DE1118745B

DE1118745B - Verfahren zur Herstellung von Kugelkoks

Info

Publication number: DE1118745B
Application number: DEB41590A
Authority: DE
Inventors: Dr Dietrich George; Dr Joachim Karweil; Dr Otto Grosskinsky
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1956-08-30
Filing date: 1956-08-30
Publication date: 1961-12-07

Description

Verfahren zur Herstellung von Kugelkoks Die Erfindung betrifft die Herstellung eines aus winzigen Hohlkugeln bestehenden Kokses oder Koksgrießes, der durch äußerst schnelles Erhitzen von feingemahlenen bituminösen Produkten, z. B. Steinkohlen oder Petrolkoksen, erhalten wird. Das schnelle Erhitzen bewirkt eine Gasentwicklung im Inneren der erweichenden Hohlteilchen, so daß sich diese nach Art einer Seifenblase zu Hohlkugeln mit einer sehr dünnen Schale aufblähen. Der Hohlkugelkoks ist als solcher oder nach einer mehr oder weniger weit getriebenen Zerkleinerung für die verschiedensten Zwecke brauchbar. Er kann z. B. als Filterhilfsmittel verwendet werden, wobei er gegenüber den üblichen anorganischen Substanzen, wie z. B. Kieselgel, den Vorteil hat, daß er einschließlich des Filterkuchens verbrannt werden kann.
Erfindungsgemäß wird Hohlkugelkoks mit einer Schalenstärke von etwa 2 bis 15u, der insbesondere als Filterhilfsmittel geeignet ist, durch Erhitzen von Staub aus Petrolkoks oder backfähigen Kohlen mit 20 oder 36% flüchtigen Bestandteilen über dem Erweichungspunkt dadurch erhalten, daß der Staub in einer Körnung von 90% unter 200u, vorzugsweise unter 100u, einer schnellen Erhitzung in einer Wirbelschicht auf 500 bis 1000° C unterworfen wird und die erforderliche Wärme durch Teilverbrennung der flüchtigen Bestandteile mit Luft erzeugt wird.
Dieses Verfahren hat unter anderem den Vorteil, daß der Kugelkoks in einer verhältnismäßig großen Ausbeute erhalten wird, die nur wenig unterhalb des Wertes liegt, den man aus dem Verlust an flüchtigen Bestandteilen errechnen kann. Es werden im Mittel dementsprechend Ausbeuten zwischen 70 und 80% erreicht.
Die gebildeten Hohlkugeln werden durch die schonende Behandlung des gesamten Gutes nur in geringem Maße bereits im Wirbelbett gebrochen. Daher hat man es vorteilhafterweise in der Hand, durch eine nachfolgende Zerkleinerung auf ein wohldefiniertes Produkt einer bestimmten Körnung hinzuarbeiten.
Zur Durchführung des Verfahrens wird zunächst in den mit Ausgangsmaterial gefüllten Reaktor heiße Luft oder ein anderes sauerstoffhaltiges Gas eingeblasen, um die Kohle zum Fließen zu bringen. Hierbei werden die flüchtigen Bestandteile ausgetrieben, deren Verbrennung die Füllung weiter aufheizt. Nach überschreiten des Zündpunktes genügt es dann, mit kalter Luft weiterzublasen. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 500 und 1100° C, je nach gewünschtem Entgasungsgrad des Endproduktes, das dementsprechend noch etwa ein Fünftel bis drei Viertel der ursprünglich vorhanden gewesenen flüchtigen Bestandteile enthalten kann.
In die heiße Füllung wird kontinuierlich oder absatzweise Kohle oder Petrolkoks nachgefüllt, die durch den guten Wärmeübergang in der Wirbelschicht augenblicklich zu den gewünschten Kugeln. aufgebläht werden. Die Kugeln werden mit dem Abgas ausgetragen oder über einen überlauf abgezogen. Anfangs enthält das ausgetragene Gut natürlich noch normalen feinkörnigen, nicht aufgeblähten Koks vom Aufheizvorgang her. Dieser verschwindet aber bald, denn aus der in das heiße Bett eingetragenen Kohle entsteht nur noch Hohlkugelkoks. Die Temperatur des Bettes wird durch die Verbrennung der entbundenen flüchtigen Bestandteile aufrechterhalten. Ihre Regelung erfolgt durch die Luftmenge, durch deren Sauerstoffgehalt, der durch Intergase (Rückfübrgase) verändert werden kann oder durch Kühlung mit Wasser, Dampf od. ä., ferner durch die Menge des eingespeisten Ausgangsmaterials.
Das Material kann auf die wallende Oberfläche oder in die heiße Füllung eingespeist werden. Unter Umständen bilden sich auch größere Kugeln aus mehreren miteinander verbackten Teilchen. Am günstigsten ist es, das Ausgangsmaterial mit einem Gasstrom zuzuführen, z. B. mit dem Luftstrom, der das Fließen und Heizen der Füllung bewirkt. Zur Steigerung der Aufheizgeschwindigkeit kann auch das Ausgangsmaterial vorgewärmt werden, z. B. durch einen heißen Spülgasstrom.
Wichtig für die technische Brauchbarkeit des Produktes ist eine äußerst dünne Schale der Kokshohlkugeln von etwa 2 bis 15u. Das entspricht einem Durchmesser der Ausgangskohlenteilchen von unter 50u. Die Körnung des Ausgangsmaterials soll daher wenigstens unter 100 #t liegen. Ein Kornanteil von 90% < 100 Et ist im allgemeinen ausreichend, jedoch ist eine Mahlung 90'% < 75 #t vorzuziehen. Eine Feinheit von 90% unter 200 [ stellt etwa die oberste zulässige Grenze dar. Der Durchmesser der Kugeln liegt -unter 100 tt, zum größten Teil unter 50 l..
Da vom Ausgangsmaterial verlangt wird, daß es schmilzt und bläht, sind vor allem Petrolkokse oder backfähige Steinkohlen mit 20 bis -36% flüchtigen Bestandteilen brauchbar. Der günstigste Bereich liegt in jedem Fall etwa zwischen 22 und 26% Flüchtigen.
Der Aschengehalt des Ausgangsmaterials soll zur Erzeugung aschearmer Kokse möglichst niedrig liegen. Die Durchführung des Verfahrens wird durch einen niedrigen Aschegehalt begünstigt. Bei zu hohem Aschegehalt ist daher eine Aufbereitung durch Flotation od. a. angebracht. Da Petrolkoks stets verhältnismäßig aschearm ist, eignet er sich besonders gut als Ausgangsmaterial. Es empfiehlt sich, nötigenfalls seinen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen durch zusätzliches Entgasen oder Zusatz von ölen oder Pechen auf den oben angegebenen günstigen Bereich einzustellen.
Bei der Durchführung des Verfahrens zeigte es sich, daß es sehr schwer ist, ein Pulver der angegebenen Feinheit zu gleichmäßigem Fließen zu bringen. Es bilden sich leicht, zumeist von der Wand und dem Boden ausgehend, zusammenhängende Aggregate in der Füllung, die die Wärmeentwicklung und den Wärmeübergang stören und zur Bildung grobstückiger Kokse Anlaß geben. Man kann diese Störungen dadurch verringern, daß man einen Rührer in den Reaktor einbaut, der die sich bildenden Klumpen zerteilt. Die Wirkung des Rührers läßt sich verbessern, wenn man die Luft durch die Arme des Rühreres einbläst. Die beste Lösung besteht darin, die Luftlöcher im Rührer so anzuordnen, daß die Luftstrahlen gegen den Boden und die Wand des Reaktors treffen. Dadurch werden mit Sicherheit alle Störungen vermieden, die durch Bildung von Klumpen an Wand und Boden entstehen.
Es ist bereits bekannt, in teigigen Zustand überführbare Kohle, Braunkohle oder Kohlegemische für die Verarbeitung zu Briketts ohne Bindemittel sowie zu Koks oder Ruß dadurch vorzubereiten, daß im wesentlichen art- und abmessungsgleiche Kohleteilchen unter ständiger Bewegung nur so lange und nur so stark erwärmt werden, bis sie unter Wirkung der in ihrem Inneren eingeschlossenen flüchtigen und durch die Erwärmung verflüssigten oder vergasten Bestandteile, ohne aneinanderzuhaften, die Form von Hohlkörpern etwa kugelförmiger Gestalt annehmen, die nach dem Erkalten und Erstarren ihres Inhaltes nach außen dicht abgeschlossen sind und ein netzartiges Innengefüge unter Einschluß der gasförmigen Bestandteile aufweisen.
Dieser Koks besitzt im. Inneren ein netzartiges Gefüge, das unter Erstarren des Kugelinhaltes gebildet wird. Diese Kugeln lassen sich nach Anfeuchten mit Wasser kneten und brikettieren. Bei einfachem Erhitzen würde ihr Inhalt wieder erweichen. Demgegenüber besitzen erfindungsgemäße Hohlkugeln keinen erweichbaren Inhalt und sind auch nicht mehr brikettierbar. Sie stellen im Gegensatz zu den bekannten Hohlkugeln ein hochwertiges Fertigprodukt dar, welches insbesondere hervorragende Filtereigenschaften besitzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkugelkoks mit einer Schalenstärke von etwa 2 bis 15 u, insbesondere als Filterhilfsmittel, durch Erhitzen von Staub aus Petrolkoks oder backfähigen Kohlen mit 20 bis 36-% flüchtigen Bestandteilen über den Erweichungspunkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Staub in einer Körnung von 90% unter 200[t, vorzugsweise unter 100[t, einer schnellen Erhitzung in einer Wirbelschicht auf 500 bis 1000° C unterworfen wird und die erforderliche Wärme durch Teilverbrennung der flüchtigen Bestandteile mit Luft erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft durch die Arme von im Reaktionsbehälter angeordneten Rührem zugeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 821335, 648 538; französische Patentschrift Nr. 1068 814; USA.-Patentschrift Nr. 2 549117.