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Verfahren zur Vorbereitung von Feinkohle für die Verkokung In der
Keramik sind Untersuchungen angestellt worden, besonders dichte Massen aus Teilchen
verschiedener Korngröße so herzustellen, daß der gewichtsmäßige Anteil, in dem die
verschiedenen Korngrößen in der Mischung vertreten sind, in einer bestimmten Weise
bemessen wird. Diese Untersuchungen gingen von der Überlegung aus, daß bei einem
gleichmäßigen Anteil aller Kornklassen, vom Grobkorn bis zum feinsten Korn herab,
nicht eine so dichte Lagerung erreicht werden kann, als wenn zwischen den in einem
bestimmten Verhältnis stehenden Korngrößen bestimmte dazwischenliegende Bereiche
von Korngrößen fortgelassen werden bzw. in geringerem Anteil vorhanden sind. Es
kommt im wesentlichen darauf an, zwischen zwei bestimmten Korngrößen bzw. Korngrößenbereichen
eine mittlere Korngröße auszulassen.
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Die Erfindung besteht darin, derartige Grundsätze bei der Vorbereitung
von Feinkohle für die Verkokung anzuwenden - und sich nicht mit demj enigenVerhältnis
der Anteile der einzelnen Korngrößen zu begnügen, das sich. bei der durch die Förderung
anfallenden, durch darauffolgende Aufbereitung, z. B. Trennung von Gangart, Mahlen,
Waschen, Trocknen, sich ergebenden, einen weiten Bereich von Korngrößen umfassenden
Feinkohle einstellt. Vielmehr soll durch geeignete weitere Zerkleinerung einzelner
Kohlefraktionen und Mischung der Fraktionen in entsprechendem Verhältnis der Anteil
der verschiedenen Korngrößen bzw. Korngrößenbereiche so gehalten werden, daß eine
besonders dichte Lagerung der Kohle erreicht wird. Das für eine besonders dichte
Lagerung erforderliche Verhältnis der Anteile einzelner Korngrößen bzw. Korngrößenbereiche
kann auch dadurch erzielt werden, daß in verschiedenartiger Weise aufbereitete Fraktionen
der gleichen Kohleart oder mehrerer Kohlearten gemischt werden. Unter einer besonders
dichten Lagerung soll hierbei immer eine solche verstanden sein, bei der 'eine möglichst
große Menge Trockenkohle sich in der Raumeinheit befindet; wenn von Schüttgewicht
die Rede ist, so ist damit das Trockengewicht gemeint. Die angegebenen Körnungsverhältnisse
beziehen sich auf Kohle ,mit Feuchtigkeitsgehalten, wie sie bei Kokskohlen zur Zeit
üblich sind, also sowohl auf grubenfeuchte Kohlen, die nicht weiter aufbereitet
werden, als auch auf solche Kohlen, die bei der nassen Aufbereitung einen erheblich
höheren Wassergehalt bekommen.
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Die Vorteile einer besonders dichten Lagerung der Kohle sind bekannt.
Sie bestehen einmal darin, eine größere Menge Kohlen in einem durch die Verhältnisse
gegebenen Raum, z. B. innerhalb einer Verkokungskammer, verarbeiten zu können, und
vor allem darin, daß der gewonnene Koks selbst
eine größere Dichte
besitzt. Viele Kohlearten besitzen ein zu geringes Backvermögen, um bei der üblichen
Einschüttung in die Kammer einen genügend zusammenhängenden Koks zu liefern; bei
diesen in der Regel gäs; reichen, z. B. oberschlesischen Kohlen. hhft man sich vielfach
dadurch, daß man sie vor' dem Einsetzen in die Ofenkammer, gegebenenfalls auch -in
dieser selbst, durch Stampfen, Pressen, Rütteln, Schleudern oder andere Maßnahmen
verdichtet. Durch Anwendung der Erfindung können diese Maßnahmen entweder überflüssig
gemacht oder aber die durch sie angestrebte Wirkung noch erhöht werden, worüber
weiter unten noch Näheres gesagt werden soll.
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In welcher Weise die einzelnen Korngrößen sich zu einem dichten Gefüge
zusampenschließen, hängt in hohem Maße von der geometrischen Form der Körner, d.
h. von dem strukturellen Aufbau des zu verarbeitenden Stoffes ab, z. B. ist der
zweckmäßig zu wählende Anteil der einzelnen Korngrößen verschieden, ) e nachdem
ob die Masse bei der Zerkleinerung annähernd kugel- oder würfelförmige Gestalt annimmt
oder in Plättchenform zerfällt.
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Bisher hat man sich vorgestellt, daß man nur dann zu einer sehr dichten
Lagerung der Kohle gelangen kann, wenn man die Zwischenräume zwischen dem Grobkorn
(Korn über 2 mm) mit allerfeinstem Staub ausfüllt, und daß es zur Ausfüllung der
Zwischenräume einer sehr großen Menge von Staubkorn bedarf. Man hat daher vorgeschlagen,
der gemahlenen Besatzkohle, falls der in ihr enthaltene Anteil an feinst gemahlenem
Kohlenstaub zu gering sein sollte, um sämtliche Zwischenräume zwischen den gröberen
Körnungen auszufüllen, gesondert gemahlenen reinen Feinstkohlenstaub in dem Ausmaße
zuzusetzen, bis diese Zwischenräume praktisch völlig ausgefüllt sind. Im Gegensatz
zu diesem Verfahren, bei dem auch in der Besatzkohle bestimmte Korngrößen zwischen
dem Grobkorn und dem Staubkorn nicht völlig fehlen, wurde festgestellt, daß ein
überraschend großer Anteil von Grobkorn zur Herstellung einer dichtesten Lagerung
benötigt wird und daß beim Zerkleinern von Kokskohle oder einzelner Kohlefraktionen
in der Regel ein erheblicher Überschuß an Feinkorn anfällt. Dies beruht darauf,
daß bei allen Korngrößen das Verhältnis zwischen dem von den Körnern ausgefüllten
Raum und dem nicht ausgefüllten Raum genau das gleiche ist, wenn man gleichgeformte
Körner gleicher Größe aufhäuft, und daß daher nur eine Mischung von Körnern stark
verschiedener Größe, bei der bestimmte Korngrößenbereiche praktisch völlig ausgeschieden
sind, eine besonders dichte Lagerung ergeben kann.
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Für Kokskohle haben sich unter Berückg:htigung einer möglichsten Vereinfachung
Aufbereitung und der Zerlegung in @)~"äktionen die folgenden Maßnahmen als die :zweckmäßigsten
erwiesen Es würde zu große Schwierigkeiten bereiten, wenn man nur genau festgesetzte
Korngrößen für die Herstellung einer Feinkohlenmischung verwenden wollte. Man muß
daher davon ausgehen, die geeignete Mischung aus Bereichen von Korngrößen zusammenzusetzen
und die däzwischenliegenden Korngrößenbereiche in möglichst geringem Anteil zu verwenden.
Das Grobkorn, hierunter soll Kohle verstanden werden, deren kleinste Teilchen einen
Durchmesser haben, der zwischen 1 und 3 mm liegt, aber auch größer sein kann, das
, von allen Bestandteilen immer die größere Menge ausmacht, darf einen Bereich umfassen,
dessen Durchmesser zwischen dem des größten Kornes und einem Drittel dieses Wertes
liegt. Der Anteil des Grobkornes an der Gesamtmischung beträgt vorzugsweise 35 bis
6o'/" und zwar ist ein höherer Grobkornanteil (45 °/o) dann zu wählen, wenn eine
besondere Verdichtung (z. B. durch Stampfen) nicht vorgenommen werden soll, ein
geringerer Grobkornanteil (35 °/o), wenn eine nachträgliche Verdichtung durch Stampfen
oder Pressen stattfindet. Bei der Verarbeitung einer Feinkohle, wie sie bei der
üblichen Aufbereitung anfällt, geht man zweckmäßig so vor, daß zunächst eine untere
Grenze des Grobkornes festgesetzt wird, und zwar so, daß 35 bis 6o Gewichtsprozent
der Kohle über dieser unteren Grenze liegen. Bei der Aufbereitung der- Kohle wird
nun das unter der unteren Grenze des Grobkornes liegende Korn abgetrennt und einer
weiteren Zerkleinerung unterworfen. Die Zerkleinerung muß so weit getrieben werden,
daß weniger als 5 °f, dieser zerkleinerten Mischung über einem Viertel der unteren
Grobkorngrenze liegen. Ob man die Zusammensetzung der Bestandteile aus zwei oder
mehr Korngrößenbereichen vornimmt, ist Sache der praktischen Erwägung; es ist natürlich
wichtig, mit einem möglichst geringen Aufwand zusätzlicher Aufbereitungsvorrichtungen
und laufender Betriebskosten für diese auszukommen. An sich ist eine Mischung, die
aus drei Korngrößenbereichen besteht, einer solchen aus zwei Bereichen vorzuziehen.
Zwischen den drei Bereichen, die man etwa als Grobkorn, Feinkorn und Staubkorn bezeichnen
kann, sollen zwei Korngrößenbereiche liegen, deren Anteil an der Gesamtmischung
5 %
nicht überschreitet. Der Umfang dieser möglichst fortzulassenden
Zwischenbereiche, d. h.
das Verhältnis des Durchmessers des kleinsten
Grobkornes zu dem des größten Feinkornes, ebenso das Verhältnis des Durchmessers
des kleinsten Feinkornes zu dem des größten Staubkornes, soll etwa 4 : 4 betragen.
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Bei der Bestimmung der Korngrößenanteile ist die bekannte Erscheinung
zu berücksichtigen, daß das Schüttgewicht der feinkörnigen Kohle in viel höherem
Maße vom Wassergehalt abhängig ist als das des Grobkornes. Eine Mischung trockener
Kohlekörnungen mit einem beträchtlichen Anteil sehr feinen Gutes, die in trockenem
Zustande etwa ein größtes Schüttgewicht gegenüber anderen Mischungen aufweist, ergibt
mit Wassergehalten von 6-bis io 0/0 (innerhalb deren bekanntlich das Minimum des
Schüttgewichts in Abhängigkeit vom Wassergehalt liegt) oft ein viel geringeres Schüttgewicht
als Mischungen, die in trockenem Zustande im Schüttgewicht niedriger liegen. Dies
führt zu der Regel, bei Kohlen, die ohne nachträgliche Verdichtung, verkokt werden
sollen, das Feinkorn (etwa unter i mm oder o,5 mm) in geringerer anteilmäßiger Menge
zuzugeben, also, wie schon oben angegeben, den Grobkorngehalt höher zu wählen.
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Es wurde nun aber gefunden, daß durch Stampfen oder Pressen der Einfluß
des Wassergehaltes auf das Schüttgewicht weitgehend ausgeschaltet wird. Sofern eine
nachträgliche Verdichtung vorgenommen wird, empfiehlt es sich daher, zur Ausfüllung
der Zwischenräume, die auch zwischen dem feineren Kohlekorn noch bleiben, für das
Vorhandensein eines größeren Anteiles an staubförmiger Kohle (Korngröße unter o,
i2 mm) zu sorgen, und zwar in einer Menge von 2.5 bis 35'/o.
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Die Erhöhungen des Schüttgewichts, die durch geeignete Absiebung und
Zerkleinerung einzelner Fraktionen gegenüber dem Schüttgewicht der üblicherweise
anfallenden Kokskohle zu erzielen sind, sind nun bedeutend geringer als diejenige
Erhöhung, die durch Stampfen erreicht werden kann; diese beträgt nämlich etwa 2;5
bis 45 %. Allerdings kann man beim Stampfen den unteren Wert von 25 010 zumeist
nicht unterschreiten, da sonst eine standfeste, zum Transport und Einsetzen in die
Verkokungskammern geeignete Kohle nicht zu erzielen ist. Geht man nun von der Auffassung
aus, daß jeder Kohle gemäß ihrem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ein bestimmtes
Schüttgewicht entspricht, bei dem sie den besten Koks ergibt, so stellt man fest,
daß gasreiche Kokskohlen, wie sie insbesondere von Gaswerken verarbeitet werden,
ein optimales Schüttgewicht besitzen, das über demjenigen liegt, das man bei üblicher
Aufbereitung erzielt, aber auch unter demjenigen, das durch Stampfen erreichbar
ist. Wird eine solche Kohle in der üblichen Weise aufbereitet und geschüttet, so
ergibt sie einen schaumigen Koks. Wird sie gestampft, so ist in dem Kokskuchen zuviel
Kohle in der Raumeinheit enthalten; das Gas kann daher nur schwer entweichen und
bildet zahlreiche Risse im Koks; der Koks wird stengelig. Gerade für solche Kohle
bietet die Erfindung ein Mittel, besonders guten Koks zu erhalten. Manverzichtet
auf den umständlichenStampfbetrieb und bereitet die Kohle so auf, daß neben staubförmigem
Gut zwei Körnungen anfallen, ein Grobkorn und ein Feinkorn, unter Fortlassung der
Zwischenbereiche, die einen Bereich von Durchmessern im Verhältnis 4 : i umfassen
sollen; das Grobkorn kann dann z. B. zwischen 4 und 7 mm, das Feinkorn zwischen
o,5 und i mm liegen. Bei einem Wassergehalt über 5 % ergibt sich dann ein
höchstes Schüttgewicht bei einem Anteil an Staubkohle (unter o,i2 mm) von i20%.
Da mit höherem Staubanteil dasSchüttgeWicht schnell absinkt, darf der Wert von 12%
nicht merklich überschritten werden. Als grobes Korn kann man in diesem Falle auch
-Nüsse verwenden (Korngröße zwischen io und 2o mm), die von den Gaswerken wegen
ihrer größeren Beständigkeit gegen die Einflüsse der Luft gern auf Lager gehalten
werden und sich auch zum Transport besser eignen; als Feinkorn kann dann etwa Kohle
von i bis 3 mm gewählt werden.