NO180088B - Fremgangsmåte for fremstilling av brenselbrikett - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for fremstilling av brenselbrikett, særlig for oppvarmingsformål, som opprettholder sin mekaniske styrke ved langtidslagring, og hvor en ikke sammenbakt, finkornet karbonbærer, fortrinnsvis petroleumskoks, sammenblandes med et bekholdig bindemiddel og denne utgangsblanding briketteres til forut formede emner, hvorav nevnte brenselbriketter dannes ved en fasthetsøkende varmebehandling.

Ved fremstilling av sådanne brenselbriketter arbeides det vanligvis med sandfin koks, fortrinnsvis petroleumskoks, med partikkelstørrelser i området 0,05 til 2 mm, og gjerne med forskjellige partikkelstørrelsesbånd innenfor dette område. Den sandfine karbonbærer kan også bestå av ikke bakt kull eller omfatte dette. Til brenselbriketter for det angitte formål stilles særlige fordringer med hensyn til fysikalske forhold. De må oppvise tilstrekkelig fasthet ved transport og ved forbrenning, og bør således hverken forbrennes for raskt eller bare gløde. Dette kan innstilles ved presstrykket under briketteringen.

Ved den kjente fremgangsmåte som oppfinnelsen utgår fra, og som er beskrevet i DE-OS 37 27 464, arbeides det med forut formede emner som er tilstrekkelig fri for sammenbakt kull og en bindemiddelbrikettering utføres. I den grad finkornet, bakt kull foreligger, er mengden av dette kull så liten at den i praksis ikke bidrar til bindemiddelbriketteringen. Varmebehandlingen finner sted i en oppvarmet dreierørsovn, som i sin nedre del er fylt med sandfin koks i sådan grad at varmebehandlingen finner sted neddykket i et koksleie. Denne fremgangsmåte har vist seg hensiktsmessig. Særlig oppfyller de således fremstilte brennstoffbriketter alle fordringer ved forbrenningen. Med hensyn til langtidsforholdet forut for forbrenningen kan imidlertid de fremstilte brennstoffbriketter i henhold til den kjente fremgangsmåte være gjenstand for forbedring. Ved lagring under visse forhold avtar således deres mekaniske fasthet i betydelig grad med tiden. Dette henføres til det forhold at luft antas å diffundere inn i brenselbrikettene, særlig ved lagring i friluft, idet også vann trenger inn, hvorved bindingskreftene i rasteret av petroleumskoks påvirkes.

Forøvrig beskrives det i GB-897 755 en fremgangsmåte ved brikettering av oppvarmet partikellmaterial, men som heller ikke løser det foreliggende problem.

Oppfinnelsen har derfor som formål å angi en fremgangsmåte for fremstilling av brenselbriketter, som tillater fremstilling av briketter som ikke bare oppfyller alle fordringer ved selve forbrenningen, men dessuten også utmerker seg ved fremragende langtidsforhold, idet de særlig også ved transport og ved lagring i friluft ikke taper sin fasthet.

Dette oppnås ved hjelp av en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte art og som i henhold til oppfinnelsen har som særtrekk at det som bekholdig bindemiddel anvendes en bek/- kull-legering som oppnås ved blanding av bek og finkornet, bakt kull ved en temperatur på over 100 til 200°C, idet nevnte ikke sammenbakte karbonbærer sammenblandes med bindemiddelblandingen ved en blandetemperatur innenfor samme temperaturområde og det benyttes en bindemiddelblanding som oppviser minst 7 vekt-% bek og minst 12 vekt-% finkornet, bakt kull, og at de forut formede emner briketteres ut fra denne blandingstemperatur og emnene derpå utsettes for den fasthetsøkende varmebehandling.

Det vil forstås at briketteringen finner sted ved en briketter ings temperatur som er redusert sammenlignet med blandingstemperaturen. Den ligger således for eksempel ca. 50°C lavere enn blandingstemperaturen. Den fasthetsøkende varmebehandling kan utføres ved en slutt-temperatur på over 400°C eller til og med over 450°C. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er den brikettering som de forut formede emner fremstilles ved, en bindemiddelbrikettering av den art som er vanlig ved fremstilling av stenkullbriketter. I tilsvarende grad kan da teknologien ved den kjente bindemiddelbrikettering derfor anvendes. Vanligvis arbeider man med vanlige briketterings-presser og presstrykk. Ved anvendelse av den angitte bindemiddelblanding og utnyttelse av de angitte parametre oppfyller de fremstilte brenselbriketter overraskende alle fordringer, også med hensyn til langtidsforholdene. Dette er særlig tilfellet når det utnyttes en bindemiddelblanding utført som en bek/kull-legering. Innenfor oppfinnelsens ramme taler man om en bek/kull-legering når beken og det bakte kull er inngått i jevn løsning med hverandre og de to bestanddeler derved er blitt integrert tii et nytt bindemiddel. Dette kan særlig lett oppnås når det benyttes tilstrekkelig finfordelt kull. I brenselbrikettene er da bek/kull-legeringen ufølsom overfor inndiffunderende luft og fuktighet. Den er også meget reaktiv, og dens reaktivitet er sammenlignbar med reaktivitet-en av de briketterte stoffer.

Innenfor oppfinnelsens ramme foreligger nærmere bestemt flere muligheter til videre spesialutførelser. Således oppnår man særlig gode resultater når den ikke sammenbakte karbonbærer, og særlig da sandfin koks, og bindemiddelblandingen oppviser samme temperatur ved sammenblandingen, og det fortrinnsvis arbeides ved en temperatur på ca. 160°C.

Mens det ved den innledningsvis beskrevne fremgangsmåte (ifølge DE-OS 37 27 464) må utnyttes en dreierørsovn ved den fasthetsøkende varmebehandling, kan i henhold til oppfinnelsen varmebehandlingen også finne sted på annen måte, for eksempel ved hjelp av en vandrerist som løper gjennom en tilsvarende ovn eller et tilsvarende kammer og påføres de forut formede emner i et eller flere lag. En foretrukket utførelsesform er i henhold til oppfinnelsen også kjennetegnet ved at de forut formede emner underkastes en fasthetsøkende varmebehandling i en dreieovn. Man oppnår da en meget skånsom varmebehandling og høye resulterende fastheter når dreierørsovnen oppviser et mineralstoffleie av finkornede mineralstoffer. En foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, og som vil være av særlig betydning, er da kjennetegnet ved at det fremstilles forut formede emner hvis spesifikke vekt ved innstilling av blandingsforholdet og fortetningen gjøres større enn massegodsvekten av de finkornede mineralstoffer, samt ved at disse forformede emner innføres for varmebehandling i en oppvarmet dreierørsovn som i sådan grad er fylt med de finkornede mineralstoffer at varmebehandlingen av emnene finner sted neddykket i et mineralstoffleie. Det finkornede mineralstoff har fortrinnsvis en temperatur på ca. 500 til 530°C, i det minste innenfor ovnens utløpsområde. Herunder fylles da dreierørsovnen hensiktsmessig med de finkornede mineralstoffer i sådan grad at mineralstoffvolumet er større enn det som tilsvarer det dobbelte hulromsvolum i en løs massestabel av de forformede emner.

Forøvrig kan det med hensyn til oppfinnelsesgjenstanden igjen henvises til den teknikk som fremgår av nevnte DE-OS 37 27 464. De finkornede mineralstoffer kan være sand, oppskummet perlitt eller vermikulitt, eller også finkornet petroleumskoks, når ovnsatmosfæren er slik at koksens forbrenning forhindres. I ethvert tilfelle bør det imidlertid sørges for at det ved begynnelsen av varmebehandlingen foreligger en temperatur som meget hurtig driver ut de flyktige bestanddeler av de forformede emner. Den utdrevne gass beskytter da mot oksydering.

Med henblikk på optimalisering anbefales det i henhold til oppfinnelsen å arbeide med en bindemiddelblanding som, beregnet ut fra den utgangsblanding som de forut formede emner briketteres fra, består av minst 7 vekt-% bek i form av bek som stammer fra kull eller jordolje, særlig elektrodebek, samt av minst 12 vekt-% finkornet, bakt kull. Fortinnsvis benyttes en bindemiddelblanding som oppviser opptil 12 vekt-% bek og opptil 14 vekt-% finkornet, bakt kull. Fortrinnsvis arbeides det med petroleumskoks eller en annen ikke bakt karbonbærer med en partikkelstørrelse under 2 mm samt minst 60 % under 0,5 mm.

De fremstilte brenselbriketter i henhold til oppfinnelsen utmerker seg ved sine langtidsforhold samt ved sin adferd ved forbrenning i ovn. Innenfor oppfinnelsens ramme ligger også innblanding av finfordelt kalksten i utgangsblandingen, med henblikk på utnyttelse som forbrenningsdemper. I denne

■ forbindelse kan det i henhold til oppfinnelsen arbeides med en utgangsblanding som inneholder petroleumskoks, 3 til 6 vekt-% kalksten samt bindemiddelblandingen. Fortrinnsvis utnyttes da petroleumskoks med en partikkelstørrelse under 2 mm og minst 60 vekt-% under 0,5 mm, samt kalksten med en partikkel-størrelse finere enn 0,5 mm. Brenselbriketter fremstilt i henhold til oppfinnelsen kan også anvendes som karbonbærer ved fremstilling av støpejern i kupolovn.

Langtidsstabiliteten av briketter fremstilt henholdsvis i samsvar med fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse og i samsvar med fremgangsmåten angitt i tidligere nevnte DE 37 27 464, ble undersøkt på følgende måte: 1) Som et utførelseseksempel på den fremgangsmåte som her er angitt, ble følgende forsøk utført: For fremstilling av den utgangsblanding som de forformede emner briketteres fra, ble det benyttet en blanding av bek og findelt sammenbakt kull hvor utgangsblandingen regnet i prosentandeler inneholdt 10 vekt-% elektrodebek og 13 vekt-% bakt kull. Dessuten inneholdt denne blanding 4 vekt-% kalksten og forøvrig finkornet petroleumskoks. Petroleumskoksens kornstørrelse var finere enn 2 mm og med 50 vekt-% under 0,5 mm. Kornstørrelsen for kalksten var finere enn 0,5 mm. Elektrodebeken og det sammenbakte kull ble oppløst i hverandre ved 160"C i et spesielt fremstillingstrinn således at det ble dannet en bindemiddelløsning eller

-blanding.

Denne bindemiddelblanding med temperatur på 160'C ble så omrørt med petroleumskoksen og kalkstenen, som likeledes var oppvarmet til 160'C, for derved å danne en homogen utgangsblanding for brikettering av de forformede emner. Ut i fra denne utgangsblanding ble derpå disse emner brikettert i en valsepresse ved et spesifikt trykk på 2,5 tonn pr. centimeter valselengde samt ved en briketterings-temperatur på 110'C. Emnene ble så lagt inn i en dreie-rørsovn som inneholdt finkornet sand som neddykningsleie for emnene. Sanden ble så temperert til ca 520°C og

vannbehandlingen i dreierørsovnen varte i middelverdi ca.

65 minutter.

Etter varmebehandlingen i dreierørsovnen ble det oppnådd brenselbriketter hvis punkttrykkfasthet for det meste var ca. 200 kg og i alle fall lå statistisk signifikant over 150 kg. Med 14 vekt-% fuktighetsopptak og selv etter påfølgende frostpåvirkning var det ikke mulig å påvise noen reduksjon av punkttrykkfastheten.

2) For sammenligning ble det fremstilt briketter i samsvar med den fremgangsmåte som er angitt i DE 37 27 464. For fremstilling av den utgangsblanding som de forut formede emner skulle briketteres fra, ble det anvendt 10 vekt-% bek av jordolje, 85 vekt-% sandfri petroleumskoks samt

forøvrig ikke sammenbakt, finkornet kull, regnet i prosentandeler av blandingens vekt. Kornstørrelsen av de finkornede bestanddeler var finere enn 2 mm. Utgangsblandingen ble så brikettert til forformede emner ved hjelp av en valsepresse under samme betingelser som under punkt 1) ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Emnene ble så innlagt i en dreierørsovn med et koksleie for neddykning av emnene. Koksleiet ble temperert til

500'C.

Ved hjelp av denne fremgangsmåte ble det oppnådd brenselbriketter som oppviste en punkttrykkfasthet på ca. 180 kg. Etter fuktighetsopptak på ca 14 vekt-% ble imidlertid punkttrykkfastheten redusert til ca. 150 kg. En frostpåvirkning i mellomtiden førte til en ytterligere reduksjon av punkttrykkfastheten til 110 kg.

3) Ved å sammenligne egenskapene for brenselbrikettene fremstilt i samsvar med henholdsvis punkt 1) og 2), fant man da at de brenselbriketter som ble fremstilt i samsvar med fremgangsmåten i henhold foreliggende oppfinnelse oppviste en høy langtidsstabilitet og særlig praktisk talt uforandret fasthet ved fuktighetsopptak. I motsetning til dette oppviste de briketter som ble fremstilt i samsvar med DE 37 27 464 en mindre tilfredsstillende langtidsstabilitet, særlig ved fuktighetsopptak og frostpåvirkning.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av brenselbrikett, særlig for oppvarmingsformål, som opprettholder sin mekaniske styrke ved langtidslagring, og hvor en ikke sammenbakt, finkornet karbonbærer, fortrinnsvis petroleumskoks, sammenblandes med et bekholdig bindemiddel og denne utgangsblanding briketteres til forut formede emner, hvorav nevnte brenselbriketter dannes ved en fasthetsøkende varmebehandling, karakterisert ved at det som bekholdig bindemiddel anvendes en bek/kull-legering som oppnås ved blanding av bek og finkornet, bakt kull ved en temperatur på over 100 til 200°C, idet nevnte ikke sammenbakte karbonbærer sammenblandes med bindemiddelblandingen ved en blandetemperatur innenfor samme temperaturområde og det benyttes en bindemiddelblanding som oppviser minst 7 vekt-% bek og minst 12 vekt-% finkornet, bakt kull, og at de forut formede emner briketteres ut fra denne blandingstemperatur og emnene derpå utsettes for den fasthetsøkende varmebehandling.

2. Fremgangsmåte som angitt krav 1, karakterisert ved at den ikke sammenbakte karbonbærer og bindemiddelblandingen gis samme temperatur ved sammenblandingen.

3. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at det arbeides ved en temperatur på ca. 160°C.

4. Fremgangsmåte som angitt i et av kravene 1—3, karakterisert ved at de forut formede emner underkastes den fasthetsøkende varmebehandling i et mineralstoffleie av finkornede mineralstoffer innenfor en dreierørs-ovn.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at det fremstilles forut formede brikettemner hvis spesifikke vekt gjøres større enn massegodsvekten av de finkornede mineralstoffer ved innstilling av blandingsforholdet og emnenes fortetning, hvorpå nevnte forformede emner for varmebehandling innføres i en oppvarmet dreierørsovn, som i sådan grad er fylt med finkornede mineralstoff at varmebehandlingen av de forformede emner kan finne sted neddykket i et mineralstoffleie.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5, karakterisert ved at dreierørsovnen fylles med finkornede mineralstoffer i sådan grad at mineralstoffvolumet er større enn det dobbelte hulromsvolum i en løs massegodsstabel av de forformede emner.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det arbeides med en utgangsblanding som omfatter petroleumskoksen, 3 til 6 vekt-% kalksten samt bindemiddelblandingen.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at det arbeides med petroleumskoks som har en partikkelstørrelse under 2 mm samt minst 60 vekt-% under 0,5 mm, og med kalksten som har en partikkelstørrelse finere enn 0,5 mm.