DE1671366C3 - Verfahren zum Herstellen von Agglomeraten für die Formkokserzeugung - Google Patents

Description

mindestens ein Teil der Ausgangskohle mittels eines Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur extrahiert, der größte Teil des Lösungsmittels vom Extrakt abgetrennt und dabei eine nicht destillterbare Fraktion gebildet und diese im Drehofen zusammen mit den kohlenstoffhaltigen Feststoffen bei der zur Formung von Formkörpern notwendigen Bildungsiemper~.tur erhitzt wird, die dazu ausreicht, die nicht destillierbare Fraktion strömungsfähig und die kohlenstoffhaltigen Feststoffe klebrig zu machen und die BiI-dung°der Agglomerate herbeizuführen.

Bei einer praktischen Ausführung dieses Verfahrens im einzelnen gilt folgendes:

Bei der Extraktion wird aus einem beträchtlichen Teil der Kohle ein Extrakt und ein Rückstand hergestellt. Der durch Destillation abgetrennte Teil des Lösungsmittels wird zurückgeführt. Die nicht destil-Jierbare Fraktion dient im Drehofen bei dessen hoher Temperatur als Bindemittel. Ein weiterer Teil des Bindemittels wird aus dem Teer erzeugt, der bei der Agglomericrung und beim Kalzinieren gebildet wird. Dieser Teer wird fraktioniert und ergibt eine Destillat-Teerfraktion sowie Pech, der gleichfalls als Bindemittel verwendet wird. Die Destillat-Teerfraktion wird mit mindestens einem Teil der Ausgangskohle bei erhöhter Temperatur gemischt und ergibt einen Extrakt und einen festen Rückstand. Der Rückstand dieser Extraktion wird einer Tieftemperaturverkokung bzw. -Verschwelung unterzogen und in Halbkoks und Teer umgewandelt. Nach Erhitzen wird der Halbkoks in den Drehofen eingeführt und der Teer dient als Lösungsmittel für die ursprüngliche Extraktion.

Wenn die gesamte Ausgangskohle gänzlich aus nicht backender Kohle besteht, so wird vorzugsweise die gesamte Ausgangskohle der Extraktionsbehandlung mit dem Lösungsmittel unterzogen. Wenn jedoch die Ausgangskohle schwach backende Kohle ist, so wird sie vorzugsweise in drei Teilmengen aufgeteilt, wobei die erste Teilmenge der Extraktionsbehandlung mit dem Lösungsmittel unterzogen wird, die zweite Teilmenge dem Drehofen unmittelbar zugeführt wird und die dritte Teilmenge unter Erzeugung von Halbkoks und Teer einer Tieftemperatur-Verkokung bzw. -Verschwelung unterworfen wird, wobei mindestens ein Teil des Halbkokses in den Drehofen eingeführt wird.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in F i g. 1 bzw. 2 der Zeichnungen schematisch als Verfahrensabläufe dargestellt und nachstehend beispielsweise beschrieben, und zwar für die Verarbeitung einer nicht backenden Kohle bzw. einer schwach backenden Kohle.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren, das bei nicht backenden Kohlen anwendbar ist. Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise die gesamte Aufgabekohlc mit einem Lösungsmittel vorextrahiert, wobei ein als Bindemittel geeigneter Extrakt erhalten wird. Die in der Figur bei bestimmten Materialien in Klammern eingefügten Zahlenwerte veranschaulichen die Materialbilanz, die sich auf Grund bisheriger Versuche erzielen läßt.

Durch eine Leitung 12 wurden 45,4 kg feinkörnige nicht backende Kohle (auf einer wasser- und aschefreien Basis, waf) mit einem Gehalt von 3,77 kg Asche in eine Extraktionszone 10 für die Kohle eingeführt. In der Extraktionszone wird die Kohle durch Behandlung mit einem Kohlelösungsmittel bei erhöhter Temperatur, im allgemeinen in dem Bereich zwischen 350 und 400° C, in einen Extrakt und in einen kohlenstoffhaltigen Feststoffrückstand getrennt. Bei Temperaturen von z. B. 380° C können zwischen 30 und 40 Gewichtsprozente der aufgegebenen Kohle als Extrakt erhalten werden. Die verfahrensmäßigen Einzelheiten zur Trennung der Kohle in einen Extrakt und in einen Rückstand haben jedoch für die Erfindung keine Bedeutung. Im allgemeinen wird bei diesem Verfahren die Kohle in einer geschlossenen Retorte in Anwesenheit eines bei dem Verfahren selbst gebildeten Lösungsmittels erhitzt, wie noch ausgeführt wird. Es wird" so viel Extrakt hergestellt, wie sich zweckmäßig ohne Zusatz von Wasserstoff von außen herstellen läßt. Ohne diese Zugabe von Wasserstoff können Extraktionsgrade bis annähernd 50% erreicht werden.

Die Exiraktionsprodukte werden zusammen mit dem Lösungsmittel durch eine Leitung 14 in eine Trennzone 15 eingeführt. In dieser Zone wird der Rückstand z. B. durch Filtrieren oder Zentrifugieren von dem Extrakt getrennt. Der immer noch in dem Lösungsmittel gelöste Extrakt wird durch eine Leitung 16 in eine Lösungsmittel-Wiedergewinnungszone 20 geleitet. In dieser Zone wird der größte Teil des Lösungsmittels durch Destillieren wiedergewonnen und durch eine Leitung 18 wieder in dieEinTaßleitung 12 eingeführt. Zusatz- bzw. Ersatzlösungsmittel wird, soweit erforderlich, durch eine Leitung 22 in dieselbe Einlaßleitung eingeführt. Der abgetrennte, im wesentlichen nicht destillierbare Extrakt, der 15,9 kg wiegt, wird zusammen mit 2,4 kg Lösungsmittel, das infolge der hohen Temperatur und infolge der Wechselwirkung mit der Kohle zu einer nicht destillierbaren Flüssigkeit polymerisiert worden ist, durch eine Leitung 24 in eine Zuführungsleitung 26 für das flüssige Bindemittel eingeführt, die zu dem Agglomerierungsdrehofen 25 führt. 4,85 kg Krcislaufpech, das auf noch zu beschreibende Weise gewonnen wird, wird ebenfalls durch die Aufgabeleitung 26 für das flüssige Bindemittel befördert. Somit werden insgesamt 23,1 kg Bindemittel gleichzeitig zusammen mit Halbkoks das auf noch zu beschreibende Weise aus dem Extraktrückstand gewonnen wird, in den Drehofen eingeführt.

Der in der Trennzone 15 erhaltene Rückstand wird durch eine Leitung 28 in eine Tieftemperatur-Verkokungszone 30 eingeführt. Diese Zone wird bei Temperaturen von ungefähr 496° C betrieben und hat die Aufgabe, den Rückstand in Halbkoks und in Teer umzuwandeln. Der Halbkoks wird durch eine Leitung 32 in eine Erhitzungszone 35 geleitet, in der er durch Verbrennung mit durch die Leitung 34 eingeführter Verbrennungsluft auf eine Temperatur von ungefähr 649° C erhitzt wird. Der heiße Halbkoks, nämlich eine Menge von 26,1 kg, wird durch eine Leitung 36 in den Drehofen 25 eingeführt.

In dem um seine Längsachse drehbaren Drehofen 25 wird der heiße Halbkoks und das Pech durch Wälz- und Abrollbewcgungen zusammengebracht, während die Stoffe sich durch den Ofen hindurch bewegen. Die Temperatur des eingeführten HaIbkckses wird so ausgewählt, daß die Temperatur der umgewälzten Mischung adiabatisch auf ungefähr 413⁰C gehalten wird. Aufbau und Betriebsweise eines zum Agglomerieren verwendeten Ofens sind in der deutschen Patentanmeldung C 36 375 vom 13. Juli 1965 beschrieben.

Durch eine Auslaßleitung 38 werden grüne Agglomerate, die eine vorbestimmte Größe besitzen, aus dem Ofen abgezogen und in eine Kalzinier- bzw. Brennzone 40 eingeführt, in der sie auf eine erhöhte Temperatur, und zwar so hoch erhitzt werden, daß im wesentlichen alle flüchtigen Bestandteile entfernt werden. Das kalzinierte bzw. gebrannte Lirzeugnis wird durch eine Leitung 41 entnommen. Die entnommene Formkoksmenge wiegt 29,1 kg waf. Der Formkoks enthielt 3.8 kg Asche. Agglomerate, die nicht die gewünschte Formgröße besitzen (Fchlkorn). werden durch eine Leitung 39 wieder in die Tieftcmpcraturverkokungszone 30 eingeführt.

Das bei der Extraktion der Kohle in der Extraktionszone 10 verwendete Lösungsmittel wird folgendermaßen erhalten: In dcrTieftemperaturverkokungszonc 30, in dem Drehofen 25 und in der Kalzinierbzw. Brennzonc wird Teer erzeugt. Dieser Teer wird durch Leitungen 42, 43, 44. 45 in eine Tcer-Wiedergewinnungszone 46 eingeführt, in der alle Gase abgetrennt und durch eine Leitung 47 abgeführt werden. Der Teer selbst wird durch eine Leitung 48 in eine Fraktionierkolonne 50 eingeführt. In dieser wird der Teer in ein leichtes, übergehendes Destillat mit einem Siedepunkt von unter 230 C, das in einer Menge von 2.0 kg anfällt, in ein Mitteldestillat mit einem Siedepunkt zwischen 230 und 400 C, das in einer Menge von 3,3 kg anfällt, und in eine Pechfraktion von 4,9 kg getrennt. Die mittlere Fraktion liefert das Zusatz- bzw. Ersatzlösungsmittel für die Extraktionszone, während die Pechfraktion im Kreislauf unmittelbar in den Ofen zurückgeführt wird und als Bindemittel wirkt.

In F i g. 2 ist ein Verfahren schematisch dargestellt, das sich insbesondere zur Verwendung bei schwach backenden Kohlen, im Gegensalz zu nicht backenden Kohlen eignet. Die in F i g. 2 verwendeten Bezugszahlen bezeichnen, soweit sie mit den Bezugszahlen in F i g. 1 übereinstimmen, dieselben oder entsprcchendc Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsfoim. Weil die Kohle in diesem Fall schwach backfähig ist, kann sie einen Teil des notwendigen Bindemittels während der Agglomerierungsstufe in den Drehofen selbst liefern. Demgemäß ist es nicht

ίο notwendig, alle Kohle der Extraktionszone 10 zuzuführen. Ein Teil wird unmittelbar durch eine Leitung 60 in den Ofen 25 eingeführt und dort mit dem Halbkoks und mit dem zusätzlichen Bindemittel in der Wälzzone im Innern des Ofens vermischt. Ein anderer Teil der Kohle kann auch um die Extraktionszone herumgeführt und unmittelbar durch eine Leitung 70 in die Tieftempcraturverkokungszone 30 eingeführt werden, in der sie zusammen mit dem Extraktionsrückstand unter Bildung von Halbkoks und Teer vorkokt bzw. verschwelt wird. Falls in der Tiefiemperalurverkokungszone 30 mehr Halbkoks erzeugt wire als in dem Verfahren benötigt wird, kann die überschüssige Menge durch eine Leitung 33 abgezoger werden. Die einzelnen Kohlenmcngen, die der Ex traktionszone und der Verkokungs- bzw. Verschwclungszone zugeführt werden, werden so reguliert, dal. das benötigte Bindemittel in ausreichender Mengt zur Verfügung steht. Weil das Verkoken bzw. Verschwelen billiger ist als das Extrahieren, ist es wün sehenswert, das Verkoken bzw. Verschwelen in grüßt möglichem Ausmaß anzuwenden und dennoch di< insgesamt notwendige Menge Bindemittel zu erhalten Im übrigen aber verläuft das in Fig. 2 dargestellt' Verfahren in der gleichen Weise wie das Verfahret gemäß Fig. 1.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Kohle bei dem ein Gemisch aus kohlenstoffhaltigen iStstoffen und einem kohlenstoffhaltigen Bindemit- Patentanspruche: Ief in einem Drehofen gewälzt und Agglomerate und ΐ r „pwnnnen werden und bei dem eine unzurei-

1. Verfahren zum Herstellen von Agglomeraten Teer ge«onnen % _{Hchen koh}i_enstoffhaHigen für die Formkokserzeugung aus schwach backen- 5 chende Menge aes _{auto vQn sdbst ef}_ der oder nicht backender Kohle, bei dem em Ge- Bindemittels m aem uu.

misch aus kohlenstoffhaltigen Feststoffen und zeugt wird _deutschen Patentschrift 8 88 089 be-

einem kohlenstoffhaltigen Bindemittel in einem E.ne "^J ?er ae _eines derartigen Verfahrens

Drehofen gewälzt und Aaglomerate und Teer ge- kannte Ausführungj°™ ^e'"

wonnen werden und bei dem eine unzureichende .«, wird ^r untenbesen - Verfahren

Menge des erforderlichen kohlenstoffhaltigen Bin- Zum Stand Jr £ecnm

demittels in dem Drehofen autogen, von selbst nach der ^US"^Pf ^te"^tsc,f'"^_{ndet wird um von} ;_iner erzeugt wirf, dadurch gekennzeichnet, dem ein Drehrcfanto^^_mt_nlTohlen"offha^g daß mindestens ein Teil der Ausgangskohle mit- einzigen AusgangskonieKommu |

tels eines Lösunesmittels bei erhöhter Tempe- ,₅ Feststoffe zusammen mit e """Mulden»«* ™J* ratur extrahiert, der arößte Teil des Lösungs- zen und gesonderte *$™^*J°J_tJ$™ⁿ" mittels vom Extrakt abgetrennt und dabei eine Größe und Form herzustelle^ Dusks J^J" ^er; nicht destillierbare Fraktion gebildet und diese fordert die Verwendung vor fender^t—^r im Drehofen zusammen mit den kohlenstoffhalti- Kohle als Ausgangskohle de bei de r Tempeatur des _Ce.i Feststoffen bei der zur Formuns von Form- 20 Drehofens plastisch w.rd so SSfher,festan körpern notwendigen Bildungstemperatur erhitzt mitte' hergestellt w.rd und die.«ohlete'fchenfej anwird, die dazu ausreicht, die nicht destillierbare einander haften. Nach der Erfindung soll^ edoch cJe Fraktion strömungsfähig und die kohlenstoffhalti- Ausgangskohle e.ne nur schwach oder nicht backende gen Feststoffe klebrig zu machen und die Bildung Kohle sein. erwähnen daß

der Agülomerate herbeizuführen. ,5 Zum Stand der Technik ist ⁿ°^ch _R ^z" ™™ ™

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- es nach der US-Patentschr.ft 30 1 242 bekanntest, kennzeichnet, daß der feste Rückstand von dem bituminöse Kohle mit Lösungsmittel^z'Strahieren Kohlenextrakt getrennt wird und darauf unter Aber auch in diesem Fall ist d,^e KoWe backende Erzeugung von Halbkoks und Teer einer Tief- Kohle, und das Verfahren diese P^^ntJ^cJⁿ£ ^die£ tempe?atur-Verkokung bzw.-Verschwelung unter- 30 nicht zur Herstellung von Agg °™rater fur_die worfen wird und daß mindestens ein Teil des Formkokserzeugung sondern lediglich zur Herstel-Halbkokses in den Drehofen eingeführt wird. lung von Benzin aus der Kohle. p_a)Pr._Krhrift

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Das Verfahren nach der deusehen' P^ntschnft oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte 8 88 089 befaßt sich mit der HersteJ^g ^°ⁿ ^m-Ausgangskohlenmenge, die vollständig aus nicht 35 koks aus einem Kohlegemisch, das'fhwach backende backender Kohle besteht, der Extraktionsbehand- oder nicht backende Kohle ^^P^^^ lung mit dem Lösungsmittel unterzogen wird. ist aber aus zwei Gründen nicht wirtschaWich oder

4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 für bestimmte Kohlensorten nicht durchführbar. Da oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu verwendende Ausgangskohlegemisch soll und muß schwach backende Ausgangskohlenmenge in drei ₄o nämlich außer der schwach backenden oder nicht Teilmengen aufgeteilt wird, wobei die erste Teil- backenden Kohle gemäß Anspruch 1 und Seite 2, menge der Exiraktionsbehandlung mit dem Lö- Zeile 12 bis 19, zusätzlich backende Kohle enthalten, sungsmittel unterzogen wird, die zweite Teilmenge Ferner ist das Bindemittel Pech, das durch zersetdem Drehofen unmittelbar zugeführt wird und die zende Entgasung der Kohle und wahrend des Kalzidritte Teilmenge unter Erzeugung von Halbkoks 45 nierens hergestellt wird. Es ist aber hervorzuneDen, und Teer einer Tieftemperatur-Verkokung bzw. daß die bei der Verwendung von nicht backender -Verschwelung unterworfen wird, wobei minde- oder schwach backender Kohlen notwendige Menge stens ein Teil des Halbkoks in den Drehofen ein- an Bindemittel beträchtlich ist, wenn nicht gemäß der geführt wird deutschen Patentschrift gleichzeitig backende Kohle

" 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 50 im Ausgangsgemisch verwendet wird. Wäre die bakbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungs- kende Kohle nicht vorhanden, so wurde die Menge mittel bei der Lösungsmittelextraktion eine Mit- des durch zersetzende Entgasung erzeugten Pechs teldestillatfraktion des gesamten oder eines Teils nicht dazu ausreichen, die Agglomerate herzustellen des in dem Verfahren erzeugten Teers verwendet und würde das Verfahren nicht wirtschaftlich durchwird. 55 führbar sein. ...

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Im Gegensatz zu dem Verfahren nach der deut-

bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die nach sehen Patentschrift 8 88 089 liegt der Erfindung auseinem dieser Ansprüche hergestellten Agglome- gehend von dem eingangs genannten Verfahren die rate einem zusätzlichen Kalzinierungsvorgang Aufgabe zugrunde, aus nicht backender oder schwach unterworfen werden. 60 backender Kohle ohne Verwendung von backender

Kohle eine so große Menge von kohlenstoffhaltigem Bindemittel autogen herzustellen, daß diese dazu aus-

reicht, die Agglomerate herzustellen, und zwar ohne

daß Pech aus einer fremden Quelle zugesetzt wird. 65 Ferner gehört es zur Erfindungsaufgabe, vorzugs-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum weise eine einzige Ausgangskohlensorte, und nicht Herstellen von Agglomeraten für die Formkokserzeu- eine Mischung von Kohlen zu verwenden, eune aus schwach backender oder nicht backender Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelost, daß