Uprawniony z patentu: Eschweiler Bergwerks-Verein Aktiengesellschaft, Kohlscheid (Republika Federalna Niemiec) Sposób wstepnej obróbki cieplnej do brykietowania na goraco spiekajacego sie wegla kamiennego i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wstepnej obróbki cieplnej do brykietowania na goraco spie¬ kajacego sie wegla kamiennego, który przy pomocy goracego strumienia gazu czyni mozliwym brykie- towanie na goraco spiekajacego sie wegla kamien¬ nego o wspólczynniku porowatosci mniejszym niz 5.Aby mozna bylo brykietowac na goraco wegiel kamienny o wspólczynniku porowatosci mniejszym niz 5, konieczna jest wstepna obróbka cieplna, któ¬ ra zapewnia utrzymanie okreslonej konsystencji i rodzaju uziarnienia nieczynnego skladnika wegla, to znaczy skladnika nie mieknacego, podczas zasad¬ niczej obróbki cieplnej.Opracowano szereg sposobów obróbki cieplnej dla odgazowania paliw ziarnistych lub plytowych, które jednak sa zbyt skomplikowane dla objetej wynalazkiem wstepnej obróbki, poniewaz poprzez rodzaj transportu materialu przeznaczonego do obróbki oraz poprzez sposób doprowadzenia ciepla obrabiany material musi uzyskac bardzo waskie pasmo ziaren, aby wystepujace przy podgrzewaniu spiekajacego sie wegla zjawiska spiekania nie pro¬ wadzily stale do zatykania agregatów. Zgodnie z ogólnie przyjetym pogladem, ze material wyj¬ sciowy o waskim pasmie ziaren stanowi istotny warunek jakosci wyrobu, podejmowano trud su¬ szenia, mielenia i dokladnego przesiewania wegla przed obróbka cieplna.Wedlug znanego sposobu drobnoziarnisty, spie- 10 15 20 25 30 kajacy sie wegiel zostaje odgazowany w komorze wirowej przy pomocy goracego strumienia gazu na mialki koks. Przy czym czesc uzyskiwanego koksu jest doprowadzana do komory wirowej okresowo jako dodatkowy nosnik ciepla tak, iz przy dodaniu jeszcze nie obrobionego cieplnie, drobnoziarnistego wegla temperatura mieszanki spada gwaltownie do ok. 420°C. Nastepnie temperatura mieszanki skladajacej sie z mialkiego koksu i drobnoziarnis¬ tego wegla jest równomiernie podnoszona z pred¬ koscia ok. 5° do 10°C/min az do osiagniecia tempe¬ ratury odgazowywania 550°C. Przy tym procesie podgrzewania wymaga sie równomiernego i powol¬ nego podgrzewania spiekajacego sie wegla, aby przeksztalcic go w mial koksowy o trwalej struk¬ turze.Wady tego sposobu polegaja na tym, ze obraca sie duze ilosci mialu koksowego; nastepuje szybkie zuzycie przylaczonych agregatów przez mial kok¬ sowy; znacznym obciazeniu walców brykietujacyeh warunkowanym kruchoscia materialu oraz ko¬ nieczne jest gorace dozowanie mialu koksowego sluzacego jako nosnik ciepla.Aby przeksztalcic spiekajacy sie wegiel w koks pylowy, opracowano znany sposób,w którym jako reaktor sluza umieszczone za soba komory wirowe.Potrzebne do procesu odgazowania cieplo dostar¬ czaja gorace spaliny, czesciowe spalanie powstaja¬ cego mialu koksowego oraz spalanie powstajacych produktów pirolizy. W przeciwienstwie do opisa- / 79 50079 500 nego wyzej sposobu nieciaglego ten sposób umoz¬ liwia ciagle zasilanie surowcem i ciagle odbieranie mialu koksowego.Wada tego sposobu jest konsystencja produktu, który ze wzgledu na niedostateczna sterowalnosc 5 temperatury obróbki wykazuje regularnie struktu¬ re piankowa, pecherzykowata, a tym samym po¬ woduje znane trudnosci brykietowania, które po¬ legaja glównie na tym, ze wypraski nie daja sie wystarczajaco utwardzic. !0 Znany jest równiez sposób wytwarzania koksu pylowego, w którym wykorzystuje sie jako reaktor tfmiesB^zony pijpiiowo system rur, w którym drob¬ noziarnisty .w§gler\ iest przenoszony przy pomocy strumienia gazu i przezen jednoczesnie utleniany 15 draz odgazowany. J^ko strumien gazu nosnego sto¬ suje sie przy tym (wzbogacone tlenem powietrze."Sposób 4e» dzieli., fcie na dwa etapy, przy czym pierwszy etap polega na utlenianiu a nastepujacy po nim drugi etap na odgazowaniu pylu weglowe- 2o go na mial koksowy. W pierwszym etapie unoszony surowiec zostaje rozgrzany w ciagu 0,5 s do ok. 430°C i przez ok. 1 do 3 s pozostaje w tej tem¬ peraturze. Nastepnie w drugim etapie surowiec zostaje podgrzany w ciagu 1 s do 530—560°C. Pro- 25 ces wstepnego utleniania powoduje, ze drobnoziar¬ nisty wegiel uzyskuje w wyniku podwyzszonej za¬ wartosci tlenu przy odpowiednim okresie oddzialy¬ wania wyraznie brazowa krawedz utleniona, która siega do 1 /u. Ta utleniona krawedz ma zapobiegac 30 przy nastepujacym odgazowywaniu wegla na koks, aby wegiel nie spiekal sie sam i nie zatykal agre¬ gatów.Podobnie jak przy sposobie z komora wirowa równiez przy tym sposobie wada polega na tym, 35 ze warunkiem wykonania tego sposobu jest przy¬ gotowanie scisle okreslonych ziaren wegla. Dlatego tez konieczne jest zastosowanie urzadzen miela¬ cych i sortujacych dla zabezpieczenia, aby pasmo ziaren nie przekraczalo ok. 200 /u. Dodatkowa wada jest to, ze przepustowosc tego typu urzadzen jest bardzo ograniczona, poniewaz maksymalne obcia¬ zenie nosne strumienia gazu wynosi tylko kilka kg/nm3. Dalsza wada polega na drobnoziarnistej i równomiernej strukturze produktu, który jako glówny skladnik powoduje trudnosci przy brykie- towaniu, dlatego ze obok wysokiego zuzycia wyni¬ kajacego z kruchosci produktu drobne ziarna nie¬ dostatecznie daja sie otoczyc przez skladnik laczacy dodany przed brykietowaniem.Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu 50 wstepnej obróbki cieplnej spiekajacego sie wegla, który nie bedzie mial wad znanych' sposobów, a który pozwoli na takie obrabianie nieprzygoto¬ wanego wstepnie, wypiekajacego sie wegla ka¬ miennego o szerokim pasmie ziaren, ze powstanie 55 pólfabrykat, który podczas nastepujacej glównej obróbki cieplnej zostaje juz tylko czesciowo odga¬ zowany i rozdrobniony, ale zachowuje konsysten¬ cje ziarnista korzystna dla procesu brykietowania nagoraco. eo Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze obrabiany wstepnie material o ziarnach niesorto- wanych az do 14.000 \x prowadzony poziomo przez strumien gazu zostaje doprowadzony do tempera¬ tury koncowej 400°C z srednia predkoscia rozgrze- €5 40 45 wania wynoszaca ok. 1000°C/s tak, iz obrabiany wstepnie material przetwarza sie czesciowo w pól- koks, czesciowo w perforowane ziarna i czesciowo w dobrze zachowane ziarna z porami odgazowania.Sposób wedlug wynalazku w wyniku poziomego prowadzenia strumienia wegla i gazu powoduje, ze material nie musi byc ani wstepnie suszony, ani mielony, ani sortowany. Niesortowane ziarna az do 14.000 /u stwarzaja ponadto istotny warunek przetwarzania obrabianego wstepnie materialu w trzy rózne stany szczególnie korzystne dla na¬ stepujacej glównej obróbki cieplnej. Próby wyka¬ zaly, iz w wyniku poziomego prowadzenia goracy strumien gazu moze byc obciazony 10 do 14/nm3, a to umozliwia przy takiej samej objetosci gazu znacznie wiekszy przerób niz w znanych sposobach.Pozadane trzy rózne stany obrabianego materialu mozna uzyskac korzystnie, gdy wedlug dalszej ce¬ chy wynalazku obrabiany material jest doprowa¬ dzany w róznych nastepujacych po sobie w kie¬ runku przeplywu miejscach poziomego prowadze¬ nia, a tym samym jest poddany dzialaniu strumie¬ nia gazu przez rózne okresy.Wystepujace przy tym kolo punktów zasilania spadki temperatury strumienia gazu nie obnizaja jakosci materialu obrabianego przez okres maksy¬ malny wynoszacy 0,3 s.Wedlug dalszej cechy wynalazku mozna uzyski¬ wac regulacje temperatury obrabiania przez odpo¬ wiednie dozowanie ilosci materialu doprowadzane¬ go w nastepujacych po sobie w kierunku przeply¬ wu punktach wdmuchiwania. W szczególnosci mozna w ten sposób dokladnie sterowac zalezna od kazdorazowego gatunku wegla temperature kon¬ cowa obrabianego materialu poprzez ilosci mate¬ rialu doprowadzane w poszczególnych punktach w jednostce czasu.Aby material po wstepnej obróbce cieplnej nie zapalil sie ze wzgledu na stosunkowo wysoka tem¬ perature koncowa, proponuje sie wedlug wynalaz¬ ku, aby material bezposrednio przed i/lub bezpo¬ srednio po oddzieleniu od strumienia gazu chlo¬ dzic. Gwaltowne chlodzenie materialu powoduje korzystne dla dalszej obróbki cieplnej podczas procesu glównego rozsadzanie ziaren materialu, przy zachowaniu niezmienionej konsystencji zia¬ ren.Jako urzadzenie do wykonywania sposobu Wed¬ lug wynalazku proponuje sie umieszczona poziomo, zasilana wspólosiowo goracym gazem, jako czynni¬ kiem rozgrzewajacym i nosnym, rure, która ma korzystnie kilka nastepujacych po sobie w kierun¬ ku przeplywu punkty wdmuchiwania i prowadzi do oddzielacza odsrodkowego.Dla chlodzenia poddawanego wstepnej obróbce cieplnej materialu proponuje sie wedlug wynalaz¬ ku lacznik pomiedzy rura i oddzielaczem odsrod¬ kowym, przy czym lacznik ten ma zasilane woda, skierowane poprzecznie do kierunku przeplywu materialu dysze.Przetworzony wedlug wynalazku w trzy stany pólprodukt podczas nastepujacej glównej obróbki cieplnej musi zostac odgazowany juz tylko czes¬ ciowo, przy czym jest równiez czesciowo rozdrab¬ niany. Jednakze nie jest przy tym, tak jak w zna-79 500 6 20 25 nych sposobach, przetwarzany w jednorodna frakcje.W pózniejszym procesie brykietowania na goraco pólkoks, to jest material podobny do koksu stano¬ wi szkielet wypraski, podczas gdy perforowane 5 ziarno zostaje roztopione przez lepka mase bitu¬ miczna pózniej dodanego mieknacego wegla, ale nie traci przy tym zalety, wedlug techniki cieplnej, mozliwosci „oddychania", natomiast material po¬ dobny do koksu zachowuje sie, wedlug techniki 10 cieplnej, prawie nieczynnie.Wreszcie dobrze zachowane ziarno stanowi ko¬ nieczny dalszy element oporowy wypraski, który ze wzgledu na istniejaca jeszcze zdolnosc kurcze¬ nia daje sie otoczyc przez skladnik wiazacy pod- 15 czas procesu prasowania.Wbrew pogladowi iz material wyjsciowy o rów¬ nomiernej strukturze i normalnych ziarnach jest korzystny dla brykietowania na goraco, okazalo sie, ze z trzech frakcji uzyskanych sposobem wedlug wynalazku razem z skladnikiem wiazacym uzys¬ kuje sie dobrze wygladajaca i mechanicznie trwala wypraske. Natomiast wytwarzany znanymi sposo¬ bami material podobny do koksu ze wzgledu na swe zachowanie termotechniczne oraz jednorodna strukture nie pozwala sie wystarczajaco zwiazac podczas procesu prasowania i powoduje powsta¬ wanie szorstkiej powierzchni brykietu z odpowied¬ nio wysokim wspólczynnikiem scierania i stosunko¬ wo niska wytrzymaloscia.Na rysunku przedstawiono przyklad urzadzenia do wykonywania sposobu wedlug wynalazku.W zbiorniku 1 skladowany jest spiekajacy sie wegiel kamienny, który jest jedynie splukany, ale nie jest przesuszony i nie ma okreslonej frakcji ziaren. Czesc wegla zostaje doprowadzona poprzez przewód Z do zasilanej goracym gazem komory spalania 3. Stamtad strumien wegla i gazu przej¬ muje umieszczona poziomo rura 4 podczas gdy material jest rozgrzewany ze srednia predkoscia rozgrzewania 1000°C/s tak, iz uzyskuje temperature 49 koncowa 400°C. Uwzgledniono przy tym, ze na od¬ cinku dzialania nastepuje odpowiedni spadek tem¬ peratury, poniewaz czesc wegla jest doprowadzana przez przewód 5 do umieszczonego dalej w kie¬ runku przeplywu punktu wdmuchiwania 6. Przez 45 mieszanie juz rozgrzanego materialu z podawanym do strumienia nowym materialem uzyskuje sie mozliwosc regulacji pozadanej temperatury konco¬ wej przy odpowiednim dozowaniu obu czesci ma¬ terialu. 50 Po maksymalnym okresie oddzialywania wyno¬ szacym 0,3 s strumien gazu i wegla opuszcza rure 4 i poprzez lacznik 7 dostaje sie do oddzielacza od¬ srodkowego 8. Lacznik 7 jest zaopatrzony w dysze 9 skierowane poprzecznie do kierunku przeplywu 55 materialu, a dysze 9 sa zasilane woda w celu chlo- 35 dzenia. W oddzielaczu odsrodkowym 8 material jest oddzielany od strumienia gazu i ewentualnie po dalszym ochlodzeniu przez zasilane woda dy¬ sze 10 przenoszony przez przewód 11 do pojemnika 12. Obrobiony wstepnie material, którego struktura wykazuje zarówno material podobny do koksu, jak równiez ziarna perforowane oraz dobrze zachowane ziarna z porami odgazowania, jest dozowany i do¬ prowadzany do zasadniczej obróbki cieplnej. PL PL