlung nach einem beliebigen Verfahren (Naßverfahren, Verdampfungsverfahren, konduktiver Wärmeaustausch) geleitet. Aus dem Separator wird der Stückkoks mit einer Temperatur von 600 bis 1050 °C in einen Wärmeaustauscher geleitet. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein Wärmeaustauscher einer beliebigen Konstruktion verwendet werden, bei dem es möglich ist, die Einsatzkohle und den Koks zu vermischen, z.B., ein Wärmeaustauscher mit rotierender Trommel u.ä. Aus einem Bunker gelangt die Ausgangseinsatzkohle in einem Massenverhältnis zum Koks von 1,3 bis 2,6:1 in Abhängigkeit von den Anforderungen an die Endtemperatur der Einsatzkohlenerwärmung in den Wärmeaustauscher. Die Einsatzkohle und der erhitzte Stückkoks werden in diesem Wärmeaustauscher miteinander vermischt; dank einer Differenz der wärmeabgebenden und der wärmeaufnehmenden Flächen und der Abschirmwirkung der Feuchte der Einsatzkohle kommt es zu einer Abkünlung des Stückkokses auf eine Temperatur von 150 bis 250 °C und zu gleichzeitiger Erhitzung der Einsatzkohle aus eine Temperatur von 120 bis 240 °C. Die Erhitzung der Einsatzkohle und die Abkühlung des Kokses gehen relativ langsam vor sich (5 bis 7 min). Deshalb geht die Erhitzung der polydispersen Masse der Einsatzkohle gleichmäßig genug, ohne Teilchenerwärmung, Kohlenzerlegung und deren Aufkokung an der Koksoberfläche vor sich hin. Dies trägt zur Aufrechterhaltung der physikalisch-chemischen Eigenschaften der Einsatzkohle und deren Zusammenbackens bei.The coke is fed to a separator from the storage bunker; in which it is divided into two classes, in small coke with a piece size of less than 10 mm and in the piece coke with a piece size of more than 10 mm. The small coke (4 to 8% of the total amount) is passed for cooling by any method (wet method, evaporation method, conductive heat exchange). The piece of coke is passed from the separator at a temperature of 600 to 1050 ° C into a heat exchanger. For the implementation of the method according to the invention, a heat exchanger of any construction can be used, in which it is possible to mix the coal and the coke, for example, a heat exchanger with a rotating drum and the like. From a bunker, the starting coal enters the heat exchanger in a mass ratio to the coke of 1.3 to 2.6: 1 depending on the requirements for the final temperature of the coal heating. The coal and the heated coke are mixed together in this heat exchanger; Thanks to a difference between the heat-emitting and the heat-absorbing surfaces and the shielding effect of the moisture of the coal, the coke is cooled to a temperature of 150 to 250 ° C and the coal is heated from a temperature of 120 to 240 ° C. The heating of the coal and the cooling of the coke are relatively slow (5 to 7 minutes). This is why the polydisperse mass of the input coal is heated evenly enough without particle heating, coal decomposition and its coking on the surface of the coke. This contributes to the maintenance of the physico-chemical properties of the coal and its caking.

Der sich relativ langsam abkühlende Stückkoks wird keinem Wärmestoß ausgesetzt, wie dies bei Abkühlung nach dem Naßlöschverfahren der Fall ist. Dadurch wird eine große Gleichmäßigkeit der Körnungszusammensetzung des Kokses gewährleistet und dessen Festigkeit erhöht.The piece of coke, which cools down relatively slowly, is not exposed to any thermal shock, as is the case with cooling using the wet extinguishing method. This ensures a high level of uniformity in the grain composition of the coke and increases its strength.

Bei der Vermischung mit der Einsatzkohle während des Wärmeaustauschs wird der Koks einer sanften mechanischen Behandlung unterworfen, die ebenfalls zu einer besseren Festigkeit des Kokses beiträgt. Nach Beendigung des Wärmeaustauschs wird das Kohle-Koks-Gemisch einer Separation nach Stückgröße in einem Separator, z.B. auf einem Siebrost, unterworfen. Da der am Wärmeaustausch teilnehmende Koks aus Stücken von einer Größe von mehr als 10 mm besteht und die Einsatzkohle durch Teilchen von einer Größe von weniger als 10 mm vertreten ist, wird bei der Separierung die erhitzte Einsatzkohle vom Koks vollständig getrennt.When mixed with the insert coal during the heat exchange, the coke becomes a gentle mechanical Treatment which also contributes to a better strength of the coke. After the heat exchange has ended, the coal-coke mixture is subjected to a separation by piece size in a separator, for example on a sieve grate. Since the coke participating in the heat exchange consists of pieces of a size of more than 10 mm and the insert coal is represented by particles of a size of less than 10 mm, the heated insert coal is completely separated from the coke during the separation.

Während des Vermischens gelangt infolge der mechanischen Behandlung ein Teil des Kleinkokses in die Einsatzkohle. Dies wirkt sich jedoch nicht nachteilig auf ihre technologischen Eigenschaften aus.During the mixing process, some of the small coke gets into the insert coal due to the mechanical treatment. However, this does not adversely affect their technological properties.

Nach dem Verlassen des Separators wird der abgekühlte Stückkoks als Endprodukt zu einer Sortieranlage und die erhitzte Einsatzkohle zu einem Separator geleitet. In diesem Separator wird die Einsatzkohle in zwei Fraktionen mit einer Stückgröße von weniger als 3 mm und mit einer Stückgröße von mehr als 3 mm getrennt. Die Einsatzkohle mit einer Stückgröße von weniger als 3 mm wird zur Verkokung in die Koksofenbatterie geleitet und die Teilchen der Einsatzkohle mit einer Größe von mehr als 3 mm zur Zerkleinerung einem Brecher zugeführt. Die Zerkleinerung bezweckt die Gewinnung der Teilchen mit einer Größe von weniger als 3 mm. Diese zerkleinerte Einsatzkohlefraktion wird dem gemeinsamen Einsatzkohlenstrom zugeführt, der zur Verkokung in die Koksofenbatterie geleitet wird.After leaving the separator, the cooled coke as the end product is sent to a sorting plant and the heated coal is sent to a separator. In this separator, the insert coal is separated into two fractions with a piece size of less than 3 mm and with a piece size of more than 3 mm. The insert coal with a piece size of less than 3 mm is fed into the coke oven battery for coking and the particles of the insert coal with a size of more than 3 mm are fed to a crusher for comminution. The purpose of comminution is to obtain particles with a size of less than 3 mm. This crushed lignite fraction is fed to the common lignite stream which is fed to the coke oven battery for coking.

Als technologiebedingte Ausscheidungen des erfindungsgemäßen Koksgewinnungsverfahrens im Stadium der Abkühlung des Kokses und der Wärmebehandlung der Einsatzkohle ist Wasserdampf zu nennen, der sich bei der Erhitzung der Einsatzkohle bilden, dieser Wasserdampf wird in einen Staubabscheider geleitet, dem Wasser zugeführt wird. Der aus dem Wärmeaustauscher austretende Wasserdampf nimmt einen Teil von Kohlenstaub mit, der leicht in einem Staubabscheider abgeschieden und als Trübe in den Wärmeaustauscher zusammen mit der Ausgangseinsatzkohle zurückgeführt wird.As technology-related excretions of the coke extraction process according to the invention in the stage of cooling the coke and the heat treatment of the charge coal, water vapor is to be mentioned, which forms when the charge coal is heated; this steam is passed into a dust separator, to which water is fed. The water vapor emerging from the heat exchanger takes up part of coal dust, which is easily separated in a dust separator and returned to the heat exchanger together with the starting coal as a slurry.

vom Staub gereinigte Wasserdampf wird in die Atmosphäre ausgestoßen. Der Gehalt an schädlichen Stoffen in diesem Dampf ist nicht hoch und führt zu keiner Verschmutzung der Umwelt, wie dies bei dem bekannten Verfahren der Koksgewinnung der Fall ist, das die Wärmebehandlung der Einsatzkohle mit einem gasförmigen Wärmeträger und die Abkühlung des Kokses nach dem Trockenlöschverfahren einschließt.Water vapor cleaned from dust is expelled into the atmosphere. The content of harmful substances in this steam is not high and does not lead to any pollution of the environment, as is the case with the known method of coke extraction, which includes the heat treatment of the feed coal with a gaseous heat transfer medium and the cooling of the coke by the dry quenching process.

Im Ergebnis der Beseitigung der Feuchtigkeit aus der Einsatzkohle und teilweise infolge des Eindringens das Kleinkokses in die Einsatzkohle während des Wärmeaustausches erhöht sich die Schuttdichte der Einsatzkohle, verbessern sich die Verkokungsbedingungen und verkürzt sich die Verkokungszeit, d.h., es steigt die Geschwindigkeit des Prozesses.As a result of the removal of moisture from the insert coal and partly due to the penetration of the small coke into the insert coal during the heat exchange, the debris density of the insert coal increases, the coking conditions improve and the coking time is shortened, i.e. the speed of the process increases.

Die Erhöhung der Schüttdichte der Einsatzkohle und die Erhöhung der Verkokungsgeschwindigkeit führen zu einer 40%igen Erhöhung der Leistung der Koksofenbatterie und trägt zu einer Verbesserung der Koksgüte im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren bei.Increasing the bulk density of the feed coal and increasing the coking rate lead to a 40% increase in the performance of the coke oven battery and contributes to an improvement in the coke quality compared to the conventional method.

Bei Vermischen der Einsatzkohle mit dem Koks gelangt in die Einsatzkohle der Kleinkoks in einer Menge von 1,2 bis 1,5%, der wie bereits oben erwähnt wurde, zu keiner Verschlechterung der technologischen Eigenschaften der Einsatzkohle führt, sondern im Gegenteil, die Schüttdichte der Einsatzkohle erhöht, und bei dessen Rücklauf zusammen mit der Einsatzkohle zur Verkokung eine Erhöhung der Ausbeute des Huttenkokses fördert.When the coal is mixed with the coke, 1.2 to 1.5% of the small coke comes into the coal, which, as already mentioned above, does not lead to a deterioration in the technological properties of the coal, but on the contrary, the bulk density of the Charcoal increases, and when it returns, together with the char for coking, promotes an increase in the yield of the Huttenkoks.

Gemäß der Erfindung dient bei dem vorliegenden Verfahren Stückkoks als Wärmeträger, der nach dem Wärmeaustausch in die Hüttenproduktion geleitet wird. Deswegen braucht der verbrauchte Wärmeträger nicht ausgelassen zu werden, wie dies bei der bekannten Technologie der Wärmebehandlung der Einsatzkohle mit einem gasförmigen Wärmeträger der Fall ist.According to the invention, piece coke serves as a heat carrier in the present method, which is passed into the metallurgical production after the heat exchange. Therefore, the used heat transfer medium does not need to be left out, as is the case with the known technology of heat treatment of the insert coal with a gaseous heat transfer medium the case is.

Die Feuchtigkeit der Ausgangseinsatzkohle und deren Anfangstemperatur können in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen der Umgebung geändert werden. Dabei ändern sich wärmephysikalische Kennwerte des Materials, die zu Endtemperaturschwankungen der Abkühlung des Kokses und der Erhitzung der Einsatzkohle führen können.The moisture of the starting coal and its initial temperature can be changed depending on the temperature fluctuations in the environment. This changes the physical properties of the material, which can lead to fluctuations in the final temperature of the coke cooling and the heating of the coal.

Um die Temperatur der Einsatzkohlenerhitzung und der Koksabkühlung stabilisieren zu können, wird in den Wärmeaustauscher Wasser in einer Menge von 5 bis 50 kg je Tonne Koks gegeben. Das Wasser wird auf 1/3 Länge des Wärmeaustauschers in seinem Endteil gegeben. Durch Vermeidung einer Überhitzung der Einsatzkohle und durch Stabilisierung deren Werte wird die Qualität des daraus herzustellenden Kokses verbessert.In order to stabilize the temperature of the feed coal heating and the coke cooling, water is added to the heat exchanger in an amount of 5 to 50 kg per ton of coke. The water is added to 1/3 length of the heat exchanger in its end part. By avoiding overheating of the coal and stabilizing its values, the quality of the coke to be produced from it is improved.

Als die beste Ausführungsform der Erfindung gilt die Variante, bei der der glühende Koks bei einer Temperatur von 600 bis 1050 °C im Separator in Kleinkoks mit einer Größe von weniger als 25 mm und Stückkoks mit einer Große von mehr als 25 mm getrennt wird. Als Wärmeaustauscher wird eine Drehtrommel verwendet. Dabei wird eine gleichmäßige Vermischung der Ausgangseinsatzkohle und des Kokses im Gleichstrombetrieb erzielt. Es wird bei solchen Werten der relativen Drehgeschwindigkeit der Trommel, der Belastung der transportierenden Fläche und des Füllgrades des Trommelvolumens gearbeitet, daß die Beziehungen:
F_r (Froude-Zahl), P und α gleichzeitig eingehalten werden.

α = 0,15 bis 0,4, worin

F_r: - Froude-Zahl
P: - Volumenbelastung der Einsatzkohle auf die transportierende Trommelfläche;
n: - Trommeldrehzahl;
D: - Trommeldurchmesser
L: - Trommellänge
G: - Belastung nach der Einsatzkohle
ρ: - Schüttdichte der Einsatzkohle
g: - Fallbeschleunigung
d: - Durchschnittsdurchmesser der Koksstücke
α: - Trommelfüllfaktor.

The best embodiment of the invention is the variant in which the glowing coke is separated at a temperature of 600 to 1050 ° C. in the separator into small coke with a size of less than 25 mm and piece coke with a size of more than 25 mm. A rotary drum is used as the heat exchanger. A uniform mixing of the starting coal and the coke is achieved in DC operation. The values of the relative speed of rotation of the drum, the load on the transporting surface and the degree of filling of the drum volume are such that the relationships:
F _r (Froude number), P and α are observed at the same time.

α = 0.15 to 0.4, where

For _r: - Froude number
P: - Volume loading of the insert coal on the transporting drum surface;
n: - drum speed;
D: - drum diameter
L: - drum length
G: - loading after the insert coal
ρ: - Bulk density of the insert coal
G: - acceleration of gravity
d: - Average diameter of the pieces of coke
α: - drum fill factor.

Unter diesen Bedingungen steigt die Effektivität des Wärmeaustauschs in einer geringeren Zeit des Kontaktes zwischen der Einsatzkohle und dem Koks an, was zu einer gleichmäßigeren Durchwärmung der Kohleteilchen und zur Abkühlung der Koksstücke führt. Dabei werden die Koksstücke einem geringeren Abrieb ausgesetzt, und als Folge davon gelangt in die Einsatzkohle weniger Kleinkoks.Under these conditions, the effectiveness of the heat exchange increases in a shorter time of contact between the feed coal and the coke, which leads to a more uniform heating of the coal particles and to cooling of the coke pieces. The coke pieces are exposed to less abrasion, and as a result fewer coke pieces get into the coal.

Beim Übertritt der Beziehungen F_r, P und α über die Grenzen, die durch die Erfindung festgelegt sind, verlängert sich die Zeit des Kontaktes der Einsatzkohle mit dem Koks, erhöht sich die Menge des in die Einsatzkohle gelangenden Kleinkokses, was zur Verschlechterung der technologischen Eigenschaften der Einsatzkohle, Verminderung der Festigkeitswerte des Kokses und Erhöhung der spezifischen Auswürfe toxischer gasförmiger Komponenten, die der auszuwerfende Dampf enthält, führt.If the relationships F _r , P and α exceed the limits defined by the invention, the time of contact of the coal with the coke increases, the amount of small coke entering the coal increases, which leads to a deterioration in the technological properties the input coal, reduction in the strength values of the coke and increase in the specific ejections of toxic gaseous components contained in the steam to be ejected.

Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der bevorzugten Ausführungsform gestattet es, die Festigkeitseigenschaften des Kokses wesentlich zu verbessern und das Volumen an schädlichen Auswürfen in die Atmosphäre um 15 bis 20% im Vergleich zu den anderen Formen der Prozeßführung zu vermindern.Carrying out the process according to the invention in accordance with the preferred embodiment makes it possible to significantly improve the strength properties of the coke and to reduce the volume of harmful emissions into the atmosphere by 15 to 20% in comparison to the other forms of process control.

Wie aus der ausführlichen Beschreibung der Erfindung und aus ihrer bevorzugten Ausführungsform zu ersehen ist, geht die Wärmebehandlung der Einsatzkohle gleichzeitig mit der Abkühlung des Kokses vor sich. Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfacher und erfordert für seine Durchführung einen geringeren Investitionsaufwand als das bekannte Verfahren, welches die Wärmebehandlung der Einsatzkohle mit einem gasförmigen Wärmeträger und die Abkühlung des Kokses nach dem Trockenlöschverfahren als gesonderte Stufen einschliesst.As can be seen from the detailed description of the invention and from its preferred embodiment, the heat treatment of the insert coal takes place simultaneously with the cooling of the coke. The method according to the invention is simpler and requires less investment than the known method for its implementation, which involves the heat treatment of the input coal with a gaseous heat transfer medium and the cooling of the Includes coke after the dry extinguishing process as separate stages.

Da der aus Koksöfen anfallende Koks als Wärmeträger dient, ist der Energieaufwand, der für die Erzeugung des Wärmeträgers benötigt wird, (wie dies bei Anlagen zur Erhitzung der Einsatzkohle mit einem gasförmigen Wärmeträger der Fall ist) ausgeschlossen und es besteht kein Bedarf an einem Zwischenmittel zur Abkühlung des Kokses, wie dies bei den Trockenlöschanlagen üblich ist.Since the coke from coke ovens serves as a heat transfer medium, the energy required to generate the heat transfer medium (as is the case with systems for heating the input coal with a gaseous heat transfer medium) is ruled out and there is no need for an intermediate medium Cooling down of the coke, as is common in dry fire extinguishing systems.

Überdies schließt die Erfindung einen Auswurf des verbrauchten Wärmeträgers in die Umgebung und folglich deren Verschmutzung aus.In addition, the invention precludes ejection of the used heat carrier into the environment and consequently its pollution.

Die Erhöhung der Schüttdichte der erhitzten Einsatzkohle und die Erhöhung der Verkokungsgeschwindigkeit gestattet es, die Leistungsfähigkeit des Verfahrens zur Koksgewinnung im Vergleich zu der herkömmlichen Technologie um 40% zu erhöhen, indem man dabei bis zu 70% schwach backender Kohlen praktisch ohne Verschlechterung der Koksgüte verwendet.Increasing the bulk density of the heated feed coal and increasing the rate of coking make it possible to increase the efficiency of the coke extraction process by 40% compared to conventional technology by using up to 70% low-baking coal with practically no deterioration in coke quality.

Die Gütekennwerte des erzeugten Kokses befinden sich auf demselben Qualitätsniveau wie bei dem bekannten Verfahren, das die Wärmebehandlung der Einsatzkohle mit einem gasförmigen Wärmeträger und die Abkühlung des Kokses nach dem Trockenlöschverfahren einschließt.The quality parameters of the coke produced are at the same quality level as in the known method, which includes the heat treatment of the coal in use with a gaseous heat transfer medium and the cooling of the coke using the dry-extinguishing method.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Koksgewinnung gegenüber den bekannten Verfahren besteht somit in einer beträchtlichen Verminderung der schädlichen Auswürfe in die Umgebung, in einer Senkung des Material- und Energieaufwandes sowie in einer bedeutenden Vereinfachung des Verfahrens und in einer Erhöhung der Produktivität des Prozesses. Dank einem vereinfachten technologischen Schema kann das Verfahren unter industriellen Bedingungen leicht realisiert werden. All das zeichnet das erfindungsgemäße Verfahren kommerziell günstig im Vergleich zu den bekannten Verfahren aus.The advantage of the coke extraction process according to the invention over the known processes is thus a considerable reduction in the harmful emissions in the environment, a reduction in the expenditure of materials and energy, and in a significant simplification of the process and in an increase in the productivity of the process. Thanks to a simplified technological scheme, the process can be easily implemented under industrial conditions. All of this characterizes the process according to the invention in a commercially favorable manner in comparison with the known processes.

Zu einem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden Beispiele für die konkrete Durchführung des Verfahrens zur Koksgewinnung unter Bezugnahme auf die Zeichnung angeführt.For a better understanding of the present invention, examples of the specific implementation of the coke extraction process are given with reference to the drawing.

Example 1.

Der Vorratsbunker wird mit 15400 kg Koks bei einer Temperatur von 800 °C beschickt.The storage bunker is charged with 15,400 kg of coke at a temperature of 800 ° C.

Im Separator wird der Koks in Kleinkoks (1100 kg) mit einer Stückgröße von weniger als 25 mm, was rund 7% ausmacht, und in Stückkoks (14300 kg) mit einer Stückgröße von mehr als 25 mm getrennt.In the separator, the coke is separated into small coke (1100 kg) with a piece size of less than 25 mm, which is about 7%, and into piece coke (14300 kg) with a piece size of more than 25 mm.

Ein anderer Vorratsbunker wird mit 20100 kg zerkleinerter Einsatzkohle mit einer Ausgangsfeuchtigkeit von 9% beschickt. Stückkoks und Einsatzkohle werden in den Wärmeaustauscher geleitet, wo sie im Gleichstrom in einem Verhältnis von 1:1,4 miteinander vermischt werden. Die Wärmeaustauschdauer beträgt 408 s. Die aus dem Wärmeaustauscher austretenden Dämpfe werden im Staubabscheider, dem Wasser zugeführt wird, im Naßbetrieb entstaubt und nach ihrer Reinigung in die Atmosphäre ausgetragen. Aus dem Staubabscheider wird das Wasser zusammen mit Staub in Form von Trübe zur Vermischung mit der Einsatzkohle geleitet. Die zur Entstäubung gelangende Wassermenge betrug für den ganzen Zyklus 162 kg.Another storage bunker is fed with 20,100 kg of crushed coal with an initial moisture of 9%. Lump coke and coal are fed into the heat exchanger, where they are mixed in direct current in a ratio of 1: 1.4. The heat exchange time is 408 s. The vapors emerging from the heat exchanger are dedusted in the dust separator, to which water is added, in wet operation and are discharged into the atmosphere after they have been cleaned. From the dust separator, the water is conveyed together with dust in the form of slurry for mixing with the coal. The amount of water to be dedusted was 162 kg for the entire cycle.

Nach Beendigung des Wärmeaustauschs wird das Kohle-Koks-Gemisch im Separator in Koks und Einsatzkohle getrennt. Die Temperatur, auf die die Einsatzkohle am Austritt aus dem Wärmeaustauscher erhitzt wurde beträgt 160 °C. Die Menge an Einsatzkohle, die den Wärmeaustauscher verließ, beträgt 18600 kg. Durch eine Analyse wurde ermittelt, daß die erhitzte Einsatzkohle 1,6% Kleinkoks, der sich während des Wärmeaustauschprozesses gebildet hat, enthält.After the heat exchange has ended, the coal-coke mixture is separated into coke and feed coal in the separator. The temperature to which the insert coal was heated at the outlet from the heat exchanger is 160 ° C. The amount of coal used to leave the heat exchanger is 18,600 kg. It was determined by analysis that the heated insert coal contains 1.6% small coke that has formed during the heat exchange process.

Die Güte der erhitzten Einsatzkohle zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus: Ausbeute an flüchtigen Bestandteilen V^daf 29,3% Dicke der plastischen Schicht Y 13,8 mm Aufschwellindex I 25,3% Schüttdichte ρ 860 kg/m³ The quality of the heated coal is characterized by the following parameters: Yield of volatile components V ^daf 29.3% Thickness of the plastic layer Y 13.8 mm Swell index I. 25.3% Bulk density ρ 860 kg / m³

Die Temperatur, auf die der aus dem Wärmeaustauscher austretende Koks abgekühlt worden ist, beträgt 200 °C.The temperature to which the coke emerging from the heat exchanger has been cooled is 200 ° C.

Die Koksverluste bei der Abkühlung nach dem vorliegenden Verfahren gibt es praktisch nicht.The coke losses in the cooling after the present There are practically no procedures.

Die Wärmeverluste betragen 5%.The heat losses are 5%.

Die summarischen Auswürfe an toxischen gasförmigen Komponenten, die der auszuwerfende Dampf enthält, betragen 167 g/t Koks.The total emissions of toxic gaseous components contained in the steam to be ejected are 167 g / t coke.

Die erhitzte Einsatzkohle mit einer Temperatur von 160 °C wird zur Verkokung in die Koksofenbatterie geleitet.The heated coal with a temperature of 160 ° C is fed into the coke oven battery for coking.

Die nach der Verkokung erzeugte Koksmenge beträgt 14510 kg, was einer Koksausbeute von 78% bezogen auf die Einsatzkohle entspricht.The amount of coke produced after coking is 14,510 kg, which corresponds to a coke yield of 78% based on the coal used.

Die Güte des Kokses wird durch folgende Kennwerte charakterisiert: Festigkeit M25 89,0 Abreibbarkeit M10 7,0 The quality of the coke is characterized by the following parameters: Strength M25 89.0 Abrasion M10 7.0

Im Vergleich zu dem bekannten Verfahren, das die Wärmebehandlung der Einsatzkohle mit einem gasförmigen Wärmeträger und die Abkühlung des Kokses nach dem Trockenlöschverfahren einschließt, gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren:

eine um 1,2% höhere Koksausbeute aus der Einsatzkohle
einen um 50 bis 60% geringeren Auswurf von toxischen Stoffen
einen um 43% geringeren Materialaufwand für die Realisierung des Prozesses.

In comparison to the known method, which includes the heat treatment of the input coal with a gaseous heat transfer medium and the cooling of the coke using the dry quenching method, the method according to the invention ensures:

a 1.2% higher coke yield from the input coal
a 50 to 60% reduction in the emission of toxic substances
43% less material required to implement the process.

Example 2.

Das Verfahren wird ähnlich wie im Beispiel 1 durchgeführt.The procedure is carried out similarly to that in Example 1.

Der Vorratsbunker wird mit 8700 kg Koks mit einer Temperatur von 1000 °C beschickt.The storage bunker is charged with 8700 kg of coke at a temperature of 1000 ° C.

Im Separator wird der Koks in Kleinkoks (600 kg) mit einer Stückgröße von weniger als 25 mm, was 7% ausmacht, und in Stückkoks (8100 kg) mit einer Stückgröße von mehr als 25 mm getrennt.In the separator, the coke is separated into small coke (600 kg) with a piece size of less than 25 mm, which is 7%, and into piece coke (8100 kg) with a piece size of more than 25 mm.

Der Speicherbunker wird mit 20200 kg zerkleinerter Einsatzkohle mit einer Ausgangsfeuchtigkeit von 9% beschickt.The storage bunker is charged with 20200 kg crushed coal with an initial moisture of 9%.

Der Stückkoks und die Einsatzkohle werden in den Wärmeaustauscher geleitet, wo sie im Gleichstrom in einem Verhältnis von 1:2,5 miteinander vermischt werden.The piece coke and the insert coal are in the Heat exchanger passed where they are mixed together in direct current in a ratio of 1: 2.5.

Die Zeitdauer des Wärmeaustauschs beträgt 365 s.The heat exchange time is 365 s.

Die Wasserdämpfe werden, wie im Beispiel 1, nach dem Entstauben in die Atmosphäre ausgetragen. Die zur Enstaubung gelangende Wassermenge beträgt 163 kg.As in Example 1, the water vapors are discharged into the atmosphere after dedusting. The amount of water to be dedusted is 163 kg.

Die Temperatur der Einsatzkohlenerwärmung beträgt 150 °C. Die Einsatzkohlenmenge nach dem Wärmeaustausch beträgt 18600 kg, die Kleinkoksmenge 1,2%.The temperature of the insert coal heating is 150 ° C. The amount of coal used after heat exchange is 18600 kg, the small amount of coke 1.2%.

Die Güte der erhitzten Einsatzkohle zeichnet sich durch folgende Kennwerte aus: Ausbeute an flüchtigen Bestandteilen V^daf 30,0 Dicke der plastischen Schicht Y 14,0 Aufschwellindex I 27,1 Schüttdichte ρ 860 km/m³ The quality of the heated coal is characterized by the following parameters: Yield of volatile components V ^daf 30.0 Thickness of the plastic layer Y 14.0 Swell index I. 27.1 Bulk density ρ 860 km / m³

Die Temperatur der Koksabkühlung beträgt 170°C.The temperature of the coke cooling is 170 ° C.

Die Wärmeverluste betragen 5%.The heat losses are 5%.

Die summarischen Auswürfe an schädlichen Stoffen betragen 160 g/t Koks.The total emissions of harmful substances are 160 g / t coke.

Die Koksverluste fehlen praktisch.The coke losses are practically absent.

Die Menge an erzeugtem Koks beträgt 14510 kg, was 78% der Einsatzkohle entspricht.The amount of coke produced is 14,510 kg, which corresponds to 78% of the input coal.

Die Güte des Kokses wird durch folgende Kennwerte charakterisiert: Festigkeit M25 89,2% Abreibbarkeit M10 6,9%. The quality of the coke is characterized by the following parameters: Strength M25 89.2% Abrasion M10 6.9%.

Die erhitzte Einsatzkohle mit einer Temperatur von 150 °C wird zur Verkokung in die Koksofenbatterie 1 geleitet.The heated coal with a temperature of 150 ° C is passed to the coke oven battery 1 for coking.

Example 3.

Der Prozeß wird ähnlich wie im Beispiel 1 sowohl in bezug auf die Wärmebehandlung der Einsatzkohle, als auch auf die Koksmenge und auf das zwischen ihnen vorgegebene Verhältnis geführt.The process is carried out in a manner similar to that in Example 1, both with regard to the heat treatment of the charge coal, and with regard to the amount of coke and the ratio given between them.

Der Unterschied besteht jedoch darin, daß die Wärmebehandlung der Einsatzkohle und die Abkühlung des Kokses unter Einführung in den Wärmeaustauscher von zerstäubtem Wasser in einer Menge von 19 kg je Tonne Einsatzkohle geführt wird.The difference, however, is that the heat treatment of the coal and the cooling of the coke with introduction into the heat exchanger of atomized water in an amount of 19 kg per ton of coal to be led.

Als Ergebnis beträgt die Temperatur der Erhitzung der Einsatzkohle 140 °C und die des abgekühlten Kokses 180 °C.As a result, the temperature of the heated coal is 140 ° C and that of the cooled coke is 180 ° C.

Die erhitzte Einsatzkohle wird durch folgende Kennwerte charakterisiert: Ausbeute an flüchtigen Bestandteilen V^daf 29,6% Dicke der plastischen Schicht Y 14,5 mm Aufschwellindex I 30,0% Schüttdichte ρ 860 kg/m³ The heated coal is characterized by the following parameters: Yield of volatile components V ^daf 29.6% Thickness of the plastic layer Y 14.5 mm Swell index I. 30.0% Bulk density ρ 860 kg / m³

Die Gute des Kokses nach der Verkokung der erhitzten Einsatzkohle wird durch folgende Kennwerte charakterisiert: Festigkeit M25 89,6% Abreibbarkeit M10 6,9%. The quality of the coke after coking the heated coal is characterized by the following parameters: Strength M25 89.6% Abrasion M10 6.9%.

Die erhitzte Einsatzkohle mit einer Temperatur von 140 °C wird zur Verkokung in die Koksofenbatterie 1 geleitet.The heated coal with a temperature of 140 ° C is passed to the coke oven battery 1 for coking.

Examples 4 to 7.

Das Verfahren wird ähnlich in den Beispielen 1 bis 3 durchgeführt. Zur Vermischung der Einsatzkohle wird ein Trommelwärmeaustauscher verwendet, bei dem die Länge und das Durchmesser der Wärmeaustauschzone 1,6 und 6 m entsprechend betragen.The procedure is carried out similarly in Examples 1 to 3. A drum heat exchanger is used to mix the coal in which the length and diameter of the heat exchange zone are 1.6 and 6 m, respectively.

Die Temperatur des zur Erhitzung der Einsatzkohle verwendeten Kokses beträgt 970 °C.The temperature of the coke used to heat the coal is 970 ° C.

Das Massenverhältnis von Einsatzkohle und Koks zueinander, die in den Wärmeaustauscher gelangen, beträgt 2,5:1.The mass ratio of coal and coke to each other that get into the heat exchanger is 2.5: 1.

Die Bedingungen der Prozeßführung nach den genannten Beispielen und deren Ergebnisse sind in einer Tabelle zusammengefaßt.The conditions of the process control according to the examples mentioned and their results are summarized in a table.

Industrial applicability

Die vorliegende Erfindung kann in der kokschemischen Produktion zur Gewinnung des in der metallurgischen Industrie verwendeten Kokses realisiert werden.

The present invention can be implemented in coke chemical production to obtain the coke used in the metallurgical industry.

Claims

A method of obtaining coke in chamber ovens by cooling the hot coke through direct contact with finely divided coal and subsequent separation of the cooled coke, characterised in that the coke from the coking chamber is cooled to a temperature of 150 to 250°C in a single stage of direct contact with the damp charge containing caking coal whilst maintaining stabilised temperature conditions for the heat exchange between the coke and the coal, the coal and coke mixture is separated into coke and charging coal after the heat exchange has finished, and the coking chamber is loaded with the charging coal.
A method according to Claim 1, characterised in that the hot coke from the coke chamber is separated according to size and the coke with a fragment size of more than 10 mm is cooled to 150 to 250°C in a single stage of direct contact with the damp charge containing caking coal.
A method according to Claim 1 and 2, characterised in that the hot coke is brought into direct contact with the damp coal charge whilst adding 10 to 80 kg per ton of starting coal.
A method according to Claim 1 and 2, characterised in that the conditions for the direct contact between hot coke and coal charge are adjusted on the basis of the ratio of the technical parameters of hot coke and coal and the dimensions of the heat-exchange drum, so that the following ratios are maintained:

$F_{r} = 0.15 - 0.2$

$P = (1.5 - 10) x 10⁻⁶$

$V = 0.15 - 0.4$

wherein
F_r denotes the ratio of the product of the squares of the rotational speed and the diameter of the heat exchanger to the product of the acceleration due to gravity and the diameter of the average size of the coke fragments;

P denotes the ratio of the product of the rotational speed of the heat exchanger and the load of the coal charge to the product of the diameter, the length of the heat exchanger, the bulk density of the coal charge and the acceleration due to gravity;

V denotes the space factor of the heat exchanger volume.