DE2803162A1

DE2803162A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmelzen von pech

Info

Publication number: DE2803162A1
Application number: DE19782803162
Authority: DE
Inventors: William Bruff; Kjell B Petersen
Original assignee: Mosal Aluminum Elkem and Co AS
Current assignee: Mosal Aluminum Elkem and Co AS
Priority date: 1977-01-27
Filing date: 1978-01-25
Publication date: 1978-08-03
Also published as: FR2378843B1; US4328787A; JPS53124529A; CA1139863A; DE2803162C2; IT7819446A0; CH640878A5; IT1109197B; NO770272L; NO138663C; NO138663B; GB1550796A; BR7800475A; JPS6247917B2; FR2378843A1; IN149443B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen von Pech.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmelzen von Pech, insbesondere von Pech für die Herstellung von Elektroden und Auskleidungen in elektrischen Schmelzofen unter Zufuhr von Wärme.

Bisher wurden zum Schmelzen von Pech zur Herstellung von Elektroden Vorrichtungen eingesetzt, bei denen es üblich war das Pech in großen Schmelztanks zu erwärmen und in schmelzflüssigen Zustand überzuführen. Diese Verfahrensweise hatte jedoch zu ungleichmäßiger Temperaturverteilung im Pech geführt, was wiederum örtliche Zusammenbailungen des Pechs bewirkte und schließlich auch die Bildung von Schaum auf Grund des Wassergehalts im kalten Pech mit sich brachte. Pech, das zur Herstellung von Elektroden oder zur Auskleidung von elektrischen Schmelzöfen als Bindemittel in Kohlemassen benutzt werden soll, darf jedoch weder Klumpen noch Wasser enthalten, denn ein Vorhandensein von Klumpen und Wasser führt zu ungleichmäßiger Dosierung und somit zu ungleichmäßiger Qualität, wodurch sich Probleme bei der anschließenden Anwendung ergeben.

Die Erfindung zielt sonach darauf ab, in Ausräumung der vorgenannten Nachteile ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Schmelzen von Pech ziyschaffen. Weiter soll die Möglichkeit der dosierten Abgabe von geschmolzenem Pech an Mischeinrichtungen auf einfache und zuverlässige Weise gegeben sein. In den Mischeinrichtungen wird das zudosierte geschmolzene Pech mit granuliertem kohlehaltigem Material, wie Kohle, Koks und dergleichen gemischt. Weiter soll die Vorrichtung mit Einrichtungen zur genauen Kontrolle von Volumen und Temperatur sowie der Dosierung versehen auf einfache Weise automatisiert werden können, so daß man einen kontinuierlichen, automatischen Verfahrensablauf erhält, mit welchem geschmolzenes Pech in ausreichender Qualität in für eine korrekte Massenmischung richtigem Verhältnis dosiert zugegeben werden kann.

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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß kaltes, zu schmelzendes Pech mit heißem, schmelzfliissigem Pech, das in einem geschlossenem System zirkuliert, welches zur Aufrechterhaltung der Temperatur im geschmolzenen Pech eine Heizeinrichtung oder einen Wärmetauscher aufweist, in Kontakt gebracht wird. Der Kontakt zwischen kaltem und heißem Pech erfolgt in einem Schmelzbehälter, der in einem Ueberlaufbehälter oder unmittelbar im Lagertank für das geschmolzene Pech eingeordnet ist. Zwischen Schmelzbehälter bzw. Schmelzbehälter und Ueberlaufbehälter einerseits und dem Lagertank besteht eine offene Passage, so daß geschmolzenes Pech in den Lagertank fließen kann. Die zum Schmelzen des kalten Pechs benötigte Wärme wird somit durch zirkulie-■· rendes, heißes Pech zugeführt. Die erforderliche Temperatur des geschmolzenen, zirkulierenden Pechs wird durch Passieren eines Wärmetauschers oder einer mit elektrischen Heizelementen ausgerüsteten Heizeinrichtung eingestellt und aufrechterhalten.

Die Vorrichtung ist mit einer Umwälzpumpe für die Zirkulation e:j.ner vorbestimmten Pechmenge und auch mit Dosiereinrichtungen

/vorzugsweise

sowohl xur die Zugabe von kaltem zu schmelzendem Pech als auch für die Abgabe geschmolzenem heißen Pechs an die Mischeinrichtungen ausgerüstet.

Es ist ein kontinuierliches, vollautomatisch arbeitendes System bei kleinem Bauvolumen erreicht. Das System bzw. die Vorrichtung ist geschlossen und vorzugsweise mit Absaugeinrichtungen versehen, wodurch Wasserdampf und abgetriebene flüchtige Bestandteile zu einer Kondensationsanlage und einer Abscheideranlage geleitet werden, in denen das Wasser von den Teerölen, die gegebenenfalls in das System zurückgeführt werden können, abgetrennt wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen schematisch:

Fig. 1 ein Fließschema des Verfahrens und

Fig. 2 einen Teilschnitt von Schmelz- und Lagerbehälter im Detail in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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Von einer Dosiervorrichtung 1 wird kaltes, zerkleinertes Pech in einen Schmelzbehälter 2 zugeteilt, der mit einem Füllstandswächter 4- ausgerüstet und in einem Lagertank 3, der ebenfalls mit einer Füllstands- bzw. Mengenmesseinrichtung ausgerüstet ist, angeordnet ist. Geschmolzenes Pech, das sich im Lagertank 3 befindet, wird im Bodenbereich des Lagertanks 3 von einer Umwälzpumpe 6 abgezogen, passiert eine Heizeinrichtung oder einen Wärmetauscher 7> über welchen die Temperatur des Pechs über einen Temperaturregler 8 auf einen vorgegebenen Wert eingeregelt wird, sowie einen Niveau- und Drucktank 9 und fließt über eine Ueberlaufleitung 11 aus dem Niveau- und Drucktank 9 in den Schmelzbehälter 2. Ein Teil des in den Niveau- und Drucktank 9 eingeforderten Pechs wird im Bodenbereich des Tanks 9 in kontrollierten Mengen von einer Dosierpumpe 10 abgezogen und zu einer nicht gezeigten Mischeinrichtung gefördert, in welcher das Pech mit festen kohlenhaltigen Materialien gemischt wird. Die von der Dosierpumpe 10 bei durch das Ueberlaufrohr 11 vorgegebenem konstantem Niveau aus dem Tank 9 abgezogene Menge geschmolzenen Pechs, die derjenigen Menge des kalten, zu schmelzenden Pechs entspricht, die von der Dosiervorrichtung 1 zugeführt wird, ist von der Kapazität und sonstigen Größe der Anlage bestimmt. Das heiße, flüssige Zirkulationspech verläßt den Tank 9 in einer für das Schmelzen des kalten Pechs erforderlichen Menge durch das Ueberlaufrohr 11 und wird in den Schmelzbehäfcer 2 geleitet, wo es mit dem von der Dosiervorrichtung 1 zugeführten, kalten Pech in Kontakt kommt und geschmolzen wird. Der Schmelzbehälter 2 weist Oeffnungen auf, durch welche das geschmolzene Pech in den Lagertank 3 abfließen kann.

Der Niveau- und Drucktank 9 wie auch ebenfalls der Lagertank 3 sind vorzugsweise mit nicht dargestellten Absaugeinrichtungen für Wasserdampf und flüchtige Bestandteile ausgerüstet. Die abgezogenen und kondensierten Teerverbindungen können, nach dem das Wasser abgeschieden worden ist, in das System zurückgeführt werden. Der Niveau- und Drucktank 9 kann zur Entfernung von etwaigen festen Verunreinigungen, die sich absetzen und auf den Boden des Tanks 9 absinken, auch mit einem Bodenventil oder dergleichen ausgerüstet sein.

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Wie aus dem Fließschema (vgl. Fig. 1) hervorgeht, wird das Schmelzen, kontinuierlich ausgeführt. Die Dosierung ist nach Bedarf veränderbar und einstellbar. Die hierfür erforderliche Steuerungs- und Registrierausrüstung ist in den Fig. nicht näher ausgeführt.

Beispiel:

Von einer handelsüblichen Dosiervorrichtung 1 werden etwa 3 to pro Stunde kaltes Pech, das auf maximal 5 mm mit einem Anteil von etwa 70 % von weniger als 1 mm zerkleinert worden war, zugeführt. Ueber die Dosierpumpe 10 werden dann ebenfalls 3 to pro Stunde geschmolzenes Pech, das im Wärmetauscher 7 auf 180 bis 200⁰G erhitzt und eingestellt worden war, aus dem System abgezogen. Dabei werden etwa 55 m^/h geschmolzenes Pech über den Niveau- und Drucktank 9 umgewälzt. Die Umwälzpumpe 6 ist dementsprechend für einen höheren Durchsatz auszulegen. Das dem Schmelzbehälter bzw. Schmelzkorb 2 sugeführte Pech hat eine Temperatur von etwa 195⁰G. Das Volumen des geschmolzenen Pechs im Schmelzbehälter 2 war hierbei 0,3 m und die Durchsatzzeit 50 Sekunden. Im Lagertank 3 waren nomalerweise 10 bis 20 to flüssiges Pech aufgenommen.

In Fig. 2 ist im Teilschnitt eine Vorrichtung gezeigt, die zwei Schmelzbehälter 12, 13 aufweist, die jeweils in einem Behälter 14, 15 eingeordnet sind. Die Behälter 14, 15 sind ihrerseits wiederum in einem gemeinsamen Lagertank 16 angeordnet. Das flüssige, heiße Zirkulationspech strömt vom Niveau- und Drucktank 9 über das Ueberlaufrohr 11 (Fig. 1) in einem konzentrierten Strahl durch die Rohre 17, 18 in die Schmelzbehälter 12, 13 hinein, wo sie in jedem der Schmelzbehälter auf eine dort angebrachte Streuplatte 19, 20 treffen, welche - wie in der Fig. 2 gezeigt - in einer zentrischen Zuspitzung der Richtung der Mündung der Rohre 17, 18 ausläuft. Beim Auftreffen des Pechstrahls auf eine derartige Streuplatte wird eine sehr starke Turbulenz im Inneren des Schmelzbehälters 12, 13 erreicht. Die iließrichtung des flüssigen Pechs ist mit Pfeilen - siehe rechte Darstellung in Fig. 2 - angedeutet» Kaltes, zerkleinertes Pech bzw.

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Pechstücke werden don Schmel^behältern 12, 15 jeweils durch Rohre 21, 22 zugeführt. Dabei wird das kalte Pech in Richtung des Mittelpunkts der durch die Streuplatten 19, 20 erzeugten Wirbelströmungen von flüssigem Pech geleitet. Das Schmelzen des festen, kalten Pechs mittels des Wärmeinhalts des flüssigen, heißen Pechs findet hauptsächlich in den Behältern 14, 15 statt. Uie in diesen Behältern angeordneten Schmelzbehälter 12, 13 sind daher mit Oeffnungen im Bodenbereich versehen, damit die in den Schmelzbehältern 12, 13 entstehende Mischung von festem und flüssigem Pech in die Behälter 14, 15 frei ausfließen kann.

In den Behältern 14, 15 schmilztdas feste Pech vollständig und mischt sich mit dem flüssigen Zirkulationspech und fließt dann über nicht näher ausgeführte Ueberlaufeinrichtungen aus den Behältern 14, 15 hinaus in den gemeinsamen Lagertank 16, der dem Lagertank 3 in i''ig. 1 entspricht. Der Lagertank 16 ist mit einem Gewölbe 23 sowie mit einer ο der mehreren Gasabsaugungen 24 ausgerüstet, durch welche Wasserdampf und flüchtige Bestandteile zu einem nicht gezeigten Kondensator abgeleitet werden, in dem Wasser- und Teerdämpfe kondensiert werden. An diesen Kondensator kann sich noch ein Wasserabscheider anschließen, in dem das Wasser von den kondensiertet;, gegebenenfalls in das System zurückzuführenden Teerbestandteileu abgeschieden wird.

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Leerse it

Claims

Mosal Aluminium, Elkem-Spigerverket a/s & Go. Middelthunsgate 27, N Oslo 3 Patentansprüche

1) Verfahren zum Schmelzen von Pech, insbesondere von Pech für die Herstellung von Elektroden und Auskleidungen in elektrischen Schmelzöfen, unter Zufuhr von Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schmelzende Pech kontinuierlich mit geschmolzenem Pech, das in einem geschlossenen System unter Aufrechterhaltung einer vorgebbaren Temperatur zirkuliert, in Kontakt gebracht und geschmolzen wird.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schmelzende Pech in durch Auftreffen auf eine Streuplatte aufgewirbelte Strömungen eines Strahls des zirkulierenden geschmolzenen Pechs eingeleitet wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem zugesetzten, zu schmelzenden Pech entsprechende Menge geschmolzenen Pechs kontinuierlich abgezogen wird.

4·) Verfahren nach Anspruch Λ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich bildende Wasser- und Teerdämpfe abgesaugt und kondensiert werden.

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ORIGINAL INSPECTED

5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teerbestandteile in das System zurückgeführt werden.

6) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche mit wenigstens einem Schmelzbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzbehälter (2; 12, 13) jeweils in einem Lagertank (3) oder einem Behälter (14, 15) aufgenommen ist und mit diesem über Oeffnungen im Bodenbereich in Verbindung steht und daß in den Schmelzbehälter (2; 12, 13) Rohre (17, 18; 21, 22) für die Zugabe von geschmolzenem Pech und zu schmelzendem Pech münden.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schmelzbehälters (12, 13) in dessen unterem Teil eine Streuplatte (19, 20) angeordnet ist, und daß das Rohr (17, 18) für die Zugabe von geschmolzenem Pech auf das Zentrum der Streuplatte (19, 20) ausgerichtet im Abstand von der Streuplatte (19, 20) mündet.

8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (21, 22) für die Zugabe des zu schmelzenden Pechs in Richtung des Mittelpunkts der durch die Streuplatte (19, 20) erzeugten Wirbelströmung ausgerichtet ist.

9) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14, 15) Ueberlauföffnungen aufweist und allein oder mit anderen gleichartigen Behältern in einem Lagertank (16) aufgenommen ist.

10) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagertank (3"> 16) geschlossen ist und wenigstens eine Gasabsaugung (24) aufweist.

11) Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17, 18)· die Zugabe des geschmolzenen Pechs eingangsseitig mit einem Ueberlaufrohr (11) an einem Niveau- und Drucktank (9) in Verbindung steht, in welchen Niveau- und Drucktank (9) die Druckleitung einer am Lagertank (3; 16) angeschlos-

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senen Umwälzpumpe (6) sowie im Bodenbereich eine Austrage- oder Abzugsöffnung münden.

12) Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen Umwälzpumpe (6) und Niveau- und Drucktank (9) ein Wärmetauscher (7) angeordnet ist.

13) Vorrichtung nach Anspruch 6 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Dosier-, Volumen- und Temperatur-Regelung vorgesehen sind.

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