DE1118745B

DE1118745B - Process for the production of spherical coke

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.Process for the production of spherical coke The invention relates to Production of a coke or coke grit consisting of tiny hollow spheres, the by extremely fast heating of finely ground bituminous products, e.g. B. Bituminous coals or petroleum coke, is obtained. The rapid heating causes a Development of gas inside the emollient hollow particles, so that they are after Blow up a kind of soap bubble into hollow spheres with a very thin shell. Of the Hollow ball coke is driven as such or after a more or less far Comminution useful for a wide variety of purposes. He can z. B. as a filter aid can be used, being compared to the usual inorganic substances such as z. B. silica gel, has the advantage that it is burned including the filter cake can be.

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.According to the invention, hollow ball coke with a shell thickness of about 2 to 15u, which is particularly suitable as a filter aid, by heating Dust from petroleum coke or bakable coals with 20 or 36% volatile components obtained above the softening point by the fact that the dust in a grain size of 90% below 200u, preferably below 100u, rapid heating in a fluidized bed is subjected to 500 to 1000 ° C and the required heat by partial combustion of the volatile constituents is generated with air.

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.This process has the advantage, among other things, that the spherical coke is obtained in a relatively large yield, which is only slightly below the value that can be calculated from the loss of volatile constituents can. Accordingly, yields between 70 and 80% are achieved on average.

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.The hollow spheres formed are gently treated by the all of the good is broken only to a small extent in the fluidized bed. Therefore one has it advantageously in hand, by a subsequent crushing on one work towards a well-defined product of a certain grain size.

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.To carry out the process, the starting material is first used hot air or another oxygen-containing gas is blown into the filled reactor, to get the coal flowing. This is where the volatile components expelled, the combustion of which further heats the filling. After exceeding of the ignition point, it is then sufficient to continue blowing with cold air. The reaction temperature lies between 500 and 1100 ° C, depending on the desired degree of degassing of the end product, accordingly, about a fifth to three quarters of what was originally available may contain previously volatile components.

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.In the hot filling is continuously or intermittently coal or Refilled petroleum coke, which is instantaneous due to the good heat transfer in the fluidized bed to the desired balls. become bloated. The balls are carried out with the exhaust gas or deducted via an overflow. In the beginning, of course, the discharged goods contain still normal fine-grained, non-inflated coke from the heating process. This but soon disappears, because the coal that has entered the hot bed arises only hollow ball coke. The temperature of the bed is determined by the burning of the Maintain released volatiles. Your regulation is carried out by the amount of air, through its oxygen content, that through intergases (return gases) Can be changed or by cooling with water, steam or the like, also by the amount of raw material fed in.

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.The material can be placed on the flowing surface or in the hot filling be fed in. Under certain circumstances, larger spheres can also be formed from several particles caked together. It is best to use the starting material to be fed to a gas stream, e.g. B. with the air flow, the flowing and heating of the Filling causes. The starting material can also be used to increase the heating rate be preheated, e.g. B. by a hot purge gas stream.

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..One is extremely important for the technical usability of the product thin shell of the coke hollow balls from about 2 to 15u. That corresponds to a diameter the starting carbon particles from below 50u. The grain size of the raw material should therefore be at least below 100 #t. A grain fraction of 90% <100 Et is generally sufficient, but 90% <75 #t grind is preferable. A fineness of 90% below 200 [is roughly the uppermost permissible limit. The diameter of the balls is less than 100 tt, for the most part less than 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.Since the raw material is required to melt and expand, are mainly petroleum coke or bakable coal with 20 to -36% volatile Components usable. The most favorable range is in any case between 22 and 26% fugitives.

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.The ash content of the starting material is intended to produce less ash Keep cokes as low as possible. The procedure is carried out by a low ash content. If the ash content is too high, treatment is therefore necessary by flotation or a. appropriate. Since petroleum coke is always relatively low in ash it is particularly suitable as a starting material. It is best if necessary its volatile content through additional degassing or addition of oils or pitches to the favorable range given above.

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.In carrying out the process it turned out to be very difficult is to get a powder of the specified fineness to flow evenly. It are easily formed, mostly starting from the wall and the floor, connected Aggregates in the filling that interfere with the development of heat and heat transfer and give rise to the formation of lumpy cokes. You can get these disruptions through this reduce the fact that a stirrer is built into the reactor, which the forming Parted lump. The effect of the stirrer can be improved if the air is used blows in through the arms of the stirrer. The best solution is to make the air holes to be arranged in the stirrer so that the air jets hit the bottom and the wall of the reactor meet. This will surely avoid all disruptions caused by education from lumps on the wall and floor.

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.It is already known that coal, lignite, can be converted into a doughy state or coal mixtures for processing into briquettes without binding agents and into coke or to prepare soot by using coal particles of essentially the same type and dimensions with constant movement only so long and only so strongly heated that they are under Effect of the volatile trapped inside and by heating liquefied or gasified constituents without sticking together, take the form of Hollow bodies take on roughly spherical shape, which after cooling and solidifying their contents are tightly sealed from the outside and have a net-like internal structure including the gaseous constituents.

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.This coke has im. Inside a net-like structure that is underneath Solidification of the ball contents is formed. These balls can be removed after moistening knead with water and briquette. If simply heated, their contents would be restored soften. In contrast, hollow spheres according to the invention do not have a softenable one Content and can no longer be briquetted. They represent in contrast to the familiar Hollow spheres represent a high-quality finished product, which is particularly excellent Has filter properties.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A process for the production of hollow spherical coke with a shell thickness of about 2 to 15 u, in particular as a filter aid, by heating dust from petroleum coke or baked coals with 20 to 36% volatile components above the softening point, characterized in that the dust in a grain size of 90% under 200 [t, preferably under 100 [t, is subjected to rapid heating in a fluidized bed to 500 to 1000 ° C and the required heat is generated by partial combustion of the volatile constituents with air.

2. Method according to claim 1, characterized in that the air through the arms of is supplied arranged in the reaction vessel stirrer. Considered publications: German Patent Nos. 821335, 648 538; French patent specification No. 1068 814; U.S. Patent No. 2,549,117.