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Verfahren zur Verkokung von Kohlen, welche infolge Treibens einen
starken Druck ' auf die Kammerwandungen ausüben Gegenstand der Erfindung ist ein
Verfahren zur Verkokung solcher Kohlen, welche bei der Verkokung infolge Treibens
.reinen starken Druck auf die Kammerwandungen ausüben. ' Im Sinne -der Erfindung
sollen unter treibenden Kohlen diejenigen Kohlenarten verstanden werden, die während.
der Verkokung kein oder nur ein geringes Schwinden oder Schrumpfen aufweisen-. Hierdurch
unterscheiden sich treibende Kohlen grundsätzlich von blähenden Kohlen, bei deren
Verkokung zwar .vorübergehend. auch hohe Treibdrücke auftreten, die aber nach Aufhören
dieser Drücke wieder schrumpfen bzw. schwinden. Da dieses. Schrumpfen zeitlich mit
der Koksbildung zusammenfällt, ergibt sich aus solcher Kohle ein gut zusammenhängender
Kokskuch--n, -der infolge des Schrumpfeng der Kohle nirgends an den Wandungen der
Kokskammer anliegt und sich daher einwandfrei drücken läßt. Bei treibender Kohle
dagegen dauert das Auftreten von: inneren Drücken auch dann noch an; wenn die Kohle
über den plastischen Zustand hinweg bereits auf die die Koksbildung herbeiführende
Temperaturzone erhitzt worden ist. Daraus folgt, daß der sich bildende Kokskuchen
durch die noch während der Koksbildung vorhandenen inneren Drücke fest gegen die
Wandungen der Kokskammer gepreßt wird, wodurch häufig die Entleerung der Kammer
praktisch unmöglich gemacht, zum mindesten aber außerordentlich erschwert wird.
Bei der Verkokung stark treibender Kohlen können natürlich die Kammerwandungen den
Beanspruchungen, die durch die Treibdrücke selbst, aber auch ebensosehr beim Ausdrücken
des aufgetriebenen und fest anliegenden Kokskuchens entstehen, nicht lange Widerstand
leisten, sondern werden iii: kurzer Zeit ausgebaucht, in ihrem Gefüge gelockert
und schließlich zerstört. Es sind aus diesem Grunde schon zahlreiche Versuche unternommen
worden, um die treibenden Eigenschaften der Kohle zu beseitigen oder sie wenigstens
auf ein erträgliches Maß herabzudrücken. Abgesehen von dem Ausweg, treibende Kohlen
nur in Mischung mit anderen nichttreibenden Kohlen zu verkoken, hat man auch schon
vorgeschlagen, treibende Kohle mittels Desintegratoren sehr fein zu zerkleinern.
Dieses, Verfahren führte bei schwach treibenden Kohlen zu ganz annehmbaren Ergebnissen,
bei stark treibenden Kohlen dagegen zu einem völligen Mißerfolg.
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Die Erfindung bezweckt, die beim Verkoken solcher Kohlen, welche bei
der Verkokung infolge Treibens einen starken Druck auf die Kammerwandungen ausüben,
auftretenden gefährlichen Nachteile zu verhüten, ohne daß eine Zumischung anderer
Kohlensorten erforderlich ist und ohne da.ß die Werteigenschaften der aus der Kohle
gewonnenen Erzeugnisse, insbesondere des Kokses,
nennenswert verschlechtert
werden. Die Erfindung besteht -im wesentlichen darin, daß solche treibende Köhle
so lange unter Vermeidung einer örtlichen Überhitzung auf etwa 300° C erhitzt wird,
bis sämtliche Teile diese Temperatur angenommen haben und die vorerhitzte Kohle
nach Einfüllen in eine Kokskammer in der üblichen Weise bei hohen Temperaturen ohne
schädlichen Treibdruck verkokt werden kann.
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Es war bekannt, daß beim Erhitzen backender Kohle bis zu 300° C bei
Luftzutritt die backende Eigenschaft der Kohle aufgehoben wird und daß die Erhitzung
backender Kohle bei 300 bis 500° C unter Luftabschluß bei geeigneter Regelung,
im Laboratorium wenigstens, die blähende Eigenschaft. der Kohle so weit vernichtet,
daß ein nichtgeblähter, dichter Koks erhalten wird. Hiernach war, da trotz der vorstehend
geschilderten grundsätzlichen Unterschiede -zwischen blähender und treibender Kohle
sowohl dem Blähen als auch dem Treiben eine 'gemeinschaftliche Ursache zugrunde
liegt, nämlich die Bitumenzersetzung, anzunehmen, daß durch die Vorwärmung treibender
Kohle ebenso wie bei blähender die Backfähigkeit der Kohle wesentlich verschlechtert
werden würde. Überraschenderweise hat sich aber das Gegenteil gezeigt, daß nämlich
durch die erfindungsgemäße Vorwärmung nur die treibenden Eigenschaften der Kohle
beseitigt werden, ihre übrigen Verkokungseigenschaften aber im wesentlichen unberührt
bleiben, insbesondere auch die Güte des gewonnenen Kokses nicht merkbar verschlechtert
wird. Worauf diese eigenartige Erscheinung zurückzuführen ist, kann nicht mit Sicherheit
angegeben werden. Wahrscheinlich ist aber der Grund dafür in dem unterschiedlichen
Veihalten des Kohlebitumens zu suchen, das sich bei treibender Kohle sogar bei Erhitzung
über den plastischen Zustand hinaus noch nicht völlig zersetzt hat, so daß auch
die das Backen der Kohle bewirkenden Bitütnenteile wesentlich größere Widerstandskraft
gegen thermische Zersetzung besitzen, als dies bei blähender Kohle der Fall ist,
deren Bitumen schon restlos zersetzt ist, während sich die Kohle noch im plastischen
Zustande befindet. Es ist nicht unwahrscheinlich, daß sich bei blähender Kohle auch
das Backbitumen wesentlich leichter zersetzt als bei treibender Kohle, so daß bei
blähender Kohle eine Vorwärmung auf etwa 300' C schon eine Zersetzung des Backbitumens
herb°iführt, während dies, wie der- überraschende Erfolg der -Erfindung zeigt, bei
treibender Kohle offenbar nicht der Fall ist.
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Die angegebene Vorwärmungstemp:eratur von etwa 300° C ist als Höchstgrenze
anzusehen, die nicht überschritten werden darf; bei den meisten Kohlenarten wird
schon eine etwas niedrigere Vorwärmetemperatur genügen. In jedem Falle ist es aber
erforderlich, örtliche Erhitzungen der Kohle über 3oo° C zu vermeiden, da sonst
das Backvermögen der überhitzten Kohlenteile unweigerlich angegriffen und die Backfähigkeit
dieser Teile ganz erheblich herabgesetzt wird. Beispiel I Um den Einfluß der Verkokung!itemperatur
-auf das Auftreten von Treibdrücken zu untersuchen, wurde eine stark treibende Kohle
mit 4,85% Asche und r8,79% flüchtigen Bestandteilen bei verschiedenen Temperaturen
verkokt: a) Bei 700° C zeigte sich zwar noch kein Treiben, der erzeugte Koks war
aber sehr schwammig, porös und zerbrechlich, also für metallurgische Zwecke ungeeignet.
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b) Bei goo° C trat infolge Treibens eine Volumenvergrößerung des Kokskuchens
um 31 % ein; eine Verkokung in den üblichen Kokskammern war daher nicht durchführbar.
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c) Bei iooo bis izoo° C betrug die Volumenvergrößerung noch 2o bis
18%; auch hier war die Verkokung praktisch unmöglich, außerdem ergab sich ein sehr
kleinstückiger Koks.
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Die gleiche Kohle wurde unter Vermeidung einer örtlichen Überhitzung
so lange auf etwa 300° C :erhitzt, bis sämtliche Teile diese Temperatur ,angenommen
hatten, und dann in der üblichen Weise bei höhen Temperaturen verkokt. Bei den gleichen
Verkokungstemperaturen, wie oben angegeben, von goo, iooo und I 1 oo° C war
kein Treiben festzustellen, eine Volumenvergrößerung traf vielmehr bei der Verkokung
nicht ein, der erzeugte Koks war ziemlich großstückig und für metallurgische Zwecke
-durchaus, verwendbar. Beispiel II Um das Maß der Treibdrücke festzustellen, wurde
eine englische Kohle mit 5,3z% Asche und. z1,31% flüchtigen Bestandteilen sowie
eine deutsche Kohle mit 7,50% Asche und 20,12% -flüchtigen Bestandteilen in-folgender
Weise untersucht: Von jeder Kohlensorte wurde i 'kg in einer feuerfesten Kachel
etwa i Stunde lang bei 25o° C vorgewärmt und die Kachel mit .einer ebenfalls i kg
der gleichen, aber :nicht vorgewärmten Kohle fassenden Kachel auf i ooo° C erhitzt.
Bei beiden Kohlenarten wurde die Kachel mit nicht vorgewärmter Kohle durch die bei
der Verkokung auftretenden Treibdrücke gesprengt, während dies bei den Kacheln mit
vorgewärmter Kohle nicht der Fall war. Außerdem zeigte sich
bei
deri vorgewärmten: Kohlen keine merkbare Volumenvergrößerung, während bei der nicht
vorgewärmten: Kohle jeder Sorte der Kökskuchm weit über den oberen Rand der Kachel
herausstand, die Kohle also eine beträchtliche Volumenvergrößerung erfahren hatte.
Der Vergleich des, erzeugten Koksces zeigte, daß die Güte dies Kokses aus vorgewärmter
Kohle nicht geringer war als die des Kokses aus nicht vorgewärmter Kohle. Bei beiden
Sorten handelte- es sich um, abgesehen von den treibenden Eigenschaften, ausgezeichnete
Kokskohlen, @ die in jedem Falle einen festen, dichten und großstückigen Koks ergaben.