EP2144978B1 - Verfahren zur herstellung von formlingen - Google Patents

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EP2144978B1
EP2144978B1 EP08735397.5A EP08735397A EP2144978B1 EP 2144978 B1 EP2144978 B1 EP 2144978B1 EP 08735397 A EP08735397 A EP 08735397A EP 2144978 B1 EP2144978 B1 EP 2144978B1
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EP
European Patent Office
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binder
stage
mixed material
heating
moldings
Prior art date
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EP08735397.5A
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English (en)
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EP2144978A2 (de
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Wilhelm Fingerhut
Hado Heckmann
Leopold Werner Kepplinger
Kurt Wieder
Johann Wurm
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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Publication of EP2144978A2 publication Critical patent/EP2144978A2/de
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
    • C10L5/16—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders with bituminous binders, e.g. tar, pitch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/22—Methods of applying the binder to the other compounding ingredients; Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L5/36—Shape
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L2250/00—Structural features of fuel components or fuel compositions, either in solid, liquid or gaseous state
    • C10L2250/06—Particle, bubble or droplet size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/02—Combustion or pyrolysis

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of moldings, in particular briquettes, from fine to medium-grained mix using organic binder.
  • FINEX ® process lumpy coal / used in this function - during an artificially generated lumpy carbon carriers as energy carriers, reducing agents and supporting structure of a fixed bed is used in the production of pig iron in the blast furnace coke is used, is in the smelting reduction process according to the COREX ®.
  • COREX ® In commercial coal is usually a certain proportion of the grain ago too fine to meet in particular the function of a scaffold in Weggasten upper part of the fixed bed and in the penetrated by liquid pig iron and liquid slag lower part of the fixed bed. This sub-fraction is therefore separated by screening from the spent coal used in the smelting reduction process, wherein the screening can be done before and / or after drying the coal.
  • the dried sub-fraction of the coal can be converted, for example, by means of briquetting in a lumpy form and thus one of the lump coal equivalent use in the smelting reduction process can be supplied.
  • a grain size suitable for briquetting it may be necessary for the sieved undersize or coal intended for briquetting to pass through a crusher, if appropriate, before the actual briquetting can be carried out.
  • the briquettes discharged from the briquetting press generally require aftertreatment in the form of cooling or heating or a specific residence time in order to develop strengths. Thereafter, they are transportable and bunkable and can be used in a smelting reduction process according to the described method.
  • the conventional procedure in the briquetting of hard coal with organic binders, such as coal tar pitch (or petroleum bitumen) is essentially that the coal is prepared in terms of grain size and moisture, followed by the admixing of a binder with simultaneous use of direct steam, for adjustment the required mixing temperature.
  • the mixture is kneaded with the introduction of direct steam, for example at temperatures of 90-100 ° C.
  • the mixture is dehydrated to reduce the moisture, evacuating fumes and gases.
  • the production of briquettes takes place.
  • coal briquettes for use in smelting reduction processes must, in addition to mechanical ones, also have sufficient metallurgical properties, such as: B. thermal shock resistance, thermomechanical resistance and low reactivity to CO 2 .
  • WO99 / 01583 discloses a process for the utilization of fine coal in a melter gasifier, after which the used fine coal and coal dust are mixed after drying in the warm state with bitumen and then cold briquetted.
  • Molasses-bound briquettes of the prior art (such as according to WO02 / 50219 . WO / 020555 and WO 2005/071119
  • a use of larger proportions of such briquettes in a smelting reduction process must therefore be compensated by correspondingly large proportions of hard coal with good metallurgical properties and / or metallurgical coke.
  • coal tar pitch is relatively cheap, but petroleum and molasses are imported goods, there are particular economic advantages in using coal tar pitch as a binder.
  • the bound with coal tar pitch briquettes have the potential to make an addition of relatively expensive components, such as metallurgical coke and / or lumpy semi-coking coal or coking coal for use coal mixture superfluous.
  • Preventing emissions of organic pollutants means that the plant must be largely encapsulated with respect to the environment. Within the system there must be negative pressure to the environment. The extracted to maintain the negative pressure gas quantities must pass through a wet or dry dedusting and the dedusted gases are removed by thermal post-combustion of organic residues. In the case of wet dedusting, the wastewater must be subjected to appropriate treatment. The filter residues of the wastewater treatment must be disposed of properly. However, this is not economically feasible with conventional methods, because in this case considerable amounts of contaminated condensates or wastewater would arise from wet dedusting.
  • the object of the invention is achieved according to the characterizing part of claim 1. Due to the separation of the process step of heating the lumpy mixture of the further mixture with a binder, the outgassing and thus the contamination of the vapors by organic, hazardous substances can be avoided, so that complex and expensive exhaust treatments are unnecessary.
  • the mix is heated without binder addition, so that, if this vapors or condensates the environment are released, they are free of any contamination by organic pollutants from the binder.
  • the temperature of the mixture and the binder is kept substantially constant during the mixing in the second stage. Due to the previous heating only minor temperature losses are compensated.
  • the binder or at least one binder component is heated prior to mixing, in particular to a temperature above the softening point of the binder or of the binder component. This ensures that a homogeneous mixture of the mix with the binder is achieved.
  • the heating of the mixed material takes place in the first stage to a temperature of 60 to 140 ° C, in particular 80 to 100 ° C.
  • the temperature can be adapted to the requirements of the molding process.
  • the binder or at least one binder component is thermoplastic.
  • Thermoplastic behavior causes the binder to thermally soften. This allows easier mixing.
  • a possible variant of the method provides that in a second stage subsequent treatment stage, the moldings are cooled to a temperature below the softening point of the binder, in particular below 60 ° C, which allows transport and storage of the moldings. Due to the limited mechanical strength at high temperatures, cooling is advisable to minimize the proportion of damaged and bunked moldings.
  • the heating in the first stage is carried out by indirect heating by means of a liquid or gaseous heating medium, in particular steam, process gas or flue gas.
  • a liquid or gaseous heating medium in particular steam, process gas or flue gas.
  • hot gas in particular flue gas or flue gas-air mixtures
  • the direct heating by means of hot gases which are used in the metallurgical plant existing hot flue gases, allows the use of an existing energy source and thus low energy costs.
  • the heating in the first stage takes place in at least two steps. By separating into several steps, the discharge of moisture and vapors is even better possible.
  • superheated steam is added in the first and / or second step for heating the mixed material. This makes it possible to set the required temperature even above the boiling point of the water in downstream process steps.
  • An advantageous variant of the method according to the invention provides that the heated mix is temporarily stored in the first and / or second stage prior to its further processing for the substantial decoupling of subsequent process steps.
  • the stages can be operated more easily and even in the event that there is interference in one of the two stages, the other stage can be operated.
  • gaseous substances and vapors are removed after heating of the mixture in the first stage and deposited in a condenser.
  • the measure also allows contaminated mix to be processed safely, with harmful emissions avoided.
  • the withdrawn gaseous substances or the hydrogen are not contaminated by organic contaminants.
  • the withdrawn gaseous substances and vapors are subjected to a wet dedusting before they are released into the environment, so as to exclude harmful emissions. Since these substances and vapors such as the withdrawn water vapor or used for heating the mixed flue gas-air mixture are not contaminated with organic contaminants, these can be easily treated and dust emissions can be prevented.
  • the second stage proceeds under a pressure which is lower than the pressure in the first stage and / or as the ambient pressure.
  • a pressure which is lower than the pressure in the first stage and / or as the ambient pressure.
  • it is kept under slight negative pressure with respect to the first section and the surroundings.
  • the heated mixture and the binder (s) are metered into a mixer, the binder being added as a function of the particle size, the amount of the mixture and the strength properties of the products.
  • the strength properties are characterized by the compressive strength and the Shatterfesttechnik.
  • Shatter resistance is to be understood as a property determined by a standardized experiment, the fracture behavior of the test material being determined on the basis of a free fall.
  • a kneading treatment is carried out, optionally with the addition of direct steam.
  • direct steam can be added as needed to adjust the humidity. Instead of direct steam, it is also possible to use saturated steam.
  • the mixture of heated mix and binder is formed in a press into shaped articles, in particular briquetted.
  • the shaping can be chosen according to the needs of the further use of the moldings, the requirements being e.g. are defined by the metallurgical process in which the moldings are used.
  • a variant of the method according to the invention provides that vapors evacuated during mixing and / or kneading and / or pressing and, optionally with the addition of a fuel gas, burned in a burner at temperatures greater than 600 ° C, in particular greater than 850 ° C.
  • the combustion causes a conversion of the vapors to harmless exhaust gases, which can be emitted.
  • the vapors undergo intermediate heating and / or subsequent dry dedusting on their way to the burner. These measures can be condensates in the lines are avoided, with no damage due to corrosion.
  • the dedusting allows a clean dust-free exhaust and an undisturbed combustion.
  • the heating can be indirect or direct, with optionally the energy of the flue gas from an afterburning can be used.
  • the invention further provides that the vapors pass through a bulk material filter on their way to the burner.
  • Bulk solids filters allow cost-effective cleaning of vapors. If necessary, the bulk material filter can be dispensed with if the intermediate heating, dry dedusting and afterburning occur locally near the forming device. This has the advantage that deposits in the lines between the former and the post-combustion are avoided.
  • a sub-fraction of the mixed material and / or activated carbon and / or petroleum coke and / or coke breeze is used as the filter medium. This means that very cost-effective filter media are available that can easily be further processed in a metallurgical process.
  • a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the heat released during the combustion of the first stage for indirect and / or direct heating is supplied.
  • the mixture to be heated is heated indirectly via contact surfaces, which in turn are heated by the hot combustion gas, so that the principle of a heat exchanger is performed.
  • Indirect heating takes place primarily in the first heating step.
  • direct heating the hot combustion gas is in direct contact with the mix to be heated. This can be applied in both heating steps.
  • the invention provides that fragments which are formed during the molding process of the moldings are added to the mixture of heated mix and binder. Fragments during the molding process can thus be cheaply returned to the molding process, so that losses can be kept low.
  • the fine to medium-grained mix consists at least in part of substances or mixtures of substances, for example, in incurred or used in the production of pig iron or steel, in particular coal, activated carbon, coke breeze, petroleum coke, additives, sludges, dusts, filter cake or carbonaceous gasification agents.
  • substances or mixtures of substances for example, in incurred or used in the production of pig iron or steel, in particular coal, activated carbon, coke breeze, petroleum coke, additives, sludges, dusts, filter cake or carbonaceous gasification agents.
  • Such substances are produced in large quantities, which represent valuable substances that can be recycled to metallurgical processes. This can reduce waste and save costs.
  • the fine to medium-grained mix on average grain sizes of 0.01 to 5mm, in particular 1 mm.
  • This particle size range has proved to be the best formable in practice.
  • the organic binder consists at least partly of coal tar or coal tar pitch. These binders are available at very low cost and can be processed by the process according to the invention without risks to the environment or personnel.
  • the binder cures as such or in conjunction with additives in the second stage or in an optional treatment stage subsequent to the second stage by heating and is optionally subsequently supplied to a cooling.
  • This special binder hardens by the thermal treatment or by heating, so that no softening occurs even in the case of reheating.
  • Moldings produced by the method according to one of claims 1 to 24 contain additives for increasing the strength, so that the moldings undergo a conversion to a semi-coke at and / or after heating in a subsequent process, so that as a result thereof a high mechanical strength and / or has a high resistance to attack by hot CO 2 -containing gases.
  • This high resistance to mechanical stress but also to attacks by CO 2 -containing gases offers a great advantage when using the moldings in metallurgical processes.
  • additives z. As coking coal or petroleum coke can be used.
  • Fig. 1 the coal (C) is mixed from a bunker 1 into a mixer 2 together with a binder (BR) and heated, wherein steam (ST) is introduced into the mixer 2 for heating.
  • steam (ST) is introduced into the mixer 2 for heating.
  • a subsequent kneader 3 the substances are intimately mixed, resulting vapors (D) are withdrawn from a mixer 4.
  • the mass is then pressed into briquettes in a briquetting plant and the briquettes (BK) are made. Resulting fragments (chips) are recycled via conveyors 6.
  • the granular mixture such as coal, optionally prepared by a crusher, is charged into a bunker 1 and, before the admixture of organic binder in two steps in the heated mixers 2 and 23, to those required for the mixing process Temperature heated up.
  • the efficiency of the process can be increased by already preheating the granular mix, e.g. due to an upstream coal drying, bunker 1 is charged.
  • the coal is heated indirectly with steam and / or directly with flue gas or flue gas / air mixture in a heated mixer 2, wherein preferably the countercurrent principle is realized.
  • Excess vapor are withdrawn at the outlet of the heated mixer 23 and at the outlet of an optional Entwraumungsschnecke 4 and deposited in a condenser 5.
  • the condensate which is unloaded by organic pollutants, can optionally be fed to an industrial water cycle after the previous separation of suspended coal particles.
  • the heated lumpy mix is also referred to as a conditioned mix, or in the case of coal as conditioned coal and cached in a bunker 22.
  • the second stage B is shown with three parallel lines. These are separated from the first stage by a rotary feeder 7 and a bunker 8 for temporary storage.
  • the arrangement allows the setting of desired negative pressure in the second stage relative to the first stage and the environment.
  • the conditioned, granular mix is divided by means of feeder 9 on the lines.
  • the admixing of the binder into a mixer 10 takes place first.
  • direct steam preferably saturated steam, is fed in as much as necessary in order to set the desired wetting of the mixture surface.
  • a briquetting On a Entwrasung before the actual shape, which may be a briquetting is omitted.
  • the screw 12 at the discharge of the kneader 11 promotes only the finished insert mixture to the press 13 in which the shaping of the moldings.
  • the moldings are separated by means of a sieve belt 14 of fragments that arise during the molding.
  • the fragments, also referred to as chips, are returned by means of a steep conveyor 15 in the mixer 10.
  • the moldings produced in this manner are supplied to a cooling according to the prior art, thereby ensuring a hardening of the moldings.
  • the cooling may take the form of natural, free convection in a free atmosphere or by means of a special device with the aid of flowing air and / or water, with air as such or air in conjunction with a wetting of the moldings with water and the resulting evaporation and / or the water itself serve as a cooling medium.
  • a task bunker 16 with rotary valve 17 is interposed.
  • the press overflow to a removal device for the fragments (chip band) necessary to compensate for production fluctuations is in Fig. 2 not shown for reasons of space.
  • This press overflow must also be secured with a rotary feeder to avoid short-circuit flows and thus allow the build-up of a negative pressure in the system.
  • the suction to maintain the negative pressure in the second stage is preferably carried out at the material inlet into the press 13, in which the shaping of the molding takes place.
  • further suction at the inlets of mixer 10 and kneader 11 may be provided.
  • the extracted vapor / false air mixture is in burned a burner 18 together with a fuel gas at temperatures above 800 ° C. Under these conditions, organic substances are completely converted to harmless compounds that escape with the flue gas through a fireplace into the environment.
  • an intermediate heating 19 is performed and a dust filter 20 downstream. The separated dust is returned to the molding process.
  • a bulk material filter 21 can be connected upstream as the first cleaning stage.
  • a filter medium is here in particular a middle-grained sub-fraction of briquetting, an activated carbon or coke breeze.
  • the loaded with organic components filter medium can then be supplied with appropriate arrangement of the filter alternatively via the mixer, the kneader, the press entry or indirectly via the chip ribbon the forming process, so that a separate disposal is eliminated.
  • each briquetting line can be assigned a unit consisting of bulk material filter, intermediate heating and dry dedusting instead of the bulk material filter.
  • a particularly advantageous variant of the method consists in directly dissipating the heat released in the burner, e.g. to be used by passing hot flue gas or flue gas / air mixture through the granular mix in the second mixer 3 or indirectly via a heat exchanger in the first heated mixer 2.
  • the interfaces of the second stage vacuum system with the environment are relocated outside the building where the process is running.
  • the return of the fragments (chips) is encapsulated that people employed in this area can not come into contact with the exhalations of the briquettes discharged from the press or from the chips.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formlingen, insbesondere Briketts, aus fein- bis mittelkörnigem Mischgut unter Verwendung organischer Bindemittel.
  • Während bei der Herstellung von Roheisen im Hochofen mit Koks ein künstlich erzeugter stückiger Kohlenstoffträger als Energieträger, Reduktionsmittel und Stützgerüst eines Festbettes zum Einsatz kommt, wird beim Schmelzreduktionsprozess nach dem COREX®-/FINEX®-Verfahren stückige Kohle in dieser Funktion verwendet. Bei handelsüblichen Kohlen ist in der Regel ein bestimmter Anteil von der Körnung her zu fein, um insbesondere der Funktion eines Stützgerüstes im durchgasten oberen Teil des Festbettes und in dem von flüssigem Roheisen und flüssiger Schlacke durchdrungenen unteren Teil des Festbettes zu genügen. Diese Unterfraktion wird daher durch Siebung von der im Schmelzreduktionsprozess verwendeten Stückkohle abgetrennt, wobei die Siebung vor und/oder nach einer Trocknung der Kohle erfolgen kann. Die getrocknete Unterfraktion der Kohle kann z.B. mittels einer Brikettierung in eine grobstückige Form überführt und damit einer der Stückkohle gleichwertigen Nutzung im Schmelzreduktionsprozess zugeführt werden. Um eine für die Brikettierung geeignete Körnung zu erhalten, kann es nötig sein das abgesiebte Unterkorn bzw. für die Brikettierung vorgesehene Kohle ggf. einen Brecher durchlaufen, bevor die eigentliche Brikettierung vollzogen werden kann. Die aus der Brikettierpresse ausgetragenen Briketts bedürfen je nach Art des verwendeten Bindemittels in der Regel einer Nachbehandlung in Form von Kühlung oder Erhitzung oder einer bestimmten Verweilzeit, um Festigkeiten zu entwickeln. Danach sind sie transport- und bunkerungsfähig und können in einem Schmelzreduktionsprozess nach dem beschriebenen Verfahren eingesetzt, werden.
  • Die herkömmliche Verfahrensweise bei der Brikettierung von Steinkohlen mit organischen Bindern, wie z.B. Steinkohleteerpech (oder Erdölbitumen) besteht im wesentlichen darin, dass die Kohle vorbereitet wird hinsichtlich der Körnung und der Feuchte, nachfolgend erfolgt das Zumischen eines Binders unter gleichzeitigem Einsatz von Direktdampf, zur Einstellung der erforderlichen Mischtemperatur. Die Mischung wird unter Einspeisung von Direktdampf geknetet, etwa bei Temperaturen von 90-100°C. Die Mischung wird entwrast, um die Feuchte zu reduzieren, wobei Dämpfe und Gase abgezogen werden. In einem nachfolgenden Schritt erfolgt die Herstellung der Briketts.
  • Nachteilig ist dabei vor allem, dass bei der Entwrasung mit dem Dampf organische Schadstoffe ausgetragen werden, was auch als Stripping-Effekt bekannt ist. Im Falle von Steinkohleteerpech als organischem Bindemittel enthalten die organischen Schadstoffe Verbindungen, die als krebserregend eingestuft werden. Aufgrund ihres Gefährdungspotentials für das Bedienungs- und Wartungspersonal wurde die Verwendung von Steinkohleteerpech als Bindemittel in Europa stark eingeschränkt bzw. verboten (z. B. TRGS 551 in Deutschland). Bei der Steinkohlebrikettierung (Briketts für Hausbrand) wurde deshalb Steinkohleteerpech durch Erdölbitumen oder Melasse ersetzt.
  • Anders als im Falle des Hausbrands müssen Kohlebriketts für einen Einsatz Schmelzreduktionsprozessen - neben mechanischen - auch hinreichende metallurgische Eigenschaften aufweisen wie z. B. Thermoschockbeständigkeit, thermomechanische Beständigkeit und eine geringe Reaktivität gegenüber CO2.
  • WO99/01583 offenbart ein Verfahren zu Verwertung von Feinkohle in einem Einschmelzvergaser, nach dem die zum Einsatz gelangende Feinkohle und Kohlestaub nach einer Trocknung im warmen Zustand mit Bitumen vermischt und anschließend kalt brikettiert werden.
  • Mit Melasse gebundene Briketts aus dem Stand der Technik (wie z.B. gemäß WO02/50219 , WO/020555 und WO 2005/071119 ) weisen jedoch aufgrund des hohen Alkaligehaltes handelsüblicher Sorten und des in diesem Fall bei der Brikettierung notwendigen Kalkzusatzes eine extreme Unbeständigkeit gegenüber heißem CO2-Gas auf. Ein Einsatz größerer Anteile derartiger Briketts in einem Schmelzreduktionsprozess muss daher durch entsprechend große Anteile von Stückkohle mit guten metallurgischen Eigenschaften und/oder Hüttenkoks ausgeglichen werden.
  • Mit Erdölbitumina als Bindemittel erzeugte Briketts genügen zwar in der Regel den metallurgischen Anforderungen eines Schmelzreduktionsprozess, das heißt sie nehmen hinsichtlich ihres Reaktivitätsverhaltens eine Mittelstellung zwischen mit Melasse und mit Steinkohlenteerpech gebundenen Briketts ein. Aufgrund der hohen Erdölpreise ist diese Verfahrensvariante derzeit nicht attraktiv.
  • In Ländern mit hoher Kokskohleproduktion, in denen Steinkohlenteerpech relativ preisgünstig verfügbar ist, Erdöl und Melasse aber Importgüter sind, sprechen wirtschaftliche Vorteile in besonderen Maße dafür, Steinkohlenteerpech als Bindemittel zu verwenden.
  • Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die mit Steinkohlenteerpech gebundenen Briketts das Potential haben, einen Zusatz relativ teurer Komponenten, wie Hüttenkoks und/oder stückige Halbkokskohle oder auch Kokskohle zur Einsatzkohlenmischung überflüssig zu machen.
  • Auf der anderen Seite etabliert sich in jüngerer Zeit auch in den aufsteigenden Industrieländern Asiens ein gesteigertes Umwelt- bzw. Sicherheitsbewusstsein, wobei europäische Standards adaptiert werden. Eine Genehmigung für den Betrieb einer Brikettieranlage mit Steinkohlenteerpech als Bindemittel ist auch in solchen Ländern nur dann möglich, wenn der Austritt organischer Schadstoffe sicher unterbunden wird.
  • Eine Unterbindung von Emissionen organischer Schadstoffe bedeutet, dass die Anlage weitgehend gegenüber der Umwelt gekapselt ausgeführt werden muss. Innerhalb der Anlage muss Unterdruck gegenüber der Umgebung bestehen. Die zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes abgesaugten Gasmengen müssen eine nasse oder trockene Entstaubung durchlaufen und die entstaubten Gase auf dem Wege der thermischen Nachverbrennung von organischen Resten befreit werden. Im Falle einer Nassentstaubung ist das Abwasser einer entsprechenden Aufbereitung zu unterziehen. Die Filterrückstände der Abwasserreinigung müssen fachgerecht entsorgt werden. Dies ist jedoch mit herkömmlichen Verfahren nicht wirtschaftlich realisierbar, weil in diesem Falle erhebliche Mengen an kontaminierten Kondensaten bzw. Abwässern aus Nassentstaubungseinrichtungen anfallen würden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Formlingen zur Verfügung zu stellen, dass eine Gefährdung durch organische Stoffe ausschließt und dennoch eine Vielzahl an Bindemittel zulässt.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Aufgrund der Trennung des Verfahrensschrittes der Erwärmung des stückigen Mischgutes von der weiteren Mischung mit einem Bindemittel kann die Ausgasung und damit die Kontaminierung der Wrasen durch organische, gesundheitsgefährdende Stoffe vermieden werden, sodass auch aufwändige und teure Abgasbehandlungen unnötig werden.
  • Um ein mit heutigen Umweltstandards in Einklang stehendes Verfahren zur Herstellung von Formlingen wie z. B. Briketts, insbesondere bei organischen Bindemitteln realisieren zu können, müssen vor allem die mit organischer Stoffen oder Schadstoffen beladenen Austritte von Wasserdampf bzw. die bei Ihrer Kondensation entstehenden kontaminierten Abwässer vermieden werden.
  • Dies wird durch Trennung des Verfahrens in zwei weitgehend voneinander abgeschotteten Verfahrenstufen sichergestellt. In der ersten Stufe wird das Mischgut ohne Bindemittelzugabe erwärmt, so dass, falls hierbei Dämpfe oder Kondensate an die Umgebung abgegeben werden, diese frei von jeglicher Kontamination durch organische Schadstoffe aus dem Bindemittel sind.
  • Nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der zweiten Stufe während der Mischung die Temperatur des Mischgutes und des Binders weitgehend konstant gehalten. Aufgrund der vorhergehenden Erwärmung sind nur mehr geringfügige Temperaturverluste auszugleichen.
  • Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens wird das Bindemittel oder zumindest eine Bindemittelkomponente vor dem Mischen erwärmt, insbesondere auf eine Temperatur über dem Erweichungspunkt des Bindemittels oder der Bindemittelkomponente. Dies stellt sicher, dass eine homogene Mischung des Mischgutes mit dem Bindemittel erzielt wird.
  • Die Erwärmung des Mischgutes erfolgt in der ersten Stufe auf eine Temperatur von 60 bis 140°C, insbesondere 80 bis 100°C. Damit kann die Temperatur an die Erfordernisse des Formvorgangs angepasst werden.
  • Nach einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Bindemittel oder zumindest eine Bindemittelkomponente thermoplastisch. Thermoplastisches Verhalten führt dazu, dass das Bindemittel thermisch erweicht. Damit ist eine einfachere Mischung möglich.
  • Eine mögliche Variante des Verfahrens sieht vor, dass in einer der zweiten Stufe nachfolgenden Behandlungsstufe die Formlinge auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels, insbesondere unter 60°C, abgekühlt werden, die einen Transport sowie eine Lagerung der Formlinge ermöglicht. Aufgrund der beschränkten mechanischen Festigkeit bei hohen Temperaturen ist eine Abkühlung sinnvoll, um den Anteil an beschädigten und gebunkerten Formlingen zu minimieren.
  • Nach einer speziellen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Erwärmung in der ersten Stufe durch indirekte Heizung mittels eines flüssigen oder gasförmigen Heizmediums, insbesondere Dampf, Prozessgas oder Rauchgas. Dies hat den Vorteil, dass das zu erwärmende Mischgut nicht mit dem Heizmedium in Kontakt kommt, die latente Wärme zur Erwärmung genutzt werden kann ohne dass Kondensat in das Mischgut eingebracht wird und somit ein wunschgemäßer Feuchtegehalt eingestellt werden kann. Der Energieaustausch erfolgt dabei nach dem Prinzip eines Wärmetauschers.
  • Nach einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Erwärmung in der ersten Stufe durch direkte Heizung mittels heißem Gas, insbesondere Rauchgas oder Rauchgas-Luftgemische, wobei das heiße Gas, insbesondere im Gegenstromprinzip, durch das Mischgut geleitet wird. Die direkte Heizung mittels heißen Gasen, wobei im Hüttenbetrieb vorhandene heiße Rauchgase genutzt werden, ermöglicht die Nutzung eines vorhandenen Energieträgers und somit geringe Energiekosten.
  • Gemäß einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens erfolgt die Erwärmung in der ersten Stufe in zumindest zwei Schritten. Durch die Trennung in mehrere Schritte ist der Austrag von Feuchte und Dämpfen noch besser möglich.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens wird im ersten und/oder zweiten Schritt zur Erwärmung des Mischgutes Heißdampf zugesetzt. Damit ist eine Einstellung der erforderlichen Temperatur auch über dem Siedepunkt des Wassers in nachgeschalteten Prozessschritten möglich.
  • Eine vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das erwärmte Mischgut vor seiner weiteren Verarbeitung, zur weitgehenden Entkopplung von nachfolgenden Prozessschritten in der ersten und/oder zweiten Stufe zwischengespeichert wird. Damit können die Stufen einfacher betrieben werden und selbst für den Fall dass es zu Störungen in einer der beiden Stufen kommt, kann die andere Stufe weiter betrieben werden.
  • Nach einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nach Erwärmung des Mischgutes in der ersten Stufe vorhandene gasförmige Stoffe und Dämpfe abgezogen und in einem Kondensator niedergeschlagen. Durch die Maßnahme kann auch verunreinigtes Mischgut sicher verarbeitet werden, wobei schädliche Emissionen vermieden werden können. Die abgezogenen gasförmigen Stoffe bzw. der Wasserstoff sind nicht durch organische Verunreinigungen kontaminiert.
  • Vorteilhafterweise werden die abgezogenen gasförmigen Stoffe und Dämpfe einer Nassentstaubung unterzogen, ehe sie in die Umgebung abgegeben werden, um so schädliche Emissionen auszuschließen. Da diese Stoffe und Dämpfe wie z.B. der abgezogene Wasserdampf oder das zur Erwärmung des Mischgutes genutzte Rauchgas-Luftgemisch nicht mit organischen Verunreinigungen kontaminiert sind, können diese einfach behandelt und Staubemissionen verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß läuft die zweite Stufe unter einem Druck ab, der geringer ist, als der Druck in der ersten Stufe und/oder als der Umgebungsdruck. Um ein Übergreifen der organischen Kontamination auf die erste Stufe oder in die Umgebung auszuschließen, wird diese gegenüber der ersten Sektion und der Umgebung unter leichtem Unterdruck gehalten.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante des Verfahrens wird das erwärmte Mischgut und das bzw. die Bindemittel dosiert in einen Mischer eingebracht, wobei der Zusatz an Bindemittel in Abhängigkeit von der Korngröße, der Menge des Mischgutes und der Festigkeitseigenschaften der Formlinge erfolgt. Die Festigkeitseigenschaften werden charakterisiert durch die Druckfestigkeit und die Shatterfestigkeit. Unter Shatterfestigkeit ist ein durch einen standardisierten Versuch ermittelte Eigenschaft zu verstehen, wobei das Bruchverhalten des Testgutes aufgrund eines freien Falles ermittelt wird. Durch die Anpassung der Menge des Bindemittels können die Formbarkeit und die Festigkeitseigenschaften des Formlings gezielt gesteuert werden. Eine Zwischenspeicherung des erwärmten Mischgutes vor dem Zusatz des Binders ist bei Bedarf möglich.
  • Erfindungsgemäß erfolgt nach dem Mischen des erwärmten Mischgutes mit dem Bindemittel eine Knetbehandlung, gegebenenfalls unter Zusatz von Direktdampf. Durch die Knetbehandlung wird eine homogene und dichte Mischung eingestellt, sodass eine ungestörte weitere Verarbeitung der Mischung möglich ist. Direktdampf kann bei Bedarf zur Einstellung der Feuchte zugesetzt werden. An Stelle des Direktdampfes ist es auch möglich Sattdampf zu verwenden.
  • Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Mischung aus erwärmtem Mischgut und Bindemittel in einer Presse zu Formlingen geformt, insbesondere brikettiert. Die Formgebung kann dabei nach den Bedürfnissen des weiteren Einsatzes der Formlinge gewählt werden, wobei die Erfordernisse z.B. durch den metallurgischen Prozess definiert sind, in dem die Formlinge Einsatz finden.
  • Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass beim Mischen und/oder beim Kneten und/oder beim Pressen entstehende Dämpfe abgesaugt und, gegebenenfalls unter Zusatz eines Brenngases, in einem Brenner bei Temperaturen größer 600°C, insbesondere größer 850°C, verbrannt. Die Verbrennung bewirkt eine Umsetzung der Dämpfe zu unbedenklichen Abgasen, die emittiert werden können.
  • Gemäß der Erfindung werden die Dämpfe auf ihrem Weg zum Brenner einer Zwischenerwärmung und/oder einer nachfolgenden Trockenentstaubung unterzogen. Durch diese Maßnahmen können Kondensate in den Leitungen vermieden werden, wobei Schäden durch Korrosion ausbleiben. Die Entstaubung ermöglicht ein sauberes staubfreies Abgas und eine ungestörte Verbrennung. Die Erwärmung kann indirekt oder direkt erfolgen, wobei optional die Energie des Rauchgases aus einer Nachverbrennung genutzt werden kann.
  • Die Erfindung sieht weiters vor, dass die Dämpfe auf ihrem Weg zum Brenner einen Schüttgutfilter durchlaufen. Schüttgutfilter gestatten eine kostengünstige Reinigung der Dämpfe. Der Schüttgutfilter kann gegebenenfalls dann entfallen, wenn die Zwischenerwärmung, Trockenentstaubung und Nachverbrennung örtlich nahe der Formeinrichtung erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass Ablagerungen in den Leitungen zwischen der Formeinrichtung und der Nachverbrennung vermieden werden.
  • Erfindungsgemäß wird als Filtermedium eine Unterfraktion des Mischgutes und/oder Aktivkohle und/oder Petrolkoks und/oder Koksgrus verwendet. Damit sind sehr kostengünstige Filtermedien vorhanden, die einfach in einem metallurgischen Prozess weiterverarbeitet werden können.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die bei der Verbrennung freigesetzte Wärme der ersten Stufe zur indirekten und/oder direkten Heizung zugeführt wird. Dabei wird bei der indirekten Heizung das zu erwärmende Mischgut indirekt über Kontaktflächen erwärmt, die wiederum durch das heiße Verbrennungsgas erwärmt werden, sodass das Prinzip eines Wärmetauschers ausgeführt wird. Die indirekte Heizung erfolgt vor allem im ersten Erwärmungsschritt. Bei der direkten Heizung ist das heiße Verbrennungsgas direkt in Kontakt mit dem zu erwärmenden Mischgut. Dies kann in beiden Erwärmungsschritten angewandt werden. Durch die Nutzung der Wärme kann ein besonders energieeffizientes Verfahren sichergestellt werden.
  • Die Erfindung sieht vor, dass Bruchstücke, die beim Formvorgang der Formlinge entstehen der Mischung aus erwärmtem Mischgut und Bindemittel zugesetzt werden. Bruchstücke beim Formvorgang können somit kostengünstig dem Formvorgang wieder zugeführt werden, sodass Verluste gering gehalten werden können.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung besteht das fein- bis mittelkörnige Mischgut zumindest zum Teil aus Stoffen oder Mischungen von Stoffen, die beispielsweise bei der Roheisen- bzw. bei der Stahlproduktion anfallen oder hierbei Verwendung finden, insbesondere Kohle, Aktivkohle, Koksgrus, Petrolkoks, Additive, Schlämme, Stäube, Filterkuchen oder kohlenstoffhältige Vergasungsmittel. Derartige Stoffe entstehen in großen Mengen, wobei diese Wertstoffe darstellen, die metallurgischen Verfahren wieder zugeführt werden können. Damit können Abfallstoffe reduziert und Kosten gespart werden.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weist das fein- bis mittelkörnige Mischgut im Mittel Korngrößen von 0,01 bis 5mm, insbesondere 1 mm auf. Dieser Korngrößenbereich hat sich in der Praxis als am besten formbar erwiesen. Nach einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das organische Bindemittel zumindest zum Teil aus Steinkohlenteer oder Steinkohlenteerpech. Diese Bindemittel stehen sehr kostengünstig zur Verfügung und können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Gefahren für die Umwelt oder Personal verarbeitet werden.
  • Nach einer besonderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens härtet das Bindemittel als solches oder in Verbindung mit Zusatzstoffen in der zweiten Stufe oder in einer optionalen an die zweite Stufe anschließende Behandlungsstufe durch Erwärmung aus und wird gegebenenfalls nachfolgend einer Kühlung zugeführt. Dieses besondere Bindemittel härtet durch die thermische Behandlung bzw. durch Erwärmung aus, sodass auch im Falle einer Wiedererwärmung kein erweichen eintritt.
  • Formlinge hergestellt nach dem Verfahren gemäß einer der Ansprüche 1 bis 24 enthalten Zusatzstoffe zur Erhöhung der Festigkeit, sodass die Formlinge bei und/oder nach einer Erwärmung in einem nachfolgenden Prozess eine Konvertierung in einen Halbkoks erfahren, sodass dieser als Folge davon eine hohe mechanische Festigkeit und/oder eine hohe Beständigkeit gegen Angriffe durch heiße CO2-hältige-Gase aufweist. Diese hohe Beständigkeit gegenüber mechanischer Belastung aber auch gegenüber Angriffe durch CO2-hältige-Gase bietet einen großen Vorteil beim Einsatz der Formlinge in metallurgischen Verfahren. Als Zusatzstoffe können z. B. Kokskohle oder Petrolkoks verwendet werden.
  • Die Erfindung wird am anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der folgenden Figuren beispielhaft und nicht einschränkend näher beschrieben.
    • Fig. 1:
    Verfahren nach dem Stand der Technik
    Fig.: 2:
    Verfahren gemäß der Erfindung
  • Nach Fig. 1 wird die Kohle (C) aus einem Bunker 1 in einen Mischer 2 zusammen mit einem Bindemittel (BR) gemischt und erwärmt, wobei Dampf (ST) zur Erwärmung in den Mischer 2 eingebracht wird. In einem nachfolgenden Kneter 3 werden die Stoffe innig vermischt, dabei entstehende Dämpfe (D) werden aus einem Mischer 4 abgezogen. Die Masse wird dann im Anschluss in einer Brikettieranlage zu Briketts verpresst und die Briketts (BK) ausgeführt. Dabei entstehende Bruchstücke (Chips) werden über Fördereinrichtungen 6 rückgeführt.
  • Gemäß Fig. 2 wird in der ersten Stufe A das, gegebenenfalls durch einen Brecher vorbereitete, körnige Mischgut, wie z.B. Kohle, in einen Bunker 1 chargiert und bereits vor der Zumischung von organischem Bindemittel in zwei Schritten in den beheizten Mischern 2 und 23 auf die für den Mischvorgang notwendige Temperatur aufgeheizt.
  • Die Effizienz des Verfahrens kann dadurch erhöht werden, dass das körnige Mischgut bereits vorgewärmt, z.B. aufgrund einer vorgeschalteten Kohletrocknung, in den Bunker 1 chargiert wird.
  • In einem ersten Schritt wird die Kohle indirekt mit Dampf und/oder direkt mit Rauchgas oder Rauchgas-/Luftgemisch in einem beiheizten Mischer 2 aufgeheizt, wobei vorzugsweise das Gegenstromprinzip realisiert wird.
  • In einem zweiten Schritt kann in einem beheizten Mischer 23 eine Behandlung des körnigen Mischgutes mit überhitztem Dampf erfolgen, soweit dies zur Einstellung der erforderlichen Temperatur und/oder der erforderlichen Feuchte in nachgeschalteten Prozessschritten erforderlich ist.
  • Überschüssiger Wrasen (Dämpfe) werden am Austritt des beheizten Mischers 23 sowie am Austritt einer optionalen Entwrasungsschnecke 4 abgezogen und in einem Kondensator 5 niedergeschlagen. Das durch organische Schadstoffe unbelastete Kondensat kann - nach vorausgehender Abscheidung suspendierter Kohlepartikel - gegebenenfalls einem Industriewasserkreislauf zugeführt werden. Das erwärmte stückige Mischgut wird auch als konditioniertes Mischgut, bzw. im Falle von Kohle als konditionierte Kohle bezeichnet und in einem Bunker 22 zwischengespeichert.
  • Die zweite Stufe B ist mit drei parallel angeordneten Linien dargestellt. Diese sind von der ersten Stufe durch eine Zellenradschleuse 7 und einen Bunker 8 zur Zwischenspeicherung abgetrennt. Die Anordnung gestattet die Einstellung des gewünschten Unterdrucks in der zweiten Stufe relativ zur ersten Stufe und zur Umgebung.
  • Am Austritt des Bunkers 8 wird das konditionierte, körnige Mischgut mittels Dosierbandwaagen 9 auf die Linien aufgeteilt. In den einzelnen Linien erfolgt zunächst das Zumischen des Bindemittels in einen Mischer 10. Beim der anschließenden Behandlung in einem Kneter 11 wird Direktdampf, vorzugsweise Sattdampf, nur soweit als nötig eingespeist um die gewünschte Benetzung der Mischgutoberfläche einzustellen. Auf eine Entwrasung vor der eigentlichen Formgebung, die eine Brikettierung sein kann, wird verzichtet.
  • Die Schnecke 12 am Austrag des Kneters 11 fördert lediglich die fertige Einsatzmischung zur Presse 13 in der die Formgebung der Formlinge erfolgt. Am Pressenaustrag werden die Formlinge mittels eines Siebbandes 14 von Bruchstücken abgetrennt, die bei der Formgebung entstehen. Die Bruchstücke, auch als Chips bezeichnet, werden mittels eines Steilförderers 15 in den Mischer 10 zurückgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die auf diese Art und Weise hergestellten Formlinge einer dem Stand der Technik entsprechenden Kühlung zugeführt, um hierdurch ein Aushärten der Formlinge zu gewährleisten. Die Kühlung kann in Form natürlicher, freier Konvektion in freier Atmosphäre oder mittels einer besonderen Einrichtung unter Zuhilfenahme strömender Luft und/oder Wasser erfolgen, wobei Luft als solche oder Luft in Verbindung mit einer Benetzung der Formlinge mit Wasser und der dadurch ausgelösten Verdunstung und/oder das Wasser selbst als Kühlmedium dienen.
  • Zur Aufrechterhaltung des Druckgefälles ist ein Aufgabebunker 16 mit Zellenradschleuse 17 zwischengeschaltet. Der zum Ausgleich von Produktionsschwankungen notwendige Pressenüberlauf zu einer Abtransporteinrichtung für die Bruchstücke (Chipsband) ist in Abb. 2 aus Platzgründen nicht dargestellt. Dieser Pressenüberlauf muss ebenfalls mit einer Zellenradschleuse abgesichert werden, um eine Kurzschlussströmungen zu vermeiden und damit den Aufbau eines Unterdruckes im System zu ermöglichen.
  • Die Absaugung zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes in der zweiten Stufe erfolgt bevorzugt am Materialeinlauf in die Presse 13, in der die Formgebung des Formlings erfolgt. Optional können weitere Absaugungen an den Einläufen von Mischer 10 und Kneter 11 vorgesehen werden. Das abgesaugte Dampf-/Falschluftgemisch wird in einem Brenner 18 zusammen mit einem Brenngas bei Temperaturen oberhalb von 800°C verbrannt. Unter diesen Bedingungen werden organische Stoffe vollständig zu harmlosen Verbindungen umgesetzt, die mit dem Rauchgas über einen Kamin in die Umgebung entweichen. Um die Leitungen, durch die das kontaminierte Dampf-/ Falschluftgemisch sowie das Sauggebläse vor Staub- und Kondensatablagerungen zu schützen, wird eine Zwischenerhitzung 19 durchgeführt und ein Staubfilter 20 nachgeschaltet. Der abgeschiedene Staub wird in den Formgebungsprozess zurückgeführt. Zusätzlich kann als erste Reinigungsstufe ein Schüttgutfilter 21 vorgeschaltet werden. Als Filtermedium eignet sich hier im Besonderen eine mittelkörnige Unterfraktion von Brikettierkohle, eine Aktivkohle oder Koksgrus. Das mit organischen Komponenten beladene Filtermedium kann dann bei entsprechender Anordnung des Filters alternativ über den Mischer, den Kneter, den Presseneintrag oder indirekt über das Chipsband dem Formgebungsprozess zugeführt werden, so dass eine separate Entsorgung entfällt. Um Kondensate in den Saugleitungen zu vermeiden, kann jeder Brikettierlinie anstelle der Schüttgutfilter auch eine Einheit bestehend aus Schüttgutfilter, Zwischenerhitzung und Trockenentstaubung zugeordnet werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Verfahrensvariante besteht darin, die im Brenner freigesetzte Wärme direkt, z.B. durch Durchleiten von heißem Rauchgas bzw. Rauchgas/Luft-Gemisch durch das körnige Mischgut im zweiten Mischer 3 oder indirekt über einen Wärmetauscher im ersten beheizten Mischer 2 zu nutzen.
  • Abgesehen von weitgehend unbelasteten Kondensaten und Schlämmen, die in der ersten Stufe entstehen und einem ebenfalls unbelasteten Rauchgas fallen beim erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel keine Nebenprodukte an.
  • Die Schnittstellen des Unterdrucksystems der zweiten Stufe mit der Umgebung werden außerhalb des Gebäudes verlegt in dem das Verfahren abläuft. Die Rückführung der Bruchstücke (Chips) wird gekapselt, dass in diesem Bereich beschäftigte Personen keinesfalls mit Ausdünstungen der aus der Presse ausgetragenen Briketts oder aus den Chips in Kontakt kommen können.

Claims (24)

  1. Verfahren zur Herstellung von Formlingen, insbesondere Briketts, aus fein- bis mittelkörnigem Mischgut unter Verwendung von Bindemitteln, wobei in einer ersten Stufe die Erwärmung des Mischgutes auf eine für den Formvorgang notwendigen Temperatur erfolgt und in einer zweiten, Stufe die Mischung des Mischgutes mit Bindemittel, sowie nachgeschaltete Prozessschritte erfolgen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite atmosphärisch getrennte Stufe unter einem Druck abläuft, der geringer ist, als der Druck in der ersten Stufe und/oder dem Umgebungsdruck, wobei das fein- bis mittelkörnige Mischgut im Mittel Korngrößen von 0,01 bis 5mm, insbesondere 1 mm aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe während der Mischung die Temperatur des Mischgutes und des Binders weitgehend konstant gehalten wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel oder zumindest eine Bindemittelkomponente vor dem Mischen erwärmt wird, insbesondere auf eine Temperatur über den Erweichungspunkt des Bindemittels oder der Bindemittelkomponente.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel oder zumindest eine Bindemittelkomponente thermoplastisch ist.
  5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der zweiten Stufe nachfolgenden Behandlungsstufe die Formlinge auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Bindemittels, insbesondere unter 60°C, abgekühlt werden, die einen Transport sowie eine Lagerung der Formlinge ermöglicht.
  6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung in der ersten Stufe durch indirekte Heizung mittels eines flüssigen oder gasförmigen Heizmediums, insbesondere Dampf, Prozessgas oder Rauchgas, erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung in der ersten Stufe durch direkte Heizung mittels heißem Gas, insbesondere Rauchgas oder Rauchgas-Luftgemische, erfolgt, wobei das heiße Gas, insbesondere im Gegenstromprinzip, durch das Mischgut geleitet wird.
  8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung in der ersten Stufe in zumindest zwei Schritten erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten und/oder zweiten Schritt zur Erwärmung des Mischgutes Heißdampf zugesetzt wird.
  10. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erwärmte Mischgut vor seiner weiteren Verarbeitung, zur weitgehenden Entkopplung von nachfolgenden Prozessschritten in der ersten und/oder zweiten Stufe zwischengespeichert wird.
  11. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erwärmung des Mischgutes in der ersten Stufe vorhandene gasförmige Stoffe und Dämpfe abgezogen und in einem Kondensator niedergeschlagen werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmigen Stoffe und Dämpfe einer Nassentstaubung unterzogen werden, ehe sie in die Umgebung abgegeben werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erwärmte Mischgut und Bindemittel dosiert in einen Mischer eingebracht werden, wobei die Menge an Bindemittel in Abhängigkeit von der Korngröße, der Menge des Mischgutes und der Festigkeitseigenschaften der Formlinge angepasst wird.
  14. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Mischen des erwärmten Mischgutes mit Bindemittel eine Knetbehandlung, gegebenenfalls unter Zusatz von Direktdampf, erfolgt.
  15. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus erwärmtem Mischgut und Bindemittel in einer Presse zu Formlingen geformt, insbesondere brikettiert wird.
  16. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Mischen und/oder beim Kneten und/oder beim Pressen entstehende Dämpfe abgesaugt und, gegebenenfalls unter Zusatz eines Brenngases, in einem Brenner bei Temperaturen größer 600°C, insbesondere größer 850°C, verbrannt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfe auf ihrem Weg zum Brenner einer Zwischenerwärmung und/oder einer nachfolgenden Trockenentstaubung unterzogen werden.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfe auf ihrem Weg zum Brenner einen Schüttgutfilter durchlaufen.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Filtermedium eine Unterfraktion des Mischgutes und/oder Aktivkohle und/oder Petrolkoks und/oder Koksgrus verwendet wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Verbrennung freigesetzte Wärme der ersten Stufe zur indirekten und/oder direkten Heizung zugeführt wird.
  21. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bruchstücke, die beim Formvorgang der Formlinge entstehen der Mischung aus erwärmtem Mischgut und Bindemittel zugesetzt werden.
  22. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das fein- bis mittelkörnige Mischgut zumindest zum Teil aus Stoffen oder Mischungen von Stoffen besteht, die bei der Roheisen- bzw. bei der Stahlproduktion anfallen oder hierbei Verwendung finden, wie Kohle, Aktivkohle, Koksgrus, Petrolkoks, Additive, Schlämme, Stäube, Filterkuchen oder kohlenstoffhältige Vergasungsmittel.
  23. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Bindemittel zumindest zum Teil aus Steinkohlenteer und/oder Steinkohlenteerpech besteht.
  24. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel als solches oder in Verbindung mit Zusatzstoffen in der zweiten Stufe oder in einer optionalen an die zweite Stufe anschließende Behandlungsstufe durch Erwärmung aushärtet und gegebenenfalls nachfolgend einer Kühlung zugeführt wird.
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