DE1571643A1

DE1571643A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Formkoks

Info

Publication number: DE1571643A1
Application number: DE19661571643
Authority: DE
Inventors: Everett Gorin; Friedrich Robert J
Original assignee: Consolidation Coal Co
Current assignee: Consolidation Coal Co
Priority date: 1965-03-03
Filing date: 1966-03-02
Publication date: 1971-01-07
Also published as: DE1571643C3; DE1571643B2; GB1131433A; US3401089A

Description

W. 12497/66 9/Hir

Consolidation Goal Company, Pittsburgh, Pennsylvania (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von lOrmkoks

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Agglomerieren von getrennten oder diskreten kohlenstoffhaltigen Teilchen in einer Wälzzone (tumbling zone) einer Drehretorte, und insbesondere auf ein Verfahren zur Rückführung eines Teils des Agglomerate oder Sinterprodukts zu der Wälzzone der Retorte zwecks Agglomerierung mit anderen getrennten kohlenstoffhaltigen Teilchen.

Nach einem früheren Vorschlag werden teilchenförmige bituminöse Kohle und feinteilige Schwelkohle (char), d.h. der feste kohlenstoffhaltige Rückstand von Kohle, die zwischen 427° und 760⁰C (800 - 1400⁰F) destilliert worden 1st, in eine Wälzzone einer Drehretorte eingeführt. Zusammen mit der Kohle und der Schwelkohle kann auch Pech zu der

0098S2/0342

BAD ORIGINAL,

Wälzzone der Drehretorte zugegeben werden, um. als SEssatslieb.es Bindemittel zu dienen und die Ausbeute an lOrmkoks m ea?- höhen. Geeignete Mengenverhältnisse der Bestandteil®,» die in die Retorte eingeführt wurden, betrugen nach diesem Yerfahrenavor schlag 30-60 Gewichtsteile backende Kable» 40 - 65 Gewichtsteile Schwelkohle (char) und Q - 2© öewAehtsteile Pech. Die in der Betörte aufrechtzuerhaLtextäSfe Semper a— tür lag im Bereich zwischen 399° und 440°C (750 ~ 825?*)· Die gewünschte Temperatur des Gemischs wird in der Betört« unter im wesentlichen adiabatisehen Bedingungen aufrechterhalten, d.h. die Rohmaterialien werden vorerhitzt_t bevor sie in die Wälzzone der Drehretorte eingeführt wexden, um im wesentlichen alle Wärme, die zur Erzielung der gewünschten Temperatur in der Wälzzone erforderlich ist, als fffelbao?«¹ Wärme zuzuführen. Die Betorte wird in Drehung gehalten, um ein Wälmen und inniges Texmischen der Feststoff© herbeizuführen. Wenn das Gemisch in der Betorte gewälst ward, werden nach den dortigen Angaben getrennte Agglomerate gebildet während"gleichseitig eine partielle Destillation der Kohle eintritt} hierdurch wird Teer freigemm@li%, dessen Pechanteil, bei Rückführung, als weiteres Bindemittel für die Agglomerate dient, wenn die Zusammenstellung Pech umfaßt. Die Aufenthaltszeit <ler kohlenstoffhaltigen Feststoffe in der Retorte beträgt im allgemeinen etwa 15-^0 Minuten. ^% •Die heißen "grünen" Agglomerate werden aus der Retorte ge-

009882/0342 ßAD original

wonnen und danach bei erhöhter Temperatur calciniert, z.B. bei einer Temperatur zwischen 760° und 1038⁰O (1400-190O⁰F), wobei ein bevorzugter Bereich 843 - 982⁰C (1550-1800⁰F) betragt. Das calcinierte Agglomerat des früheren Verfahrensvorschlags stellt den als Produkt gewonnenen Formkoks dar; dieser hat eine Dichte, Festigkeit und Abriebsbeständigkeit von herkömmlichem Hochofenkoks und tatsächlich ist die Festigkeit im allgemeinen der von herkömmlichem Koks überlegen.

Für eine Verwendung als metallurgischer Koks in herkömmlichen Hochöfen ist es anzustreben, daß der Fonnkoks eine Größe nicht mehr als 76,2 mm (3") und vorzugsweise zwischen 19 und 50,8 mm (3/4" bis 2") hat. Es wird der engstmögliche Größenbereich bevorzugt, jedoch ist ein Größenbereich zwischen 19 und 50,8 mm (3/4" - 2") zufriedenstellend. Die aus der Betorte gewonnenen rohen oder grünen Agglomerate haben ein gewisses Größenspektrum und die Agglomerate gewünschter Größe wurden von den Agglomeraten mit Untergröße und Obergröße abgetrennt und bei erhöhter Temperatur calciniert, um ein Formkoksprodukt des bei dem älteren Verfahrensvorschlag gewünschten Größenbereichs zu erhalten. Vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt ist es äußerst wünschenswert, die grünen Agglomerate von Untergröße und Übergröße als Teil des Einsatzmaterials zu der Wälzzone der Retorte zurückzuführen. Es wurde festgestellt, daß, wenn die grünen Agglomerate von Untergröße ohne vorherige Verar-

0 0 9 8 8 2 / 0 3 A 2 bad original

beitung zu der Retorte zurückgeführt v/erden, ein wesentlicher Anteil der zurückgeführten grünen Agglomerate in der Wälzzone in Form von diskreten Teilchen erhalten bleibt und nicht zusammen mit den anderen diskreten Teilchen des Einsatzmaterials an der Bildung homogener Agglomerate teilnimmt. Weiterhin wurde festgestellt, daß ein wesentlicher Anteil des zurückgeführten Agglomeratprodukts während des gesamten Wälzvorgangs die gleiche Größe behält und demgemäß als Teil des Einsatzmaterials ungeeignet ist. Das Unvermögen, die Gesamtmenge des aus dem gewünschten Größenbereich herausfallenden grünen Agglomeratprodukts bei Rückführung in die Wälzzone in den Formkoks aufzunehmen, verringerte den technischen und wirtschaftlichen Anreiz des Verfahrens und führte zu.einer beträchtlichen Erhöhung der Gesamtkosten des Formkoksprodukts mit dem gewünschten Größenspektrum.

Es kann angenommen werden, daß Agglomerate in der Wälzzone einer Drehretorte in der nachstehend angeführten Weise gebildet werden; Die teilchenförmigen Bestandteile werden in der Wälzzone durch die Drehung der Drehretorte während der Anfangsstufe der Agglomeratbildung innig gemischt und bilden eine locker zusammenhängende plastische Masse, die zu verhältnismäßig feinen plastischen Teilchen aufbricht. Die plastischen Teilchen vereinigen sich bei fortgesetzter Wälzung unter Bildung von größeren Teilchen oder "Keimen" (seed particles) nach einem der Bildung eines Schneebalis

ßAD ORIGINAL

009882/0342

vergleichbaren Mechanismus. Wenn die Keime oder Impfteilchen über die geneigte Oberfläche des in der Retorte gebildeten Bettes herabrollen, haften die feinen plastischen Teilchen an den Keimen und verursachen ein fortgesetztes Wachsen der Keime. Der Wachstumsvorgang setzt sich fort, bis die Kohle hinreichend verschwelt oder verkokt (carbonizes), um ein Anhaften zu beseitigen, und das Bindemittel verliert seine Plastizität als Folge der Temperatur und der Verweilzeit» Die Agglomerate erstarren dann und es tritt kein weiteres Agglomeratwachstum auf. Das aus der Retorte gewonnene Agglomeratprodukt ist ein homogenes karbonisiertes Gemisch der Bestandteile, die der Retorte zugeführt wurden. Der Kohle- und Pechanteil des Einsatzmaterials ist während des Wälzvorganges Verschweltemperaturen (carbonizing temperatures) ausgesetzt, so daß das Agglomeratprodukt in vieler Hinsicht der durch Tieftemperaturkarbonisierung gebildeten diskretteilchenförmigen Schwelkohle (char) ähnlich ist.

Wenn ein Teil des Agglomeratprodukts zu der Wälzzone der Drehretorte zurückgeführt wurde, hat sich gezeigt, daß das rückgeführte Agglomeratprodukt, dessen Größe eine vor*- herbestimmte Größe übersteigt, nicht an den in der Wälzzone gebildeten feinen plastischen Teilchen unter Erzeugung größerer Agglomerate haftet, und daß die zurückgeführten größeren Agglomerate nicht an dem Agglomerierungsvorgang teilnehmen. Weiter wurde. Folgendes festgestellt: Wenn das

009882/0342 bad

zu der Wälzzone der Drehretorte rüekgeführte Aggl©»ai?atprodukt auf etwa die gleiche Größe wie die der &η&@ρ#Ε. der Drehretorte zugeführten Bestandteile zerkleinert wjyed, bei spielsweise auf eine Größe entsprechend eine® durch ein Sieb mit 6,35 mm OA") öffnungen, das führte Agglomeratprodukt dann an dem teilnimmt, das zurückgeführte Agglomeratprodukt sich in seinem Verhalten den anderen Bestandteilen angleicht und unter Bildung des gewünschten homogenen Agglomerate wäehst oder sich zusammenballt.

Weiter wurde festgestellt, daß die Produktegglomerate nach Zerkleinerung auf eine Größe entsprechend eine» Durchgang durch ein Sieb mit 6,35 bob (1/4") öffnungen erhöhten Temperaturen unterworfen wenden können, u» einen feil der für den adiabatischen Prozeß erforderlichen Wir»© iu liefern, und zwar ohne nachteilige Beeinflussung Ätr Iigtsygshiften des iOrmkoksprodukts.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung tines Verfahrens zur Behandlung des aus de* gewünschten G-rößenbereich herausfallenden i.gglomeratproduktB in sol eher Weise, daß es zusammen mit anderen diskreten kohlenstoffhaltigen

fliehen la der Wälzzone einer Drehre-torte an dtr Bildung homogener Agglomerate, dit sich zum Calcinieren zu Formkoks gewünschter festigkeit und Sichte eignen, teilninmt. Weiterhin bezweckt die Erfindung die Angabe eines Verfahrens zum

0 0 i 8 8 2 / 0 3 4 2 ^{ÖAD orj}G'nal

Agglomerieren getrennter kohlenstoffhaltiger Teilchen, bei dem als ein Bestandteil Teilchen des vorausgehend in der Wälzzone einer Drehretorte gebildeten Agglomeratprodukts zur Anwendung kommen·

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten aus diskreten kohlenstoffhaltigen Teilchen, bei dem man das aus dem gewünschten Größenbereich herausfallende und in die Wälzzone der Drehretorte eingeführte Ägglomeratprodukt derart zerkleinert, daß es mit den anderen teilchenförmigen kohlenstoffhaltigen Bestandteilen an der Agglomeratbilduno teilnimmt.

liach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird Formkoks aus feinteiligen Kohleteilchen mit einem vorherbestimmten Größenbereich und feinteiligen kohlenstoffhaltigen Teilchen, die vorausgehend einer Karbonisierung unterworfen wurden, gebildet, indem man die Kohleteilchen und die kohlenstoffhaltigen Teilchen durch die Wälzzone einer Drehretorte leitet, um die Kohleteilchen teilweise zu karbonisieren und gleichzeitig Agglomerate aus den Teilchen zu bilden, gefolgt von einer Calcinierung mindestens eines Teils der aus der Drehretorte gewonnenen Agglomerate, wobei weiterhin die aus der Drehretorte gewonnenen Agglomerate einer Größentrennung unterzogen und Agglomerate, die einen anderen vorherbestimmten Größenbereich aufweisen, einer Galcinierung

BAD ORIGINAL

009882/0342

unterworfen und mindestens ein Teil der Agglomerate, die eine aus dem anderen vorherbestimmten Größenbereich herausfallende Größe haben, auf einen Größeribereich, der im wesentlichen mit dem vorherbestimmten Größenbereich der Kohleteilchen übereinstimmt, zerkleinert und in Form feinteiliger kohlenstoffhaltiger Teilchen zur Agglomeration mit den feinteiligen Kohleteilchen zu der Wälzzone zurückgeführt werden.

Die Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Foinnköks mit einer Drehretorte, die eine Wälzzone zur teilweisen Karbonisierung feinteiliger Kohleteilchen mit Nebenproduktgewinnung und Agglomeratbildung in dieser Wälzzone der Drehretorte aufweist, und einer Calciniereinrichtung zur Fertigdestillation der Agglomerate aus der Drehretorte mit Nebenproduktgewinnung, v/obei die feinteiligen Kohleteilchen einen vorherbestimmten Größenbereich aufweisen, feinteilige kohlenstoffhaltige Teilchen vorausgehend einer Karbonisierung unterworfen worden sind und die aus der Drehretorte gewonnenen Agglomerate in einen anderen vorherbestimmten Größenbereich fallen; diese Vorrichtung umfaßt eine Korntrenneinrichtung zwischen der Drehretorte und der Calciniereinrichtung zur Trennung der Agglomerate in Teilchen mit dem anderen vorherbestimmten •Größenbereich und Teilchen, die aus dem anderen vorherbestimmten Größenbereich herausfallen, Leitungen zur förderung der Teilchen mit dem anderen vorherbestimmten Größenbereich

^8AD ORIGINAL 009882/0342

zu der Calciniereinrichtung, einen Brecher oder eine andere Zerkleinerungseinrichtung zur Zerkleinerung der Teilchen mit einer aus dem anderen vorherbestimmten Größenbereich herausfallenden Größe auf eine Größe, die im wesentlichen mit dem vorherbestimmten Größenbereich der Kohleteilchen übereinstimmt, Fördereinrichtungen zur Überführung der Teilchen mit der aus dem anderen vorherbestimmten Größenbereich herausfallenden Größe von der Korngrößentrenneinrichtung zu der Zerkleinerungseinrichtung, und Leitungen zur Wiederzurückführung der zerkleinerten Teilchen.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung weiter erläutert; in der Zeichnung ist ein schematisches Fließbild einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung und einer hierfür geeigneten Vorrichtung dargestellt.

Gemäß der Zeichnung wird feinteilige backende bituminöse Eohie in eine·Zerkleinerungseinrichtung 10 eingeführt, in der sie auf eine Korngröße entsprechend beispielsweise 14 Maschen χ O Tyler-Standardsieb (14 mesh χ Ο Tyler standard screen) zerkleinert wird. Die zerkleinerten Kohleteilchen werden durch einäLeitung 12 einem Kohletrockner oder -vorerhitzer 14 zugeführt, wo die Kohleteilchen mittels eines Heißgases, das durch eine Leitung 16 zugebracht wird,, einer Temperatur von etwa 31-6°O (60O⁰F) ausgesetzt werden.

BAD ORIGINAL

009&82/Q342

1571843

■ - ίο -

Die Dämpfe werden aus den Höhletrockner 14 durci- einen Auslaß 18 abgezogen. Ein Strom vorerhltzter Kohle wird aus dem Kohletrocitner oder -vorerhitzer 14 durch eine Leitung abgeführt. Ein Teil der vorerhitzten Kohle wird durch eine Zweigleitung 22 au einem Tieftemperaturverkoker oder -verschweler 24 (low temperature carbonizer) gefördert* Die restliche vorerhitzte Kohle wird durch die Leitung 20 zu der Wälzzone einer Drehretorte 26 geleitet.

Sofern gewünscht, kann die Rohkohle auf eine Größe entsprechend einem Durchgang durch ein Sieb mit 6,35 ^ (1/4") Öffnungen, nachstehend definiert als 6,35 ma χ Ο (1/4" χ 0) Größenbereich, zerkleinert und zu dem Kohletrockner 14 geleitet werden. Each JLbzug aus dem Kohletrockner 14 können die Kohleteilchen in zwei Fraktionen unterschiedlicher Größe getrennt werden; die Fraktion höherer Korngröße wird auf einem 14 Maschen Tyler-Standardsieb zurückgehalten und hat einen Größenbereich zwischen 6,35 me (1/4^b) und 14 Haschen, und die Fraktion kleinerer Korngröße, d.h. die Fraktion, die durch das 14 Maschen Tyler-Standardsieb hindurchgeht (14 Maschen χ 0), wird durch die Leitung,22 zu dem Yerschweler 24 gefördert.

Die Kohleteilchen werden in dem Terschwelear 24 auf eine Temperatur τοη etwa 482° C (900⁰F) erhitzt, vorzugsweise In einem Wirbelschichtbett dichter Phase. Der Betrieb

BAD ORfGfNAL

009882/0342

einer derartigen Verschwelungszone ist bekannt und bildet keinen wesentlichen Teil der Erfindung, mit der Ausnahme äpvon, daß die in dieser Weise in einem Wirbelschichtbett erzeugte Schwelkohle (char) besonders vorteilhafte und wünschenswerte Eigenschaften als Bestandteil von Formkoks aufweist. Die in dem Verschweler 24 ausgetriebenen Teer-· dämpfe werden durch eine Leituno 28 zu einem Kondensator geführt. Andere Teerdämpfe, die in anderen Abschnitten des Verfahrens gebildet werden, können ebenfalls durch die Leitung 28 au dem Kondensator 30 geleitet werden, wo die nicht-kondensierbaren Gase durch eine Leitung 32 und das Teerkondensat durch eine Leitung 34- gewonnen werden. Der Teer wird in einer Fraktioniereinrichtung 36 fraktioniert; eine Deεtillatfraktion wird durch eine Leitung 38 gewonnen, während eine Pechfraktion durch eine Leitung 40 abgezogen wird. Die Pechfraktion kann durch die Leitung zu der Drehretorte 26 geführt werden, wie das später beschrieben wird.

Dem Vterschweler 24 wird durch Leitungen 42 und 44 Luft zugeführt, und die-heiße Schwelkohle wird aus dem Verschweler 24 durch eine Leitung 46 abgezogen und in einen Vorerhitzer 48 eingeführt, wo die Schwelkohle durch irgendwelche geeigneten Maßnahmen auf eine Temperatur von etwa 593⁰O (1100⁰F) erhitzt wird. Wärme kann durch teilweise Verbrennung der Schwelkohle in dem Vorerhitzergefäß 48 zugeführt werden.

009882/0342 bad original

Das auf etwa 593⁰O (1100⁰I¹) erhitzte teilchenförmige kohlenstoffhaltige Material wird dann durch eine Leitung 50 zu der Drehretorte 26 gefördert und in der Wälzzone der Drehretorte 26 mit den durch die Leitung 20 zugebrachten vorerhitzten Kohleteilchen vermischt. Pech kann durch, die Leitung 40 zugeführt werden. Es können auch Mittel vorgesehen sein, um jegliches zugesetzte Pech auf eine Temperatur von etwa 371⁰O (700⁰F) vorzuerhitzen. Die Vorerhitzungstemperaturen für die Kohle, die Schwelkohle (char) und das Pech werden zweckmäßig in Übereinstimmung mit den relativen Mengenanteilen der drei Komponenten angepaßt, um die gewünschte mittlere Temperatur des Gemische zu erzielen; diese kann zwischen etwa 385° und 440⁰G (725 - 825⁰F)-liegen, je nach den Eigenschaften des Beschickungsmaterials. Die Atmosphäre in der Retorte sollte nicht-oxydierend sein und jegliche in dem Vorerhitzer verwendete Luft sollte vollständig verbraucht werden.

Die Retorte 26 hat ein Abschlußgefäß 52, das ihr Austrittsende umgibt, so daß die Agglomeration in der Retorte 26 unter im wesentlichen nicht-oxydierenden Bedingungen erfolgt. Das aus der Retorte 26 abgezogene Agglomeratprodukt wird in drei Fraktionen klassiert oder gesiebt, nämlich eine übergrößenkornfraktion, in der sich alle Agglomerate mit einer Größe von mehr als 57»1 mm (2 to 1/4") befinden, eine Untergrößenkornfraktion, in der sich alle Agglomerate

0098 82/03 4 2 bad orig.nal

mit einer Größe kleiner als 22,2 nun (7/8") befinden, und eine Mittelfraktion gewünschter Größe, in der sich alle Agglomerate mit einer Größe kleiner als 57 »1 Em (2 to 1/4·") und größer als 22,2 mm (7/8") befinden. Die Agglomerate werden in die drei Fraktionen klassiert, indem das Agglomeratprodukt aus der Setorte 26 auf ein erstes Sieb 54- abgezogen wird, das Öffnungen von 57,1 mm (2-1/4·") hat. Die .Fraktion mit Übergröße, d.h. +57,1 mm (+2-1/4·"), bleibt auf dem Sieb 54· zurück. Die gewünschte Fraktion, d.h. 57 »1 bis 22,2 mm (2-1/4-" χ 7/8"), und die Unterkornfraktion, d.h. -22,2 mm (-7/8"), gehen durch die 57,1 mm (2-1/4-") öffnungen des Siebes 54- hindurch und gelangen auf ein Sieb 56. Das Sieb 56 hat 22,2 mm (7/8") Öffnungen, und die gewünschte Fraktion, d.h. 57,1 bis 22,2 mm (2-1/4-" χ 7/8"), bleibt auf dem Sieb 56 zurück, während die ünterkorngrößenfraktion, d.h. -22,2 mm (-7/8"), durch die öffnungen des Siebs 56 hindurchgeht.

Die gewünschte Fraktion (57»1 bis 22,2 mm;

2-1/4·" χ 7/8") .wird von dem Sieb 56 durch irgendeine geeignete fördereinrichtung, die in der Zeichnung schematisch mit 60 bezeichnet ist, in einen Schleusenbehälter 62 geführt. Die Agglomerate werden von dem Schleusenbehälter 62 in eine Oalciniereinrichtung 64- geleitet, die für einen Betrieb unter einem Druck zwischen etwa 0 und 21 kg/cm (0 - 500 psi) und bei einer Temperatur zwischen 760° und 1038°0 (14O0-190O°F)

0098 82/0342 bad

ausgebildet ist. Ein heißes Gas, vorzugsweise ein reduzierendes Gas, wird durch eine Leitung 66 in die Caleiniereinrichtung 64 eingeführt und fließt in Gegenstromwärmeaustausch zu dem sich abwärts bewegenden Strom von Agglomeraten aufwärts durch die Oa^liniereinrichtung. In der GaI-ciniereinrichtung 64 wird die Erhitzungsrate zur Erzeugung von festen starken Formkoks geregelt. Der Betrieb der GaI-ciniereinrichtung ist an sich bekannt und bildet keinen Y/esentlichen Seil der Erfindung. Die Agglomerate erfahren in der Galciniereinrichtung 64 eine lineare Schrunipfunc von etwa 12,5 /->y und der c al c inier te Formkoks, d.h. der air. Produkt gewonnene Formkoks, der aus der Calciniereinrichtung 64 durch eine Leitung 63 abgezogen wird, hat ein Größenspektrun sv/ischen 50 »3 und 19 mm (2" bis 3/4-")·

Die Überkorngrößenagglomeratefraktion (+57»1 21m; +2-1/4"), die auf dem Sieb 54 zurückbleibt, und die Unterkorngrößenagglomeratfraktion (-22,2 mm; -7/8"), die durch das Sieb 56 hindurchgeht, werden beide auf ein Förderband abgeführt und. einem Brecher oder einer Zerkleinerungseinrichtung 70 zugeleitet, wo beide Fraktionen auf eine Korngröße zerkleinert werden, welche in der Lage ist, durch ein Sieb nit 6,35 TBm (1/4") öffnungen hindurclzugehen. Die zerkleinerten Ober- und Unterkornagglomerate haben ein Größenspektrum aus Teilchen mit einer Größe kleiner als 6,35 mm (lA"), d.h. sie bilden eine Fraktion 6,35 mm χ 0

008882/0342 «down«.

-" χ O). Das zerkleinerte Agglomeratprodukt mit einem Größenbereich von 6,35 mm χ C (1/4" χ 0) wird von der Zer- >leineruncseinrichtung 70 durch eine Leitung 72 zu dem Scuwelkoalevorerhitzer 48 gefördert, wo das zerkleinerte A^lomeratprodukt mit der Schwelkohle aus der Karbonisiereinric"-.üun£ 24 vermischt und auf eine Temperatur von etwa i?93°O (1100⁰F) erhitzt wird., i/enn ein Vorerhitzer vom Wirbelschichtt;~p, wie er zuweilen als Fluosolids-Vorerhitzer bezeichnet wird, zur Anwendung komnt, werden die Über- und Unterkornaggloaierate auf einen Gröfienbereich aus Teilchen mit einer Korngröße kleiner als 8 Maschen (8 U χ 0) gemahlen, so daß die über- und Unterkornagglomerate und die Scmvelkohle aus den Karbonisator 24 beide in dem Torerhitzer 45 in einen cuasiflüssigen oder Wirbelschichtzustand gelangen. Das Gemisch aus ächwelkohle und zerkleinerten Agglomeratprodukt wird durch die Leitung 50 zu der Retorte 26 geführt.

Je nach den Betriebsbedingungen machte das überkorn- und Unterkornaggloiaeratprodukt zwischen 20 - 40 % des aus der Retorte 26 gewonnenen Produkts aus. Die Tabelle I veranschaulicht die Produktgrößen bei drei typischen Betriebsdurchführungen, wo eine backende bituminöse Kohle aus der Pittsburgh-Lagerstätte und eine Schwelkohle, die durch Destillation einer backenden bituminösen Kohle, ebenfalls aus der Pittsburgh-Lagerstätte, zur Anwendung kamen. Die Kohle hatte eine Größe von 14 Maschen χ 0 und die Schwelkohle hatte eine

009882/0342 bad

Größe von 8 Maschen χ O. Die Produktgoße ist in der !Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

Versuch Hr.	, Gew.-96	1	2	3
Produktgröße	(βηκΙ.ΖοΙΐ)
' mm	(+4")
+101,6	(3 x 4")	0,0	0,0	■~: 0,0
76 -101,6	(2 χ 3")	1,6	0,3	0,0
50,8-76,2	(1-1/2 χ 2")	14,4	15,0	3,0
38,1-50,8	(1 χ 1-1/2")	21,2	26,3	16,0
25,4-38,1	(3/4 χ 1")	27,8	34,6	41,2
19,1-25,4	(1/2 χ 3/4")	12,2	13,2	21,0
12,7-19,1	(-1/2")	10,7	7,9	13,9
-12,7	[total +3/4")	12,1	2,7	4,9
gesamt +19,11	(3/4 χ 4»)	77,2	89,4	81,2
19,1-101,6	(3/4 χ 3")	77,2	89,4	81,2
19,1- 76,2	(3/4 χ 2")	75,6	89,1	81,2
19,1- 50,8	mittlere Größe, mm	61,2	74,1	.78,2
		32,2	35 3	28,2
(Inches)	(1,27)	(1J9)	(1,11)
ßchüttgewicht 4-19,1 mm	31,7	32,7	32,5

(+3/4")lgglm.

Der Gesamtgewichteprozentsats der gewünschten Größe (19,1 - 50,8 mm; 3/4" χ 2") im Betriebslauf Nr. 1 betrug 61,2 Gew.-% des gesamten Porakoksprodukts. Im Betriebslauf Hr. 3 lagen 78,2 Gew.-# dee Formkoksprodukte in dem gewünschten Größenbereich. Die übergrößenfraktion des Betriebslaufs 1 machte 16 % aus, die Untergrößenfraktion des Formkoksprodukts

009882/0342 bad original.

•betrug 22,8 Gew.-%. Im Betriebslauf Nr. 3 bestand die ÜbergroBenfraktion aus 3 Gew.-% des gesamten Pormkoksprodukts, während. 18,8 Gew.-# des Gesamtprodukts aus Untergrößenformkoks bestanden.

Um festzustellen, ob die zurückgeführten Agglomerate zusammen mit den anderen kohlenstoffhaliiigen Materialien an dem Agglomerationavorgang teilnehmen, wurden drei Betriebsläufe durchgeführt, bei denen 5 Gew.-# des kohlenstoffhaltigen Materials, das der Drehretorte zugeführt wurde, aus einem radioaktiven Agglomeratprodukt bestanden.

Eine bituminöse Kohle wurde mit Neutronen bestrahlt (in den Brookhaven-Laboratorien) und hatte eine Hadioaktivität von 0,2 Millicurie/g. Eine Schwelkohle (char) mit einer Radioaktivität von 0,2 Millicurie/g wurde aus der bestrahlten Kohle gebildet und mit anderer bituminöser Kohle in der Wälzzone einer Drehretorte zur Bildung eines Agglomeratprodukts vermischt. Die Untergrößettfralction der bestrahlten Agglomerate wurde weiterhin in drei Fraktionen getrennt, nämlich 6,35 - 3,2 mm (1A^B χ 1/8«), 12,7 - 6,35 mm (1/2" χ 1A") und 19,1 - 12,7 mm (3A" x 1/2"). Es wurden drei Versuchsläufe, in der nachstehenden Tabelle II als Versuche 4, 5 und 6 bezeichnet, in im wesentlichen der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben durchgeführt.

009882/0342

Tabelle II Versuch Nr.

Größe der radioaktiven Agglomerate, die der Betorte zugeführt wurden

mm 3,2 - 6,35 6,35 -12,7 12,7-19,1 (Zoll) (1/4ⁿx1/8^K) (1/2¹¹XiA¹¹ )(3A"x1/2ⁿ)

Radioaktive Agglomerate in den aus der Retorte erhaltenen Agglomeratproduktfraktionen unterschiedlicher Korngröße, in*

Agglomeratproduktgröße mm (Zoll)

101,6-76,2	(4 χ 3) .	16	12	_
76,2-50,8	(3 x 2)	18	24	0
50,8-25,4	(2x1)	18	6	0
25,4-19,1	(1 x 3/4)	16	4	8
19,1-12,7	(3/4 χ 1/2)	16	54	90
12,7- 6„35	(1/2 χ 1/4)	16	100	Spuren
	Summe	100	98

Auf der Grundlage der Hadioaktivität des Stromes zurückgeführter Agglomerate war es möglich, spezifische Ein-

satzmaterialfamktionen aufzuspüren und zu bestimmen, ob zurückgeführte Agglomerate verschiedener Größe an dem Agglomerationavorgang teilnehmen. Aus der vorstehenden Tabelle II ist ersichtlich, daß Agglomerate mit einer Größe von 12,7 - 19*1 ma (1/2^W χ 3/4^d) praktisch nicht an dem Agglomerationsyorgang teilnehmen und aus der Drehretorte mit im wesentlichen der gleichen Größe abgezogen werden,

009882/0342 ⁸^ ^0Rle'^NAL

wie sie der Wälzzone der Drehretorte zugeführt wurden.
Weiter ueht aus dem Versuch Hr. 5 der Tabelle II hervor, dai. ein wesentlicher Anteil der Agglomerate mit einer Größe zwischen 6,55 und 12,7 mm (1/4" bis 1/2") nicht an der
Agglomeration teilnimmt. Und zwar nahmen 54 % der ursprünglichen Agglomerate mit einer Größe zwischen 6,35 und 12,7 nun ' (1/4"■ cir 1/2") nicht an dem AgGlomerationsvorgang teil. Wenn die Agglomerate eine Größe zwischen 3,2 und 6,35 nun (1/3" bis 1/4") aufweisen, nehmen sie an dem Agglomerationsvorganij teil und werden gleichmäßig über das gesamte Agglomeratprodukt verteilt. Die Verteilung der Agglomerate, die der Wälszone der Drehretorte zugeführt wurden, wurde durch radiolo^ische Zählung ermittelt, und danach wurde der Prozentsatz der bestrahlten Agglomerate in feeler Größenfraktion bestimmt.

Die nachstehende Tabelle III veranschaulicht die GröEe von IiOrmkoksprodukten aus drei typischen Betriebsdurchführungen, bei denen bituminöse Kohle, Schwelkohle, die durch Destillation einer backenden bituminösen Kohle erhalten wurde, und zurückgeführtes Agglomeratprodukt in der Wälzzone einer Drehretorte unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen wie in den Betriebsdurchführungen
4-, 5 und B gemäß Tabelle II agglomeriert und danach calciniert wurden.

BAD

009882/0342 ^BA0

15716A3

Aus der Tabelle III ist ersichtlich, daß ein Formkoksprodukt mit dem gewünschten Größenbereich aus Bestand-. teilen unter Einschluß von zurückgeführtem Agglomeratprodukt hergestellt werden kann. Die Fraktion gewünschter Größe machte bei dem Versuchslauf 7 69»9 Gew.-% des Formkoksprodukts aus. Die Übergrößenfraktion betrug 25 »2 Gew.-5» und die Untergrößenfraktion betrug 2,8 Gew.-%. Bei 4-en Betriebsdurchfuhrungen 8 und 9 machte die gewünschte Fraktion 82 Gew.-% bzw. 72,1 Gew.-% aus. Die Betriebsdurchführungen 7» 8 und 9 zeigen, daß geeignete und vorteilhafte Prozentsätze an Formkoksprodukt mit der gewünschten Größenfraktion erhalten werden können, wenn die Größe des zurückgeführten Agglomeratprodukts geregelt wird.

009832/0342

CJ

M φ

CO CiJ -P

CO #v

OCM

φ i

UiX-KS

CiJ ^-'

IA CM /-ν

O IA

CO

D +

Φ Φ

ω η

■«fc:

cvj

Τ" IA O VO-CO tN

CJN co er»

ω er» ο

ψ· r· *■

(M KO CM

t> CM CO

CO N ^

CM CO IA

v- ^t LA VO VO VO

CO IA CJN »· #> ^

^t- vo #

I I

Hfl KN |CV

C3 O

CVj ca ·-

Cs-

BAD pFfl

008182/0342

15716A3

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Herstellung eines Fonnkoksprodukts aus einer nicht-backenden oder schwachbackenden Kohle Anwendung finden. Wenn Kohlen dieser Art verwendet werden, muß eine genügende Menge an Bindemittel, wie ¹SeBc od.dgl., benutzt werden, so daß die getrennten kohlenstoffhaltigen Teilchen in der Betörte agglomerieren.

Das in der Drehretorte erzeugte Agglomeratprodukt ist in vieler Hinsicht dem Schwelkohleprodukt, wie es bei der Tieftemperaturcarbonisierung von Kohle erhalten wird, ähnl h. Wenn es gewünscht wird, ein Formkoksprodukt mit einem engen GrÖßeribereich zu erhalten, kann die durch Tieftemperaturcabonisierung von Kohle gebildete Schwelkphle als Bestandteil fortgelassen werden. Das Agglomeratprodukt, das wie in dem vorstehend beschriebenen Verfahren zerkleinert worden ist, kann an die Stelle dei⁴ Tieftemperaturachwelkohle treten. Bei dieser Verfahrensweise wird dad Agglomeraiprodukt zu verhältnißaäßig engen £<?rngrößen-frakt ionen ge siebt j a<$ d»i einra 6OJf de* AggloÄferätprodukts als Über- ouer Unteiköinprodukt Insuaehen siodj und dieses wird auf etwa den gleichen Örößfenfcireich wie die t

zurückgeführt. Die H*uptiwi$fctttfg 4es Fschs besteht darin, b&i

Äiiesipe'rattireö ä

chtn «^ Uef etn, bq 4*9 die

haben, -tun zu erweichen und ein Kleb- oder Bindemittel oder eine klebrige Oberfläche zu ergeben, an der die kohlenstoffhaltigen Teilchen haften und Agglomerate bilden können, kann das Pech in dem Verfahren fortgelassen werden.

009882/0342

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Formkoks aus Γeinteiligen Kohleteilchen mit einem vorherbestimmten Größenbereich und feinteiligen kohlenstoffhaltigen Teilchen, die vorausgehend einer Carbonisierung unterworfen worden sind, unter Hindurchleiten der Kohleteilchen und der kohlenstoffhaltigen Teilchen durch die Wälzzone einer Drehretorte zur teilweisen Carbonisierung der Kohleteilchen und gleichzeitigen Bildung von Agglomeraten aus den Teilchen, gefolgt von einer Calcinierung mindestens eines Teils der aus der Drehretorte gewonnenen Agglomerate, bei dem die aus der Drehretorte gewonnenen Agglomerate einer Größentrennung unterzogen und Agglomerate, die einen anderen vorherbestimmten Größenbereich aufweisen, einer Calcinierung unterworfen werden und mindestens ein Teil der Agglomerate, die eine aus dem anderen vorherbestimmten Größenbereich herausfallende Größe haben, als feinteilige kohlenstoffhaltige Teilchen zur Agglomeriert^ mit den feinteil igen Kohletellohen in die Wälz zone zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Agglomerat«, die eine aus dem anderen vorherbestimmten Größenbereich herausfallende Größe haben, auf einen Größenbereich verkleinert, .·* '* der im wesentlichen mit dem vorherbestimmten'Größtabereich der

009882/0342 bad original

Kohleteilchen übereinstimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Teilchen des anderen vorherbestimmten Größenbereichs solche in Bereich von 22,2 bis 57,1 mm (7/8" bis 2-1/4·") abtrennt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gewonnenen Agglomerate, deren Größe den anderen vorherbestimmten Größenbereich über- oder unterschreitet, zerkleinert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß man die Zerkleinerung zur Erzeugung einer Teilchengröße kleiner als 6,35 hiei· (1/4-¹¹) durchführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die kohlenstoffhaltigen Teilchen vor der Einführung in die Drehretorte vorerhitzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohleteilchen vor der Einführung in die Drehretorte erhitzt,

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man der Drehretorte mit den Kohleteilchen und den kohlenstoffhaltigen Teilchen Pech zuführt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß • einem der Ansprüche 1-7 mi* einer Drehretorte, die eine Wälzzone zur teilweisen Carbonisierung feinteiliger Kohleteilchen mit Hebenproduktgewinnung und Agglomeratbildung in dieser

009882/0342

15716A3

Wäzzone der Drehretorte aufweist, und einer Calciniereinrichtunjj zur Fertigdestillation der Agglomerate aus der Drehretorte mit Nebenproduktgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß an die Drehretorte (26) eine Trenneinrichtung (54,56) und eine Zer*- kleinerungseinrichtung (70) angeschlossen sind, welche zur Abtrennung von Teilchen, die eine aus einem gewünschten vorherbestimmten Größenbereich herausfallende Größe haben, und zur Zerkleinerung dieser Teilchen auf eine Größe, die im v/r sentlichen mit dem vorherbestimmten Größenbereich der Kohl· teilchen übereinstimmt-, ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungseinrichtung (7Q) zur Verringerung der Teilchengröße auf weniger als 6,35 mm (1/4") ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung zwei Siebe umfaßt, von denen ein erstes Sieb (54) Teilchen mit* einer Größe über 57,1 mn (2-1/4·") und das zweite Sieb (56) Teilchen mit einer Größe über 22,2 mm (7/8^M) zurückhält.

BAD ORIGINAL

009182/0342