DE1771160A1 - Process for the production of metallurgical shaped coke bodies - Google Patents
Process for the production of metallurgical shaped coke bodiesInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
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Description
Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Herstellung von Koks, der sich zur Verwendung in Kupol- und Hochöfen sowie für andere metallurgische-Verfahren eignet.The invention relates to a novel method of manufacture of coke, which is suitable for use in cupola and blast furnaces as well as for other metallurgical processes.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens sur Herstellung von Koks praktisch gleichförmiger Größe und Festigkeit, wobei sich der gesamte Koka für metallurgische Zwecke eignet, was im Gegensatz zu dem normalerweise in einem Nebenprodukt-Ktffcsofen hergestellten Koks steht, der sich durch einen beträchtlichen Anteil an Untergröße besitzendem Material auszeichnet.The object of the invention is to provide a method of making coke of practically uniform size and strength, with all of the coca lending itself to metallurgical use, as opposed to normally coke produced in a by-product furnace which is characterized by a significant proportion of undersized material.
Ein anderes Erfindungsziel bezweckt die Herstellung von Koks mit genau steuerbaren Eigenschaften bezüglich Porosität und Dichte, der darüberhlnaus einen nur aehr geringen Aschegehalt besitzen sollte. Derartige Kokssorten eignen r.ich als Reduktionsmittel itir die Phosphor- und Kalzium-Another aim of the invention is to produce coke with precisely controllable porosity properties and density, which, moreover, is only very low Should have ash content. Such types of coke are suitable as reducing agents for the phosphorus and calcium
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
karbid-Induotrie sowie als kohlenstoffhaltiges Aggregat für die Herstellung von Soderberg-Anoden oder vorgesinterten Anoden für die Aluminiumindustrie-.carbide induction and as a carbonaceous aggregate for the production of Soderberg anodes or pre-sintered anodes for the aluminum industry.
Dieser Koks sollte sich in wesentlich kürzerer Zeit herstellen lassen, als dies für die Herstellung von Koks nach herkömmlichen Nebenprodukt-Koksofenverfahren,, welche typiocherweise Zeitspannen von etwa 18 - 24 3td. benötigen, erforderlich ist. Die Koksherstellung seilte praktisch kontinuierlich ablaufen und weniger Personal-Arbeitszeit und Wartungskosten erfordern als das Nebenprodukt-Koksoferverfahren, welches als ein "Mehrfach-Chargenverfahren" bezeichnet werden kann.This coke should be able to be produced in a much shorter time than is the case for the production of coke conventional by-product coke oven processes, which typically take periods of about 18-24 days. require, is required. The coke production was practically continuous and less manpower worked and maintenance costs than the by-product coke oven process, which can be referred to as a "multiple batch process".
In bevorzugter Ausführungsform besteht das erfindungsgemäfle Verfahren in der Herstellung von metallurgischem Koks aus zwei aktiven, teilchenförmigen, kohlenstoffhaltigen Hauptbestandteilen, nämlich Kohle und unkalzinicrtem Rohkoks, der durch Verkoken eines schweren, verflüssigbaren Kohlenwasserstoffs auf einen Gehalt an flüchtigen Stoffen, ausschließlich Wasser, von etwa θ - 20{< hergestellt worden ist, beispielsweise Hohpetrolkoke, eowie aus einem Weichmacher für einen oder beide dieser Stoffe. Dem Gemisch können auch kleinere Mengen von bis zu etwa 25 Gew.-^, bezogen auf das g33amte teilchenförraige Ge-In a preferred embodiment, the inventive fle Process in the production of metallurgical coke from two active, particulate, carbonaceous Main ingredients, namely coal and uncalcined Raw coke made by coking a heavy, liquefiable Hydrocarbon to a content of volatile substances, excluding water, of about θ - 20 {< has been produced, for example Hohpetrolkoke, eowie from a plasticizer for one or both of these substances. The mixture can also contain smaller amounts of up to about 25% by weight, based on the entire particle size
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
misch, inerten, eich während des Verkokungsvorfahrens Im wesentlichen nicht verschmelzenden Stoffen zugesetzt werden, beispielsweise Anthrazit, Koksgrus, kalzinierter Petroleumkoks oder schlecht verschmelzender oder oxydierter Rohpetroleumkoks oder auch bei der folgenden Verwendung des Kokses zu reduzierende Erze. Bei weniger bevorzugten Ausführungsfornien der Erfindung kann der endgültig erhaltene Koks zeitweilig auch aus rohem unkalzinierten Koks als dem einzigen teilchenförmigen Ausgangsmatorial zuzüglich eines Weichmachers hierfür oder aus roher oder teilweise entgaster Bitumenkohle als dem einzigen aktiven teilchenförmigen Ausgangsmaterial in Verbindung mit einem Weichmacher hierfür hergestellt werden. Im allgemeinen wird die Erfindung jedoch vorzugsweise in der Weise durchgeführt, daß als das aktive teilchenförmige Ausgan^smaterial eine Mischung aus Kohle und rohem unkalzinisrten Koks verwendet wird, wobei auf 100 Geraiochteile 85 bis 15 Teile dos rohen unkalzinierten Kokses und 15 bis 85 Teile Kohle entfallen. Ein sehr bedeutsames Merkmal dor Erfindung besteht in dar Verwendung des Weichmachorr "b^w. der Weichmacher, der bzw. die verschiedene Aufgaben erfüllen können, in erster Linie aber zum Erweichen der teilchenförmigen Ausgangsmaterialien und zur Herabsetzung der Temperaturen dienen, bei welchen die aktiven teilchenförmigen Hauptbestandteile verpreßt bzw. brikettiert werden können, ummixed, inert, calibrated during the coking process Substances that do not essentially fuse together are added, for example anthracite, coke breeze, calcined Petroleum coke or poorly fusing or oxidized crude petroleum coke or also in the following use ores to be reduced in the coke. In less preferred embodiments of the invention, the final obtained coke temporarily also from raw uncalcined Coke as the only starting particulate matter plus a plasticizer for this or from raw or partially degassed bitumen coal as the only active one particulate starting material in conjunction with a Plasticizers are produced for this. In general, however, the invention is preferably carried out in such a way that as the starting particulate active material a mixture of coal and raw uncalcined coke is used, 85 to 15 parts per 100 smell parts dos raw uncalcined coke and 15 to 85 parts coal omitted. A very important feature of the invention consists in the use of the plasticizer. who can perform various tasks, but primarily to soften the particulate Starting materials and for lowering temperatures serve, in which the active particulate main ingredients can be compressed or briquetted to
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Roh-Ponakörper mit für die Weiterverarbeitung und die anschließende Ehdverwendung nach dem Karbonieren bzw. Verkoken auereichender Festigkeit zu bilden.Raw pony body with for further processing and the subsequent use of the earth after carbonation or Coking to form sufficient strength.
Der ale Auegangsmaterial verwendete unkalzinierte Rohkoks iet vorzugsweise durch "verzögerte Verkokung· hergestellt, indem ein schwerer Erdöl-Kohlenwasserstoff auf einen Gehalt an flüchtigen Stoffen, ausschließlich Wasser, von etwa θ - 2OfC und vorzugsweise von 11 - 16)1 verkokt wird. Vorzugsweise soll dieses Material in der Lage öein, ein später in Verbindung mit der Prüfung auf den Gehalt an flüchtigen Stoffen noch näher erläutertes "Korn· zu bilden, und einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von mindestens etwa 10# besitzen, und zwar insbesondere dann, wenn unkalzinierter Rohkoks als das einzige aktive teilchenförmige Auagangsmaterial verwendet wird. Bei Verwendung dieses Materials im Gemisch mit Kohle kann sein Gehalt an flüchtigen Stoffen bis herab zu 8jt betragen.All raw coke used is preferably uncalcined raw coke produced by "delayed coking" by adding a heavy petroleum hydrocarbon a content of volatile substances, excluding water, from about θ - 20fC and preferably from 11-16) 1 coked will. Preferably, this material should be able to be used later in connection with the examination of the salary of volatile substances, and have a volatile substance content of at least about 10 #, especially when uncalcined raw coke is used as the only active particulate source material. Using this material mixed with coal can have a volatile content of up to 8%.
Die Kohle besitzt einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von etwa 15 - 4-5^, wobei es sich bei der Kohle um solche des niedrigen, mittleren und hohen Gehalte an flüchtigen Stoffen handeln kann. Palis die Kohle einen Gehalt von flüchtigen Stoffen von mehr als etwa 20ji besitzt und als einziges oder hauptsächliches aktives teilchenförmigenThe coal has a volatile content of about 15 - 4-5 ^, with the coal being those of the low, medium and high levels of volatile substances. Palis the coal a salary of volatiles greater than about 20ji and than sole or major active particulate
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Ausgangematerial verwendet wird, muß diese das Ausgangematerial bildende Kohle vor der Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren auf noch näher zu beschreibende Weise einer anfänglichen bzw. vorangehenden Teilentgasung unterworfen werden.Starting material is used, it must be the starting material forming coal before use in the process according to the invention on to be described in more detail Way to be subjected to an initial or previous partial degassing.
Es hat sich gezeigt, daß sich die vorgenannten Aufgaben und Vorteile bei Verfahren erreichen lassen, wie sie in der schematischen Darstellung von Pig. 1 oder in den Blockdiagrammen von Pig. 2 und 3 veranschaulicht sind.It has been shown that the aforementioned objects and advantages can be achieved with methods as described in the schematic representation of Pig. 1 or in Pig's block diagrams. Figures 2 and 3 are illustrated.
Gemäß Pig. 1 sind die Teilchen-Ausgangsmaterialien typischerweise in getrennten Trichtern 1,2 und 3 gespeichert und werden mittels gesteuerter Förderer in den gewünschten Mengenverhältnissen gemischt. Erforderlichenfalls können die in diesen Trichtern befindlichen Materialien entwässert oder teilweise getrocknet sein. Palis das Material nicht ausreichend trocken ist, wird ea bzw. das Gemisch vor dem Einführen in eine Mahlanlage 5 zunächst in einen Trommeltrockner 4 eingeführt. In der Mahlanlage 5 werden die Ausgangsmaterialien bzw. das Gemisch zerquetscht, gemahlen oder zerrieben und hierbei unter zusätzlichem Vermischen auf eine typische Teilchengröße gebracht, bei welcher praktisch 1OOj£ des Guts eine Größe von unter 3,2 mm besitzt, sofern die Teilchen nicht be-According to Pig. 1, the particulate starting materials are typically stored in separate hoppers 1, 2 and 3 and are mixed in the desired proportions by means of controlled conveyors. If necessary can use the materials in these hoppers drained or partially dried. Palis the material is not dry enough, ea or the mixture is first introduced into a drum dryer 4 before it is introduced into a grinding system 5. In the grinding plant 5, the starting materials or the mixture are crushed, ground or crushed and this under additional mixing brought to a typical particle size at which practically 1OOj £ of the material one size of less than 3.2 mm, provided the particles do not
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reits eine solche Größe besitzen. Selbstverständlich kann die Teilchengröße Jedoch auch gröber oder feiner sein als die angegebene. Zur Begrenzung bzw. Einstellung der Größe der in den folgenden Vorfahrensschritten verarbeiteten Gutteilchen kann ein Sieb 6 vorgesehen sein. Eine Teilchenvermahlung auf außergewöhnlich kleine Teilchengrößen, bei welchen beispielsweise 100J6 kleiner sind ale 0,044 mm (325 mesh) oder selbst nur 5OjG kleiner sind als 0,074 mm (200 mesh), wird im allgemeinen vermieden, da diea für die Erzielung optimaler Ergebnisse nicht erforderlich und iiriai lgemoinen nur unnötig kostspielig ist. Genauer gesagt, wird hierdurch kein zusätzliches Ergebnis erzielt, sondern erhöht dies nur die Vsrarbeitungskosten und kann dies zu Formkörpern führen, welche in unerwünschtem Ausmaß "staubig" sind.already have such a size. Of course However, the particle size can also be coarser or finer than the specified. For limiting or setting A sieve 6 can be provided for the size of the good particles processed in the following preliminary steps. Particle grinding to exceptionally small particle sizes, for example 100J6 smaller are all 0.044mm (325 mesh) or even 50JG smaller are than 0.074 mm (200 mesh), is generally avoided since this is not necessary for optimal results and is unnecessarily expensive is. More precisely, this does not produce any additional result, but only increases the processing costs and this can lead to molded articles which are undesirably "dusty".
Vor der Zugabe des Weichmachers werden die Teilchen einer Konditionierung unterworfen, die bei einer Temperatur von oberhalb etwa 1490C, typischerweise zwischen etwa 1600C und etwa 26O0C und vorzugsweise awicchen etwa 171°G und 2320C, Jedoch unterhalb der Temperatur liegt, bei welcher die Teilchen leicht zusammenschmelzen oder agglomerieren. Gemäß Pig. 1 kann der Hauptteil der Erwärmung der Teilchen auf die ßcwlmsehte Temperatur durch Einschlußerwärmung in einem Irertpanntron, beinpielsweiscPrior to the addition of the plasticizer, the particles are subjected to a conditioning that at a temperature above about 149 0 C, typically between about 160 0 C and about 26O 0 C and preferably awicchen about 171 ° G and 232 0 C, but below the temperature at which the particles easily fuse or agglomerate. According to Pig. 1, the main part of the heating of the particles to the ßcwlmsehte temperature by inclusion heating in an Irertpanntron, leg for example
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in einem Förderrohr 8f erfolgen, nachdem die Teilchen durch einen Fallschacht 7f einen Gewichtsförderer 7a und ein Abschluß ventil 7b hindurchgelangt sind. Die für das Einsehluß-Heizsystem erforderliche Wärme wird durch die Verbrennung des in einem durch einen Mischer 10 gelieferten Luft-Gas-Gemisches enthaltenen Gases in einer Kammer 9 geliefert. Die erwärmten Teilchen werden dann in einem Zyklonensaaoler bzw. -abscheider 11 von den HeiSgaeen getrennt. Die gewünschte Konditioniertemperatur, bei welcher jedoch kein Verschmelzen «uftritt, kann in beliebig langer Zeitspanne erreicht werden, und ζψτβτ je nach der VerfahrenB-DurchfÜhrgeechwindigkeit oder den eur Verfügung stehenden Ausrüstungen in einer kurzen oder längeren Zeitspanne. Die Teilchen können auch in der Mahlanlage 5 entweder volletändig oder teilweise oder auf verschiedenartige andere Weise erwärmt werden, vorausgesetzt, daß eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten wird oder ein Inertgaseystem vorgesehen ist, um eine tibermäßige Oxydation zu vermeiden, die im allgemeinen für die Verschmelzbarkeit der Teilchen und die Festigkeit des Endprodukts nachteilig ist.take place in a conveyor pipe 8 f after the particles have passed through a chute 7 f, a weight conveyor 7a and a closure valve 7b. The heat required for the Einsehluß heating system is supplied by the combustion of the gas contained in an air-gas mixture supplied by a mixer 10 in a chamber 9. The heated particles are then separated from the HeiSgaeen in a cyclone tank or separator 11. The desired conditioning temperature, at which, however, no fusion occurs, can be reached in any length of time, and depending on the speed at which the process is carried out or the equipment available, in a short or longer period of time. The particles can also be heated in the grinding plant 5 either fully or partially or in various other ways, provided that an inert atmosphere is maintained or an inert gas system is provided in order to avoid excessive oxidation, which is generally responsible for the fusibility of the particles and the strength of the end product is detrimental.
Der Zyklonenabscheider 11 besitzt typischerweise einen hohen Abseheidungs-Wirkungsgrad von mehr als etwa 95^. Die abgeschiedenen Feststoffe werden zu einem Ml3cherThe cyclone separator 11 typically has one high separation efficiency of more than about 95 ^. The separated solids become a miller
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gefördert, wo sie mit dem Weichmacher vermischt werden, während die Abgase und die restlichen eingeschlossenen Peinteilchen vom Zyklonenabscheider 11 an einen anderen Ort abgeleitet werden. Beispielsweise können sie in das Verfahren zurückgeführt werden, und zwar über einen zwei~ ten Zyklonenabscheider 12, der typischerwsi3e einen Wirkungsgrad von 5O$> bei der Abtrennung der Rest-Peinteilchen von den Abgasen besitzt. Ein Teil der Rest-Peinteilchen vom Abscheider 12 wird dann zum Mischer 17 geführt, während ein.anderer Teil zusammen mit den rückgeführten Abgasen zur Verbrennungskammer 9 zurückgeführt wird. Ein Teil der vom Zyklonenabscheider 12 kommenden Oase wird zwecks Gewährleistung einer Temperaturregelung der Heizgase zur Verbrennungekammer 9 zurückgeleitet, während das Übcrschußgas vom Zyklonenabscheider 12 zur Auflenluft abgeleitet wird. Alle in den zur Außenluft abgeleiteten Abgasen enthaltenen Peinteilchen können verbrannt oder nach dem Abkühlen in einer Beutelfilterkammer (baghouse) rückgewonnen werden.promoted, where they are mixed with the plasticizer, while the exhaust gases and the remaining trapped particulate matter are discharged from the cyclone separator 11 to another location. For example, they can be fed back into the process via a second cyclone separator 12, which typically has an efficiency of 50% in separating the residual fine particles from the exhaust gases. A part of the residual particulate matter from the separator 12 is then fed to the mixer 17, while another part is returned to the combustion chamber 9 together with the recirculated exhaust gases. Part of the oasis coming from the cyclone separator 12 is returned to the combustion chamber 9 to ensure temperature control of the heating gases, while the excess gas is diverted from the cyclone separator 12 to the outside air. All particulate matter contained in the exhaust gases discharged to the outside air can be incinerated or, after cooling, recovered in a bag filter chamber (baghouse).
Die erwärmten Teilchen vom Zyklonenabscheider 11 3owie auch ein Teil der Teilchen vom Zyklonenabscheider 12 werden, wie erwähnt, typischerweise zu einem kontinuierlich arbeitenden Mischer 17, wie einer Schlägermühle oder einer-kontinuierlich arbeitenden Läufermühle, überführt. AusThe heated particles from the cyclone separator 11 3, as well as some of the particles from the cyclone separator 12, as mentioned, typically on a continuous basis working mixer 17, such as a beater mill or a continuously operating rotor mill, transferred. the end
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Pig. 1 geht hervor, daß die in den Mischer 17 eintretenden Teilchen erwärmt sind. Die Teilchen werden im Mischer 17 mit einem von einem Weichmacherbehälter 13 gelieferten Weichmacher vermischt, dessen Temperatur im Behälter auf einem solchen Wert gehalten wird, daß er eine ausreichend geringe Viskosität besitzt, ohne dabei jedoch zu sieden oder sich su zersetzen. Entweder kann der Behälter oder unmittelbar der sich in diesem befindende Weichmacher erwärmt werden, was beispielsweise mittels einer clektrisehen Heizeinrichtung 14 oder mittels Heißöl oder Dampf erfolgen kann. Eine Zuaeßpumpe 15 kann zur Steuerung des Mengenverhältnisses des zum Mischer 17 geförderten und mit den erwärmten Teilchen zu vermischenden Weichmachers innerhalb eines Bereichs von etwa 1-8 und vorzugsweise etwa 2-6 Gew.-^, bezogen auf das Gewicht des in den Mischer 17 eintretenden Teilchenmaterials, verwendet werden. Dieser Mengenanteil des Weichmachers läßt sich auch in Teilen auf hundert Teile (pph) des Teilchenmaterials ausdrücken. In den zum Mischer führenden Weichmacher-Förderleitungen sind vorzugsweise zusätzliche Heizeinrichtungen 16 vorgesehen, mit deren Hilfe die Temperatur des Weichmachers schnell auf den ungefähren Wert der Teilchenmaterialtemperatur angehoben werden kann. Der erwärmte Weichmacher kann zweckmäßig im Mischer 17 auf die Teilchen aufgesprüht werden. Typischerweise wird der Mischer 17 eben-Pig. 1 it can be seen that those entering the mixer 17 Particles are heated. The particles are delivered in the mixer 17 with one from a plasticizer container 13 Plasticizer mixed, the temperature of which is kept in the container at such a value that it is a sufficient has a low viscosity, but without boiling or decompose. Either the container or directly the plasticizer located in it be heated, for example by means of a clektrisehen heating device 14 or by means of hot oil or steam can be done. A metering pump 15 can be used to control the Ratio of the quantity of the plasticizer conveyed to the mixer 17 and to be mixed with the heated particles within a range of about 1-8, and preferably about 2-6 wt .- ^ based on the weight of the in the Mixer 17 of incoming particulate matter. This proportion of the plasticizer can also be used express in parts per hundred parts (pph) of particulate matter. In the plasticizer delivery lines leading to the mixer Additional heating devices 16 are preferably provided, with the aid of which the temperature of the plasticizer can be raised rapidly to the approximate value of the particulate material temperature. The heated plasticizer can expediently be sprayed onto the particles in the mixer 17. Typically the mixer 17 is also
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falls beispielsweise durch Verbrennung von Natur- bzw. Erdgas in einer Kammer 18 und Ableitung des erwärmten Gases zu einem Heizmantel 19 erwärmt bzw. beheizt, so daß das Teilchen-Weichmacher-Gemisch auf der für das Verpressen bzw. Brikettieren gewünschten Temperatur gehalten wird. Diese "erhöhte Temperatur" betragt mindestens etwa 1490C, liegt jedoch unterhalb der Yerschmclzungstemperatur des kohlenstoffhaltigen Feststoffs vor dem Vermischen desselben mit dem Weichmacher. Der Weichmacher und das Teilchenmaterial werden vorzugsweise innerhalb einer kurzen Zeitspanne von beispielsweise etwa 0,5 - 10 min schnell miteinander vermischt, während sie 3ich noch auf erhöhter Temperatur von oberhalb etwa 149°C befinden, wobei das Gemisch während dieser Zeitspanne verschmilzt bzw. plastisch wird. Das Gemisch wird dann vergossen oder beispielsweise mit Hilfe einer Brikettpresse 20 vorpreßt, bevor es durch entweder zeitabhängige oder temperaturbedingte überhitzung in einen nicht-plastischen Zustand versetzt wird. Die Verweilzeit, während welcher das aus den Teilchen und dem Weichmacher bestehende Gemisch vor dem Verpressen auf maximaler Temperatur gehalten wird, ist im allgemeinen auf höchstens etwa 5 min begrenzt. (Typischerweise fließt das Material kontinuierlich durch den Mischer und wird ein Teil der Gesamt-Verweilzeit für die vollständige Durchführung dos mechanischen Mischone benötigt; derif, for example, heated or heated by burning natural or natural gas in a chamber 18 and discharging the heated gas to a heating jacket 19 so that the particle-plasticizer mixture is kept at the temperature desired for pressing or briquetting. This "elevated temperature" amounts to at least about 149 0 C, but below the Yerschmclzungstemperatur of the carbonaceous solid prior to mixing the same with the plasticizer. The plasticizer and the particulate material are preferably quickly mixed with one another within a short period of time, for example about 0.5-10 min, while they are still at an elevated temperature of above about 149 ° C., during which time the mixture fuses or becomes plastic . The mixture is then poured or, for example, pre-pressed with the aid of a briquette press 20, before it is brought into a non-plastic state by either time-dependent or temperature-dependent overheating. The residence time during which the mixture consisting of the particles and the plasticizer is kept at the maximum temperature before pressing is generally limited to a maximum of about 5 minutes. (Typically, the material flows continuously through the mixer and part of the total residence time is required for the complete implementation of the mechanical mixing zone; the
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Rest der Verweilzeitcpanne lot für die Umsetzung oder Verschmelzung zwischen dem· Weichmacher und dom Rohkoks und/ oder der Rohkohle nötig, wobei diese Umsetzung im Mischer 17 und ebenso in einem Fülltrichter 20a stattfindet, in welchen praktisch inerte "b^w. oxydationsfreie Bedingungen aufrechterhalten worden.)Remainder of the dwell time for the implementation or fusion between the plasticizer and the raw coke and / or the raw coal necessary, this conversion in the mixer 17 and also takes place in a hopper 20a, in which practically inert "b ^ w. Oxidation-free conditions been sustained.)
Bein Form- bzw. Verpreßvorgang kann der angewandte Druck je naoh der Temperatur der zvl verprcDcenden Teilchen, der Zusammensetzung des zu vorarbeitenden Gemisches, der Art der angewandten Presse oder des betreffenden Pormvorgango usw. variiert werden.In the molding or compression process, the pressure applied can be varied depending on the temperature of the particles to be compressed, the composition of the mixture to be prepared, the type of press used or the molding process concerned, etc.
Die gebildeten rohen Formkörper besitzen typischerweise eine scheinbare Dichte zwischen etwa 0,85 und etwa 1,25 g/cm' sowie eine Porosität von etwa 8 - 37«6. Nach dem Vorpressen werden die heißen rohen Formkörper beispielsweise mittels eines Förderbands 21, das typischerweise ebenfalls in einer inerten bzw. nicht-oxydierenden Atmosphäre läuft, zu einer Verkokungaanlage 22 überführt, wo sie allmählich, jedoch ziemlich schnell, beispielsweise in acht Stunden oder weniger, in praktisch inerter Atmosphäre derart, beispielsweise auf eine Temperatur von 538 - 1093 C, erhitzt werfen, daß ihr Gehalt an flüchtigen Stoffen gegenüber dom Rohzustand beträchtlich vermindert wird.The green moldings formed typically have an apparent density between about 0.85 and about 1.25 g / cm 'and a porosity of about 8-37 «6. After this The hot, raw moldings are pre-pressed, for example by means of a conveyor belt 21, which is typically also in an inert or non-oxidizing atmosphere runs, transferred to a coking plant 22, where it gradually, but fairly quickly, for example in eight hours or less, in a practically inert atmosphere in such a way, for example to a temperature of 538 - 1093 C, Throw heated compared to that of their volatile matter content dom its raw state is considerably reduced.
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Bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise handelt es sich tun die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; dieses Verfahren iat euch im Bloekdiagramra gemäß Fig. 2 veranschaulicht. Selbstverständlich liegen jedoch innerhalb des Rahmens der Erfindung auch Änderungen und Abwandlungen der vorstehend erläuterten Verfahrensdurchführung. Ein solches abgewandeltes Verfahren ist im Blockdiagramm von Pig. 3 veranschaulicht, bei welchem die teilchenförmigen Ausgangsmaterialien vor dem Erwärmen zuerst mit dem Weichmacher vermischt werden, statt vor dem Mischen mit dem Weichmacher getrennt erwärmt su werden. Das ganze Gemisch wird dann vergleichsweise schnell erwärmt, wobei sich der Weichmacher während dieses Erwärmens mit den teilchenförmigen Ausgangsmaterialien verbindet. Dieses Erwärmen kann zweckmäßig unter gleichzeitigem Mischen aller Materialien sowie während der Förderung der Stoffe zur Verpreßvorrichtung erfolgen. Während des Erwärmvorgange wird das Gemisch auf eine Temperatur von mindestens etwa 149°C, die jedoch unterhalb der Verschmelsungstemperatur der Teilchen der grundsätzlichen Kohlen- und/oder Koksmaterialien liegt, erwärmt, worauf das erweichte, verschmolzene oder plastisch gewordene Gemisch brikettiert bzw. verpreßt wird, während es sich noch auf einer Temperatur von oberhalb etwa H9°C befindet und bevor es seinen plastischen Zustand verliert. DieThe procedure described above is do the preferred embodiment of the invention Procedure; this procedure is for you in the Bloekdiagramra illustrated in FIG. Of course, however, they are also within the scope of the invention Changes and modifications to the procedure described above. Such a modified procedure is on the block diagram of Pig. 3 illustrates where the particulate starting materials prior to Heating must be mixed with the plasticizer first, rather than separately heated prior to mixing with the plasticizer be su. The whole mixture is then heated comparatively quickly, the plasticizer during this Heating connects with the particulate starting materials. This heating can be expedient at the same time Mixing of all materials as well as taking place during the conveyance of the substances to the pressing device. While the heating process is the mixture to a temperature of at least about 149 ° C, but below the merging temperature of the particles of the fundamental Coal and / or coke materials lies, heated, whereupon the softened, fused or plasticized Mixture is briquetted or pressed while it is still at a temperature of above about H9 ° C and before it loses its plastic state. the
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Verweilzeit, während welcher sich das aus dem Teilchenmaterial und dem Weichmacher bestehende Gemisch vor dem Verpressen auf Höchsttemperatur befindet, ist im allgemeinen auf höchstens 5 min beschränkt. Ersichtlicherweise ist bei diesem abgewandelten Verfahren die Verweilzeit bei Höchsttemperatur praktisch dieselbe wie beim Verfahren gemäß Pig. 2. Da jedoch hierbei keine Konditionierung bei erhöhter Temperatur vorgenommen wird, wird beim Erwärmungsschritt ersichtlicherweise im allgemeinen eine längere Zeitspanne als beim Erwärmen dos erweichten Gemisches gemäß Pig. 2 benötigt oder angewandt, um das erweichte Gemisch auf Höchsttemperatur zu bringen. Der Brikettier- und der Verkokungsechritt werden dann auf dieselbe Weise wie im Pail von Pig. 2 durchgeführt. Es ist wesentlich, daß die Temperatur des erweichten Teilchengemisches bei allen Ausführungsformen der Erfindung mindestens etwa 149°C erreicht, da anderenfalls das Brikettieren erschwert wird und die Festigkeit der verkokten Briketts mangelhaft ist. Die angewandten Höchsttemperaturen sowie die Verweilzeitspannen bei Höchsttemperatur sind veränderlich und müssen für jede zu verpreseende Zusammensetzungeart gesondert eingestellt werden. Bei jeder vorgegebenen Zusammensetzung muß jedoch eine genaue Steuerung der Zeit und der Temperaturbedingungen erfolgen, da sich anderenfalls das jeweils verwendete Gemisch nichtResidence time during which the mixture consisting of the particulate material and the plasticizer before the Pressing is at maximum temperature is generally limited to a maximum of 5 minutes. Obviously In this modified process, the residence time at maximum temperature is practically the same as in the process according to Pig. 2. However, since no conditioning is carried out at an elevated temperature in this case, the heating step evidently generally a longer period of time than when heating the softened mixture according to Pig. 2 required or applied to bring the softened mixture to maximum temperature. Of the The briquetting and coking steps are then carried out in the same way as in the Pig pail. 2 carried out. It It is essential that the temperature of the softened particle mixture in all embodiments of the invention reached at least about 149 ° C, otherwise the briquetting is made more difficult and the strength of the coked Briquettes is deficient. The maximum temperatures used and the dwell times at the maximum temperature are variable and must be set separately for each type of composition to be pressed. With everyone given composition, however, there must be precise control of the time and temperature conditions Otherwise the mixture used will not change
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ausreichend für ein zufriedenstellendes Brikettieren erweicht oder überhitzt oder zu lange erhitzt und in einen nicht-plastischen, für das Verpreaaen unzufriedensteilenden Zustand versetzt wird.sufficient for satisfactory briquetting softened or overheated or heated too long and turned into a non-plastic, dissatisfying one for promising State is shifted.
Die Hauptaufgäbe der beschriebenen Weichmacher besteht in ihrer eigentlichen Weichmach-Wirkung und weniger in ihrer Wirkung als "Bindemittel". Sie werden hauptsächlich als Verarbeitungehilfen verwendet, da sie die Anwendung niedrigerer Drucke und Temperaturen für das formen bzw. Verpressen gestatten, als dies anderenfalls für die Her-' stellung fester Rohkörper möglich wäre. Der Weichenaacher ergrfc in Verbindung mit einem Inertstoff, wie Anthrazit, bei Erwärmung auf Verpreötemperatur und beim Verpressen an sich kein zusammenhaltendes Brikett. Ebenso ergeben die aktiven Teilchenmaterialien allein bei Verarbeitung auf diese Weise, d.h. durch Erwärmen und VerprcDoen, ebenfalls keinen zusammenhängenden Körper. Erst in Verbindung mit den Weichmacher ergibt das aktive Teilchenmaterial bzw. ergeben die Teilchenmaterialien bei derartiger Erwärmung und Verarbeitung zusammenhängende Formkörper. Aus diesem Grund vermögen weder der Weichmacher noch die aktiven Teilchemnatcrialicn während de3 Verpros3Vorgangs als alleinigen Bindemittel zu wirken, so daß die Weichmacher dem Formvori^ nfr tatoächlich air Weichmacher und wenigerThe main task of the plasticizers described is in their actual softening effect and less in their effect as a "binder". They are mainly used as processing aids as they facilitate the application lower pressures and temperatures for molding or Allow pressing than would otherwise be possible for the production of solid blanks. The Weichenaacher ergrfc in connection with an inert substance such as anthracite, when heated to the crimping temperature and when crimping not in itself a cohesive briquette. Likewise, the particulate active materials alone yield upon processing in this way, i.e. by heating and packing, too no cohesive body. Only in connection with the plasticizer does the active particulate material result or if the particulate materials are heated and processed in this way, they result in coherent shaped bodies. the end For this reason, neither the plasticizer nor the active particle chemicals are able to act during the process of processing sole binding agent to act, so that the plasticizer the Formvori ^ nfr actually air plasticizer and less
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als Bindemittel wirken. Die Weichmacher können jedoch während des Verkokungsvorgangs teilweise oder weitgehend in Kohlenstoff umgewandelt werden, 30 daß sie dann auch als Bindemittel wirken.act as binders. The plasticizers can, however are partially or largely converted into carbon during the coking process, 30 that they then also act as binders.
Andere mögliche und offensichtliche Verfahrensabweichungen bestehen darin, das Teilehen-Ausgehgsmaterial bzw. die Teilchen-Ausgangsmaterialien, und zwar entweder das aktive oder das inerte Material, getrennt vom Weichmacher nach anderen Verfahren als der Einschlußerwärmimg zu erwärmen, beispielsweise in einem Chargenverfahren, in einer Mühle, in einem Mischer oder in einem Fließbett usw., und daraufhin den Weichmacher den erwärmten Teilchen zuzumischen. Die teilchenförmigen Ausgangsmaterialien können auch anfänglieh getrennt und auf unterschiedliche Temperaturen erwärmt werden, bevor eic miteinander und mit dem Weichmacher vermischt werden. In diesem Fall kann das inerte Material typischerweise auf höhere Temperatur als das aktive Material erwärmt werden. Der Weichmacher kann getrennterwärmt werden oder einen Teil 3einer Wärme oder seine ge- Y samte Wärme von den vorerwärmten Teilchen beziehen. Andere mögliche Verfahrensabwandlungen sind dem Fachmann offensichtlich. Other possible and obvious process deviations are to heat the partial starting material or the particulate starting materials, either the active or the inert material, separately from the plasticizer by methods other than inclusion heating, for example in a batch process, in a mill, in a mixer or in a fluidized bed, etc., and then adding the plasticizer to the heated particles. The particulate starting materials can also be initially separated and heated to different temperatures before they are mixed with one another and with the plasticizer. In this case, the inert material can typically be heated to a higher temperature than the active material. The plasticizer may be getrennterwärmt or part 3einer heat or its overall Y refer entire heat from the preheated particles. Other possible process modifications are obvious to the person skilled in the art.
Die Erfindung ist im folgenden zum besseren Verständnis anhand von Beispielen erläutert.The invention is set out below for better understanding explained using examples.
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50 Teile bitiunenhal tiger Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Stoffen von 26,1J^ und 50 Teile roher Petrolkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Stoffen von 13,50, die genau Fig. 1 in getrennten Trichtern 1 und 2 gespeichert wurden, wurden mit Hilfe gesteuerter Förderer in den angegebenen Mengenverhältnissen miteinander vermischt. Das Materialgemisch enthielt etwa yfo Feuchtigkeit und wurde im Trommeltrockner 4- getrocknet, indem es etwa 10 min*lang einer Temperatur von etwa 1210C ausgesetzt wurde. Das getrocknete Gemisch wurde dann zu einer Mahlanlage überführt, wie sie beispielsweise für Kohlenstaubbrenner benutzt wird, und dort unter zusätzlichem Vermischen auf eine solche Teilchengröße gemahlen, daß praktisch 1ΟΟ$ί des Gemisches ein Sieb mit einer Maschenweite von etwa 1,6£T mm (10 mesh Tyler sieve scale oder etwa weniger als 1/8 inch) paasierten. Ein Sieb 6 diente dazu, dio größeren Materialteilchen an einem Eintritt in die folgenden Verarbeitungsstufen des Verfahrens su hindern.50 parts of bitiunenhal term coal with a volatile content of 26.1J ^ and 50 parts of crude petroleum coke with a volatile content of 13.50, which exactly Fig. 1 were stored in separate funnels 1 and 2, were controlled with the help of Conveyors mixed with one another in the specified proportions. The material mixture contained about YFO moisture and was dried in the drum dryer 4 by 10 min * exposed to a temperature was about exposed from about 121 0 C. The dried mixture was then transferred to a grinding plant, such as that used for pulverized coal burners, and ground there, with additional mixing, to such a particle size that practically 1ΟΟ $ ί of the mixture was a sieve with a mesh size of about 1.6 T mm ( 10 mesh Tyler sieve scale or about less than 1/8 inch) matched. A sieve 6 served to prevent the larger particles of material from entering the subsequent processing stages of the process.
Der größte Teil der Erwärmung der Teilchen auf die gewünschte Temperatur wurde durch Einschlußerwärmung in einem Inertgasstrom im Förderrohr 8 durchgeführt, nachdem die gemahlenen und gemischten Teilchen durch den Fallschacht 7»Most of the heating of the particles to the desired temperature was carried out by inclusion heating in a stream of inert gas in the conveying pipe 8 after the ground and mixed particles had passed through the chute 7 »
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den Gewichtförderer 7a und das Abschlußventil 7b hindurchgelangen. Der Gewichtförderer 7a diente zur genauen Steuerung der in das Förderrohr 8 eintretenden Materialmenge. Bein vorliegenden Ausführungsbeispiel war der.Förderer 7a so eingestellt, daß er stündlich 2118 kg + "% Teilchenraaterial zum Förderrohr 8 lieferte. Obgleich dae Förderrohr 8 in Fig. 1 waagerecht eingezeichnet ist, kann es sich unter Jeder beliebigen Neigung befinden und sogar lotrecht angeordnet sein, so daß sich die Teilchen abwärts bewegen. Das Förderrohr 8 besaß in diesem Fall einen Durchmesser von etwa 61 cm und eine länge von etwa 6,4 nt· Die Wärme für das Einschluß erwärmungö syst em wurde durch die Verbrennung von Naturgas in der Verbrennungskammer 9 in dem vom Mischer 10 gelieferten Luft-Grae-Gemiech zur Verfügung gestellt. Die Verbrennungskammer 9 war so ausgelegt, daß sie eine Wärmemenge von 2,54 Millionen BTU/Std. lieferte, wobei 1,73 Millionen BTU/Std. dieser Wärmemenge durch die Verbrennung von 0,821 m /min (29the weight conveyor 7a and the cutoff valve 7b pass through. The weight conveyor 7a was used to precisely control the amount of material entering the conveyor pipe 8. In the present embodiment, the conveyor 7a was set so that it delivered 2118 kg + "% of particulate matter per hour to the conveyor pipe 8. Although the conveyor pipe 8 is drawn horizontally in FIG. 1, it can be at any inclination and even be arranged vertically The conveying pipe 8 in this case had a diameter of about 61 cm and a length of about 6.4 nt in the Luft-Grae mixture supplied by the mixer 10. The combustion chamber 9 was designed to provide a heat quantity of 2.54 million BTU / hour, with 1.73 million BTU / hour of this heat quantity being provided by the Combustion of 0.821 m / min (29
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Standard Cubic Feet per Minute) an Naturgas in 8,21 nr/min (290 SCFM) Luft vom luft-Gas-Mischer 10 und 0,81 Millionen BTU/Std. durch die Rückführung und/oder Verbrennung der heißen Abgase und Feinteilchen vom "Feinteilchen"-Zyklonenabscheider 12 geliefert wurden. Das aus der Verbrennungskammer 9 austretende nicht-oxydierende Gas besaß eine Auntrittstemperatur von etwa 4270C und strömte in einerStandard cubic feet per minute) of natural gas in 8.21 nr / min (290 SCFM) air from the air-gas mixer 10 and 0.81 million BTU / hour. by recirculation and / or incineration of the hot exhaust gases and fines from the "fines" cyclone separator 12. The gas emerging from the combustion chamber 9 non-oxidizing gas had a Auntrittstemperatur of about 427 0 C and poured into a
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Menge von 225 m5/min (7950 Cubic Peet per Minute) aus. Diese Durchs atzmenge entsprach einer Lineargeschwindigkeit der Gase im Förderrohr 8 von etwa 15 m/s. Die Teilchen wurden in diesem Gasstrom gefördert und besaßen im Förderrohr eine durchechnittliche Verweilzeit von weniger als 1 s, während welcher sie auf eine solche Temperatur erwärmt wurden, daß sie nach der Abtrennung der Gase im Zyklonenabeeheider 11 eine Temperatur von etwa 204-0C besaßen. Obgleich, wie erwähnt, hohe Erwärmung s ge schwindigkeiten für die maximale Produktioneleistung bevorzugt werden, kann eine zweckmäßige, und zwar sowohl eine kurze als auch eine lange bzw. eine den Verfahrensgeschwindigkeiten oder der zur Verfügung stehenden Ausrüstung am besten angepaßte Zeitspanne angewandt werden, vat das teilchenförmige Ausgangsmaterial vor dem Vermischen mit dem Weichmacher auf die gewünschte, kein Verschmelzen bewirkende Temperatur zu erwärmen. Außerdem ist auch die Eins chluß erwärmung nicht ausschlaggebend, vielmehr können die Teilchen auch entweder vollständig oder teilweise im Mahlwerk 5 oder auf verschiedenartig andere Weise, beispielsweise in einem Fließbett, erwärmt werden.Amount of 225 m 5 / min (7950 cubic peet per minute). This throughput corresponded to a linear velocity of the gases in the conveying pipe 8 of about 15 m / s. The particles were conveyed into this gas stream and had the conveying pipe a durchechnittliche residence time of less than 1 s, during which they were heated to a temperature such that they had a temperature of about 204- 0 C after the separation of the gases in Zyklonenabeeheider. 11 Although, as mentioned, high heating rates are preferred for maximum production efficiency, an appropriate period of time, both short and long, or a period best suited to process speeds or the equipment available, can be used, vat that heating particulate starting material to the desired non-fusing temperature prior to mixing with the plasticizer. In addition, the heating of the enclosure is also not decisive, rather the particles can also be heated either completely or partially in the grinder 5 or in various other ways, for example in a fluidized bed.
Der typische angewandte Zyklonenabeeheider 11 ist so ausgelegt, daß er für die mi verarbeitende Teilchengröße einen hohen Abscheidun^s-Wirkungsgrad von mehr alo etwaThe typical cyclone heather 11 used is designed to that he is for the mi processing particle size a high separation efficiency of more alo about
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955*, beispielsweise etwa 97#, besitzt. Die abgeschiedenen Peststoffe werden dann in einer 97J* τοη 2108 kg/Std., d.h. etwa 2040 kg/Std., entsprechenden Menge zum Mischer 17 überführt, in welchem 3ie mit dein Weichmacher vermischt werden, während die Abgase und die restlichen eingeschlossenen Feint eilchen in einer Menge von etwa 63 , 5 kg/ Std. TCM Zyklonenabscheider 11 an einen anderen Ort abgeführt werden. Bei dem in Pig. 1 dargestellten und im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahren wurden diese Stoffe zu einem großen Teil auegenutzt, indem sie in einer Durchs at sanenge von etwa 159,3m /min (5610 CPM) beispielsweise über einen zweiten Zyklonenabscheider 12 in das Verfahren zurückgeführt wurden, welcher typischerweise einen Wirkungsgrad von etwa 5Oj6 bei der Abscheidung der Eest-Peinteilchen aus den Abgasen besaß. Ungefähr die Hälfte der vom Zyklonenabscheider 12 gewonnenen Rest-Peinteilchen, d.h. etwa 31,8 kg/Std.» wurde zum Mischer 17 überführt, während ein anderer Teil von etwa 26,3 kg/Std. zusammen mit den rückgeführten Abgasen zur Verbrennungskammer 9 surückgeleitet wurde. Ein weiterer, noch kleinerer Anteil von etwa 5,44 kg/Std. wurde durch Verbrennung vernichtet oder nach der Abkühlung In einer Beut elf ilterkanmcr rückgewormen. Typischerweise ist ein Dämpfer bzw. Schieber 12b zur Begrenzung des Anteils der auf diese Weise behandelten Peinteilchen und zur zweckmäßigen Bemessung955 *, for example about 97 #. The separated pesticides are then transferred in an amount corresponding to 97J * τοη 2108 kg / hour, ie about 2040 kg / hour an amount of about 63.5 kg / hour TCM cyclone separator 11 can be discharged to another location. The one in Pig. 1 and described in the present exemplary embodiment, these substances were used to a large extent in that they were returned to the process at a flow rate of around 159.3 m / min (5610 CPM), for example via a second cyclone separator 12, which is typically a Efficiency of about 506 in the separation of the Eest fine particles from the exhaust gases. About half of the residual fine particles obtained by the cyclone separator 12, ie about 31.8 kg / hour. » was transferred to mixer 17 while another portion of about 26.3 kg / hr. was returned to the combustion chamber 9 together with the recirculated exhaust gases. Another, even smaller proportion of about 5.44 kg / hour. was destroyed by incineration or, after cooling, rewrote in a bag filter canister. Typically, a damper or slide 12b is used to limit the proportion of particulate matter treated in this way and for appropriate dimensioning
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des zur Verbrennungskammer 9 zurückgeführten Anteils der Peinteilchen vorgesehen. Die von den Zykloncnabseheidern 11 und 12 abgehenden Absperrventile 11a bzw. 12a ermöglichen einen Eintritt von Feststoffen in den Mischer und verhindern einen Gasstrom in diesen, wobei die Zufuhrmenge zum Mischer wirksam durch den Gewichtförderer 7a gesteuert wird.the portion of the particulate matter returned to the combustion chamber 9 is provided. The outgoing from the Zykloncnabseheidern 11 and 12 shut-off valves 11a and 12a allow entry of solids into the mixer and prevent a flow of gas therein, wherein the supply amount to the mixer effectively by the weight of conveyor 7a is controlled.
Wie erwähnt, werden die erwärmten Teilchen vom Zyklonenabscheider 11 sowie ein geringer Anteil des Materials vom Zyklonenabscheider 12 zu einem Mischer 17 überführt, wo sie mit dem aus dem Weichmacherbehälter 13 zugeführten Weichmacher vermischt werden, welcher im Behälter eine Temperatur besaß, die ausreichte, ihn genügend viskos zu machen, die andererseits aber nicht so hoch lag, daß er siedete oder sich zersetzte. Dieser Behälter und/oder der in diesem befindliche Weichmacher wurden mittels einer Heizeinrichtung H beheizt bzw. erwärmt. Beim vorliegenden AusführungDbeispiel bestand der Weichmacher auc sog. "Thermalteer" (thermal tar) folgender Eigenschaften:As mentioned, the heated particles are transferred from the cyclone separator 11 and a small proportion of the material from the cyclone separator 12 to a mixer 17, where they are mixed with the plasticizer supplied from the plasticizer container 13, which was at a temperature in the container that was sufficient for it to be sufficient to make it viscous, which on the other hand was not so high that it boiled or decomposed. This container and / or the plasticizer located in it were heated or heated by means of a heating device H. In the present embodiment, the plasticizer also consisted of so-called "thermal tar" with the following properties:
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Spezifisches Gewicht bei 20/2O0C•
Specific weight at 20 / 2O 0 C
Die Viskosität dieses Thermalteers, gemessen in Saybolt-Univereal-Sekunden bei 99°C, betrug 95·The viscosity of this thermal tar, measured in Saybolt-Univereal seconds at 99 ° C, was 95
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Eine Zumeßpurape 15 diente sur Steuerung des Mengenanteils des in den Mischer 17 eingeführten, mit den erwärmter. Teilchen zu vermischenden Weichmachers. Dieser Mengenanteil schwankt vorzugsweise zwischen etwa 2 und 6 Gewichtsteilen je 100 Teile des in den Mischer 17 eintretenden Teilchenmaterials bzw. zwischen etwa 41,6 und 125 l/Std. Beim vorliegenden Ausftihrungsbeispiel wurden 5 Teile bzw. 5 Gew.-# Thermalteer eingesetzt. In den Weichermacher-Zufuhrleitungen waren zusätzliche Heizeinrichtungen 16 zur schnellen Erhöhung der Temperatur des Weichmachers von etwa 149°C euf den etwa 2040C betragenden Teraperatunrert der Teilchen vorgesehen, welcher auch die für das Brikettieren gewünschte Temperatur darstellt. Diese zusätzlichen Heizeinriehttmgen werden aus de« Grund angewandt, weil es nicht vorteilhaft ist, den Weichimacher vor dem Vermischen desselben mit dem erwärmten Teilchenmaterial zu lange auf diesen Temperaturwert zu erwärmen. Der erwärmte, nunmehr herabgesetzte Viskosität besitzende Weichmacher kann zweckmäßigerweise im Mischer 17 auf die Teilchen aufgesprüht werden. Der Mischer wird typischerweise ebenfalls durch Heißgane erwärmt, die beispielsweise von der Verbrennung von Naturgas in einer Kammer 18, wobei beispielsweise etwa 0,023 m^/rnin (0,8 SCPM) Naturgas in 0,25 mVmin (8,8 SCM) Luft eine Wärmemenge von 51 170 BTü/Std. liefern, herrühren und in einen Heizmantel 19 eingeführtA metering tape 15 was used to control the proportion of the amount introduced into the mixer 17 with the heated one. Particles of plasticizer to be mixed. This proportion preferably varies between approximately 2 and 6 parts by weight per 100 parts of the particulate material entering the mixer 17 or between approximately 41.6 and 125 l / hour. In the present exemplary embodiment, 5 parts or 5% by weight of thermal tar were used. In the softener supply lines additional heaters 16 were provided for the rapid increase in the temperature of the plasticizer is from about 149 ° C to about 204 0 C euf amount Teraperatunrert ends of the particles, which also represents the desired temperature for briquetting. These additional heating devices are used for the reason that it is not advantageous to heat the softener at this temperature for too long before mixing it with the heated particulate material. The heated plasticizer, which now has reduced viscosity, can expediently be sprayed onto the particles in the mixer 17. The mixer is typically also heated by hot elements, for example from the combustion of natural gas in a chamber 18, where for example about 0.023 m ^ / min (0.8 SCPM) natural gas in 0.25 mVmin (8.8 SCM) air an amount of heat from 51 170 BTü / hour supply, originate and introduced into a heating jacket 19
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werden, so daß das aue dem Teilchenmaterial und dem Weichmacher bestehende Gemisch auf der für das Verpressen bzw. Brikettieren gewünschten Temperatur gehalten wird, während die Verbrennungsprodukte aus dem Heismantel zur Esse abgeleitet werden. Der Weichmacher und das £eilchenmaterial wurden dann im Mischer 17 schnell miteinander vermischt, wobei ihre maximale Yerweilzeit etwa 15 min und vorzugsweise etwa 10 min beträgt, und wurden dann in einer Doppelwalζen-Brikettpresse 20 bei einem Druck von etwa 1970 kg/cm bei einer Temperatur voh etwa 2O4°C verpreßt, und zwar bevor da3 gebildete Gemisch nichtplastisch wurde. Hierauf wurden die heißen, rohen Formkörper in einer Menge von etwa 2040 kg/Std. mit Hilfe des Förderbands 21 zu einem Verkoker 22 überführt, in welchem sie innerhalb von 6 Std. in inerter Atmosphäre allmählich auf eine Höchsttemperatur von 962°C erhitzt wurden.so that the aue of the particulate material and the The mixture consisting of plasticizers is kept at the temperature desired for pressing or briquetting while the combustion products are discharged from the heating jacket to the forge. The plasticizer and the particle material were then quickly mixed together in mixer 17, their maximum residence time being about 15 min and is preferably about 10 minutes, and were then in a twin-roll briquette press 20 at one pressure of about 1970 kg / cm at a temperature of about 204 ° C pressed before the mixture formed became nonplastic. The hot, raw moldings were then made in an amount of about 2040 kg / hour. with the help of Conveyor belt 21 transferred to a coker 22, in which they gradually within 6 hours. In an inert atmosphere heated to a maximum temperature of 962 ° C.
Die hergestellten Briketts besaßen Kissen- bzw. Blockform mit 76 mm Länge, 50,8 mm Breite und maximal 38 mm Dicke. Die erfindungsgemäß hergestellten Rohkörper können jedoch auch andere Form besitzen und beispielsweise halbzylindrisch, rohrförmig oder ringwulstförmig usw. sein, was von der NotYrenaiskeit orter Zweckmäßigkeit der Porosität des Packungsbetts des Ofens, in welchem sie verwendet werden sollen, abhängt. Auf diese abgewandelten Formen kann auchThe briquettes produced had a pillow or block shape with a length of 76 mm, a width of 50.8 mm and a maximum thickness of 38 mm. The raw bodies produced according to the invention can, however, also have other shapes and, for example, be semi-cylindrical, tubular or toroidal, etc., which is of the notYrenaiskeit orter expediency of the porosity of the Packing bed of the oven in which they are used should, depends. You can also use these modified forms
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zurückgegriffen werden, um die schnelle Verdampfung von flüchtigen Stoffen während des Verkokungeschritts und somit eine schnelle Durchführung dieses Verfahrensechritte zu ermöglichen und gleichzeitig die Bildung von Blasen, Hissen oder Absplitterungen usw. während der Verkokung auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Im allgemeinen sind die erfindungsgemäßen Rohkörper jedoch so bemessen, daß zur mindest eine ihrer Abmessungen etwa 50,8 mm nicht übersteigt. be resorted to to the rapid evaporation of volatile substances during the coking step and thus a quick implementation of this process step and at the same time the formation of bubbles, puffs or chips, etc. during coking reduce to a minimum. In general, however, the raw bodies according to the invention are dimensioned so that for at least one of its dimensions does not exceed about 50.8 mm.
Im vorstehend beschriebenen Aueführungebeispiel wurden, jeweils auf Gewicht bezogen, 50 Teile Hoh-Petrolkoks, 50 Teile Kohle und 5 Teile Weichmaoher angewandt. Typischerweise und vorzugsweise umfassen die verwendeten aktiven Materialien ein Gemisch aus Kohle und Rohkoks, das 15 - B5f> einer verkokungsfähigen Kohle und entsprechend 85 - 15j6 Rohkoks, vorzugsweise Roh-Petrolkoks, enthält. Gemäß den Pig. 2 und 3 können diesen aktiven Grundstoffen geringe Mengen an inerten Stoffen zugesetzt werden.In the example described above, 50 parts of high petroleum coke, 50 parts of coal and 5 parts of soft maize were used, each based on weight. Typically and preferably, the active materials used comprise a mixture of coal and raw coke which contains 15 - B5f> a charcoal capable of coking and correspondingly 85 - 15j6 raw coke, preferably raw petroleum coke. According to the Pig. 2 and 3, small amounts of inert substances can be added to these active basic substances.
Die in der folgenden Tabelle I aufgeführten Beispiele
veranschaulichen die Auswirkung einiger Vorfahronsveränderlicher
des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Eigenschaften der erhaltenen verkokten Formkörper. Es wurden
die gleiche Kohle und der gleiche Roh-Petrolkoks verar-The examples listed in Table I below
illustrate the effect of some predecessors of the process according to the invention on the properties of the coked moldings obtained. The same coal and raw petroleum coke were processed.
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beitet und derselbe Walzdruck angewandt wie in Beispiel 1, während die in Tabelle I angegebenen unterschiedlichen Weichmachersorten und Mengenanteile angewandt wurden. In allen Beispielen betrug die Verkokungszeit 6 Std., wobei die Erwärmung innerhalb dieser Zeitspanne gleichmäßig auf eine End-Temperatur von 9610C erfolgte.and the same rolling pressure was applied as in Example 1, while the different types of plasticizer and proportions indicated in Table I were used. In all examples, the coking time was 6 hours, the heating taking place uniformly to a final temperature of 961 ° C. within this period of time.
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(O 00 CD(O 00 CD
«ο«Ο
modifiziertermodified
Trommeltest ScheinbareDrum test Apparent
(Gew.-^ + 25.4 mm) Dichte(Wt .- ^ + 25.4 mm) density
• Bitumenkohle, entgast auf Gehalt an flüchtigen'Stoffcn von etwa 20?. ** Gemisch aus 90?$ Bitumenkohle, cntpast auf Gehalt an flüchtigen Stoffen von 20$, und 1OfS Anthrazit.• Bitumen coal, degassed to a volatile matter content of about 20 ?. ** Mixture of 90? $ Bitumen, cntpast to volatile matter content of 20 $, and 1OfS anthracite.
In den vorstehend beschriebenen Beispielen sowie in Beispiel 1 wurden regelmäßige Größe besitzende Kohle- und Koksmaterialien verwendet. "Regelmäßige Größe besitzendes" Material kennzeichnet sich durch die folgenden Siebmaschen-Analy s enwert e tIn the examples described above, as well as in Example 1, regular size carbon and Coke materials used. "Regularly sized" material is characterized by the following screen mesh analyzes s enval e t
Die "Geraisehtemperatur11 bedeutet die Temperatur des Gemisches unmittelbar vor dem Brikettieren. Die Yerpreßfona wurde typischerweise für das Formen in erhitztem Zustand gehalten. Der modifizierte Trommeltest entspricht einem Norm-Trommeltest, nur mit dem Unterschied, daß bei erstercm eine geringere Charge angewandt wurde, wodurch die Durchführungebedingungen für den Test erschwert und niedrigere Ergebnisse als beim Horm-Iest erhalten wurden. Die Eigenschaften dee Thermalteere sind bereite beschrieben worden. Der verwendete Kohlenteer (coal tar) beaaß folgende Eigenschaften:The "normal temperature 11 " means the temperature of the mixture immediately before briquetting. The Yerpreßfona was typically kept in the heated state for molding. The modified drum test corresponds to a standard drum test, the only difference being that a smaller batch was used in the first cm the conditions for carrying out the test were made more difficult and results were lower than those obtained with the Horm-Iest. The properties of the thermal tar have already been described. The coal tar used had the following properties:
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BAD ORIQfNALBAD ORIQfNAL
Spezifische Dichte, bei 25/250C 1,20 , Benaol-Unlögliche, Gew.-96 6#Specific density, at 25/25 0 C 1.20, Benaol-Insoluble, wt-96 6 #
Viskosität bei 25 C 9OO cpViscosity at 25 C 900 cp
Destillation (D-20) Distillation (D-20)
bi3 zu 2700C 2,65#bi3 to 270 0 C 2.65 #
270 - 36O0C . 13,6096270-36O 0 C. 13.6096
Rest bzw. über 36O0C " 83Radical or about 36O 0 C "83
Weitere Versuche wurden unter Anwendung ähnlicher Bedingungen wie in Tabelle I beschrieben durchgeführt, wobei jedoch der Roh-Petrolkoks durch kalzinierten Petrolkoks ersetzt, der Weichmacher weggelassen oder als Kohle eine solche mit hohem Gehalt en flüchtigen Stoffen in Mengenanteilen von 5Oj6 und mehr des Gemisches verwendet wurde, wobei diese Kohle vor der Verwendung nicht teilweise entgast worden war. In allen diesen Fällen wurden unzufriedenotellende Ergebnisse erzielt.Further experiments were carried out as described in Table I using similar conditions, but the raw petroleum coke replaced with calcined petroleum coke, the plasticizer omitted or as coal such a high content en volatiles in proportions of 5Oj6 and more of the mixture was used this coal had not been partially degassed prior to use. In all of these cases unsatisfactory results were obtained.
Wie erwähnt, kann das erfindungsgemäfle Verfahren unter Verwendung von unkalziniertero Rohkoks als denjeinzigen aktivsn, teilchenförmigen Ausgangsmaterial durchgeführt worden; bei alleiniger Verwendung dieser Koksart besitzt der KoksAs mentioned, the method according to the invention can be used using of uncalcined raw coke as the only active particulate starting material has been carried out; if this type of coke is used alone, the coke possesses
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einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von mindestens etwa 105^ und bis zu etwa 2O?6, vorzugsweise im Bereich von etwa 11 - 16#, mit Ausnahme des vorhandenen Wasiers. Der genannte Rohkoks kann als verschmelzbarer Rückstand von der thermischen Crackung oder Verkokung von Erdöl-Kohlenwasseretoffen, Crack-Asphalten, Destillationsasphalt, Kohl ent eerpech, Holzteerpech und dgl. gewonnen werden. Wie erwähnt, ist jedoch ein besonders brauchbarer und bevorzugter Rohkoka ein in einer Verzögerungs-Verkokungsanlage gewonnener Roh-Petrolkoks. Ebenso kann das erfindungsgemäße Verfahren unter Vorwendung von Rohkohle oder teilweise entgaster Kohle als dem einzigen aktiven, teilchenförmigen Ausgangsmaterial durchgeführt werden, solange der Gehalt der Kohle an flüchtigen Stoffen etwa 2OfS nicht übersteigt. Die Verwendung von Rohkoks allein oder von Kohle mit dem entsprechenden Gehalt an flüchtigen Stoffen allein ist in den in Tabelle I angeführten Beispielen erläutert. Wie sich aus den Trommeltests erkennen läßt, ergeben Gemische aus Kohle und Rohkoks höhere Werte und werden daher für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt.a volatile content of at least about 105 ^ and up to about 2O? 6, preferably in the range of about 11 - 16 #, with the exception of the existing Wasier. The said Raw coke can be used as a fusible residue from thermal cracking or coking of petroleum-hydrocarbons, Cracked asphalt, distilled asphalt, cabbage ent eerpech, Wood tar pitch and the like. Can be obtained. As mentioned, however, a particularly useful and preferred raw coke is raw petroleum coke obtained in a delay coking plant. The process according to the invention can also be carried out using raw coal or partially degassed coal as the only active, particulate feedstock so long as the content of the coal of volatile substances does not exceed about 2OfS. The usage from raw coke alone or from coal with the corresponding volatile content alone is in the examples given in Table I. As can be seen from the drum tests, mixtures result from Coal and raw coke have higher values and are therefore preferred for the process according to the invention.
Pur die erfindungsgemäßen Verfahren können nur diejenigen Roh-Kokssorten verwendet werden, die einen Gehalt an flüchtigen Stoffon im Bereich von etwa 8 - 20J$ b2w. von 10 - 2056, falls Bie als das einzige aktive TeilchenmaterialOnly those can use the method according to the invention Raw types of coke are used that have a content of volatile substances in the range of about 8 - 20J $ b2w. from 10-2056 if Bie is the only particulate active material
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verwendet werden, besitzen oder welche in einem getrennten Verfahrensachritt entgast werden, 30 daß die Gehalte an flüchtigen Stoffen in diesem Bereich und vorzugsweise im Bereich von etwa 11 - 16)6 liegen. Bei Kokssorten mit einem Gehalt an flüchtigen Stoffen von mehr als etwa 20^1 wobei Wasser nicht in dieser Zahl enthalten ist, treten im allgemeinen beim Verkokungsschritt Schwierigkeiten infolge der übermäßigen Verschmelzbarkeit auf. Rohkokssorten mit einem Gehalt an flüchtigen Stoffen von etrm 10$ oder weniger, wenn sie ohne Kohle verwendet werden, werfen insofern Schwierigkeiten auf, als sie keine Verschmelzung bzw. Umsetzung mit dem Weichmacher zulassen. Rohkokssorten mit niedrigem Schwefelgehalt werden ebenfalls bevorzugt.are used, or which are degassed in a separate process step, 30 that the contents of volatile substances are in this range and preferably in the range of about 11-16) 6. Cokes with a volatile content of more than about 20 ^ 1, not including water, generally experience difficulties in the coking step due to excessive fusibility. Raw cokes with a volatile content of $ 10 or less when used without charcoal present difficulties in that they do not allow for fusion with the plasticizer. Raw cokes with a low sulfur content are also preferred.
Wenn der Rohkoks einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von mehr als etwa 20)ί besitzt, kann er unter gesteuerten Bedingungen, bei denen eine lokale überhitzung zu vermeiden ist, zwecks Herabsetzung seines Gehalte an flüchtigen Stoffen auf einen Wert innerhalb-der angegebenen Bereiche erwärmt werden, was bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen von etwa 260 - 558°C erfolgen kann. Hierbei ist vorsichtig vorzugehen, damit keine Oxydation auftritt und der Gehalt an flüchtigen Stoffen nicht auf einen Wert unterhalb der angeführten Bereiche herabgesetzt wird.If the raw coke has a volatile content of more than about 20) ί, it can be under controlled Conditions in which local overheating should be avoided is, in order to reduce its content of volatile substances to a value within the specified ranges be heated, which can be done at comparatively low temperatures of around 260 - 558 ° C. Here proceed carefully so that no oxidation occurs and the content of volatile substances does not drop to a value is reduced below the specified ranges.
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Der Weichmacher sollte bei Atraosphärendruck weder wesentlich verdampfen noch unterhall» einer Temperatur von etwa 254°C wesentlich thermisch zersetzbar eeinj diese Temperatur liegt erheblich oberhalb der Temperatur, bei welcher im allgemeinen die Verschmelzung3Wirkung des Weichmachers mit dem Rohkoks und/oder der Kohle auftritt. Als Weichmacher geeignete Substanzen sind Kohlenteer, Kohlenteerfraktionen, Kohlenteerpeche, gewisse hochsiedende Kohlenwasserstofföle und bei der Crackung von Erdöldestillaten entstehende Rückstände, wie Thormalteor, Petrolpech, Holzteerpech, Aritoracenöl, schwere Holzteeröle und -peche, schwere Lignitteeröle und -peche, Phenanthren und dgl.. Schwere Erdöl-Kohlenwasserstoffrückstände und Asphalte, und zwar sowohl gecrackte als auch destillierte, können ebenfalls als Weichmacher eingesetzt werden.The plasticizer should neither evaporate significantly at atmospheric pressure nor below a temperature of about 254 ° C substantially thermally decomposable eeinj these The temperature is considerably higher than the temperature at which the amalgamation effect of the Plasticizer occurs with the raw coke and / or the coal. Substances suitable as plasticizers are coal tar, Coal tar fractions, coal tar pitch, certain high boiling points Hydrocarbon oils and residues resulting from the cracking of petroleum distillates, such as Thormalteor, Petrolpech, Wood tar pitch, aritoracen oil, heavy wood tar oils and pitch, heavy lignite oils and pitches, phenanthrene and the like .. Heavy petroleum hydrocarbon residues and Asphalts, both cracked and distilled, can also be used as plasticizers.
Die Auswahl eines Weichmachers, der auch als Erweicher oder Verschmelzungsmittel bezeichnet werden kann, hängt von einer Anzahl von Paktoren ab, beispielsweise von dem Material oder den Materialien, mit welchem bzw. welchen er verschmolzen werden soll, seinen Kosten usw. Es kann jeder Weichmacher eingesetzt werden, der teilweise mit dem Rohkoks und/oder der verwendeten Kohle verschmilzt, doch sind nicht alle Weichmacher genau gleichwertig. Bevorzugt werdenjaromatische Kohlenwasserstoffe. Die Sauerstoff- undThe choice of a plasticizer, which can also be referred to as a softener or fusing agent, depends on a number of factors, for example on the material or materials with which it is to be fused, its cost, etc. Any plasticizer can be used which is partially compatible with the Raw coke and / or the coal used melts, but not all plasticizers are exactly the same. Preferred are aromatic hydrocarbons. The oxygen and
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Stiöcstoff-Derivate von aromatischen Kohlenwasserstoffen Bind ebenfalls brauchbar, jedoch den Kohlenwasserstoffen unterlegen» Der Weichmacher sollte keine wesentlichen Mengenanteile an Substanzen enthalten, die sich unter Lieferung stark oxydierender Zersetzungsprodukte zereetzen. Brauchbar sind eyeloparaffinisehe Kohlenwasserstoffe oder deren Derivate, beispielsweise der Furfuralextrakt von schweren Schmierölen. In vielen Fällen können Gemische · von Kohlenwasserstoffen und von deren Derivaten vorteilhaft angewandt werden.Oxygen derivatives of aromatic hydrocarbons Bind also usable, but inferior to hydrocarbons »The plasticizer should not be essential Contain proportions of substances that decompose with the delivery of strongly oxidizing decomposition products. Eyeloparaffinic hydrocarbons are useful or their derivatives, for example the furfural extract of heavy lubricating oils. In many cases, mixtures of hydrocarbons and their derivatives can be advantageous can be applied.
Wie erwähnt, sollte der Weichmacher vorzugsweise bei einer Temperatur von wesentlich unterhalb etwa 254 3 keiner Verdampfung oder Zersetzung unterliegen. Selbstverständlich wird beim Verkokungsvorgang eine gewisse Menge an flüchtigen Kohlenwasserstoffen und anderen Nebenprodukten von der Pyrolyse des Weichmachers erhalten, doch sind die vorteilhaftesten Weichmacher diejenigen, die in großem Ausmaß in Koks umgewandelt werden. Bei tibermäßiger Bildung von Dämpfen und Gasen wird die Porosität der Kokskörper unzulässig erhöht. Im Hinblick auf die geringe angewandte Menge des Weichmachers, die in keinem Fall oberhalb etwa 8«£ liegt, und da eine gewisse Porosität dor hergestellten Formkörper wünschenswert ist, stellt dien im allgemeinen keine Schwierigkeit dar. Materialien mit hohem Schwefel-As mentioned, the plasticizer should preferably be at one Temperatures well below about 254 3 are not subject to evaporation or decomposition. Of course During the coking process, a certain amount of volatile hydrocarbons and other by-products of the pyrolysis of the plasticizer, but the most beneficial plasticizers are those that are in large Extent can be converted into coke. With excessive formation of vapors and gases, the porosity of the coke bodies becomes unacceptably increased. In view of the small amount of plasticizer used, which in no case above about 8 «£, and a certain porosity is created there Molded body is desirable, dien in general no problem. Materials with a high sulfur content
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gehalt sind im allgemeinen unerwünscht, da metallurgischer Koks mit hohem Schwefelgehalt häufig vom Verbraucher abgelehnt wird.contents are generally undesirable because they are more metallurgical High sulfur coke is often rejected by consumers.
Die gemahlene Kohle und/oder der Rohkoks sowie der Weichmacher können, sofern dies zwGckmäßig erscheint, bei Raumtemperatur vorgemischt werden, und Bwar insbesondere dann, wenn der Weichmacher in feinverteilter Peststoff-Form vorliegt. Ebenso können die normalerweise flüssigen Weichmacher in kaltem Zustand mit der Kohle und/oder dem Koks vermischt werden. Wahlweise kann-das Mischen bei erhöhten Temperaturen erfolgen, indem die Kohle oder der Koks bzw. ein ziemlich gleichförmiges Gemisch aus Kohle und/oder Rohkoks und Weichmacher auf eine Temperatur von über etwa 149°C und typischerweise von etwa 160 - 26O0C, vorzugsweise von 171 - 2320C erwärmt wird, während das Mischen in einer passenden Vorrichtung in der Weise durchgeführt wird, daß das Mischen und Erwsiehen bsw. Verschmelzen gleichseitig erfolgen. Der richtige Zeit-Temperatur-Paktor für diese Verschmslzungsbehandlung ist ziemlich kritisch und schwankt in Abhängigkeit vom Gehalt an flüchtigen Stoffen der Kohle und/oder des Rohkokses sowie von dem jeweils verwendeten IFoichmacher und seiner Viskosität. In jedem Fall sollten dio erweichten Teilchen vor dem Verprcssen nicht zu lange und/oder auf keine zuThe ground coal and / or the raw coke and the plasticizer can, if this appears expedient, be premixed at room temperature, and especially when the plasticizer is in finely divided pesticide form. Likewise, the normally liquid plasticizers can be mixed with the coal and / or the coke in the cold state. Optionally,-this can be done mixing at elevated temperatures by the coal or coke or a fairly uniform mixture of carbon and / or raw coke and plasticizer to a temperature of above about 149 ° C and typically from about 160 - 26O 0 C, preferably from 171-232 0 C is heated, while the mixing is carried out in a suitable device in such a way that the mixing and Erwsehen bsw. Merging take place at the same time. The correct time-temperature factor for this blending treatment is quite critical and varies depending on the volatile content of the coal and / or the raw coke and the leveling agent used and its viscosity. In any case, the softened particles should not be too long and / or not too long before pressing
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hohe Temperatur erwärmt werden, da es möglich ist, dar eine solche Behandlung die erweichten Teilchen "nicht-plastisch11 macht und somit zu Schwierigkeiten bei der Formung der Rohkörper führt oder Rohkörper mangelhafter Festigkeit liefert. Diese Zeit-Temperatur-Bedingungen bzw. Verweilzeiten bei Höchsttemperatur lassen sich für jedee vorgegebene,· beschriebene Gemisch anhand der erläuterten Richtlinien und bei Anwendung der Verpressbarkeit der erweichten Teilchen und der Eigenschaften der gebrannten Briketts als Kriterien ohne weiteres bestimmen. Die Verschmolzungsbehandlung sollte vorzugsweise in nicht-oxydierender Atmosphäre erfolgen, und zwar insbesondere in dem oder nach dem Augenblick, in welchem sich die erweichten Teilchen ihrer Höchsttemperatur annähern oder diese erreichen. high temperature, since it is possible that such a treatment makes the softened particles "non-plastic 11 and thus leads to difficulties in the shaping of the green bodies or gives green bodies of insufficient strength. These time-temperature conditions or residence times at maximum temperature can be easily determined for any given mixture described on the basis of the guidelines explained and using the compressibility of the softened particles and the properties of the fired briquettes as criteria after the moment at which the softened particles approach or reach their maximum temperature.
In gewissen Fällen kann das Mischen mit auf etwa 38 - 930C erwärmten Rohmaterialien stattfinden, jedoch unterhalb einer Temperatur, bei welcher die Verschmclzungewirkung eingeleitet wird oder vollständig fortgeschritten ist, worauf sich dio Weiterverarbeitung bei höheren Temperaturen anschließt.In certain cases, the mixing can with about 38 - 93 0 C held heated raw material, but below a temperature at which the Verschmclzungewirkung is initiated or is fully advanced, whereupon dio processing at higher temperatures followed.
Wie erwähnt, muß die Verschmclzungabehandlung sorgfältig in der Weise gesteuert werden, daß sie nicht zu weitAs mentioned, the fusion treatment must be carried out carefully be controlled in such a way that they do not go too far
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voranschreitet. Biese Steuerung kann üblicherweise mittels der Temperatur erfolgen, obgleich auch der Zeitfaktor eine bedeutende Rolle spielt. Beim Erwärmen eines Gemisches aus einem Weichmacher und Kohle und/oder Rohkoks während des Mischens bei einer Temperatur oberhalb des angegebenen Bereichs oder oberhalb der für das betreffende Gemisch gewünschten Höchsttemperatur durchläuft das Gemisch zunächst einen pastenartigen Zustand und ändert sich anschließend in seinen Eigenschaften und wird -zu trocken für das Strangpressen und somit beispielsweise nach einem kontinuierlichen Walz-Brikettierverfahren schwierig zu vorpressen. Mit anderen Worten sollte das erweichte Gemisch aus Kohle und/oder Rohkoks selbst eine Schmierwirkung an den Brikettierformen gewährleisten. Bei gewissen Weichmachern kann diese Überbehandlung im angegebenen Temperaturbereich stattfinden, wenn die Behandlungszeitspanne zu lang ist und beispielsweise nehr als 5 min oder auch weniger beträgt. Wie erwähnt, ändert sich der kritische Einfluß des Zeit- und Teaperatur-Yerhältnisses beim Verschmelzungsschritt in Abhängigkeit von der Menge und der Art des eingesetzten Weichmachers und ebenso in Abhängigkeit vom Gehalt an flüchtigen Stoffen sowie von der Teilchengröße der Kohle und/oder des Rohkokses. Im allgemeinen verschmelzen sich die typiaeherweise beim er-'findungsgenäßen Yerfehren eingesetzten feinen Kohle- und/oderadvances. This control can usually be done using the temperature, although also the time factor plays an important role. When heating a mixture of a plasticizer and coal and / or raw coke during mixing at a temperature above the specified range or above that for the subject Mixture at the desired maximum temperature, the mixture first passes through a paste-like state and changes afterwards in its properties and becomes too dry for extrusion and thus for example according to a continuous roller briquetting process difficult to pre-press. In other words, the softened mixture of coal and / or raw coke should itself be one Ensure the lubricating effect on the briquetting molds. at Certain plasticizers can cause this over-treatment in the specified Temperature range take place if the treatment time is too long and, for example, more than 5 min or less. As mentioned, the critical influence of the time and temperature ratio changes in the merging step depending on the amount and the type of plasticizer used and also depending on the content of volatile substances and on the particle size of the coal and / or the raw coke. In general, they typically merge with one another in accordance with the invention Yerfehren used fine coal and / or
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BAD ORIGlNAtBATHROOM ORIGlNAt
Rohkoksteilchen infolge ihrer gro3en Oberfläche und ihres kleinen Durchmessers sehr leicht.Raw coke particles due to their large surface and very light due to their small diameter.
Wenn das verschmolzene Gemisch über einen Punkt hinausgelangt ist, an welchem es leicht strangprese- oder verpreesbar bzw. gießfähig ist,wird es nicht nur schwierig mittels Walzen zu brikettieren oder strangzupressen, sondern führt auch zu Formkörpern, die fehlerhafte Stellen bzw. lunker zeigen und während oder nach dem Verkokungsvorgang geringere Festigkeit besitzen können. Wenn ein Gemisch im Verschmelzungsschritt zu weit vorangeschritten ' ist, i3t es in manchen Fällen möglich, eine geringe Menge an Weichmacher zuzusetzen und hierdurch seine Brikettior- bzw. Strangpresseigenschaften wiederherzustellen. Falls jedoch die Menge des zusätzlich zugegebenen Weichmachers zu groß ist, können die verkokten Körper infolge des vergrößerten Volumens an Dämpfen, die ausgetrieben werden müssen, schlechte Festigkeit und in unerwünschtem Ausmaß erhöhte Porosität entwickeln. Außerdem wird hierbei die Schrumpfung der verkokten Körper erhöht. Die Verschmelzungstemperatur sollte außerdem unterhalb der Temperatur liegen, bei welcher der Weichmacher eich zu zersetzen oder in wesentlichem Ausmaß aus dem Gemisch auszude3tillieren beginnt; dies tritt jedoch bei den meisten der erfindungsgemäßlverwendeten Weichmacher frühestens bei Erroichcn einorWhen the fused mixture is passed beyond a point at which it is easy or strangprese- ver preesbar and pourable, it is not only difficult to extrude or briquetting means of rollers, but also leads to moldings which exhibit flaws or cavities and may have lower strength during or after the coking process. If a mixture has progressed too far in the fusing step, it is in some cases possible to add a small amount of plasticizer and thereby restore its briquette or extrusion properties. However, if the amount of the additional plasticizer added is too large, the coked bodies may develop poor strength and, to an undesirable extent, increased porosity due to the increased volume of vapors which must be expelled. In addition, this increases the shrinkage of the coked bodies. The fusion temperature should also be below the temperature at which the plasticizer begins to decompose or to a substantial extent begin to separate out of the mixture; With most of the plasticizers used according to the invention, however, this does not occur until Erroichcn at the earliest
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Temperatur von etwa 254°C ein.Temperature of about 254 ° C.
Das Anlegen von mechanischem Druck bzw. das Verpressen des erweichten Gemischen aus Koka und/oder Kohle kann auf ftehlreich unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise vorzugsweise durch Walz-Brikettieren, Strangpressen, Spritzgießen mittels einer Kolbenpresse oder durch Formguß.'The application of mechanical pressure or the pressing of the softened mixture of coca and / or coal can be done in many different ways, for example preferably by roller briquetting, extrusion, Injection molding by means of a piston press or by molding. '
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren erweichten Kohle- oder Rohkokssorten müssen nach dom Verpressen bzw. Brikettieren solche Eigenschaften besitzen, da3 sie in allen Stufen des Verkokungsvorgänge nur eine geringe Plastizität und keine Fließfähigkeit besitzen. Palls die Kohle oder der Koks einen zu hohen Gehalt an flüchtigen Stoffen besitzt oder das erweichte Gemisch su einem Schmelzen und Fließen neigt, bevor eine Zersetzung der zersetzungsfähigen Bestandteile der rohen Formkörper stattgefunden hat, trachten die vom Inneren der Formkörper zu deren Außenseite führenden winzigen Kanäle, über welche die Zersetzungsdämpfe austreten, zu einem Veretopftwerden, woraus sich Verarbeitungsschwierigkeiten bei der Verkokung sowie die Bildung großer Poren und verkokter Formkörper mit mangelhafter Festigkeit ergeben. Eei Herstellung der Formkörper aue Materialien mit don vorher angeführten Eigenschaften υηά räch don erläuterten erfindungsgemäßen Vcr-The softened types of coal or raw coke that can be used in the process according to the invention must, after pressing or briquetting, have such properties that they have little plasticity and no flowability in all stages of the coking process. If the coal or coke has too high a volatile content or the softened mixture tends to melt and flow before the decomposable components of the raw moldings have decomposed, the tiny channels leading from the inside of the moldings to the outside seek to Via which the decomposition vapors escape, they become clogged, which results in processing difficulties during coking and the formation of large pores and coked moldings with insufficient strength. Eei production of the moldings aue materials with the properties mentioned above and the explained methods according to the invention
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BAP 1 BAP 1
fahren tritt Jedoch kein derartiger Materialfluß auf und bleiben die Dampf-Entweichkanäle klein und über die ganzen zu verkokenden Formkörper hinweg verteilt, so daß die Gase schnell und ohne Hervorbringung großer Poren oder Kanäle zu entweichen vermögen.However, no such material flow occurs and the steam escape channels remain small and distributed over the entire molded body to be coked, so that the gases are able to escape quickly and without producing large pores or channels.
Falls beim erfindungegemäßen Verfahren eine Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Stoffen von mehr als etwa 2Oj£ und bis hinauf zu etwa 45$ und in solcher Menge verwendet werden soll, daß das aus der Kohle und dem Hoh-Petrolkoks gebildete Gemisch einen Gehalt an flüchtigen Stoffen von mehr als etwa 20 Gew.·4> besitzen würde, ist es nötig, diese Kohle auf beliebige, dem Fachmann bekannte Weise teilweise zu entgasen, so daß der Gehalt an flüchtigen Stoffen bzw. der Gasgehalt des erhaltenen Gemisches höchstens etwa 20ji beträgt. Falls diese T eil entgasung der Kohle zu einem übermäßigen Agglomerieren bzw. Zuaaamenballen der Kohle führt, kann sie teilweise zerquetscht und hierbei auf annehmbare Teilchengröße gebracht werden, worauf sie sich als Rohmaterial beim erfindungsgenäßen Verfahren verwenden läßt.If, in the process according to the invention, a coal with a volatile content of more than about 20% and up to about 45 $ is to be used and in such an amount that the mixture formed from the coal and the petroleum coke has a volatile content would have more than about 20 wt. · 4> , it is necessary to partially degas this coal in any manner known to the person skilled in the art, so that the volatile matter content or the gas content of the mixture obtained is at most about 20ji. If this partial degassing of the coal leads to excessive agglomeration or balling of the coal, it can be partially crushed and brought to an acceptable particle size, whereupon it can be used as a raw material in the process according to the invention.
Alle Materialien in dem zu brikettierenden bzw. zu verpressenden Gemisch werden allgemein auf im wesentlichen dieselbe Temperatur erwärmt, wodurch die verschiedenenAll materials in the mixture to be briquetted or compressed are generally based on essentially heats the same temperature, making the different
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Bestandteile jedoch unterschiedlich "beeinflußt werden. Wenn beispielsweise fcin praktisch inertes Material, wie Anthrazit, verwendet wird, wird dieses typischerwcisc lediglich auf Arbeitstemperatur erwärmt, während andererseits die Kohle und/oder der Roh-Petrolkoks, die mit dem Weichmacher vermischt sind, einer Verschmelzungswirkung unterworfen werden. Die Zeit und/oder die Temperatur, während welcher die Teilchen in dieser Erwärmungsstufe gehalten werdon bzw. auf welche sie erwärmt werden, hängen außer von den bereits erwähnten noch von verschiedenen anderen Faktoren ab. So liegen, wenn das erwärmte Teilchenmaterial beispielsweise zu 1OOJ& aus Roh-Petrolkoks besteht,d.h. keine Kohle und keinen Inertstoff enthält, und einen Gasgehalt von etwa 12$ besitzt, andere Verhältnisse vor als wenn es sich beispielsweise um IOO56 Roh-Petrolkoks mit einem Gasgehalt von 15J& oder 18# handelt oder wenn das Teilchenmaterial zu 5O?S aus Roh-Pctrolkoks und zu 50$ aus Kohle besteht usw. Bei Verwendung von Roh-Petrolkoks mit einem Gehalt an flüchtigen Stoff on bzw. einem Gasgehalt von 8 oder 9^ wird dieser außerdem nicht allein, sondern typischerweise in Verbindung mit beträchtlichen Mengen an Kohle verwendet. Ersichtlicherweise ändern sich bei Kohle-Zusamracnsetzungen dor im folgenden aufgeführten Art auch die Zeit- und Temperaturbedingungen; diese Änderungen- liegen jodoch selbstverständlich innerhalb desIf, for example, a practically inert material such as anthracite is used, this is typically only heated to working temperature, while on the other hand the coal and / or the raw petroleum coke, which are mixed with the plasticizer, is subjected to a melting effect The time and / or the temperature during which the particles are held in this heating stage or to which they are heated depend on various other factors in addition to those already mentioned. consists of raw petroleum coke, ie contains no coal and no inert material, and has a gas content of about $ 12, the ratios are different than when it is, for example, 10056 raw petroleum coke with a gas content of 15J & or 18 # or if the particulate material is too 50? S consists of crude petroleum coke and $ 50 from coal, etc. When using vo In addition, raw petroleum coke with a volatile substance or gas content of 8 or 9 ^ is not used on its own, but is typically used in conjunction with considerable amounts of coal. Obviously, in the case of coal compositions of the type listed below, the time and temperature conditions also change; these changes are of course within the
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ι* ■ ■ι * ■ ■
Rahmens der Erfindung. Beispielsweise können die in Tabelle II zusammengestellten Ausgangsmaterialien aufgearbeitet werden. The scope of the invention. For example, the starting materials listed in Table II can be worked up.
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co OO
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O
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10
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3030th
7070
uf 1OQ Teile Kohle;uf 10Q parts of coal;
7,07.0
6,0 6,0 5,3 2,7 5,3 5,3 2,7 1,56.0 6.0 5.3 2.7 5.3 5.3 2.7 1.5
5,35.3
Asphalt AntnracenölAsphalt anthracene oil
Thermalteer (thermal tar)Thermal tar
Petroleumpech Thermalteer Kohlcnteer ] Kohlenteer Thermalteer Kohlenteerpech Kohlenteer Thermalteer Kohlenteer Kohlent eerp ech Thermalteer Kohlenteer Thermalteer „.*Petroleum pitch Thermalteer Kohlcnteer] coal tar Thermalteer coal coal tar coal tar Thermalteer Kohlent EERP ech Thermalteer Kohlent e he Thermalteer ". *
Bei den Gemischen h, k, 1, η, η. ο und ρ wurde die Bitumenkohle teilweise entgast (damit der Gasgehalt des Kohle-Petrolkoksgemisches einen Wert von etwa 2Oj£ nicht überschreitet), bevor sie mit dem Petrolkoks vermischt und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde. In allen Fällen wurde das Teilchenmaterial während des Verschraelzung-Erwärmungsechritts innerhalb der vorher angegebenen Zeltspannen bo lange und/oder auf eine so hohe (ebenfalls innerhalb der vorher angeführten Temperaturbereiche liegende) Temperatur erwärmt, daß das gewunechte Erweichen und Verecfceelzen hervorgerufen wurde, jedoch nicht so lange und/oder auf so hohe Temperaturen, daß die entstehende Verschmelzung nicht-plastisch wurde.With the mixtures h, k, 1, η, η. ο and ρ became the Bituminous coal partially degassed (so that the gas content of the Coal-petroleum coke mixture does not have a value of about £ 20 exceeds) before it is mixed with the petroleum coke and treated according to the method of the invention. In all cases the particulate matter was during the Interleaving-heating step within the previously specified tent spans bo long and / or on a so high (also within the previously mentioned temperature ranges lying) temperature warmed that the desired softening and icing was caused, but not for so long and / or at such high temperatures, that the resulting fusion became non-plastic.
Die Formvorrichtung 20 bzw. die Walzen der. Brikettiermaschine können sich auf beliebiger Temperatur befinden und beispielsweise dieselbe Temperatur wie die Teilchen, eine höhere Temperatur, Raumtemperatur oder eine zwischen diesen Bereichen liegende Temperatur besitzen usw. Die Brikettierwaisen können wasser-, öl- oder auf andere Weise gekühlt sein. Vor dem Brikettieren, müssen die erwärmten Peststoffe vor unerwünschter Oxydation durch Atmosphäronluft geschützt werden, da dies für die Festigkeit des Endprodukts nachteilig wäre. Ersichtlicherweise besteht beim Vorhandensein von Überschuflluft auch die Gefahr eines Entzündens und Verbrennens. Daher kann eine Inertgasatmosphäre vorgesehen sein.The molding device 20 or the rollers of the. Briquetting machines can be at any temperature and for example, the same temperature as the particles, a higher temperature, room temperature, or one between them Areas have lying temperature, etc. The briquetting orphans can be water, oil or in some other way be chilled. Before briquetting, they must be warmed up Pest substances from undesired oxidation by atmospheric air must be protected as this would be detrimental to the strength of the end product. Obviously, the Presence of excess air also carries the risk of a Igniting and burning. An inert gas atmosphere can therefore be provided.
Der beim Verpressen angewandte Druck ändert aich in Abhängigkeit von der Temperatur des zu vsrformendcn, erweichton Teildienmaterialo, der jeweiligen Zusammensetzung, der an-The pressure applied during pressing changes depending on the temperature of the softened clay to be molded Partial materialo, the respective composition, the other
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gewandten Pressen-Art oder des betreffenden Formvorgangs usw. Bei einer Kolbenpresse liegt dieser Druck zwischen etwa 35»2 und etwa 1050 kg/cm , wobei bei höheren Temperaturen niedrigere Druckn angewandt werden und umgekehrt. Bei einer Walzenpresse liegt der Druck (P) typischwrweiae zwischen etwa 281 und etwa 6330 kg/cm , wenn 3? = T (A η Geeamtfl&che der unter Druck stehenden Taschen längs der Berührung«linie zwischen den Walzen; F = auf die Walzen der Presse ausgeübter Druck). Beispielsweise können Gemischteaperaturen von H9 - 1770C und Drucke von 70,3 - H1 kg/cm in einer Kolbenpresse zu mangelhafter Festigkeit der rohen und/oder der gesinterten Formkörper führen, während Temperaturen von etwa 177 - 2320C und Drucke von 35»2 kg/cra Formkörper guter Festigkeit liefern können. Typischerweise sollte nur ein so hoher Druck angewandt werden,"daß ein roher Formkörper mit einer Porosität von mindesten» SjC erhalten wird, während andererseits zumindest ein so hoher Druck angewandt werden sollte, daß ein roher Formkörper mit einer Porosität von höchstens 37# erhalten wird. Mit anderen Worten, wenn die Porosität des gebildeten Fornkörpers unter 8# oder über 37^ oder anderweitig nicht innerhalb eines gewünschten, zufriedenstellenden Bereichs liegt, kann der angewandte Druck entsprechend reduziert oder erhöht werden, bis die Porosität ' der erhaltenen rohen Formkörper den gewünschten Wert or-applied press type or the relevant molding process, etc. In a piston press, this pressure is between about 35 »2 and about 1050 kg / cm, with lower pressures being used at higher temperatures and vice versa. In a roller press, the pressure (P) is typically between about 281 and about 6330 kg / cm when 3? = T (A η total area of the pockets under pressure along the line of contact between the rollers; F = pressure exerted on the rollers of the press). For example, mixed temperatures of H9 - 177 0 C and pressures of 70.3 - H1 kg / cm in a piston press can lead to insufficient strength of the raw and / or the sintered molded body, while temperatures of about 177 - 232 0 C and pressures of 35 » 2 kg / cra moldings can provide good strength. Typically, only so high a pressure should be applied "that a green molded article with a porosity of at least» SjC is obtained, while on the other hand at least such a high pressure should be applied that a raw molded article with a porosity of at most 37 # is obtained. In other words, if the porosity of the formed shaped body is below 8 # or above 37 ^ or otherwise not within a desired, satisfactory range, the pressure applied can be reduced or increased accordingly until the porosity of the resulting green shaped body is the desired value -
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BAD ORiGINAl.BATH ORiGINAL.
reicht. Bevorzugt werden rohe Formkörper mit einer Porosität von etwa 15- 3Oj6.enough. Preference is given to raw moldings with a porosity from about 15-3Oj6.
Pur die Maeeenfertigung wird eine Walzenpresse bevorzugt. Bei Verwendung einer eolchen Vorrichtung ist die "Verpreeezeit", d.h. die Zeit, während welcher sich die zu verformenden, verachaolzenen Teilchen tatsächlich unter Druck befinden bzw. während welcher tatsächlich Druck ausgeübt wird, für gewöhnlich kürzer als 2 β und typischerweiee kürzer als 1 s. Selbstverständlich können jedoch auch andere Pormvorrichtungen als die vorher erwähnten angewandt werden.A roller press is preferred for size production. When using such a device, the "Verpreeezeit" is i.e. the time during which the deformed, reproached particles actually undergo Or during which pressure is actually exerted, usually less than 2 β and typically shorter than 1 s. Of course, molding devices other than those mentioned above can also be used can be applied.
Im Pail von Kolbcnpressen werden üblicherweise Drucke von unter 176 kg/cm angewandt, da höhere Drucke nur eine Energievergeudung bedeuten. Bei vielen erfindungsgemäß verarbeiteten kohlenstoffhaltigen Gemischen oder Zusammensetzungen, insbesondere solchen mit hohem Gasgehalt, erhalten die Briketts bzw. Formkörper bei Drucken von oberhalb etwa 24-6 kg/cm in zunehmendem Maß fehlerhafte Stellen (lunker), und zwar speziell nach dem Verkoken derselben. Bei Kolbenpressen werden daher im allgemeinen Drucke von über etwa 28,1 kg/cm vermieden, sofern nicht wesentliche Mengen an "Inertstoffen" dem zu verarbeitenden Gemisch zugesetzt worden sind odor das zu verarbeitendeIn the pail of ram presses, prints of applied below 176 kg / cm, since higher pressures only one Mean waste of energy. According to the invention for many processed carbonaceous mixtures or compositions, in particular those with a high gas content, the briquettes or moldings are obtained at pressures of above about 24-6 kg / cm increasingly defective Places (voids), specifically after coking the same. In piston presses are therefore generally Avoid prints greater than about 28.1 kg / cm unless otherwise substantial amounts of "inerts" to be processed Mixture has been added or that to be processed
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Gemisch einen niedrigen Gasgehalt besitzt; in solchen Fällen kann die Anwendung höherer Drucke vorteilhaft sein. Bei Walzenpressen werden höhere Drucke angewandt.Mixture has a low gas content; in such cases it may be advantageous to use higher pressures. In roller presses, higher pressures are used.
Die rohen Formkörper sollten eine Mindest-Porosität von etwa B$ besitzen» damit sich geringstmögliche Schwierigkeiten bei» Yerpressen und Verkoken ergeben und das Verkoken schnell durchgeführt werden kann. Wenn die Porosität der Formkörper su niedrig ist und ein schnelles Verkoken derartiger Formkörper angestrebt wird, trächtenjdie entweichenden Restgase bzw. flüchtigen Stoffe danach, den Formkörper aufzubrechen, so daß Koks mit für metallurgische Verfahren ungeeigneter Größe und Festigkeit erhalten wird.The raw moldings should have a minimum porosity of about B $ so that the least possible difficulties arise during pressing and coking and the coking can be carried out quickly. If the porosity of the molded body is too low and rapid coking of such molded bodies is sought, the escaping residual gases or volatile substances tend to break up the molded body, so that coke is obtained with a size and strength unsuitable for metallurgical processes.
Die Porosität der hergestellten Formkörper wird selbstverständlich auch durch Änderung der Temperatur, auf welche die verschmolzenen Teilchen erwärmt werden, oder der für die Herstellung der Hoh-Formkörper benutzten Zusammensetzung beeinflußt. Wie erwähnt, sollte die Porosität der rohen Formkörper bei höchstens 37^ liegen. Bei höherer Porosität sind die Formkörper entweder zu wenig fest oder besitzen nach dem Verkoken eine für den vorgesehenen Verwendungszweck zu niedrige scheinbare Dichte«, Die scheinbare Dichte der verkokten FormkörperThe porosity of the molded bodies produced becomes a matter of course also by changing the temperature to which the fused particles are heated, or affects the composition used for the production of the hollow moldings. As mentioned, the The porosity of the raw moldings is at most 37 ^. If the porosity is higher, the moldings are either closed not very firm or, after coking, they appear to be too low for the intended use Density «, the apparent density of the coked moldings
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Stil·,.Style·,.
liegt allgemein bei etwa 1,0 - 1,5 g/cm3. Die Dichte der rohen Formkörper sollte zwischen etwa 0,85 und g/cm liegen, wobei selbstverständlich die weniger dichten Formkörper eine höhere und die dichteren Formkörper eine weniger hohe Porosität besitzen.is generally around 1.0-1.5 g / cm 3 . The density of the raw moldings should be between about 0.85 and g / cm, the less dense moldings of course having a higher porosity and the denser moldings a less high porosity.
Nach dem Vorpressen der verschmolzenen bzw. erweichten Teilchen werden die gebildeten rohen Forakörper vorzugsweise praktisch sofort und ohne wesentliche Abkühlung verkokt. Wenn die Temperatur der Formkörper zwischen dem Verpressen und den Verkoken zu stark absinken kann, wird die Wahrscheinlichkeit für die Bildung von Rissen und Lunkern in den Formkörpern größer als in dem Fall, wenn die Formkörper sofort und ohne wesentliche Abkühlung verkokt werden.After pre-pressing the fused or softened Particles, the raw fora bodies formed are preferably coked practically immediately and without substantial cooling. If the temperature of the molded body can drop too much between the pressing and the coking, the The likelihood of the formation of cracks and voids in the shaped bodies is greater than in the case when the shaped body cokes immediately and without significant cooling will.
Bei der bevorzugten Arbeitsweise, wobei die Teilchen anfänglich vor de« Mischen mit einem erwäret en Weichmacher getrennt erwärmt werden, dauert der Arbeitszyklus des Erwärmens der Teilchen auf etwa 149 - 26O0C, Vermischen der Teilchen mit dem Weichmacher, Vorpressen der verschmolzenen Teilchen, während sie sich noch auf einer Temperatur von etwa 149 - 260°C befinden, d.h. mit nur geringer oder gar keiner Abkühlung vor dem Formvorgang, und tiberführung der Formkörper in den Verkoker nicht langer als etwaThe particles 26O 0 C, mixing with the plasticizer, pre-pressing of the fused particles, while - in the preferred mode of operation, wherein the particles are initially heated separately before de "mixing with a erwäret en plasticizer, the duty cycle lasts of heating the particles to about 149 they are still at a temperature of about 149-260 ° C., ie with little or no cooling before the molding process, and the molded bodies are not transferred into the coker for longer than approximately
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10 min. Während dieser Phasen des Ycrfahrens werden keine nennenswerten "Stöße* im Arbeitszyklus zugelassen. Die erwärmten kohlenstoffhaltigen Teilehen bzw. die verformten, zu verarbeitenden Massen werden in sehr gleichmäßiger Bewegung gehalten, wobei jeglicher wesentliche Anstau vermieden wird. "Stöße" bzw. "Anstauungen" können jedoch bei einem möglicherweise vorangehenden Yorerwärmungsschritt, bei welchem die Teilchen auf eine vorgegebene, vergleichsweise niedrigere Temperatur von etwa 930C ge-10 min. During these phases of the process, no significant "shocks" are permitted in the work cycle. The heated carbon-containing parts or the deformed masses to be processed are kept in very even motion, avoiding any significant build-up. Dams "can, however, in a possibly preceding Yorerwarming step, in which the particles to a predetermined, comparatively lower temperature of about 93 0 C
bracht werden, oder beim nachfolgenden Yerkokungsschritt auftreten, ohne daß dies eine wesentliche oder nennenswerte Auswirkung auf die Qualität des hergestellten Produkts oder auf die Störungsfreiheit des Verfahrens hat.be brought, or in the subsequent Yerkokungsstufe occur without this having a significant or significant effect on the quality of the product manufactured or has the trouble-free procedure.
Bei genauer Beachtung der vorstehend beschriebenen Verfahronsschritte können die verpresston Formkörper "schnell", d.h. wesentlich schneller als in der üblicherweise bei den Tiebenprodukt-Koksofenverfahren erforderlichen Zeitsnannc von 18 - 24 Std., verkokt werden, indem sie "beispielsweise ohne Verschlechterung der Produkt-Qualität innerhalb einer Zeitspanne von maximal 8 Std. auf eine Tenporatur von etwa 538 - 10930C erwärmt warden bzw. bi3 ein Gasgehalt des Produkts von 5r> oder weniger erreicht ist. Yerkokungszeitspannen von 3-6 Std. sind typisch. Selbstverständlich können auch längere Zeitspannen alsIf the above-described procedural steps are strictly observed, the pressed molded bodies can be coked "quickly", that is to say much faster than in the time usually required for the coke oven process of 18-24 hours, by "for example without deterioration of the product quality within a period of up to 8 hours to a Tenporatur of about 538 -. heats 1093 0 C warden or bi3 is a gas content of the product of 5r> or less achieved Yerkokungszeitspannen of 3-6 hours are typical course also longer periods of time than...
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θ Std. angewandt werden, doch ist diee im allgemeinen nachteilig.θ h are. applied, but is diee generally disadvantageous.
Während der Behandlung in der Heiß-Verkokungeanlage -22 unterliegen die rohen Formkörper im allgemeinen keiner Wiedererweichung und keinem Zusammenkleben, da sie •verschmolzen" und zu getrennten Einzel-Forrakörpern verpreaet worden sind, wodurch eine feste, eueenmenhängende Bindung innerhalb der rohen Formkörper hervorgebracht wurde. Aue diesem Grund ist die Bindung zwischen den Teilchen in den einzelnen Formkörpern sehr gut und besitzen die hergestellten verkokten Formkörper typischerweise überlegene Festigkeit. Bei gewissen Zusammensetzungen und unter gewissen Umständen kann jedoch eine Tendenz für ein Zusammenheften der Briketts während dos Verkokons bestehen. In diesem Fall können die Briketts einer kurzen bzw. begrenzten Oberflächen-Oxydation unterworfen werden, so daß sie sich verfestigen und ein Wiodererweichen während den Verkoksns vorhindert wird.During the treatment in the hot coking plant -22 , the raw moldings are generally not subject to any re-softening or sticking together, since they have been "fused" and molded into separate individual moldings, producing a firm, self-hanging bond within the raw moldings. Aue this reason, the bonding between the particles in the individual shaped bodies is very good and have the coked molded articles produced typically superior strength. in certain compositions and in certain circumstances, however, a tendency for a tacking together of the briquettes may be made while dos Verkokons. in this case, the briquettes are subjected to a short or limited surface oxidation, so that they solidify and a re-softening during the coking is prevented.
Die rohen Formkörper können in einer ^crkokungsvorrichtung verkokt werden, in eleher eine praktisch inerte bzw. nicht-oxydierende Atnoaphäre aufrechterhalten werden kann. Zur Erzielung bester Ergebnis3evißt die Yerkokungevorrichtung 22 so ausgelegt bzw. wird die Arbeiteweiee The raw moldings can be coked in a coking device, in which a practically inert or non-oxidizing atmosphere can be maintained. For best Ergebnis3e v eats the Yerkokunge device 22 is so designed and the Arbeiteweiee
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BAD ORlGiNAl.BAD ORlGiNAl.
dieser Vorrichtung so geregelt, daß die rohen Formkörper unter einwandfreier Regulierung auf die gewünschte End-Verkokungsteiaperatur erwärmt werden können. Wenn die gewünschte Endtemperatur etwa 800°0 beträgt und die rohen Formkörper eine Temperatur von 2040C besitzen, wenn eie aus der Formvorrichtung 20 austreten und in den Verkoker 22 eintreten, erfolgt ihre Erwärmung von 2040C auf 8000C vorzugsweise mit sehr genau geregelter Aufheiz-Geschwindigkeit von nfht mehr als 400°C/Std. bis zu einer Temperatur von zwischen etwa 500° und 65O0C und danach von nicht mehr als etwa 500°C/Std. bis zur Endtemperatur von 800 C. Niedrigere Aufheizgeschwindigkeiten werden typischerweise angewandt, bis die rohen Formkörper eine kritische Temperatur erreichen oder bis sie dauerhaft "verfestigt" sind, typischerweise bei einer Temperatur von 600 - 7000C, worauf eine etwas höhere Aufheizgepchwindigkeit bis zur gewünschten Endtemperatur angewandt werden kann. Da3 vorstehend beschriebene Aufheizverfahren ist einem Heizverfahren vorzuziehen, bei welchem die heißen Formkörper einem schroffen bzw. weiten Temperaturunterschied, beispielsweise von 2000C unmittelbar auf 8000C, ausgesetzt werden. Vorzugsweise wird außerdem die Temperatur der Formkörper innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne praktisch linear erhöht. Dies bedeutet, daß die Erwärmung ziemlich gleichmäßig jmit einer Aufheizgeschwindigkeit von nicht mehr aleThis device is regulated so that the raw moldings can be heated to the desired end coking temperature with proper regulation. When the desired final temperature is about 800 ° 0 and the raw molded bodies have a temperature of 204 0 C, if eie emerge from the forming device 20 and entering the coker 22, its heating takes place from 204 0 C to 800 0 C, preferably with very accurate controlled heating speed of nfht more than 400 ° C / hour. up to a temperature of between about 500 ° and 65O 0 C and then of not more than about 500 ° C / hr. to the final temperature of 800 C. Lower heating rates are typically applied until the raw molded body has a critical temperature is reached or until they are "solidified" permanent, typically at a temperature from 600 to 700 0 C, followed by a slightly higher Aufheizgepchwindigkeit to the desired final temperature can be applied. Heating method described above Da3 is preferable to a heating method, wherein the hot molded articles are, for example, exposed to a harsh or wide temperature difference of 200 0 C to 800 0 C immediately. In addition, the temperature of the shaped bodies is preferably increased in a practically linear manner within a predetermined period of time. This means that the heating is fairly uniform with a heating rate of no longer ale
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BAD 1 BATH 1
1O0C in jeder Minute während der Anfangs-Aufheizzeit, welche pro Stunde nicht mehr als 40O0C Erwärmung umfassen soll, und von nicht mehr als etwa. 130C pro Minute während der Zeitspanne, während welcher clic Formkörper um nicht mehr als etwa 5000C pro Stunde erwärmt werden sollen, durchgeführt werden muß, anstatt die Formkörper beispielsweise eine Stunde lang bei 5000C zu erwärmen, sie dann eine weitere Stunde lang in eine Zone mit 6000C zu überführen usw.1O 0 C in every minute during the initial heating time, which should not include more than 40O 0 C heating per hour, and of no more than about. 13 0 C per minute during the period of time during which clic moldings are not to be heated by more than about 500 0 C per hour, instead of heating the moldings for one hour at 500 0 C, for example, and then heating them for a further hour long to move into a zone with 600 0 C etc.
Geregelte Temperaturgradienten, die niedriger sind als die vorstehend angegebenen und beispielsweise cino Temperaturerhöhung von 300 C pro Stunde bsw. 80C pro Minute nicht überschreiten und bei denen beispielsweise eine Srwärmungsgeschwindigkeit von 30C pro Minute angev/andt wird, sind noch typischere Beispiele für die allgemein beim erfindungsgemäß on Verkoken angewandten Temperaturgradienten. Die innerhalb der vorstehend beschriebenen Bereiche liegenden, ausgewählten und angewandten Aufheizgeschwindigkeiten hängen auch von der Dichte, der Porosität, der Größe,** der Form und dem Gehalt an flüchtigen Stoffen der su verarbeitenden rohen Formkörper ab.Controlled temperature gradients that are lower than those specified above and, for example, cino temperature increase of 300 C per hour bsw. Not exceed 8 0 C per minute and in which, for example, a Angev Srwärmungsgeschwindigkeit of 3 0 C per minute / andt is, are still more typical examples of the generally used in accordance with the invention on coking temperature gradient. The heating rates selected and used within the ranges described above also depend on the density, the porosity, the size, the shape and the volatile content of the raw moldings to be processed below.
Drehherde, fellenherde und Laufroste mit im Verlauf der Formkörperbewegung durch den Verkoker allmählich höherenRotary stoves, fur stoves and walkways with in the course of the Shaped body movement gradually higher through the coker
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BADBATH
Temperatursonen, in welchen eine praktisch inerte Atmosphäre aufrechterhalten werden kann, eignen sich in vorteilhafter leise für die vorstehend beschriebene Erwärmung.Temperature suns in which a practically inert atmosphere can be maintained, are advantageously quiet for the heating described above.
Nach dem Erwärmen der Formkörper auf die gewünscht· Ttmperatur werden sie Üblicherweise in inerter Atmosphäre allmählich auf eine Temperatur von etwa 1040C oder darunter abgekühlt. Eine einheitliche Vorrichtung, die sowohl Erwärmungs- als auch Kühlzonen aufweist, kann sowohl für das Verkoken als auch für das Abkühlen'verwendet werden; wahlweise kann das Abkühlen aber auch in einer getrennten Vorrichtung erfolgen. Die abgekühlten Koks-Formkörper, die als "Pormkoks11 bezeichnet werden können, können dann in einem Produktschacht gelagert, sofort versandt oder unmittelbar in einem Kupolofen, einem Hochofen o.dgl. verwendet werden.After heating the molded body to the desired temperature · Ttm they are gradually cooled usually in an inert atmosphere to a temperature of about 104 0 C or less. A uniform device, which has both heating and cooling zones, can be used both for coking and for cooling; Alternatively, the cooling can also take place in a separate device. The cooled shaped coke bodies, which can be referred to as "porcelain coke 11 ", can then be stored in a product shaft, dispatched immediately or used directly in a cupola furnace, a blast furnace or the like.
Im allgemeinen sind Verkokungstemperaturen von mindestens etwa 5380C erforderlich, während höhere Temperaturen von beispielsweise etwa 800 - 9600C für die Erzielung optimaler Ergebnisse bevorzugt werden. Temperaturen von über 96O0C, beispielsweise bis zu etwa 10930C, können ebenfalls angewandt werden, sind jedoch im allgemeinen für die Lieferung eines industriell zufriedenstellenden Produkts nicht erforderlich.In general, coking temperatures of at least about 538 0 C are required, while higher temperatures of for example about 800-960 0 C for optimum results, are preferred. Temperatures of about 96O 0 C, for example up to about 1093 0 C, can also be applied, but are not, in general, for the supply of an industrially satisfactory product required.
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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Der Gehalt an flüchtigen Stoffen bzw. der Gasgehalt der Rohkoks- und KohleSorten» dio beim erfindungsgeraäßen Verfahren yerwendet werden Bollen, wird nach dem ASTM-Verfahren Nr. D271-48, modifiziert für Torf und Lignit, bestimmt und schließt den Vassergehalt aus. Gemäfl diesem Verfahren wird eine vergleichsweise kleine Probe Rohkoks oder Kohle etwa 5-10 min lang auf etwa 5100C erwärmt. Der Gewichtsunterschied der Probe vor und nach dem Srwftrmen stellt den "Gasgehalt11 dos geprüften Materials dar. Wie erwähnt, besitzen die beim erfindungsgemäSen Verfahren verwendeten Rohkok33orten vorzugsweise nicht nur einen vorgeschriebenen Gasgehalt bsw. Gehalt an flüchtigen Stoffen zwiechen etwa 8 und 2O# und vorzugsweise ?!w±schen etwa 11 und 16Ji bei Verwendung in Verbindung rait Kohle oder von mindestens 1OjC bei alleiniger Verwendung, sondern bilden auch ein hartes Koks-Agglomerat bzw. "Korn", wenn sie nach dom genannten ASTM-Verfahren erhitzt worden, wobei t1edoch anstelle einer 1 g-Probo eine solche von 5 g verwendet wird, Diose letztgenannte Eigenschaft ist von Bedeutung, wenn der Rohkoks als einzige aktiver, teilehenförmiger Bestandteil verwendet wird.The content of volatile substances or the gas content of the raw coke and coal types, which are used in the method according to the invention, is determined according to ASTM method No. D271-48, modified for peat and lignite, and excludes the water content. Gemäfl this method is about 5-10 heats a comparatively small sample of raw coke or coal minutes at about 510 0 C. The difference in weight of the sample before and after the Srwftrmen represents the "gas content 11 dos tested material. As noted, have the Rohkok33orten used in erfindungsgemäSen method preferably not only a prescribed gas content bsw. Volatiles content zwiechen about 8 and 2O # and preferably? ! w ± rule about 11 and 16Ji when used in conjunction Rait coal or of at least 1OjC when used alone, but also form a hard coke agglomerate or "grain", if it has been heated by said dom ASTM method, wherein t 1edoch instead of a 1 g sample, a sample of 5 g is used. The latter property is important when the raw coke is used as the only active, particulate ingredient.
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109883/049/, BADOfWWt109883/049 /, BADOfWWt
Claims (1)
durch gekenneelehnet, daß/Woichmacher Thermalteer (thermalas
known by the fact that / Woichmacher thermal tar (thermal
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63037367A | 1967-04-12 | 1967-04-12 | |
| US63037367 | 1967-04-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1771160A1 true DE1771160A1 (en) | 1972-01-13 |
| DE1771160C DE1771160C (en) | 1973-06-20 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917800A1 (en) * | 1979-05-03 | 1980-11-13 | Saarbergwerke Ag | Coking blend with high volatile coal - yielding good coke by addn. of indigenous pitch |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2917800A1 (en) * | 1979-05-03 | 1980-11-13 | Saarbergwerke Ag | Coking blend with high volatile coal - yielding good coke by addn. of indigenous pitch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1194962A (en) | 1970-06-17 |
| BE713700A (en) | 1968-08-16 |
| FR1587053A (en) | 1970-03-13 |
| ES352683A1 (en) | 1969-07-16 |
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| LU55886A1 (en) | 1968-11-27 |
| NL6805088A (en) | 1968-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |