DE2444066B2

DE2444066B2 - Verfahren zur Abkürzung der Verkokungszeit von Kohlekörpern

Info

Publication number: DE2444066B2
Application number: DE19742444066
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 5100 Aachen Bernt; Heinrich Wilhelm Dr.-Ing. Gudenau; Prof. Dr.-Ing. Werner 7808 Waldkirch Wenzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-14
Filing date: 1974-09-14
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2444066A1; BE833321A

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Abkürzung der Verkokungszeit für in von außen beheizbare Verkokungsretorten oder Verkokungsofenkammern eingefüllte Kohlekörper wie Pellets oder Briketts.

Die Technologien zur Vorbrikettierung von Kohle, die der Verkokung dienen soll, sind allgemeiner Stand der Technik und bekannt. Ebenso sind die Technologien zur Pelletierung von Kohle, die Verkokt werden soll, bekannt. Weiterhin sind auch die Maßnahmen und Verfahren bekannt, die bei der Verkokung von brikettierter oder pelletierter Kohle dazu führen, daß zunächst ein zusammenhaltender, aus den Koksofenkammern ausdrückbarer Kokükuchen erhalten wird und nach seinem Zerfall im wesentlichen gleichgeformte Koksstücke anfallen. Hierzu wird insgesamt verwiesen auf die US-PS 36 65 066; 37 25 038; 37 53 866 sowie die deutschen Schriften DE-OS 19 43 763 und DE-PS 8 70 995.

Verfahren, die, wie das der gemäß der Erfindung die Verkokungszeit abkürzen sollen, sind bisher weder für die Verkokung von unveränderter Feinkohle, die keinerlei Vorbehandlung erfahren hat, noch für die Verkokung von durch Brikettierung oder Pelletierung vorbehandelter Feinkohle bekannt geworden.

Es wurde gefunden, daß bei einem Verfahren der eingangs definierten Art die Verkokungszeit abgekürzt werden kann, wenn nach dem Einfüllen der Kohlekörper, d.h. der Kohlebriketts oder Pellets in die Ofenkammer, also zu Beginn der Verkokung bis zu dem Zeitpunkt des Aufschmelzens der Kohlesubstanz, also der Ausfüllung der Zwischenräume zwischen den ursprünglich harten Kohlekörpern mit Kohlesubstanz, heiße, in bezug auf die Kohle inerte Gase durch die Kohlebeschickung der Ofenkammer hindurchgeführt werden.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme gelingt es, die Kohlekörper rasch auf 350—400°C aufzuheizen und damit die Verkokungszeit wesentlich abzukürzen. Das Einblasen von Gas wird so lange durchgeführt, wie der Widerstand in der Ofenkammer Gasdurchgang noch zuläßt. Danach erfolgt die Weiterbeheizung wie bei der normalen Kammerverkokung durch die Kammerwände hindurch. Als Aufheizgas kann Rauchgas verwendet werden.

Nach einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Verkokungsofenbatterie einer oder mehreren der benachbarten Ofenkammern, die sich auf hoher Verkokungstemperatur befinden, heißes Entgasungsgas entnommen und in die soeben gefüllte Koksofenkammer überführt In horizontale Verkokungsofenkammern wird vorteilhaft

ίο das Aufheizgas durch Öffnungen in dem Kammerboden oder in seiner Nähe in den Kammerwänden eingeblasen.

Durch die DE-Patentanmeldung K 22 884 IV c/26a

(Kl. 26a, Gruppe 12) ist zwar bereits ein Verfahren bekannt, bei dem ein Trägergas, ζ. B. Koksofengas für zu verdampfendes Erdöl, mit dem die Kokskohlen vermischt, aber danach nicht verdichtet werden, in die Koksofenkammern eingeblasen wird. Das geschieht jedoch zum Zwecke der Erhöhung der Gasausbeute und nicht zu Beginn der Verkokung wie bei der Erfindung, sondern erst in einem fortgeschrittenen Stadium der Verkokung, z. B. wenn sich der Kokskuchen bereits von der Ofenkammerwand gelöst hat.

Die Pelletierung kann für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens z. B. in normalen

2^r> Pelletiereinrichtungen, wie Pelletiertellern oder Pelletiertrommeln durchgeführt werden. Dabei wird das Schweröl vor dem Pelletieren auf eine Temperatur von etwa 120⁰C erhitzt und diese Erhitzungstemperatur ist von den viskosen Eigenschaften des jeweils verwende-

JO ten Öles abhängig. Die Kohle wird entweder mit Normaltemperatur oder ebenfalls wenig erhitzt, z. B. mit 50—60⁰C, in den Pelletierteller eingegeben.

Die auf diese Weise erzeugten Kohle-Öl-Pellets lassen sich nach dem Erkalten ohne zu Bruchgehen bunkern, transportieren und umschütten, so daß günstige Voraussetzungen für die Handhabung eines solchen Zwischenproduktes im Kokereibetrieb gegeben sind.

Bei der Verkokung solcher Kohlekörper auf dem Wege der normalen Kammerverkokjiig ergibt sich ein fester Stückkoks, dessen Festigkeit und Abriebwerte wesentlich über denen von der Verkokung nicht vorverdichteter Kohlen liegen.

Man kann aus solchen Kohlekörpern jedoch auch Formkoks herstellen. Besonders vorteilhaft ist es, für die Verkokung solcher Briketts oder Pellets die normalen Kammerverkokungsanlagen zu verwenden. Im Falle der Formkokserzeugung mit normaler Kammerverkokung, d. h. also bei indirekter Beheizung der Anlage, werden die Kohlekörper vor der Verkokung in bekannter Weise mit Trennschichten versehen, die das Zusammenbacken bzw. Zusammenfließen der einzelnen Kohlek:örper bei der Erhitzung verhindern. Als solche Trennschichten haben sich ampelletierte Schichten aus feinkörnigen Stoffen mit einer Dicke von etwa 0,2 bis etwa 2 mm, vornehmlich von etwa 0,5 mm als zweckmäßig erwiesen. Diese anpelletierten Schichten bestehen aus feinkörnigen Stoffen, wie Hämatiterz, Kalk, Feinkoks u. a.

Die wirksame Schichtdicke hängt hierbei von der Art des Stoffes ab. Hämatiterze sind durch ihren oxidierenden Einfluß auf das Backbitumen der Kohle besonders wirksam und sie können deshalb in sehr dünnen Schichten angewandt werden, während beispielsweise Kalk lediglich physikalisch als Trennschicht wirkt und in dickeren Schichten verwendet werden muß.

Solche Trennschichten haben bei der Verkokung von Kohlekörpern des weiteren die Aufgabe entschwefelnd

zu wirken. Schweröle, die z. B. für die Herstellung von Pellets odsr Briketts verwendet werden, enthalten oft größere Mengen an Schwefel, insbesondere, wenn in erwünschter Weise billige Schweröle eingesetzt werden und es ist deshalb erforderiich, nach Möglichkeit eine Entschwefelung des Kokses während des Verkokungsvorganges zu erreichen. Diese Entschwefelung ist unter anderem bei der Verwendung von Kalk gegeben, indem unter den vorliegenden reduzierenden Bedingungen bei der Verkokung der Kalk in Kalziumsulfid umgesetzt wird.

Mit der vorliegenden Erfindung kommt man einem Entwicklungsziel der Kohleverkokung näher, nämlich der Abkürzung der Verkokungszeit bei der Kammerverkokung. Während normalerweise bei einer Schnellerhitzung der Kohle ein sehr rissiger und relativ kleinkörniger Koks entsteht, führt die Schnellerhitzung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zu hochwertigem Koks. Auch bei einer Verringerung der Verkokungszeit um etwa 33% sinkt die Festigkeit der nach dem Verfahren der Erfindung in Verkokungskammern erzeugten Formkoksstücke kaum ab.

Die Erfindung wird anhand des nachfolgenden Vergleichsbeispieles erläutert:

Eine Steinkohle mit 15,1% flüchtigen Bestandteilen (Wasser- und aschefrei) und mit einer Korngröße unter 1 mm wurde auf einem Pelletierte Her mit Schweröl pelletiert. Das Schweröl hatte einen Gehalt an fixem Kohlenstoff von 15%, sein Gesamtkohlenstoffgehalt lag bei 90%, der Wasserstoffgehalt betrug 8%. Der Schwefelgehalt des Schweröles lag bei 2,8%. Das Schweröl wurde vor dem Pelletieren auf eine Temperatur von 120⁰C erhitzt; es wurde eine Menge von 24,8 Gewichtsprozent Öl zugegeben. Die erzeugten Kohle-Öl-Pellets hatten einen Durchmesser von etwa 40 mm.

An diese Kohle-Öl-Pellets wurde eine etwa 2 mm starke Schicht aus gebranntem Feinkalk anpelletiert. Die mit einer Kalkschale versehenen Kohle-Ol-Pellets wurden in eine runde Verkokungsretorte mit einem Innendurchmesser von 25 cm und einer Höhe von 60 cm eingefüllt. Die Erhitzung der Kohle erfolgte durch die

Wände der Retorte hindurch. Die Verkokungszeit betrug 6 Stunden bis zum Erreichen der maximalen Verkokungstemperatur von 1000⁰C in der Mitte der Verkokungskammer. Der ausgebrachte Kokskuchen fiel zu einzelnen etwa gleich großen Koksstücken auseinander, deren Größe durch die eingesetzten Kohle-Öl-Pel- >ets gegeben ist Der größte Teil der Kalkschale fiel bereits bei dem Auseinandernehmen des Kokskuchens von den Koksstücken ab. Er konnte durch Absieben praktisch restlos von dem Koks gelrennt werden. Bei diesem Siebvorgang zerfielen die Kalkschalen so weitgehend, daß ein Kalkpulver vorlag, das durch Absieben oder Windsichtung von dem Feinkoks getrennt werden konnte. Der erzeugte Koks hatte eine Korngröße von 90,5% über 30 mm bei einer Feinkoksmenge unter 10 mm von 2,4%. Die Trommelfestigkeit M 30 betrug 77,2% der Abrieb M 10 lag bei 12,2%. Der Schwefelgehalt des erzeugten Kokses lag bei 0,92%. Der Schwefelgehalt in dem — nur ein Mal verwendeten - Kalk !ag bei 1,55%.

Die gleiche Kohle wurde mit dem gleichen öl unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben behandelt, jedoch mit folgender Abänderung.

Durch Löcher im Boden der Verkokungskammer wurde von Verkokungsbeginn an bis zum Erreichen einer Temperatur von 380⁰C in der Kammermitte heißes Rauchgas eingeblasen und am Khinmerhof abgeführt. Die Anfangstemperatur des Rauchgases betrug 65O⁰C. Die Verkokungszeit betrug 4 Stunden, d. h. bis zum Erreichen der maximalen Verkokungstemperatur von 1000⁰C in der Mitte der Verkokungskammer. Der erzeugte Koks hatte eine Korngröße von 88,6% über 30 mm bei einer Feinkoksmenge unter 10 mm von 3,8%. Die Trommelfestigkeit M 30 betrug 76,8%, der Abrieb M 10 lag bei 12,9%. Der Schwefelgehalt des erzeugten Kokses lag bei 0,91%. Das Verhalten des Kokskuchens bei dem Ausbringen aus der Kammer war gleichartig wie bei dem Versuch ohne Einblasen von Rauchgas.

Die Verkokungszeit wurde erfindungsgemäß um rund ein Drittel verkürzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abkürzung der Verkokungszeit für in von außen beheizte Verkokungs-Retorten oder -Ofenkammern eingefüllte Kohlekörper, wie Pellets oder Briketts, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einfüllen der Kohlekörper in die Ofenkammer in der Aufheizperiode der Verkokung bis zu dem Zeitpunkt des Aufschmelzen der Kohle heiße, in bezug auf die Kohle inerte Gase als Aufheizgase in die Verkokungskammern eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufheizgase Kohlenentgasungsgase aus benachbarten auf hoher Temperatur befindlichen Ofenkammern verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizgase durch Öffnungen in dem Kammerboden oder in seiner Nähe in den Kammerwänden befindliche Öffnungen eingeblasen werden.