DE2813123A1

DE2813123A1 - Verfahren zur herstellung von brikettiertem koks aus nichtverkokbarer kohle

Info

Publication number: DE2813123A1
Application number: DE19782813123
Authority: DE
Inventors: Roger Degrave; Maurice Marchasson
Original assignee: Houilleres du Bassin du Nord et du Pas de Calais
Current assignee: Houilleres du Bassin du Nord et du Pas de Calais
Priority date: 1977-03-28
Filing date: 1978-03-25
Publication date: 1978-10-12
Also published as: BR7801852A; IT7867672A0; JPS53120702A; FR2385786B1; FR2385786A1; CA1103027A; IN147688B; GB1583124A; ZA781677B; IT1111620B; ES468268A1; US4197160A; AR218297A1; BE865282A; JPS638158B2; DE2813123C2

Description

2 B 1 3 1 2

18 608 60/he

HOUILLIEEES DU BASSIN DU WORD "RT DU FAS-DE-CALAIS 59 Douai/Frankreich

Verfahren zur Herstellung von brikettiertem Koks aus nichtverkokbarer Kohle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von brikettiertem Koks, aasgehend von nicht-verkokbarer Kohle.

Es ist bekannt, daß brikettierter Koks ausgehend von verschiedenen Kohlearten hergestellt werden kann:

Hierzu kann, nach üblicher Brikettierung, eine vergleichsweise langsame Aufheizung gemäß einer vorgegebenen Kurve bei der Durchkohlung der Briketts verwendet werden, insbesondere beim Durchlauf durch die teigige Reaktionszone zwischen etwa 550 Celsius und 550 Celsius, wobei die langsam ansteigende Erwärmungskurve erforderlich ist, da die Form der Briketts, beispielsweise Eierbriketts, nach der vollständigen Durchkohlung aufrecht erhalten bleiben soll. Es kann weiterhin nach einer üblichen Brikettierung eine Voroxidation der Briketts und dann eine Durchkohlung der oxidierten Briketts durchgeführt werden. Schließlich kann ohne Bindemittel gearbeitet werden, jedoch mit einer Brikettierung in der Form bei einer Temperatur, bei der die Mischung der Kohlebestandteile in der plastischen Phase ist.

Bis jetzt sind diese Vorgehensweisen jedoch wenig interessant für eine Ausnutzung im industriellen Rahmen.

Die Nachteile dieser bekannton Verfahren sollen mit der Erfindung vermieden werden, und es soll mit dem erfindungs-

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Z f 1.1 ι / j - 4 -

gemäßen Verfahren schnell brikettierter Koks geschaffen werden, der interessante Eigenschaften für industrielle Anwendungen besitzt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Srfindungsgemäß werden die Briketts durch Kaltkompression aus einer Masse gebildet, die 60 bis 85 Gewichtsprozent nicht-verkokbarer Kohlen enthalt. Unter nicht-verkokbaren Kohlen sind alle Kohlen zu verstehen, deren Blähzahl im Tiegel gemessen nach der französischen Norm M-11 001 zwischen O und 2 liegt, ,jeder Halbkoks, der ausgehend von aiesen Kohlen oder von Braunkohle erhalten wird, und jede Mischung aus diesen Bestandteilen. Vorteilhaft wird entweder eine nicht-verkokbare Kohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (M.V.) unterhalb von 20 % verwendet, also eine Kohle der deutschen Klasse 1,2 oder 3 bzw. der französischen Klasse 100, 2CO, *oo oder ein Halbkoks wie er beispielsweise durch Sinterung nicht-verkokbarer Kohle mit einem höheren Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, also Kohle der deutschen Klassen 4 bis 9 bzw. der französischen Klassen 400, 500, 600, 700, 800 oder 900; 411, 5II, 611, 711 oder 811; 412, 512, 612, 712 oder 812 erhalten wird, wobei natürlich auch ein Halbkoks aus Braunkohle oder eine Mischung dieser Produkte in Frage kommt. Der Halbkoks wird bei geeigneter Temperatur behandelt, so daß sein Restgehalt an flüchtigen Bestandteilen bei maximal 25% liegt.

Erfindungsgemäß wird in einer Mischung mit den vorstehend erläuterten nicht-verkokbaren Kohlen ein Bestandteil zwischen 13 und 30 Gewichtsprozent gut backender Kohlen verwendet, also Kohlen, deren Blähzahl im Tiegel höher als 2 ist.

Weiterhin wird zur Herstellung der Masse für die Briketts erfindungsgemäß ein Bindemittelgehalt zwischen 5 und x^rerwendet.

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Das verwendeteBindemittel kann ein Steinkohlenteerpech oder beispielsweise ein Örbitumen sein, wobei diese "beiden Stoffe je nach Art der verwendeten Kohlematerialien mit Steinkohlenteer oder Braunkohle oder einer Fraktion dieser Teere versetzt seiii kann.

Bevorzugt wird Steinkohlenteerpech verwendet, welches gegenüber ölbitumen einen höheren Festgehalt an Kohlen besitzt.

Die verschiedenen Stoffe, also die nicht-verkokbaren Kohlen, die gut backenden Kohlen und gegebenenfalls das Bindemittel werden gemahlen und derart gemischt, daß eine Masse entsteht, die in der Form die Briketts ergibt. Die Mahlung erfolgt so, daß die Körnung der Feststoffpartikel bevorzugt unterhalb etwa eines Millimeters liegt; bevorzugt wird eine Partikelkörnung verwendet, bei der wenigstens 90% der Partikel unterhalb von 0,5 nun liegen.

Die ausgehend von den vorstehend näher erläuterten Bestandteilen erhaltene Masse weist folgendermaßen definierte Eigenschaften auf: Die Masse besitzt im Dilatometer-Test ARNXJ bei einer Aufheizgeschwindigkeit von 6° Celsius pro Minute eine Kontraktion zwischen ~*> und 15/J? vorzugsweise zwischen 5 und 10% und eine Rückblähung von wenigstens annähernd 0„

Die Masse wird anschließend in üblicher Weise brikettiert, beispielsweise bei einer Temperatur in der Größenordnung von 80 Celsius, wobei, die Temperatur aber natürlich von dem verwendeten Bindemittel abhängt,, Zur Erzeugung von Briketts mit einem Gewicht in der Größenordnung zwischen 20 und 4-0 g wird bevorzugt ein Druck von 250 kp/cm verwendet.

Die so erhaltenen Briketts werden anschließend derart erwärmt, daß ihre InnentemOeratur mit einer Geschwindigkeit

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zwischen 7 Celsius und 14· Celsius pro Minute ansteigt. Es liegt auf der Hand, daß jede Art der Aufheizung der Briketts mit Rücksicht auf die Wärmeleitfähigkeit Ungleichmäßigkeiten der Innentemperatur innerhalb der Briketts mit sich bringt. Versuche haben ,jedoch gezeigt, daß bei einer Aufheizung der Briketts von außen die Erhöhungsgeschwindigkeit der Innentemperatur innerhalb der erläuterten Werte erzielt werden kann, und zwar unabhängig von der Temperaturmeßstelle. Bei den Versuchen ist zumeist die Temperaturänderung in der Gegend des Zentrums der Briketts gemessen worden. Diese Erwärmung kann in kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitenden Öfen durchgeführt werden, entweder durch direkten Kontakt mit den warmen Wänden oder über im Ofen zirkulierende Inertstoffe, ganz allgemein also durch jede bekannte Heiztechnik, welche eine erfindungsgemäße Erwärmung der Briketts ergibt, also eine Erwärmung mit einer Geschwindigkeit zwischen 7 Celsius und 14°Celsius pro Minute. Diese Erwärmungsvorschriften werden eingehalten, sobald die Briketts eine Temperatur von etwa 1üO° Celsius erreicht haben, und gelten so lange, bis die Temperatur wenigstens auf etwa 700° Celsius gestiegen ist. Die Untergrenze zur Anwendung der geforderten Erwarmungsgeschxviridigkeit, also die Grenze von etwa 100 Celsius, ergibt sich daraus, daß nach Erkenntnis der Erfinder unterhalb dieser Temoeratxir keine Vorgänge ablaufen, die irgendeine größere Auswirkung auf die nachfolgende Behandlung haben. So erfolgt beispielsweise unterhalb einer Temperatur von etwa 100 Celsius lediglich eine Verdampfung von Wasser, welches in den Briketts enthalten sein kann.

Kachdem die Temperatur der Briketts auf etwa 700° Celsius angestiegen ist, ist ebenfalls festzustellen, daß die Erwärmungsgeschwindigkeit nur noch geringere Auswirkungen auf die Eigenschaften des erhaltenen Koks hat. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, liegt die Temperatur von etwa 700° Celsius deutlich über dem Temperaturbereich, bei dem die plastischen

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Reaktionen in der Masse ablaufen, da dieser Reaktionsbereich, der teigigen Hasse zwischen ^50 C und 550° C liegt. Dennoch ist es aber möglich und sogar zweckmäßig, die entsprechende Erwärmung der Briketts über 700 C hinaus bis zur Beendigung der Verkokung fortzusetzen. So kann die Erwärmung durchaus bis auf 900 bis 950° C oder 1000° C weitergeführt werden, wobei aber in der vorstehend erläuterten Weise nicht mehr unbedingt erforderlich ist, die gleiche Erwärmungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten.

Erfindungsgemäß ist anzustreben, daß die behandelten Briketts in gleicher oder ähnlicher Weise erwärmt werden, jedoch ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Erwärmungsgeschwindigkeit über alle Temperaturen zwischen etwa 100° C und etwa 700° C gleichbleibt. Der optimale Erwärmungsverlauf kann sum Teil von technischen Erfordernissen oder Bedingungen und der Zusammensetzung der behandelten Briketts abhängen. Wenn beispielsweise ausgehend von einer Masse mit einer Kohle der französischen Klasse 200, einer Kohle der französischen Klasse 4-33 und einem Steinkohlenteerpech gearbeitet wird, so hat sich gezeigt, daß die besten Ergebnisse bei einer im wesentlichen gleichförmigen Erwärmungsgeschwindigkeit zwischen 100° C und 700° C erhalten werden.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren geschaffenen Koksbriketts weisen außerordentlich interessante Eigenschaften auf. So liegt beispielsweise ihre mechanische Festigkeit ganz überwiegend oberhalb von 300 kp/cm , und ergeben sich folgende Härtezahlen bei Messung mit einem MICUM-Gerät (also Messungen durch Siebung an 20 mm-Sieben und 10 mm-Sieben, wobei die Messung einerseits dem Rückstand oder Widerstand am 20 mm-Sieb und andererseits dem Durchgang durch den 10 mm-Sieb entspricht):

M₂₀ > 88

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Darüberhinaus fallen die Briketts in einer horaothetisehen Form an, die sehr ähnlich derjenigen der Rohbriketts ist. Die Oberflache der Briketts weist keine Splitter, keine Blasen und keine tiefen Risse auf, wie dies häufig bei bekannten Verfahren zur Verkokung der Fall ist.

Die Erfindung wird an den nachfolgenden Beispielen weiter verdeutlicht.

Beispiel 1

üin ein Genisch zu erhalten, welches die ARNU-Eigenschaften bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 6° C/min, nämlich 5% Kontraktion und

keine Wiederaufblähung

aufweist, werden Briketts von 20 g bei einem Kompressionsdruck von 250 kp/cm~ erzeugt, welche 79% Magerkohle mit 11% flüchtigen Bestandteilen

- französische Klasse 200

14% Fettkohle mit 25% flüchtigen Bestandteilen

- französische Klasse A-33 mit einer Blähzahl von 8 und

7% Steinkohlenteerpech mit einer Kraemer-Sarnov-Zahl von 70 und einem Kohlenstoffgehalt von 4-5% aufweisen.

Nach der Mahlung ergibt sich folgende Körnung der Masse:

55% < 0,025 mm
90% < 0,5 mm
100% < 1 mm.

Nach der Behandlung mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit zwischen 7° C und 100° G/min im Bereich zwischen 70° C und 850° C ergeben sich Koksbriketts, deren Eigenschaften folgendermaßen sind:

Prozentsatz der unbeschädigten Briketts >■ 96%

mechanische Festigkeit ^> 300 kp/cm MICUM-Zahl M₂₀ = 93

M₁₀ = 6,7
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BeisT)iel 2

Um ein Gemisch zu erhalten, welches die ABNU-Eigenschaften bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 6 G/min, nämlich 7,5% Kontraktion und
keine Wiederaufblähung

aufweist, werden Briketts von 20 g bei einem Kompressionsdruck von 250 kp/cm erzeugt , welche 65% Magerkohle mit 11% flüchtigen Bestandteilen

- französische Klasse 200

28% Fett-Flammkohle mit 38,5% flüchtigen Bestandteilen - französische Klasse 621 mit einer Blähzahl von 3 und

7% Steinkohlenteerpech mit einer Kraemer- Sarnovzahl von 70 aufweisen,

wobei die Körnung der Masse derjenigen gemäß Beispiel 1 entspricht.,

Nach der Behandlung mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit zwischen 7 und 10°C/mdn im Bereich zwischen 75° C und 850° C ergeben sich Koksbriketts, deren Eigenschaften folgendermaßen sind:

Prozentsatz der unbeschädigten Briketts ^= 96% mechanische Festigkeit ^> 300 kp/cm MICUM-Zahl M₂₀ = 92

M₁₀ = 6,6

Beispiel 3

Die dem Beispiel 2 entsprechenden Briketts sind nach einer anderen Erwärmungskurve behandelt worden;

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- ιύ -

Obwohl sich der Anteil der unbeschädigten Briketts gegenüber den vorherigen Beispielen nicht geändert hat, ist jedoch die MICUM-Zahl weniger interessant: 3-1: Bei einer Erwäriaungsgeschwindigkeit zwischen 2,5° C und 6° C/min ergeben sich folgende MICUM-Zahlen: H_0n = 87

3-2: Bei einer Erwärmungsgeschwindigkeit zwischen 9 und 16,5° C/min ergeben sich folgende MICUM-Zahlen: M₂₀ - 70

M₁₀ - 12.

Beispiel 4

Um ein Gemisch zu erhalten, welches die ARNU-Eigenschaften bei einer Frwärmungsgeschwindigkeit von 6° G/min, nämlich 10% Kontraktion und
keine Wiederaufblähung
aufweist, werden Briketts von ^O g erzeugt, welche 71% Halbkoks mit 24% flüchtigen Bestandteilen

als Ergebnis einer Behandlung einerseits von Kohle einer französischen bzw. internationalen Klasse 800 und andererseits von Braunkohl3 durch Wirbelstromsinterung 17,5% Fettkohle mit 25% flüchtigen Bestandteilen

- französische bzw. internationale Klasse 43-5 7,3% Steinkohlenteerpech und 4,2% Teer aufweisen.

Bei einer den Beispielen 1 und 2 entsprechenden Behandlung mit einer Erwärmungsgeschwindigkeit von 8° C bis 10° G/min bis auf 850° G hinauf, ergaben sich Koksbriketts, deren Eigenschaften gleichermaßen interessant waren:

Prozentsatz der unbeschädigten Briketts >· 97%

ρ mechanische Festigkeit etwa 3OC kp/cm

H₂₀ > 88 ; M₁₀ < 9,5

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₂₀ > 88 ; M₁₀

ORK

Claims

"i '■" 1K 6e 60/he

HOUILLEEES DU BASSIN DU NORD ET DU !-AS-DE-GATATS
59 Douai/Frankreich

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von brikettierten Koks, bei dem
in einer nicht oxidierenden Atmosphäre Briketts erwärmt v/erden, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts ausgehend von einer Masse durch Kompression hergestellt werden, die 60 bis 85 Gew.-% nicht-verkokbarer Kohlen, 10 bis 30 Gew.-% gut bakkender Kohlen mit einer Blähzahl oberhalb von ? und 5 his 13 Gew.-% Bindemittel enthält, wobei die Hasse in einem Dilatometer ARNIJ bei einer Erwärmung von 6° C pro Minute eine Kontraktion zwischen 3 und 15%, vorzugsweise zwischen 5 und
und eine Rückblähung von wenigstens annähernd 0 ergibt, und daß die Briketts in einer nicht oxidierenden Atmosphäre zwischen einer Temperatur von etwa 100° C bis auf eine Temperatür von wenigstens etwa 700 G mit einer Geschwindigkeit zwischen 7 und 14 C pro Minute erwärmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-verkokbare Kohle einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von weniger als 20% und eine Blähzahl im Tiegel zwischen 0 und 1/2 aufweist.

^. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
nicht-verkokbare Kohle ein Halbkoks aus nicht-verkokbarer
Kohle ist, wie er ausgehend von einer Kohle erhalten wird,
deren Blähzahl im Tiegel zwischen 0 und 2 liegt, wobei der
Halbkoks einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen unterhalb von 25% aufweist.

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2 c', I ό i 2

4. Verfahre^ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-verkokbare Kohle ein Halbkoks aus Braunkohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von unter 25% ist.

5- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-verkokbare Kohle eine Mischung¹ aus Kohlen mit einer Blähzahl im Tiegel zwischen 0 und 1/2 und/oder aus Halbkoks aus Kohle mit einer Blähzahl im Tiegel zwischen 0 und 2 mit Kohlen ist, deren Blähzahl im Tiegel zwischen 1 und 2 liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel durch Steinkohlenteerr>ech gebildet ist.

7. Verfahren nach Ansprudi 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kohlenhaltigen Massen derart gemahlen werden, daß sich eine Körnung von weniger als etwa 1 mm ergibt.

β. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Briketts vor der Verkokung ein Gewicht zwischen etwa 20 und 40 g aufweisen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwänaungsgeschwindigke it zw
sentlichen gleichförmig ist.

Erwänaungsgeschwindigkeit zwischen 1oc^o C und 700° C Im we-

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Briketts zur Vervollständigung der Verkokung der Briketts über die Temperatur von 700 G hinaus fortgesetzt wird.

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