EP2406346A2 - Verfahren zur herstellung von kokskammergerechten einzelkompaktaten - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kokskammergerechten einzelkompaktaten

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EP2406346A2
EP2406346A2 EP10714567A EP10714567A EP2406346A2 EP 2406346 A2 EP2406346 A2 EP 2406346A2 EP 10714567 A EP10714567 A EP 10714567A EP 10714567 A EP10714567 A EP 10714567A EP 2406346 A2 EP2406346 A2 EP 2406346A2
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EP
European Patent Office
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coal
pressing
compaction
compacts
plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10714567A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ronald Kim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Uhde GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Publication of EP2406346A2 publication Critical patent/EP2406346A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B45/00—Other details
    • C10B45/02—Devices for producing compact unified coal charges outside the oven
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing

Definitions

  • the invention relates to a process for coke-compacting coal by compression, wherein the compacts are provided on the surface with a shape that provides an increased surface for heat exchange and outgassing of coking, so that the cooking process is considerably shorter .
  • the invention also relates to an apparatus for pressing coal which presses the coal into the compacted form, the apparatus consisting of a plate provided on the pressing surface with shaping elements, so that the compacts obtain the desired shape of the surface.
  • the coal compacting procedure is used to increase the efficiency of the coke oven chambers.
  • the coal is pressed so that coal cake densities of up to 1200 kg / m 3 are obtained. This can increase the specific power of the coke ovens.
  • the cooking time of the coke oven is extended. The reason is that the raw gas required for the combustion is retarded into the combustion chamber and thereby the combustion of the coking gas is slowed down.
  • channels or surface structures were introduced into the coal cake.
  • the coking gas can escape more quickly from the coal cake and the effect of increasing performance by coal compacting be preserved.
  • coal which is provided for coking
  • the portions should have an outer surface area which is increased thereby allowing for improved heat exchange in the coke oven chamber and improved outgassing of coking products.
  • the invention solves this problem by a method by which the charcoal coal is pressed and compacted with compactors in compacting.
  • the compacts obtained by the pressing process, a shape on the surface, which is not flat, thereby enabling improved gas exchange of coking gases and improved heat exchange with the environment.
  • the shaping is made possible by a special design of the pressing tools, which have a shaping structure on the surface.
  • the pressing device is preferably a plate, although a hemispherical or funnel-shaped structure is possible.
  • the pressing device designates the forming element, which is provided on the back with pressure-exerting devices and is thereby pressed onto the coal.
  • a process is particularly claimed for coke oven compaction compaction of coal by compression, wherein The coal is pressed and compacted into one or more coal compacts with a suitable pressing device,
  • the pressing device has a shape that forms the surface of the coal compacts during pressing.
  • the coal is pressed directly into the desired compacted material. It starts from loose coal, which is compactable. In the compacting process, compact densities of up to 1200 kg / m 3 are obtained. But it is also possible to start from already compacted coal, if it is still sufficiently compressible and can be provided by the shaping elements with a textured surface.
  • a coal compact can be prepared by cutting or dicing a pre-pressed coal cake and then subjected to the shaping according to the invention. The production of the compactate and the process for producing the compacted material are of no further importance insofar as the compacted material is subjected to the shaping process according to the invention.
  • any shaping elements can be used. Particularly suitable are Einpressstachel that are mounted on the forming element. These can be mounted in any number on the pressing device. If the pressing device is a plate, then several press-in spikes are welded by way of example on this plate. As a result, by the pressing process on the surface of Kohlekompaktate vertically or almost vertically into the coal running channels through which the coking gas can escape.
  • the channels are preferably slot-shaped or round in the top view. The coal cake can be completely pierced when needed.
  • the pressing device consists of a plate on which the forming elements are mounted.
  • the pressing device may also consist of a curved plate, a funnel or a half-shell. This can act on one side of a coal cake or from several sides on this.
  • the pressing device is a plate, it may be provided by one or more sides with plates mounted perpendicularly thereon. If four panels are mounted vertically on top of it, this forms an enclosure which has shaping elements on the interior walls. This can be filled for compaction and pressed with another shaping plate. Finally, the number of pressed plates and pages is arbitrary, as long as the desired compactates can be produced.
  • the formative elements can be combined arbitrarily in both number and shape.
  • the coking process operated with the compacts produced by the process according to the invention does not differ from coking processes according to the prior art.
  • the compactates produced according to the invention can be stacked and assembled as desired. If the weight of the individual compactates is standardized and known, then the costly weighing of the coal to be coagulated is unnecessary.
  • the coke cake obtained after the coking process has no altered intrinsic shadow compared with a coke cake which has been treated by the process according to the invention.
  • the process according to the invention which is carried out with the associated device, has the advantage of producing coal compactates which can be put into a coke oven chamber for coking with precisely metered portions. These portions have as Kompaktate significantly improved properties in relation to the coking process, which is reflected in particular in a shortened cooking time and in an improved coal quality.
  • FIG. 1 shows the pressing of the coal (1) with a press device designed as a plate (2), which is provided with press-fit spikes (2a).
  • a press device designed as a plate (2), which is provided with press-fit spikes (2a).
  • FIG. 2 shows the pressing of the coal (1) with a likewise designed as a plate (2) device, which is provided with Einpressstacheln (2a). Also the laterally mounted plates (2b) carry Einpressstachel (2d). You can also see here the pressing mechanism (3), which can be formed for example by a hydraulic press. Above and below the plane of the paper there may be further plates mounted perpendicular to the forming plate, which are also provided with press-in spines. For pressing, the forming housing is filled with coal (1), and finally provided from the closing side with a frontal pressing device (4) with the press-in pressure. Also, this frontal side has Einpressstachel (4a).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur koskofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch verpressen, wobei die Kohle mit einer geeigneten Pressvorrichtung in ein oder mehrere Kohlekompaktate gepresst und verdichtet werden, wobei die Pressvorrichtung eine Formgebung besitzt, die die Oberfläche der Kohlekompaktate mit Formen versieht. Es können auch bereits kompaktierte Kohleblöcke zum Verpressen gegeben werden, wobei dieser erfindungsgemäße Pressvorgang dann die Oberflächenformgebung erzeugt, so dass die erhaltenen Kohlekompaktate wesentlich verbesserte Eigenschaften im Verkokungsprozess besitzen, was sich in einem verbesserten Gas- und Wärmeaustausch beim Verkoken zeigt. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum koksofenkammergerechten Kompaktieren von Kohle, wobei die Vorrichtung bevorzugt als Platte geartet ist, die auf der pressenden Oberfläche mit formgebenden Elementen versehen ist, und diese Platten einfach oder mehrfach zum Verpressen verwendet werden können und die formgebenden Elemente in beliebiger Zahl, Art und Kombination vorhanden sein können.

Description

Verfahren zur Herstellung von kokskammergerechten Einzelkompaktaten
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kokskammergerechten Kompaktie- rung von Kohle durch Verpressen, wobei die Kompaktate auf der Oberfläche mit einer Formgebung versehen sind, die eine erhöhte Fläche zum Wärmeaustausch und zur Ausgasung von Verkokungsprodukten bietet, so dass der Garungsprozess erheblich kürzer abläuft. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Verpressen von Kohle, die die Kohle in die kompaktierte Form presst, wobei die Vorrichtung aus einer Platte besteht, die auf der pressenden Oberfläche mit formgebenden Elementen versehen ist, so dass die Kompaktate die gewünschte Formung der Oberfläche erhalten.
[0002] Bei der Verkokung von Kohle besteht oftmals das Problem, dass die Kohle in die Koksofenkammern geladen wird und der Kohlekuchen nicht in genau abgemessenen Portionen bereitgestellt werden kann. Die erforderliche Kohlemenge wird in eine Belademaschine gegeben, wo die Kohle verpresst wird, und nach diesem Pressvorgang in die Koksofenkammer transportiert. Durch diese Verfahrensweise entsteht ein kompakter Kohlekuchen, der auf der Oberfläche nicht strukturiert ist und deshalb wenig Oberfläche zum Austausch von Wärme und zum Ausgasen von gasförmigen Verkokungsprodukten während des Verkokungsprozesses bietet.
[0003] Häufig wird die Verfahrensweise der Kohlekompaktierung angewendet, um die Leistungsfähigkeit der Koksofenkammern zu erhöhen. Dabei wird die Kohle ver- presst, so dass Kohlenkuchendichten bis 1200 kg/m3 erhalten werden. Dadurch kann die spezifische Leistung der Koksöfen erhöht werden. Gleichzeitig wird allerdings die Garungszeit der Kokskammeröfen verlängert. Der Grund liegt darin, dass das für die Verbrennung erforderliche Rohgas verzögert in die Brennkammer eingelassen und dadurch die Verbrennung des Verkokungsgases verlangsamt wird. Somit wäre es von Vorteil, wenn Kanäle oder Oberflächenstrukturen in den Kohlekuchen eingebracht würden. So kann das Verkokungsgas schneller aus dem Kohlekuchen entweichen und der Effekt der Leistungssteigerung durch Kohlekompaktierung bewahrt werden.
[0004] Durch schlitzartige oder runde Kanäle in den Kohlekuchen erhöht sich dessen spezifische Oberfläche erheblich, wodurch das Verkokungsgas besser dem Verbrennungsvorgang in der Brennkammer zugeführt wird. Dies bewirkt eine deutliche Verringerung der Garungszeit. Ein weiterer Vorteil wäre es, wenn die Kohle in kompak- tierter Form in genau abgemessenen Portionen oder Kompaktaten bereitgestellt wird, so dass diese stückförmig in einer bestimmten Anzahl in die Koksofenkammer gegeben werden kann, wobei die Anzahl der Stücke die Menge an Kohle bestimmt.
[0005] Die Beladung von horizontal zu beladenden Koksofenkammern beschreibt die DE 19545736 A1. Die Kohle wird außerhalb des Ofens auf eine ebene Bodenplatte geschüttet, verdichtet und in die Koksofenkammer geschoben. Die Bodenplatte wird anschließend unter stirnseitigem Festhalten des Kohlekuchens aus der Koksofenkammer gezogen. Die Herstellung von Kohlepresskuchen mit geeigneten Vorrichtungen beschreibt die WO 2006/056286 A1. Durch das in dieser Lehre beschriebene Verfahren wird ein Kohlekuchen in einer Pressform mittels stationärer Presswerkzeuge ge- formt, welche horizontal arbeiten und den Kohlekuchen vor dem Einbringen in die Koksofenkammer kompaktieren. Es werden jedoch keine genau abgemessenen Kohleportionen bereitgestellt. Auch wird keine Methode erwähnt, die Oberfläche der Kohle- kompaktate entsprechend zu strukturieren. Die zur Verkokung anstehende Kohle besitzt dadurch weder eine Aufteilung in Portionen noch eine Oberfläche, durch die ein verbesserter Wärmeaustausch stattfindet.
[0006] Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch das Kohle, die zur Verkokung bereitgestellt wird, in genau abgemessenen Portionen bereitstellt. Die Portionen sollen eine äußere Oberfläche besitzen, die vergrößert ist und dadurch einen verbesserten Wärmeaustausch in der Koksofenkammer und eine verbesserte Ausgasung von Verkokungsprodukten ermöglicht.
[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren, durch das die zur Verkokung vorgesehene Kohle mit Pressvorrichtungen in Kompaktate gepresst und verdichtet wird. Die Kompaktate erhalten durch den Pressvorgang eine Formgebung auf der Oberfläche, die nicht eben ist und dadurch einen verbesserten Gasaustausch von Verkokungsgasen und einen verbesserten Wärmeaustausch mit der Umgebung ermöglicht. Die Formgebung wird durch eine spezielle Gestaltung der Presswerkzeuge ermöglicht, die auf der Oberfläche ein formgebende Struktur besitzen.
[0008] Bei der Pressvorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Platte, obwohl auch eine halbkugel- oder trichterförmige Struktur möglich ist. Die Pressvorrichtung bezeichnet dabei das formgebende Element, welches rückseits mit druckausübenden Vorrichtungen versehen ist und dadurch auf die Kohle aufgepresst wird.
[0009] Beansprucht wird insbesondere ein Verfahren zur koksofenkammergerech- ten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen, wobei • die Kohle mit einer geeigneten Pressvorrichtung in ein oder mehrere Kohlekompaktate gepresst und verdichtet wird,
und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass
• die Pressvorrichtung eine Formgebung besitzt, die die Oberflä- che der Kohlekompaktate beim Pressen mit Formen versieht.
[0010] Auf diese Weise wird die Kohle direkt in die erwünschten Kompaktate ver- presst. Dabei geht man von loser Kohle aus, die kompaktierbar ist. Bei dem Kompak- tierungsvorgang werden Kompaktatdichten bis 1200 kg/m3 erhalten. Es aber auch möglich, von bereits kompaktierter Kohle auszugehen, wenn diese noch genügend verpressbar ist und durch die formgebenden Elemente mit einer strukturierten Oberfläche versehen werden kann. Insbesondere kann ein Kohlekompaktat durch Zerschneiden oder Zerteilen von einem vorgepressten Kohlekuchen vorbereitet werden und dann der erfindungsgemäßen Formgebung unterzogen werden. Die Herstellung des Kompaktates und das Verfahren zur Herstellung des Kompaktates ist dabei ohne wei- teren Belang, soweit das Kompaktat dem erfindungsgemäßen Formgebungsprozess unterzogen wird.
[0011] Als formgebende Elemente können alle beliebigen formgebenden Elemente verwendet werden. Besonders geeignet sind Einpressstachel, die auf dem formgebenden Element montiert sind. Diese können in beliebiger Anzahl auf der Pressvorrich- tung montiert werden. Handelt es sich bei der Pressvorrichtung um eine Platte, so sind beispielhaft auf dieser Platte mehrere Einpressstachel aufgeschweißt. Dadurch entstehen durch den Pressvorgang auf der Oberfläche der Kohlekompaktate vertikal oder nahezu vertikal in die Kohle hineinlaufende Kanäle, durch die das Verkokungsgas entweichen kann. Die Kanäle sind in der Daraufsicht bevorzugt schlitzförmig oder rund. Dabei kann der Kohlekuchen bei bedarf völlig durchbohrt werden.
[0012] Geeignet sind aber auch Erhöhungen, die aus abgestumpften Kegeln bestehen und so ein Punktwellenmuster auf den Kokskompaktaten erzeugen. Die können aus den Erhöhungen entstehen, die auf den Platten aufgebracht sind und in die Kompaktate eingepresst werden. Dazu sind als formgebende Elemente auf den Platten Einpresserhöhungen eingepresst. Die in die Kompaktate eingepressten Muster können auch Longitudinalwellen oder Grabenmuster darstellen. Die eingepressten Muster können beliebig sein, solange sie die Oberfläche erhöhen und einen verbesserten Gas- und Wärmeaustausch mit der Umgebung ermöglichen. [0013] Bevorzugt besteht die Pressvorrichtung aus einer Platte, auf die die formgebenden Elemente aufmontiert sind. Die Pressvorrichtung kann aber auch aus einer gewölbten Platte, einem Trichter oder einer Halbschale bestehen. Diese kann von einer Seite auf einen Kohlekuchen oder von mehreren Seiten auf diesen einwirken. Han- delt es sich bei der Pressvorrichtung um eine Platte, so kann diese von einer oder von mehreren Seiten mit senkrecht darauf montierten Platten versehen sein. Sind senkrecht darauf vier Platten montiert, so bildet sich daraus eine Einhausung, die an den Innenwänden formgebende Elemente besitzt. Diese kann zur Kompaktierung befüllt und mit einer weiteren formgebenden Platte verpresst werden. Die Zahl der verpres- senden Platten und Seiten ist schließlich beliebig, solange sich damit die gewünschten Kompaktate erzeugen lassen. Die formgebenden Elemente können sowohl in der Zahl als auch der Form beliebig kombiniert werden.
[0014] Der mit den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kom- paktaten betriebene Verkokungsprozess unterscheidet sich nicht von Verkokungspro- zessen nach dem Stand der Technik. Zur Vorbereitung auf den Verkokungsprozess können die erfindungsgemäß hergestellten Kompaktate beliebig gestapelt und zusammengestellt werden. Ist das Gewicht der einzelnen Kompaktate standardisiert und bekannt, so erübrigt sich das aufwendige Abwiegen der zu verkokenden Kohle. Der nach dem Verkokungsvorgang erhaltene Kokskuchen besitzt keinerlei veränderte Eigen- schatten gegenüber einem Kokskuchen, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde.
[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren, das mit der dazugehörigen Vorrichtung ausgeführt wird, besitzt den Vorteil der Herstellung von Kohlekompaktaten, die mit genau abgemessenen Portionen in eine Koksofenkammer zur Verkokung gegeben wer- den können. Diese Portionen besitzen als Kompaktate wesentlich verbesserte Eigenschaften in Bezug auf den Verkokungsprozess, was sich insbesondere in einer verkürzten Garungszeit und in einer verbesserten Kohlequalität niederschlägt.
[0016] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand von zwei Zeichnungen erläutert, wobei diese Zeichnungen nur Ausführungsbeispiel für die Konstruktion der er- findungsgemäßen Vorrichtung sind.
[0017] FIG. 1 zeigt die Verpressung der Kohle (1) mit einer als Platte (2) gestalteten Pressvorrichtung, die mit Einpressstacheln (2a) versehen ist. Dadurch erhalten die Kohlekompaktate vertikal in das Kompaktat verlaufende Kanäle. Zu sehen sind hier ebenfalls zwei senkrecht auf die Platte montierte seitliche Platten (2b), die den Kohle- kuchen in der notwendigen Form halten. Oberhalb und unterhalb der Papierebene können sich weitere senkrecht auf die formgebende Platte montierte Platten befinden, die den Kohlekuchen zum Verpressen halten. Zu sehen ist ebenfalls der Haltestiel (2c) für die Platte.
[0018] FIG. 2 zeigt die Verpressung der Kohle (1) mit einer ebenfalls als Platte (2) gestalteten Vorrichtung, die mit Einpressstacheln (2a) versehen ist. Auch die seitlich montierten Platten (2b) tragen Einpressstachel (2d). Zu sehen ist hier ebenfalls der Pressmechanismus (3), der beispielsweise durch eine Hydraulikpresse gebildet werden kann. Oberhalb und unterhalb der Papierebene können sich weitere senkrecht auf die formgebende Platte montierte Platten befinden, die ebenfalls mit Einpresstacheln versehen sind. Zum Verpressen wird die sich bildende Einhausung mit Kohle (1) gefüllt, und schließlich von der abschliessenden Seite mit einer frontalen Pressvorrichtung (4) mit dem Einpressdruck versehen. Auch diese frontale Seite besitzt Einpressstachel (4a).
[0019] Bezugszeichenliste
1 Kohle
2 Platte
2a Einpresstachel
2b Seitlich montierte Platte
2c Haltestiel
2d Einpresstachel
3 Pressmechanismus
4 Frontale Pressvorrichtung
4a Einpresstachel

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen, wobei
• die Kohle (1) mit einer geeigneten Pressvorrichtung in ein oder mehrere Kohlekompaktate gepresst und verdichtet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
• die Pressvorrichtung (2,2a-d) eine Formgebung besitzt, die die Oberfläche der Kohlekompaktate beim Pressen mit Formen versieht.
2. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlekompaktate aus einem verdichteten Kohleblock durch Zerschneiden hergestellt werden und dann mit der formgebenden Pressvorrichtung verpresst wird.
3. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlekuchen bei der Kompaktierung auf eine Kompaktatdich- te bis zu 1200 kg/m3 gepresst wird.
4. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Press- Vorrichtung (2,2a-d) die Kohlekompaktate mit einer Wellenform versieht.
5. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (2,2a-d) die Kohlekompaktate mit vertikal in die Kompaktate reichenden Kanälen versieht.
6. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch
Verpressen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung (2,2a-d) die Kohlekompaktate mit schlitzförmigen oder runden vertikal in die Kompaktate reichenden Kanälen versieht.
7. Verfahren zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompaktate durch die Pressvorrichtung vollständig durchbohrt werden.
8. Vorrichtung zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch Verpressen mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressvorrichtung aus einer Platte (2) mit formgebenden Elementen (2a, 2d) besteht.
9. Vorrichtung zur koksofenkammergerechten Kompaktierung von Kohle durch
Verpressen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Platte (2) ein bis vier senkrecht oder nahezu senkrecht davon abstehende Platten (2b) aufmontiert sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeich- net, dass auf die Platte (2,2b) ein oder mehrere Einpressstachel (2a, 2d) montiert sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Platte (2,2b) ein oder mehrere Einpresserhöhungen (2a, 2d) montiert sind.
EP10714567A 2009-03-12 2010-02-19 Verfahren zur herstellung von kokskammergerechten einzelkompaktaten Withdrawn EP2406346A2 (de)

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