EP2875096A1 - Verfahren zur aufbereitung von kohle für die verkokung - Google Patents

Verfahren zur aufbereitung von kohle für die verkokung

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EP2875096A1
EP2875096A1 EP13756302.9A EP13756302A EP2875096A1 EP 2875096 A1 EP2875096 A1 EP 2875096A1 EP 13756302 A EP13756302 A EP 13756302A EP 2875096 A1 EP2875096 A1 EP 2875096A1
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binder
coal
bed
coking
mixed
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Franz Steiner
Stefan Schneider
Norbert Fiedler
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Paul Wurth SA
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Koch Industrieanlagen GmbH
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/08Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form in the form of briquettes, lumps and the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
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    • C10B57/06Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B45/00Other details
    • C10B45/02Devices for producing compact unified coal charges outside the oven

Definitions

  • the invention relates to a process for the maturing of coal for coking, in which coal is ground, the grinding stock is mixed with a binder and a batch containing the binder mixed with the ground material is produced.
  • the invention has for its object to provide a new method of the type mentioned for the Aufbereifung of coal for coking that carry out reliably with little technical effort Lässf.
  • This object is achieved according to the invention in that a binder which is liquid or solid over the ambient temperature range is used.
  • the disadvantages of water as a binder are advantageously avoided in the entire ambient temperature range which is approximately between the limits of -60 ° C. and + 60 ° C.
  • solidification of the grinding material mixed with binder by freezing is excluded. Heating measures are eliminated.
  • the bed of the invention can be advantageously processed into a coal cake and compacted in a mold and solidified into a block.
  • the block formed from the bed of the invention has a particularly high stability.
  • the bed can be coked directly in a suitable oven.
  • binders viscous hydrocarbons of high molecular weight, especially tar.
  • tar can be used, which is obtained during the subsequent coking process.
  • the millbase and binder are mixed in such a ratio and over such a period of time that form from the carbon particles and the binder Agglomeratteilchen that unfold to the outside no adhesive effect and not adversely adhere to the container or means for compaction.
  • the mixing takes place in such a way that the pourable agglomerate particles develop an external adhesive effect only under the influence of the compression pressure.
  • a particularly strong and uniform solidification of the coal cake is achieved in this way during further processing of the bed to a coal cake by the compression.
  • the coal cake is a largely homogeneous mold block.
  • FIG. 1 shows a granule particle of carbon particles and tar binder used in the method according to the invention
  • Fig. 2 is a compaction of a bed of granules of FIG. 1 to a coal cake explanatory illustration
  • Fig. 3 shows a coal cake or mold block for the coking generated from the bed of Fig. 2.
  • a bed e.g. Hard coal milled, with coal particles in grain sizes up to 6 mm.
  • the coal particles are mixed with tar as a binder, as obtained in the subsequent coking of the bed.
  • 90 to 95% by weight regrind are omitted, e.g. 5-10% by weight of the tar binder.
  • the mixing takes place with circulation of the mixture mass over such a period of time that granulate particles 1 according to FIG. 1 are formed which consist of carbon particles 2 and the tar particles 3 holding the carbon particles 2, the tar binder 3 becoming so in the course of the granulation has withdrawn inside the Granulatteichen 1 that they are not sticky and the granules is therefore pourable without clumping.
  • particles 1 of approximately the same mass and dimensions are formed.
  • a bed can also contain distinctly different agglomerate or granule particles.
  • the bed can be coking directly in a top-loading oven. Alternatively, it may be further processed to a coal cake as described below.
  • granulate particles 1 are introduced into a molding box 5 while filling the bed 4 and compressed by means of a static or / and impulse-generating device 6. The introduction and compression of the granules in the molding box 5 takes place in layers in the example shown.
  • the tar binder 3 remains effective over a wide temperature range.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Aufbereitung von Kohle für die Verkokung, bei dem Kohle gemahlen, das Mahlgut mit einem Bindemittel vermengt und eine das mit dem Bindemittel (3) vermengte Mahlgut enthaltende Schüttung (4) erzeugt wird. Die erzeugte Schüttung lässt sich direkt verkoken oder alternativ zu einem Kohlekuchen weiterverarbeiten, wobei sie in einer Form (5) verdichtet und zu einem Block (7) verfestigt wird. Erfindungsgemäß ist das Bindemittel (3) ein über den möglichen Umgebungstemperaturbereich flüssiges oder festes Bindemittel, wobei als Bindemittel (3) insbesondere Teer zum Einsatz kommt.

Description

Beschreibung:
„Verfahren zur Aufbereifung von Kohle für die Verkokung'
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereifung von Kohle für die Verkokung, bei dem Kohle gemahlen, das Mahlgut mit einem Bindemittel vermengt und eine das mit dem Bindemittel vermengte Mahlgut enthaltende Schütfung erzeugt wird.
In einem herkömmlichen solchen Verfahren wird der gemahlenen Kohle als Bindemittel Wasser zugesetzt. Nachteilig entsteht bei Verdichtung und Verfestigung des mit Wasser versetzten Mahlgutes zu einem Kohlekuchen hochbelasfetes, unter hohem technischen Aufwand zu entsorgendes Abwasser. Noch schwerer wiegt vor allem in kalten Regionen der Umstand, dass das mit Wasser versetzte Mahlgut gefrieren und sich so der Möglichkeif zur Verdichtung und Verfestigung entziehen kann. Entsprechend können aufwendige Maßnahmen zur Beheizung des Mahlgutes erforderlich werden. Bei direkter Verkokung der oben genannten Schüftung in einem von oben zu beschickenden Verkokungsofen sorgt Wasser als Bindemittel zumindest für eine verschlechterte Energiebilanz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren der eingangs erwähnten Art zur Aufbereifung von Kohle für die Verkokung zu schaffen, dass sich mit geringem technischen Aufwand prozesssicher durchführen lässf.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein über den Umgebungstemperaturbereich flüssiges oder festes Bindemittel zum Einsatz kommt.
Erfindungsgemäß werden vorteilhaft im gesamten in Betracht kommenden Umgebungstemperaturbereich, der etwa zwischen den Grenzen -60°C und + 60°C liegt, die Nachteile von Wasser als Bindemittel vermieden. Insbesondere ist eine Verfestigung des mit Bindemittel versetzten Mahlgutes durch Gefrieren ausgeschlossen. Beheizungsmaßnahmen entfallen. Die Schüttung nach der Erfindung kann vorteilhaft zu einem Kohlekuchen weiterverarbeitet und in einer Form verdichtet und zu einem Block verfestigt werden. Vorteilhaft weist der aus der erfindungsgemäßen Schüttung gebildete Block eine besonders hohe Stabilität auf. Alternativ lässt sich die Schüttung in einem geeigneten Ofen direkt verkoken.
Als festes Bindemittel kommt z.B. Stärke in Betracht. Vorzugsweise werden als Bindemittel jedoch zähflüssige Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht eingesetzt, insbesondere Teer.
Vorteilhaft lässt sich Teer verwenden, der beim anschließenden Verkokungsprozess anfällt. Zweckmäßig erfolgt bei der Vermengung des aus der Kohle gebildeten Mahlgutes mit dem Bindemittel, insbesondere Teer, eine Agglomerierung, insbesondere zu einem Granulat mit Granulatteilchen aus Kohlepartikeln und Bindemittel.
Vorzugsweise werden Mahlgut und Bindemittel in solchem Verhältnis und über eine solche Zeitdauer vermischt, dass sich aus den Kohlepartikeln und dem Bindemittel Agglomeratteilchen bilden, die nach außen keine Klebewirkung entfalten und nicht nachteilig am Behälter oder Einrichtungen zur Verdichtung anhaften.
Insbesondere erfolgt die Vermischung derart, dass die schüttungsfähigen Agglo- meratteilchen eine äußere Klebewirkung erst unter dem Einfluss des Verdichtungsdrucks entfalten. Vorteilhaft wird auf diese Weise bei Weiterverarbeitung der Schüttung zu einem Kohlekuchen durch die Verdichtung eine besonders starke und gleichmäßige Verfestigung des Kohlekuchens erreicht. Als Kohlekuchen entsteht ein weitgehend homogener Formblock.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der bei liegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendetes Granulatteilchen aus Kohlepartikeln und Teer-Bindemittel, Fig. 2 eine die Verdichtung einer Schüttung aus Granulatteilchen gemäß Fig. 1 zu einem Kohlekuchen erläuternde Darstellung, und
Fig. 3 einen aus der Schüttung von Fig. 2 erzeugten Kohlekuchen bzw. Formblock für die Verkokung.
Zur Herstellung einer Schüttung wird z.B. Steinkohle vermählen, wobei Kohlepartikel in Korngrößen bis zu 6 mm entstehen. Die Kohlepartikel werden mit Teer als Bindemittel vermischt, wie er bei der späteren Verkokung der Schüttung anfällt. Auf 90 - 95 Gew.% Mahlgut entfallen z.B. 5-10 Gew.% des Teer-Bindemittels.
Die Vermischung erfolgt unter Umwälzung der Mischungsmasse über eine solche Zeitdauer, dass sich Granulatteilchen 1 gemäß Fig. 1 bilden, die aus Kohlepartikeln 2 und dem die Kohlepartikel 2 zusammenhaltenden Teer-Bindemittel 3 bestehen, wobei sich im Laufe der Granulierung das Teer-Bindemittel 3 derart ins Innere der Granulatteichen 1 zurückgezogen hat, dass diese nicht klebrig sind und das Granulat daher ohne Verklumpungen schüttungsfähig ist. Bei der Granulierung bilden sich Teilchen 1 von annähernd gleicher Masse und gleichen Abmessungen.
Eine Schüttung kann abweichend hiervon auch deutlich unterschiedliche Agglo- merat- bzw. Granulatteilchen enthalten.
Die Schüttung lässt sich direkt in einem von oben zu beschickenden Ofen verkoken. Alternativ kann sie, wie nachfolgend beschrieben, zu einem Kohlekuchen weiterverarbeitet werden. Gemäß Fig. 2 werden zur Herstellung eines Kohlekuchens Granulatteilchen 1 unter Füllung der Schüttung 4 in einen Formkasten 5 eingebracht und mittels einer statisch oder/und Impulsweise eine Presskraft erzeugenden Einrichtung 6 verdichtet. Die Einbringung und Verdichtung des Granulats in dem Formkasten 5 erfolgt in dem gezeigten Beispiel lagenweise.
Bei der Verdichtung tritt Bindemittel 3 aus den Granulatteilchen 1 nach außen und es kommt zunehmend zu einer Verklebung der Granulatteilchen 1 miteinander und schließlich zu einer Aufhebung der Teilchenstruktur der Schüttung 4. Gemäß Fig. 1 entsteht ein homogener, aus Kohleteilchen 2 und dem Bindemittel 3 gebildeter Formblock 7 als Kohlekuchen.
Die Granulatteilchen 1 , die wie bereits erwähnt, nach außen keine Klebewirkung entfalten, lassen sich vorteilhaft verarbeiten, ohne unerwünscht an der Verdich- tungseinrichtung 6 oder/und dem Formkasten 5 anzuhaften. Das Teer-Bindemittel 3 bleibt über einen weiten Temperaturbereich wirksam.

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zur Aufbereitung von Kohle für die Verkokung, bei dem Kohle gemahlen, das Mahlgut mit einem Bindemittel vermengt und eine das mit dem Bindemittel (3) vermengte Mahlgut enthaltende Schüttung (4) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet,
dass als Bindemittel ein über den gesamten Bereich möglicher Umgebungstemperatur flüssiges oder festes Bindemittel zu Einsatz kommt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schüttung zu einem Kohlekuchen weiter verarbeitet und in einer Form (5) verdichtet und zu einem Block (7) verfestigt wird oder dass die Schüttung zur direkten Verkokung in eine von oben zu beschickenden Verkokungsofen eingegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Bindemittel (3) Stärke oder ein zähflüssiger Kohlewasserstoff hoher Ordnungszahl zum Einsatz kommt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dass als Bindemittel Teer, insbesondere bei einem Verkokungsprozess anfallender Teer (3), verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Vermengung des Mahlguts mit dem Bindemittel eine Agglomerierung erfolgt und insbesondere Granulat mit das Bindemittel (3) und Kohle- partikel (2) enthaltenden Granulatteilchen (1 ) gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Mahlgut und das Bindmittel miteinander in einem solchen Verhältnis und über eine solche Zeitdauer vermischt werden, dass schüttungsfähige
Agglomeratteilchen (1 ) ohne Klebewirkung nach außen entstehen.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Agglomeratteilchen (1 ) erst unter dem Verdichtungsdruck klebefähig werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schüttung mit Agglomeratteilchen (1 ) etwa gleicher oder unterschiedlicher Größe und Masse gebildet wird.
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