CH380958A - Verfahren zur Herstellung von Kohleelektroden - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Kohleelektroden    Die     Erfindung    bezieht sich auf ein Verfahren zur  Herstellung von Kohleelektroden.  



  Es ist allgemein anerkannt, dass     Petrolkoks    ein  wünschenswertes Material zur Herstellung von     vorge-          brannten        (pre-baked)    oder selbstbrennenden     (self-          baking)    Anoden für     Aluminiumreduktionszellen    ist.       Petrolkoks    wurde bis jetzt hauptsächlich in einer     Ver-          kokungsvorrichtung    mit verzögerter Koksbildung       (delayed        coker)    im wesentlichen absatzweise durch  ein     Niedertemperaturverfahren    hergestellt.

   Beim     Ver-          kokungsverfahren    mit verzögerter Koksbildung wer  den schwere Kohlenwasserstofföle in einer Reaktions  kammer zu leichteren Fraktionen und Koks     gecrackt.     Es werden bei diesem Verfahren Temperaturen von  371 bis 482  C verwendet.  



  Kürzlich wurde durch ein     Wirbelschichtverko-          kungsverfahren    ein als Nebenprodukt anfallender       Petrolkoks    hergestellt. Dieser als Nebenprodukt an  fallende Koks, der unter dem Namen  durch das       Wirbelschichtverfahren    hergestellter Koks      (fluid        coke)     bekannt ist und im folgenden so bezeichnet wird, hat  ein etwas geringeres Schüttgewicht und einen etwas  höheren Gehalt an Verunreinigungen als durch die  Verkokung mit verzögerter Koksbildung hergestellter       Petrolkoks.    Es wurde jedoch festgestellt, dass, wenn der  Gehalt an gewissen Verunreinigungen im Koks ge  steuert wird,

   dieser zur Herstellung von Kohleelektro  den zur Verwendung beim     Aluminiumreduktionsver-          fahren    eingesetzt werden kann.  



  Das Verkoken in Wirbelschicht     (fluid        coking)    ist  ein kontinuierliches, nicht katalytisches Verfahren, bei  welchem das im allgemeinen aus einem schweren     Rück-          standsöl    bestehende Beschickungsmaterial zu Gas,  Benzin, Gasöl und Koks     gecrackt    wird. Das     Beschik-          kungsmaterial    wird in eine Schicht von kleinen     Koks-          teilchen,    welche als Wirbelschicht kontinuierlich durch  die Anlage umläuft, gesprüht.

   Die Anlage besteht im    wesentlichen aus einem Reaktionsgefäss, wo das Ver  koken des Beschickungsmaterials stattfindet, und aus  einem Heiz- bzw.     Brennergefäss,    wo ein Teil (etwa 5     %)     des beim Verfahren gebildeten Kokses zum Zwecke  der Erzeugung der notwendigen Hitze verbrannt wird.  Die Koksteilchen bilden sich beim Verfahren kon  tinuierlich und man lässt sie bis zum Erreichen der  Grösse von     Sandgries    wachsen. Koksteilchen, welche  die erwünschte Grösse erreicht haben, werden als     Pro-          duktkoks    entfernt und durch kleinere als Keime wir  kende Koksteilchen     (seed        coke        particles)    ersetzt.

   Ein  in das Reaktionsgefäss eingebautes Mahlsystem liefert  die erforderlichen als Keime wirkenden Koksteilchen.  Der reine Produktkoks wird durch Einspritzen von  Wasser auf eine für die Handhabung zufriedenstellende  Temperatur abgelöscht.  



  Eine der Verunreinigungen, deren Gehalt bei der  Herstellung von     Elektrodenkoks    nun genau gesteuert  wird, ist der Schwefel. Der in das     Alumimiunreduk-          tionsverfahren    gelangende Schwefel wurde von der  Aluminiumindustrie lange Zeit als äusserst unerwünscht  betrachtet. Er wurde als ein Gift in bezug auf das Ver  fahren angesehen, welches angeblich zu einer vermin  derten Stromausbeute führte, sowie Korrosionswir  kungen auf die Stahleinrichtung der Reduktionszelle  ausübte.

   Da die Hauptquelle des in das Verfahren ein  tretenden Schwefels die für die     Elektrodenherstellung     verwendete Kohle ist, suchte die Aluminiumindustrie  Koks mit einem sehr niedrigen Schwefelgehalt (weniger  als 2     %),    was oft zur Bezahlung eines erheblichen Prei  ses führte.  



  Das Verfahren der     Wirbelschichtverkokung    ist  sehr nützlich in bezug auf die Verbesserung der Quali  tät von minderwertigen Vakuumrückständen und  Pechen aus hochbituminösen und sauren Rohmate  rialien     (crudes).    Der Schwefelgehalt des durch das       Wirbelschichtverfahren    hergestellten Koksproduktes      dieses Ursprunges beträgt jedoch etwa 5 bis 8     %    oder  mehr, was beträchtlich höher liegt als es bis jetzt für  ein Material zur Herstellung von Kohleelektroden er  wünscht war.  



  Es wurde nun festgestellt, dass Kohleelektroden zur  Verwendung bei der Aluminiumreduktion     vorteilhaf-          terweise    in wesentlichen Mengen, z. B. in Mengen von  mehr als 13/     Gew.        %,    bezogen auf das Gewicht der  gebrannten Kohle, Schwefel enthalten können und die  gebrannte Kohle soll vorzugsweise 2 bis 6     Gew.     Schwefel enthalten. Dieser erhöhte Schwefelgehalt  führt zu einem günstigeren     Kohleverbrauch,    d. h. es  ist weniger Kohle pro Gewichtseinheit des erzeugten  Aluminiums erforderlich, ohne dass eine feststellbare  Wirkung auf die Stromausbeute des Reduktionsver  fahrens eintreten würde.

   Bei der bis jetzt durchgeführ  ten normalen Verfahrensweise wurde der Schwefel  gehalt in den gebrannten Elektroden auf 1 %2     %    oder  weniger gehalten. Eine geringe Menge, und zwar in der  Grössenordnung von 0,5     %,    wird durch das kohlen  stoffhaltige Bindemittel oder Pech in die Elektrode       eingeführt.     



  Die Erfindung umfasst allgemein gesagt ein Ver  fahren zur Herstellung von Kohleelektroden, wobei  eine Koksbeschickung mit einem kohlenstoffhaltigen  Bindemittel vermischt und bei erhöhter Temperatur  gebrannt wird und mindestens ein Teil der Beschickung  ein     Petrolkoks    mit einem Schwefelgehalt ist, der hin  reichend hoch ist, um sicherzustellen, dass die ge  brannte Kohle der Elektrode mehr als     134        Gew.     Schwefel enthält.  



  Um die Vorteile der Erfindung zu verwirklichen,  soll der Schwefel vorzugsweise durch die Verwendung  von     Kohlematerial    mit hohem Schwefelgehalt in die  Elektrode eingearbeitet werden. Beispielsweise enthält  durch Verkokung mit verzögerter Koksbildung her  gestellter stark schwefelhaltiger Koks oder durch das       Wirbelschichtverfahren    aus Quellen mit hohem Schwe  felgehalt (z. B. sauren Rohmaterialien) hergestellter  Koks eine ausreichende Schwefelmenge, um den  Schwefelgehalt der gebrannten Elektroden auf den  erforderlichen Stand zu erhöhen. Die Verwendung  von Koks mit hohem Schwefelgehalt zur Elektroden  herstellung ohne kostspielige     Vorbehandlung,    wie  Entschwefelung,     führt    zu wesentlichen Einsparungen.  



  Es wurde in umfassenden Versuchen festgestellt,  dass selbstbrennende Anoden oder     Söderberg-Anoden     bei Verwendung von 25     Gew.        %    durch das Wirbel-    schichtverfahren hergestelltem Koks (mit einem Schwe  felgehalt von etwa 6     /)    im Koksaggregat, was zu  2,4     Gew.        %    Schwefel in der gebrannten Kohle führt,  nach dem Gebrauch im     Aluminiumreduktionsver-          fahren    einen um 1 %2     %    geringeren     Kohleverbrauch     ergaben als     Söderberg-Anoden,

      welche aus durch Ver  kokung mit verzögerter Koksbildung erzeugtem     Petrol-          koks    mit niedrigem Schwefelgehalt hergestellt wurden,  wobei sich in der gebrannten Kohle ein Schwefelgehalt  von 1,5     Gew.        %    ergab.

   In ähnlicher Weise ergaben       Söderberg-Anoden    bei Verwendung von 30     Gew.     durch das     Wirbelschichtverfahren    hergestelltem Koks  im Koksaggregat, wodurch in der gebrannten Kohle  ein Schwefelgehalt von 2,9     Gew.        %    entstand, nach dem  Gebrauch im     Aluminiumreduktionsprozess    einen um  3     %    geringeren     Kohleverbrauch    als     Söderberg-Anoden,     welche aus durch Verkokung mit verzögerter     Koks-          bildung    erzeugtem     Petrolkoks    mit niedrigem Schwefel  gehalt hergestellt wurden.

   In beiden Fällen zeigte sich  beim Betrieb der Anoden keine feststellbare Wirkung  auf die Stromausbeute.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Kohleelektroden, wobei man eine Koksbeschickung mit einem kohlen stoffhaltigen Bindemittel vermischt und bei erhöhter Temperatur brennt, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens für einen Teil der Beschickung einen Petrol- koks mit hohem Schwefelgehalt verwendet, wobei die Menge des schwefelhaltigen Kokses hinreichend hoch zu wählen ist, um sicherzustellen, dass die gebrannte Kohle der Elektrode mehr als 13/ Gew. % Schwefel enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als schwefelhaltigen Koks durch das Wirbelschichtverfahren hergestellten Koks verwendet. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man als schwefelhaltigen Koks durch Verkokung mit verzögerter Koksbildung her gestellten Koks verwendet. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man eine solche Menge des schwefel haltigen Kokses verwendet, die ausreicht, um sicher zustellen, dass die gebrannte Kohle der Elektrode 2 bis 6 Gew. % Schwefel enthält.