EP0047509A2 - Verfahren zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle unter Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen - Google Patents

Verfahren zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle unter Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen Download PDF

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EP0047509A2
EP0047509A2 EP81106956A EP81106956A EP0047509A2 EP 0047509 A2 EP0047509 A2 EP 0047509A2 EP 81106956 A EP81106956 A EP 81106956A EP 81106956 A EP81106956 A EP 81106956A EP 0047509 A2 EP0047509 A2 EP 0047509A2
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EP
European Patent Office
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coal
dried
circuit
drying
water vapor
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EP81106956A
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English (en)
French (fr)
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EP0047509A3 (en
EP0047509B1 (de
Inventor
Jürgen Dr. Ing. Echterhoff
Harald Dipl.-Ing. Frick
August Schaper
Heinrich Mohmeyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cessione amman Ima GmbH
Original Assignee
Kokereigesellschaft SAAR mbH
Alfelder Eisenwerke Carl Heise KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokereigesellschaft SAAR mbH, Alfelder Eisenwerke Carl Heise KG filed Critical Kokereigesellschaft SAAR mbH
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Publication of EP0047509A3 publication Critical patent/EP0047509A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0047509B1 publication Critical patent/EP0047509B1/de
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying

Definitions

  • the invention relates to a method for drying or preheating coal or coal mixtures and subsequent coking using non-or only weakly baking hard coal and / or carbon carriers, the coal preferably being up to 95% below a grain size before being introduced into the coke oven 3mm and about 50% ground to a grain size of less than 0.5mm, dried or preheated to a final temperature of 110 to 250 ° C, mixed with a mineral oil and / or coal-based binder and compacted.
  • the device shown at the same time for producing such blast furnace coke is equipped with a grinding device, a drying device, a feed device for the binder and a compression device and the downstream coke oven.
  • the method and device can also be used using or using coking coal.
  • DE-AS 25 55 431 shows a method of the type mentioned at the outset, which, however, works in bulk operation, ie the pre-dried and preheated coal is poured into the coke battery or its individual coke ovens by pouring.
  • the coal used is compressed by a briquetting process using a briquette press with pre-pressing device.
  • the briquettes are placed in the filling containers of the coke oven filling car and sometimes break when they are poured into the oven chambers.
  • a disadvantage here is the relatively low compression of the coal in relation to the furnace volume.
  • An entrained-flow dryer is used for drying and preheating the coal used, the disadvantages of which can be seen in the high investment and operating costs.
  • the entrained flow dryer is operated with an inert gas of nitrogen, carbon dioxide and their mixtures with and without water vapor.
  • Such inert gas is freshly generated, for example, by burning coal, oil or gas. Since water is introduced through the moist coal, which turns into water vapor during drying, this water vapor is discharged with excess inert gas.
  • the known method is not harmless from a safety point of view, because the simultaneous presence of oxygen, Co and coal poses the risk of food waste.
  • Another disadvantage is that the dried and previously heated coal after separation and removal from the circuit of the entrained flow dryer comes under the influence of atmospheric air with a corresponding oxygen content, so that here in the area of the precompression devices of the briquetting press there are signs of oxidation on the surface of the coal grains which occur the quality of that in this way generated coke are detrimental.
  • the weak caking substitute mixtures affected can easily be attacked or destroyed by the presence or the admission of oxygen at the prevailing temperatures.
  • the water introduced by the water content of the moist coal or the water vapor resulting from it during drying of the coal is also not used here for the formation and stabilization of the inert gas, but the amount of water extracted from the carbons during predrying is used as the amount of steam in the receiver and / or added to the coke oven gas in the suction line of the gas blower to compensate for the disadvantages on the gas side.
  • the invention has for its object to further develop a method of the type described above and to show a device suitable for carrying out the method which or in which the access of oxygen, that is to say the oxidation of the coal grain during drying and the subsequent handling until use in the coke oven is essentially prevented.
  • this is achieved in that the ground coal is inertly dried or preheated inertly with water vapor originating from the coal to be dried, in the presence of the water vapor with the purpose of largely avoiding an oxidation process in direct contact
  • Binder is encased and finally compacted in a manner known per se to a cake with a density of at least about 1.0 kg / dm 3 (based on anhydrous substance).
  • the invention is based on the idea of effectively protecting the coal against oxidation of the coal grain not only during the drying and preheating, but all the way to the coke oven, and in this connection taking a combination of measures which differ in various respects have an advantageous effect and support each other.
  • water vapor as an inert gas, which originates from the coal to be dried itself, is advantageous in that the introduction of water cannot be avoided during the drying of moist coal, and this water vapor therefore arises anyway. Instead of removing it from the circuit, as is known in the prior art, it forms the circuit of the inert gas and is only removed in excess.
  • the preheated carbon bodies are coated with a binder in the presence of the water vapor, so that the coated coal can then be removed from the water vapor atmosphere and the binder itself provides protection against oxidation. The binder then serves at the same time for the firm cohesion of the mashed cake required for handling when it is inserted into the coke oven chamber.
  • the mass concentration reached during pounding is essential for the stability of the cake. Since damp coal is usually mashed, in which the water is the binder, in the present process, since the water is absent, a mineral oil or carbon-based binder must be added. It has been shown that an anhydrous, bound coal mixture can be compressed to a greater extent than moist coal with the same tamping energy.
  • the high tamped weight is not only advantageous for handling the cake, but also for improving your own create the coke produced or for the fact that a relatively higher proportion of hard coal or only weakly baking can be used for the production of high-quality coke.
  • the high specific tamped weight improves the characteristics of the coke that describe the abrasion and the piece strength.
  • the steam coming from the coal to be dried is conducted in a circuit over the coal to be dried or preheated, which is heated at one point in each case directly. This ensures that an exhaust gas from a burner or the like does not enter the circuit as the inert gas. High energy densities are easily possible in the cycle at a relatively low speed and therefore gentle treatment of the coal.
  • the water vapor circuit is kept under a controlled excess pressure, which can be around 20 to 40 mbar at the end of the preheating. This creates a preheat in a manner that is safe from a safety point of view, which is also inexpensive and works in a manner that is gentle on the coal.
  • the circuit of the water vapor q can expediently be conducted in cocurrent over the coal to be dried or preheated in order to achieve a gentle treatment of the coal. It has been shown that when the coal is dried in a driven drying drum by the direct current of the media, by favorable dwell time and fine distribution of the coal with the aid of trickle internals in the drying drum, such a good heat transfer is achieved that the temperature difference between the heating medium and water vapor the coal at the outlet of the drying drum is only about 10 ° C. Overheating phenomena, which could lead to a loss in quality of the coke, are thus avoided.
  • the indirect heating of the inert gas circuit can be carried out by any fuel or exhaust gas at a high temperature level, but preferably by the hot circuit gases of a coke dry cooling system.
  • the device for producing blast furnace coke from coking coal or blends with the use of hard coal that does not bake or only weakly bakes is equipped with a coal preparation device, in particular a grinding device, a drying device, a feed device for the binder and a compression device, as well as the downstream coke oven.
  • a coal preparation device in particular a grinding device, a drying device, a feed device for the binder and a compression device, as well as the downstream coke oven.
  • the drying device a driven in direct current to the I nertgas Vietnamese introducsburg of water vapor attached drying drum, the inert gas circuit in a pre-separator and cooler as well as a dedusting means downstream.
  • the inert gas circuit has a lockable supply line for water or steam and a further lockable supply line for air.
  • the compression device is designed as a ramming device or as another compacting device for producing a manageable compacted body from preheated coal.
  • the coal is gently dried, which also has a favorable effect on the subsequent coke production. Overheating phenomena and high speeds of the coal are avoided, which prevents grain breakdown and minimizes dust accumulation. Wear of the device parts only occurs to a comparatively small extent. Fire-resistant lining of the drying device is avoided.
  • the temperature profiles are also easier and more controllable than with entrained-flow dryers.
  • the dedusting device can be designed as a cloth filter dedusting because the temperature control allows this.
  • the lockable supply line for water or steam serves for the start-up process, while the further lockable supply line for air is required when the system is switched off.
  • the inert gas circuit has two short-circuit lines each provided with controllable shut-off elements, one of which is connected between a heat exchanger and the drying drum and into the line between the drying drum and the pre-separator and cooler leads, while the other branches off after the dedusting device and after the downstream fan and in front of the heat exchanger and bridges the heat exchanger. While the first short-circuit line is used to increase the temperature in the cloth filter dedusting, the second short-circuit line serves to lower the temperature in the cloth filter dedusting. It is understood that in this way the cloth filter dedusting can be carried out in an optimal temperature range, so that the temperature falls below the dew point and the condensation of water is avoided.
  • the upstream pre-separator and cooler can also be used to lower the temperature in the cloth filter dedusting.
  • the cooling device on the pre-separator expediently consists of several fans which can be switched on or off accordingly. It is understood that other dedusting devices can also be used.
  • the partial circuit of the inert gas circuit intended to protect the dried coal branches off after the fan and is fed back into the inert gas circuit - bridging the drying drum - between the latter and the pre-separator and cooler.
  • the dried and pre-heated coal is effectively protected from the entry of atmospheric oxygen even after leaving the drying drum until it has been coated with the binder, which in turn takes over the protective function and enables the coal in the coal tower and in the subsequent ramming device can be handled without the risk of the carbon grains being oxidized.
  • the system also has a pre-separator and sensor 5, and downstream of this a dedusting device 6, which is expediently designed as a cloth filter dedusting. Downstream is a fan 7 for circulating the heat transfer medium or. of the inert gas circuit and the partial circuit.
  • a heat exchanger 8 is used for indirect heating of the inert gas circuit.
  • the heat exchanger 8, on the other hand, is connected to a heating circuit 9, which ultimately leads to the exhaust stack 10 and has an exhaust gas recirculation 11.
  • a mixed gas fan 12 and a controllable Abspenorgan 13 is arranged.
  • a burner 14 is heated with gas or another medium which is drawn off via a line or a storage tank 15.
  • the combustion Air for the burner 14 is supplied via an air fan 16.
  • the exhaust gases can be returned via the return line 11 after passing through the heat exchanger 8 and mixed in a mixing chamber 19 with the combustion emissions.
  • the inert gas circuit leads with a line 18 from the heat exchanger 8 to the entrance to the drying drum 4. After passing through the drying drum 4 in direct current, the inert gas circuit is completed by the line sections 19, 20, 21, 22 and 23. As can be seen, the line piece 19 is connected between the output of the drying drum 4 and the input of the pre-separator and cooler 5, which is blown with cooling air by a blower (not shown) according to the arrows 24 and thus the temperature of the inert gas can be reduced.
  • the line section 20 connects the outlet of the pre-separator and cooler 5 to the dedusting device 6; the output of which is connected to the blower 7 via the line piece 21.
  • the line section 22 leads to a controllable shut-off device 25, from which the line section 23 leads to the heat exchanger 8.
  • the inert gas circuit 18 to 23 is formed from the line 18 and the line sections 19, 20, 21, 22, 23.
  • two short-circuit lines 26 and 27 are provided, in which controllable shut-off devices 28 and 29 are arranged.
  • a feed line 30 for water or steam At the entrance to the drying drum 4 there is a feed line 30 for water or steam and a control device 31 which is required for start-up purposes.
  • the coal is gently dried and preheated in the driven rotating drying drum 4, with rapid heating first taking place by condensing steam on the still cold coal. Later, a gentle and relatively precise temperature increase can be achieved by evaporating the water. It is easily possible to make the plant so that at the end of the drying drum 4 there is only a temperature difference of about 10 ° C between the water vapor and the preheated coal.
  • the dried coal passes from the outlet of the drying drum via an encapsulated conveying device 34 into a bucket elevator 35 and from there into an intermediate silo 36, from which it can be transferred in batches to a weighing device 37. The coal then remains in the mixer 38.
  • the dried coal is coated or coated with a binder.
  • This is fed from a binder tank 40 into the mixer 38 via an injection device 41.
  • the binder tank 40 is kept at the desired preprocessing temperature by a thermal oil heating unit 42.
  • the applied binder not only serves to bind dust, but also at the same time to improve the cohesion of the coal in the ramming device, so that then a manageable cake is created.
  • the access of oxygen to the coal grain during further processing is prevented or further processing is possible without, for example, the ramming device having to be placed under inert gas.
  • the partial circuit 43 to 47 formed from the line sections 43 to 47 branches off from the line section 22. This partial circuit 43 to 47 of the inert gas protects the dried coal and the relevant parts of the plant, over which it is passed.
  • the short-circuit line 24 branches off from the line piece 23, but also the inert gas outlet line 48, in which the adjustable pressure relief valve 49 is provided and which ultimately leads to the exhaust stack 10.
  • An overpressure is always maintained in the inert gas circuit 18 to 23 and in the partial circuit 43 to 47 via this pressure relief valve 49, which pressure can be, for example, 20 to 40 mbar at the outlet of the drying drum 4.
  • steam is continuously released to the exhaust gas stack 10 via the pressure relief valve 49 both during the start-up phase and during the operation of the system, because water vapor is continuously enriched by the water introduced or by the water carried in by the coal.
  • the pre-separator and cooler 5 and the dedusting device 6 are connected to the bucket elevator 35 by means of screw conveyors 50, so that the dry coal separated in the pre-separator and cooler 5 and the dedusting device 6 is added again to the dried coal supplied via the conveying line 34.
  • the fan 7, the drying drum 4 and various other system parts are started.
  • the heating circuit 9 is then released by igniting the burner 14 for the development of heat, the associated system parts such as air fan 16 and mixed gas fan 12 also having to be switched on.
  • Heat is transferred to the circuit filled with air via the heat exchanger 6.
  • water is sprayed into the drying drum 4 by the control device 31 for water via the feed line 30. The water evaporates through the hot inlet gases. The resulting steam increases the amount of vapors in circulation.
  • the controllable overpressure valve 49 When the above-mentioned overpressure on the drying drum is reached, the controllable overpressure valve 49 is set in the open state so that it can discharge a partial gas flow into the exhaust gas chimney 10.
  • the amount of water supplied is measured so that the water vapor produced is sufficient to reduce the oxygen content in the circulating vapors below 2%, preferably below 1%.
  • this opening process takes about 15 minutes.
  • drying of the coal can be started by switching on the material conveyor 2 and removing moist, ground coal from the material silo 1 and feeding it to the drying drum 4 via the rotary feeder 3. It is understood that water is no longer introduced via the feed line 30 at this time.
  • the damp coal to be dried reaches the material silo 1 in some way via a grinding device (not shown).
  • the material conveyor 2 is equipped with a direct current control drive.
  • the amount dispensed can be volumetric by hand be measured or set manually from a control center.
  • the amount of coal to be dried should be kept constant during operation.
  • the interior of the drying drum 4 is largely airtight against the environment. Above all, no atmospheric oxygen can penetrate, since the inert gas circuit 18 to 23 has the above-mentioned overpressure at the sealing points of the drying drum 4.
  • the temperature of the dried coal present at the end of the drying drum 4 is specified as a setpoint and is matched to the coking process. When the value falls below the setpoint, the shut-off device 25 on the pressure side of the ventral gate 7 is opened so that the amount of vapors in the inert gas circuit 18 to 23 is increased. If the temperature of the coal at the outlet of the drying drum 4 falls below the target value, the amount of vapors is reduced by the control device described above.
  • the entry temperature of the hot vapors into the drying drum 4 should be about 450 ° C. If the value falls below this target value, the gas supply to the burner 14 is increased. By introducing more energy, the exhaust gas temperature of the heating circuit 9 rises, so that the temperature of the inert gas circuit 18 to 23 is also raised via the heat exchanger 8. When the setpoint of the temperature of the heating circuit 9 is exceeded at the entrance to the heat exchanger, which is approximately 1100 ° C., the shut-off device 13 in the heating circuit 9 is opened. As a result, an increased recirculation of the exhaust gas mixture is initiated, whereby the exhaust gas temperature in the mixing chamber 17 is reduced to the desired value.
  • the vapors or the inert gas circuit are cleaned with the dedusting device 6 and the upstream, indirectly working pre-separator and cooler 5.
  • the dried and preheated coal present at the end of the drying drum 4 is conveyed into the intermediate silo 36 via the conveying device 34 and via a bucket elevator 35.
  • the coal which is also dry and separated in the pre-separator 5 and in the dedusting device 6, is fed to the bucket elevator 35 via the conveyor screws 50.
  • the coal is removed from the intermediate silo 36 by means of cellular wheel locks and fed to the weighing device 37. When the prescribed weight is reached, the cellular wheel locks are switched off and the coal is introduced into the mixer 38.
  • the mixer 38 is filled with coal, the binder is injected into the mixer 38 by the injection device 41.
  • the mixer opens and the dried, heated and coated material, namely the coal, reaches the coal tower 53 by means of a screw conveyor 52.
  • the coating with the binder provides protection against this during the further processing of the dried preheated coal the entry of atmospheric oxygen.
  • the coal arrives in batches from the coal tower 53 into the ramming machine 54, where it is compacted into a solid cake by tamping.
  • the compression or the specific tamped weight is at least about 1.0 kg / dm 3 (based on anhydrous substance).
  • a higher compression works in an improvement in the properties of the coke produced or in the possibility of using non-or only weakly baking hard coal in higher proportions.
  • the pounded cake is then inserted from the ramming device 54 into the coke oven 55 or in each case into the individual coke oven chamber, so that the volatile constituents of the coal can be extracted and the coke produced; the introduction of the mashed coal in the form of a cake into the coke oven 55 is advantageous in that the dust formation which is usual when using a dumping operation is avoided.
  • the heat transfer in the pressed cake is much better than in a loosely poured pile.
  • the material conveyor 2 is first stopped. Since the drying drum 4 no longer consumes as much heat, the temperature of the dry coal at the outlet of the drying drum 4 rises. Likewise, the temperature of the inert gas in line piece 19 also rises. Water is now entered into drying drum 4 via control device 31 for water. Even now, atmospheric oxygen is prevented from entering the system. After the mixing of the coal in the mixer 38 has ended, the water supply to the drying drum 4 is switched off and the air supply via the second supply line 32 is made possible by opening the shut-off device 33. The amount of vapors circulating increases by sucking in air. Exhaust gas is continuously released into the exhaust stack 10 via the opened pressure relief valve 49. The proportion of water vapor is now constantly decreasing, while the proportion of air is increasing.
  • the feed mixture considered shows only about 20% good-baking coals, while the rest is weak or non-baking. This is reflected in the key figures of the mixture:
  • the following table shows the grain size> 40mm, the amount of grit> 10mm and the mechanical coke qualities Micum 40, Micum 10, Irsid 20 and Irsid 10 for the three process variants. It can be seen that the chosen very weak-baking mixture (low puff number, small dilatation) can only produce a usable coke if the proposed method "preheating, binding, pounding" is used.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlemischungen und anschliessender Verkokung werden nicht oder nur schwachbackende Steinkohlen und/oder Kohlenstoffträger eingesetzt. Die Kohle wird vor dem Einbringen in den Koksofen zu vorzugsweise bis etwa 90% auf eine Korngrösse unter 3 mm und zu etwa 50% auf eine Korngrösse unter 0,5 mm aufgemahlen und auf eine Endtemperatur von 110 bis 250°C getrocknet bzw. vorerhitzt. Die Kohle wird mit einem Bindemittel, welches aus Mineralöl und/oder Kohle stammt, versetzt und verdichtet.
Zum Zwecke der weitgehenden Vermeidung eines Oxidationsvorganges des Kohlekorns wird die aufgemahlene Kohle in direkte Berührung inert mit aus der zu trocknenden Kohle selbst stammendem Wasserdampf getrocknet bzw. vorerhitzt. Unter Anwesenheit des Wasserdampfes wird sie mit dem Bindemittel umhüllt und schliesslich in an sich bekannter Weise durch Stampfen oder sonstiges Kompaktieren zu einem Körper mit einer Dichte von mindestens etwa 1,0 kg/dm3 (bezogen auf wasserfreie Substanz) verdichtet.

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlemischungen und anschließender Verkokung unter Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen und/oder Kohlenstoffträgern
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlemischungen und anschließender Verkokung unter Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen und/oder Kohlenstoffträgern, wobei die Kohle vor dem Einbringen in den Koksofen zu vorzugsweise bis zu 95% auf eine Korngröße unter 3mm und zu etwa 50% auf eine Korngröße unter 0,5mm aufgemahlen, auf eine Endtemperatur von 110 bis 250°C getrocknet bzw. vorerhitzt, mit einem mineralöl- und/oder kohlestämmigen Bindemittel versetzt und verdichtet wird. Die gleichzeitig aufgezeigte Vorrichtung zur Erzeugung derartigen Hochofenkokses ist mit einer Mahlvornchtung, einer Trocknungsvorrichtung, einer Zuführeinrichtung für das Bindemittel und einer Verdichtungseinrichtung sowie dem nachgeschalteten Koksofen ausgestattet. Selbstverständlich können Verfahren und Vorrichtung auch unter Verwendung oder Mitverwendung von Kokskohle angewendet werden.
  • Es ist bekannt, daß die Verkokungsfähigkeit von Kohle unter Mitverwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen und damit auch die Eigenschaften des damit erzeugten Kokses durch besondere Behandlungen vor dem Einbringen in den Koksofen verbessert werden können. So zeigt beispielsweise die DE- AS 25 55 431 ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches jedoch im Schüttbetrieb arbeitet, d.h. die vorgetrocknete und vorerhitzte Kohle wird in die Koksbatterie bzw. dessen einzelne Koksöfen durch Schütten eingefüllt. Die Verdichtung der eingesetzten Kohle geschieht durch einen Brikettiervorgang unter Verwendung einer Brikettpresse mit Vorpreßvorrichtung. Die Briketts werden in den Füllbehältern des Koksofenfüllwagens abgelegt und gehen durch Einschütten in die Ofenkammern teilweise zu Bruch. Nachteilig ist dabei die bezogen auf das Ofenvolumen relativ geringe Verdichtung der Kohle. Bekanntlich bewirkt eine höhere Verdichtung der Kohle eine Verbesserung der Eigenschaften des Kokses, insbesondere dann, wenn schwachbackende Steinkohlen mitverwendet werden. Bei dem Schüttvorgang besteht weiterhin die Gefahr von Entmischungserscheinungen zwischen den Briketts und der Feinkohle. Für die Trocknung und die Vorerhitzung der eingesetzten Kohlen wird ein Flugstromtrockner eingesetzt, dessen Nachteile in den hohen Investitions- und Betriebskosten zu sehen sind. Der Flugstromtrockner wird mit einem Inertgas aus Stickstoff, Kohlendioxyd und ihren Gemischen mit und ohne Wasserdampf betrieben. Derartiges Inertgas wird beispielsweise durch Verbrennung von Kohle, öl oder Gas jeweils frisch erzeugt. Da durch die feucht eingebrachte Kohle Wasser mit eingetragen wird, welches während der Trocknung in Wasserdampf übergeht, wird dieser Wasserdampf mit überschüssigem Inertgas ausgeschleust. Das bekannte Verfahren ist sicherheitstechnisch nicht unbedenklich, weil durch die gleichzeitige Anwesenheit von Sauerstoff, Co und Kohle die Gefahr von Verpffungserscheinungen gegeben ist. Weiterhin ist nachteilig, daß die getrocknete und vorher erhitzte Kohle nach dem Abscheiden und Herausnehmen aus dem Kreislauf des Flugstromtrockners unter den Einfluß atmosphärischer Luft mit entsprechendem Sauerstoffanteil gerät, so daß hier insbesondere im Bereich der Vorverdichtungseinrichungen der Brikettierpresse Oxydationserscheinungen an der Oberfläche der Kohlekörner auftreten, die der Qualität des auf diese Art und Weise erzeugten Kokses abträglich sind. Außerdem kann bei den betroffenen schwachbackenden Ersatzmischungen deren ohnehin nur geringes Koksbildungsvermögen durch die Anwesenheit bzw. den Zutritt von Sauerstoff bei den vorherrschenden Temperaturen leicht angegriffen bzw. zerstört werden.
  • Andererseits ist es bei Verwendung bzw. Einsatz von feuchter, also nicht getrockneter und nicht vorerhitzter Kohle bekannt, die Koksqualität durch mechanisches Verdichten, insbesondere Stampfen, zu verbessern. Bei Verwendung hervorragender Kokskohle ist aber selbst eine solche Verdichtung entbehrlich, wenngleich die Verdichtung grundsätzlich im Sinne einer Steigerung des Ofendurchsatzes wirkend anzusehen ist.
  • Aus der DE-OS 26 47 079 ist ein Verfahren zum Betrieb von batterieweise angeordneten Verkokungsofenkammern in Verbindung mit einer Vortrocknungsanlage für die verkokende Kohle bekannt. Auch hier finden Flugstromtrockner Verwendung, für deren Betrieb ein im Kreislauf geführter Inertgasstrom vorgesehen ist, wobei das Inertgas ein nur wenig Sauerstoff enthaltendes unQäm übrigen aus Stickstoff, Kohlendioxyd und Wasserdampf bestehendes Gas ist, welches etwa ein Verbrennungsabgas von Erdöl, Erdgas, niedrigen Kohlenwasserstoffen oder Kohle sein kann. Die Trocknung der Kohle kann dabei in einer oder in mehreren Stufen erfolgen. Auch eine Vorerhitzung der Kohle kann vorgesehen sein. Das durch den Wassergehalt der feuchten Kohle eingebrachte Wasser bzw. der sich hieraus bei der Trocknung der Kohle bildende Wasserdampf wird auch hier nicht zur Bildung und Stabilisierung des Inertgases benutzt, sondern die den Einsatzkohlen bei der Vortrocknung entzogene Wassermenge wird als Dampfmenge in der Vorlage und/oder in der Saugleitung des Gasgebläses dem Koksofengas zugesetzt, um die Nachteile auf der Gasseite auszugleichen. Damit wird erreicht, daß das Koksofengas in der Vorlage etwa wasserdampfgesättigt ist, so daß es einen vergleichsweise vergrößerten Wärmeinhalt aufweist, so daß die Prozeßführung insbesondere in temperaturmäßiger Hinsicht auch gegen Außeneinflüsse in etwa stabil gehalten werden kann.
  • Aus der DE-AS 26 26 653 ist ein zweistufiger Einrohr-Flugstromtrockner bekannt, der im Gleichstrom betrieben wird. Hierbei findet eine direkte Beheizung des Wärmeträgerkreislaufes statt, wobei über die Verbrennungsluft des Gasbrenners Sauerstoff überschüssig mit eingebraht wird. Dabei besteht auch hier die Gefahr, daß der Sauerstoffanteil an dem Wärmeträgermedium leicht sich in solche Größenordnungen anreichert, daß Verpuffungserscheinungen, Brände und Explosionen auftreten können. Dies ist insbesondere während des Anfahrvorganges der Fall, wenn sich in dem Wärmetrerkreislauf lediglich heiße Luft mit dem bekannt hohen Sauerstoffanteil befindet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung aufzuzeigen, das bzw. bei dem der Zutritt von Sauerstoff, also das Anoxidieren des Kohlekorns während der Trocknung und der anschließenden Handhabung bis zum Einsatz in den Koksofen im wesentlichen verhindert wird.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die aufgemahlene Kohle zum Zwecke der weitgehenden Vermeidung eines Oxidationsvorganges in direkte Berührung inert mit aus der zu trocknenden Kohle selbst stammenden Wasserdampf getrocknet bzw. vorerhitzt, unter Anwesenheit des Wasserdampfes mit dem Bindemittel umhüllt und schließlich in an sich bekannter Weise durch Stampfen zu einem Kuchen mit einer Dichte von mindestens etwa 1,0 Kg/dm3 (bezogen auf wasserfreie Substanz) verdichtet wird. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Kohle nicht nur während der Trocknung und Vorerhitzung, sondern auf ihrem gesamten Weg bis in den Koksofen hinein wirksam gegen ein Anoxidieren des Kohlekorns zu schützen und hierbei eine Kombination von Maßnahmen zu treffen, die sich in verschiedener Hinsicht vorteilhaft auswirken und gegenseitig unterstützen. Die Verwendung von Wasserdampf als Inertgas, der aus der zu trocknenden Kohle selbst stammt, ist insofern vorteilhaft, als sich das Einschleppen von Wasser bei der Trocknung feuchter Kohle nicht vermeiden läßt und daher dieser Wasserdampf sowieso anfällt. Statt ihn aus dem Kreislauf zu entfernen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, bildet erhier den Kreislauf des Inertgases und wird nur überschußweise abgeführt. Die Umhüllung der vorerhitzten Kohlekörper mit Bindemittel erfolgt unter Anwesenheit des Wasserdampfes, so daß dann die umhüllte Kohle aus der Wasserdampfatmosphäre herausgeführt werden kann und das Bindemittel selbst den Schutz gegen Anoxidieren darstellt. Das Bindemittel dient dann gleichzeitig dem für die Handhabung erforderlichen festen Zusammenhalt des gestampften Kuchens, wenn dieser in die Koksofenkammer eingeschoben wid. Bekanntlich ist die während des Stampfens erreichte Massenkonzentration für die Standfestigkeit des Kuchens wesentlich. Da üblicherweise feuchte Kohle gestampft wird, bei der das Wasser das Bindemittel darstellt, muß bei dem vorliegenden Verfahren, da das Wasser fehlt, ein mineralöl- oder kohlestämmiges Bindemittel hinzugefügt werden. Es hat sich gezeigt, daß sich eine wasserfreie, gebundene Kohlemischung bei gleicher Stampfenergie höher verdichten läßt als feuchte Kohle. Das hohe Stampfgewicht ist aber nicht nur für die Handhabung des Kuchens vorteilhaft, sondern auch für die Verbesserung der Eigenschaften des erzeugten Kokses bzw. dafür, daß für die Erzeugung hochwertigen Kokses ein relativ höherer Anteil nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen eingesetzt werden kann. Das hohe spezifische Stampfgewicht verbessert die den Abrieb und die Stückfestigkeit beschreibenden Kenngrößen des Kokses. Es wurde sogar überraschenderweise festgestellt, daß bei Einsatz von Kohlemischungen mit relativ schlechtem Verkokungsvermögen dieses relativ mehr verbessert wurde als bei Einsatz höherwertigerer Kokskohle. Sinkendes Backvermögen kann also durch erhöhte Verdichtmg aufgefangen werden. Stampfen und Vorerhitzen der Kohle verbessern die Koksqualität im Vergleich zum Schüttbetrieb mit feuchter Kohle. Auch liegen bei Anwendung der Vorerhitzung die Ofendurchsätze um 30 bis 50% günstiger im Vergleich zum Schüttbetrieb mit feuchter Kohle. Dies hat seinen Grund wahrscheinlich darin, daß das Verdampfen des Wassers außerhalb des Koksofens geschieht, daß die Schüttdichte bei trockener Kohle gegenüber feuchter Kohle höher liegt und daß wegen der höheren Gleichmäßigkeit bezüglich Schüttdichteverteilung und keine unterschiedlichen Wassergehalte der Koks insgesamt früher gedrückt werden kann.
  • Durch die Verwendung von Wasserdampf als Inertgas bzw. Trocknungsmedium werden Verpuffungen und Oxidationserscheinungen während der Trocknung und Vorerhitzung vermieden. Außerdem wird die Kohle zwar sehr intensiv, aber schonend aufgeheizt, weil zunächst durch den kondensierenden Wasserdampf eine relativ schnelle Anhebung der Temperatur der Kohle erfolgt und dann das Wasser von der Kohle wieder verdampft wird. Durch den Zusatz des Bindemittels wird das Verkokungsvermögen verbessert, so daß nicht oder nur schwachbackende Steinkohlen in relativ hohen Anteilen mitverwendet werden können. Das Bindemittel bindet auch den Staub und wirkt so einem Staubaustrag in der Vorlage entgegen. Ein weiterer Vorteil ist schließlich das erleichterte Füllen desKoksofens. Das neue Verfahren erweist sich damit als umweltfreundlich. Ganz wesentlich ist die Verwendungsmöglichkeit von nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen in einem Ausmaß, das bisher nicht für möglich gehalten wurde. Die Verwendung von Wasserdampf als Wärmeträgermedium ermöglicht schließlich eine höhere Energiedichte im Vergleich zu einem Abgas.
  • Der aus der zu trocknenden Kohle stammende Wasserdampf wird in einem Kreislauf über die zu trocknenden bzw. vorzuerhitzende Kohle geführt, der an einer Stelle jeweils idirekt beheizt wird. Damit wird erreidt, daß als Inertgas nicht ein Abgas aus einem Brenner oder dergleichen in den Kreislauf gelangt. Hohe Energiedichten sind im Kreislauf bei relativ kleiner Geschwindigkeit und damit schonender Behandlung der Kohle ohne weiteres möglich. Der Kreislauf aus Wasserdampf wird unter einem geregelten überdruck gehalten, der bei etwa 20 bis 40mbar am Ende der Vorerhitzung liegen kann. Damit ist eine Vorerhitzung in sicherheitstechnisch unbedenklicher Weise geschaffen, die zudem kostengünstig ist und kohleschonend arbeitet.
  • Beim Anfahrvorgang der Trocknung und Vorerhitzung wird vor Beginn der Kohletrocknung Wasser oder Wasserdampg in den indirekt aufgeheizten Kreislauf eingeführt, der Wasserdampfanteil angereichert und der Sauerstoffanteil erniedrigt. Dabei wird der Sauerstoffanteil unter 2%, vorzupweise unter 1%, abgesenkt, bevor feuchte gemahlene Kohle zur Trocknung bzw. Vorerhitzung eingebracht wird. Damit wird also zunächst die im Kreislauf befindliche Luft nach und nach durch Wasserdampf ersetzt, bis die ungefährliche Sauerstoffkonzentration, wie angegeben, erreicht ist. Beim Abstellvorgang wird zunächst die getrocknete Kohle aus der Trockenzone herausgeführt. Der Inertgaskreislauf wird durch Einbringen von Wasser oder Wasserdampf noch so lange aufrechterhalten, bis alle Kohle sämtliche von dem Inertgaskreislauf geschützte Einrichtungen verlassen hat. Erst dann wird der Inertgaskreislauf aus Wasserdampf durch einen Luftkreislauf ersetzt.
  • Der Kreislauf des Wasserdampfeqkann zweckmäßig im Gleichstrom über die zu trocknende bzw. vorzuerhitzende Kohle geführt werden, um eine schonende Behandlung der Kohle zu erreichen. Es hat sich gezeigt, daß bei Trocknung der Kohle in einer angetriebenen Trockentrommel durch den Gleichstrom der Medien, durch günstige Verweilzeit und feine Verteilung der Kohle mit Hilfe von Rieseleinbauten in der Trockentrommel ein derart guter Wärmeübergang erreicht wird, daß der Temperaturunterschied zwischen dem Heizmedium Wasserdampf und der Kohle am Austritt der Trockentrommel nur etwa 10°C beträgt. Überhitzungserscheinungen, die zu einer Qualitätseinbuße des Kokses führen könnten, werden damit vermieden. Die indirekte Beheizung des Intertgaskreislaufes kann an sich durch jeden beliebigen Brennstoff bzw. Abgase auf hohem Temperaturniveau, vorzugsweise jedoch durch die heißen Kreislaufgase einer Koks-Trockenkühlanlage erfolgen.
  • Die Vorrichtung zur Erzeugung von Hochofenkoks aus Kokskohle bzw. -mischungen unter Mitverwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen ist mit einer Kohlevorbereitungseinrichtung, insbesondere einer Mahlvorrichtung, einer Trocknungseinrichtung, einer Zuführeinrichtung für das Bindemittel und einer Verdichtungseinrichtung sowie dem nachgeschalteten Koksofen ausgestattet. Sie kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Trocknungseinrichtung eine im Gleichstrom an den Inertgaskreislauf des Wasserdampfes angeschlossene angetriebene Trockentrommel ist, der im Inertgaskreislauf ein Vorabscheider und Kühler sowie eine Entstaubungseinrichtung nachgeschaltet sind. Der Inertgaskreislauf weist eine absperrbare Zuleitung für Wasser oder Wasserdampf und eine weitere absperrbare Zuleitung für Luft auf. Die Verdichtungseinrichtung ist als Stampfvorrichtung oder als andere Kompaktierungsvorrichtung zur Erzeugung eines handhabbaren verdichteten Körpers aus vorerhitzter Kohle ausgebildet.
  • Durch die Verwendung einer Trockentrommel im Gleichstromverfahren als Trocknungseinrichtung wird die Kohle schonend getrocknet, was sich auch günstig auf die anschließende Koksherstellung auswirkt. Es werden nämlich überhitzungserscheinungen und große Geschwindigkeiten der Kohle vermieden, wodurch Kornzerfall vermieden und Staubanfall gering gehalten werden kann. Ein Verschleiß der Vorrichtungsteile tritt nur in vergleichsweise geringem Maße auf. Eine Feuerfestauskleidung der Trocknungseinrichtung wird vermieden. Auch die Temperaturverläufe sind damit leichter und besser steuerbar als bei Flugstromtrocknern. Die Entstaubungseinrichtung kann als Tuchfilterentstaubung ausgebildet sein, weil die Temperaturführung dies zuläßt.
  • Die absperrbare Zuleitung für Wasser oder Wasserdampf dient dem Anfahrvorgang, während die weitere absperrbare Zuleitung für Luft beim Abstellen der Anlage erforderlich ist.
  • Der Inertgaskreislauf weist zwei jeweils mit steuerbaren Absperrorganen versehene Kurzschlußleitungen auf, von denen die eine zwischen einen Wärmetauscher und der Trockentrommel angeschlossen ist und in die Leitung zwischen Trockentrommel und Vorabscheider und Kühler führt, während die andere nach der Entstaubungseinrichtung sowie nach dem nachgeschalteten Ventilator und vor dem Wärmetauscher abzweigt und den Wärmetauscher überbrückt. Während.äje zuerst genannte Kurzschlußleitung zur Erhöhung der Temperatur in der Tuchfilterentstaubung eingesetzt wird, dient die zweite Kurzschlußleitung der Erniedrigung der Temperatur in der Tuchfilterentstaubung. Es versteht sich, daß auf diese Weise die Tuchfilterentstaubung in einem optimalen Temperaturbereich gefahren werden kann, so daß Taupunktsunterschreitungen und das Kondensieren von Wasser vermieden werden. Zur Temperaturerniedrigung in der Tuchfilterentstaubung kann auch der vorgeschaltete Vorabscheider und Kühler eingesetzt bzw. verwendet werden. Die Kühleinrichtung an dem Vorabscheider besteht zweckmäßig aus mehreren Ventilatoren, die entsprechend zu- bzw. abgeschaltet werden können. Es versteht sich, daß auch andere Entstaubungseinrichtungen einsetzbar sind.
  • Der zum Schutz der getrockneten Kohle bestimmte Teilkreislauf des Inertgaskreislaufes zweigt nach dem Ventilator ab und ist in den Inertgaskreislauf - die Trockentrommel überbrückend - zwischen dieser und dem Vorabscheider und Kühler zurückgeführt. Damit wird die getrocknete und vor-erhitzte Kohle auch nach dem Verlassen der Trockentrommel noch wirksam vor dem Zutritt von Luftsauerstoff geschützt, bis sie mit dem Bindemittel umhüllt worden ist, das dann seinerseits die Schutzfunktion übernimmt und es ermöglicht, daß die Kohle im Kohleturm und in der anschließenden Stampfeinrichtung gehandhabt werden kann, ohne daß die Gefahr des Anoxidierens der Kohlekörner besteht.
  • Die Erfindung wird anhand einer schematisiert in der Zeichnung wiedergegebenen Anlage verdeutlicht und weiter beschrieben:
    • Die Vorrichtung zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlemischungen und anschließender Verkokung besitzt ein Materialsilo 1 mit Dosiereinrichtung für die gemahlene feuchte Kohle. über einen Gutförderer 2 kann die feuchte Kohle abgezogen werden. über eine Zellenradschleuse 3 im Bereich des Einlauftrichters einer Trockentrommel 4, die um ihre Längsachse drehbar gelagert und angetrieben ist, gelangt die feuchte gemahlene Kohle zur Trocknung und anschließenden Vorerhitzung. Die Kohle befindet sich beim Durchgang durch die Trockentrommel 4 infolge der in ihr vorgesehenen Rieseleinbauten immer in einer kaskadenförmigen Bewegung.
  • Die Anlage weist weiterhin einen Vorabscheider und Fühler 5, sowie diesem nachgeschaltet eine Entstaubungseinrichtung 6, die zweckmäßig als Tuchfilterentstaubung ausgebildet ist, auf. Nachgeschaltet ist ein Ventilator 7 zur Umwälzung des Wärmeträgermediums/bzw. des Inertgaskreislaufes und des Teilkreislaufes vorgesehen. Ein Wärmetauscher 8 dient der indirekten Beheizung des Inertgaskreislaufes. Der Wärmetauscher 8 ist andererseits an einen Heizkreislauf 9 angeschlossen, der zum Abgaskamin 10 letztlich führt und eine Abgasrückführung 11 besitzt. In dieser Abgasrückführung 11 ist ein Mischgasventilator 12 und ein steuerbares Abspenorgan 13 angeordnet. Ein Brenner 14 wird mit Gas oder einem anderen Medium beheizt, welches über eine Leitung oder einen Vorratstank 15 abgezogen wird. Die Verbrennungsluft für den Brenner 14 wird über einen Luftventilator 16 herangeführt. Wie man sieht, kann über die Rückführleitung 11 eine Rückführung derAbgase nach dem Durchtritt durch den Wärmetauscher 8 und eine Vermischung in einer Mischkammer 19 mit dem Verbrennungsabgaben erfolgen.
  • Der Inertgaskreislauf führt mit einer Leitung 18 vom Wärmetauscher 8 zum Eingang in die Trockentrommel 4. Nach der Durchleitung durch die Trockentrommel 4 im Gleichstrom wird der Inertgaskreislauf von den Leitungsstücken 19, 20, 21, 22 und 23 vervollständigt. Wie ersichtlich, ist das Leitungsstück 19 zwischen dem Ausgang der Trockentrommel 4 und dem Eingang des Vorabscheiders und Kühlers 5 geschaltet, der im übrigen durch ein nicht dargestelltes Gebläse gemäß den Pfeilen 24 mit Kühlluft angeblasen und somit die Temperatur des Inertgases herabgesetzt werden kann. Das Leitungsstück 20 verbindet den Ausgang des Vorabscheiders und Kühlers 5 mit der Entstaubungseinrichtung 6; deren Ausgang ist über das Leitungsstück 21 an das Gebläse 7 angeschlossen. Von diesem führt das Leitungsstück 22 zu einem steuerbaren Absperrorgan 25, von dem das Leitungsstück 23 zu dem Wärmetauscher 8 führt. Aus der Leitung 18 und den Leitungsstücken 19, 20, 21, 22, 23 wird der Inertgaskreislauf 18 bis 23 gebildet. Im Inertkreislauf sind zwei Kurzschlußleitungen 26 und 27 vorgesehen, in denen steuerbare Absperrorgane 28 und 29 angeordnet sind. Durch öffnen des Absperrorganes 28 kann die Temperatur des Inertgases im Vorabscheider und Kühler 5 und in der Entstaubungseinrichtung 6 erhöht werden. Durch öffnen der Kurzschlußleitung 27 bzw. des Absperrorganes 29 kann dagegen die betreffende Temperatur erniedrigt werden, auch in der Trockentrommel 4.
  • Am Eingang der Trockentrommel 4 ist eine Zuleitung 30 für Wasser oder Wasserdampf und eine Regleinrichtung 31 vorgesehen, die zu Anfahrzwecken benötigt wird. In das Leitungsstück 21 mündet eine weitere Zuleitung 32 für Luft, in welcher ein Absperrorgan 33 angeordnet ist. Die Zuleittng 32 wird beim Abstellen der Anlage benötigt.
  • Die Kohle wird in der angetriebenen drehenden Trockentommel 4 schonend getrocknet und vorerhitzt, wobei zunächst durch kondensierenden Wasserdampf an der noch kalten Kohle ein rasches Aufheizen erfolgt. Später wird dann unter Verdampfen des Wassers eine schonende und relativ genau durchführbare Temperatursteigerung erzielt. Es ist ohne weiteres möglich, die Anlage so zu ihren, daß an dem Ende der Trockentrommel 4 nur eine Temperaturdifferenz von etwa 10°C zwischen dem Wasserdampf und der vorerhitzten Kohle besteht. Die getrocknete Kohle gelangt vom Ausgang der Trockentrommel über eine gekapselte Fördereinrchtung 34 in ein Becherwerk 35 und von dort in ein Zwischensilo 36, aus welchem sie chargenweise in eine Wiegeeinrichtung 37 überführt werden kann. Die Kohle gelngt dann weiterhin in den Mischer 38. All diese Anlagentile stehen unter dem Schutz eines Teilkreislaufes des Inertgases Wasserdampf, so daß hier ein Anoxidieren des Kohlekorns vermieden wird. Im Mischer 38 wird die getrocknete Kohle mit einem Bindemittel umhüllt bzw. ummantelt. Dieses wird aus einem Bindemitteltank 40 über eine Eindüsvorrichtng 41 in den Mischer 38 aufgegeben. Der Bindemitteltank 40 wird durch ein Thermalöl-Heizaggregat 42 auf der gewünschten Vorarbeitungstemperatur gehalten. Das aufgebrachte Bindemittel dient nicht nur der Staubbindung, sondern auch gleichzeitig der Verbesserung des Zusammenhalts der Kohle in der Stampfvorrichtung, so daß dort dann ein handhabbarer Kuchen entsteht. Außerdem wird der Zutritt von Sauerstoff zu dem Kohlekorn bei der Weiterverarbeitung verhindert bzw. eine Weiterverarbeitung ermöglicht, ohne daß beispielsweise die Stampfvorrichtung unter Inertgas gesetzt werden muß.
  • Neben dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 als Hauptkreislauf zweigt von dem Leitungsstück 22 der aus den Leitungsstücken 43 bis 47 gebildete Teilkreislauf 43 bis 47 ab. Dieser Teilkreislauf 43 bis 47 des Inertgases schützt die getrocknete Kohle und die betreffenden Anlagenteile, über die er geführt wird.
  • Von dem Leitungsstück 23 zweigt nicht nur die Kurzschlußleitung 24, sondern auch die Inertgas-Auslaßleitung 48 ab, in der das einstellbare Überdruckventil 49 vorgesehen ist und die letztlich zum Abgaskamin 10 führt. über dieses überdruckventil 49 wird immer ein Überdruck in dem Inertgaskreislauf 18 bis 23 und in dem Teilkreislauf 43 bis 47 aufrechterhalten, der am Ausgang der Trockentrommel 4 beispielsweise 20 bis 40mbar betragen kann. Gleichzeitig wird über das überdruckventil 49 sowohl während der Anfahrphase als auch während des Betriebes der Anlage laufend Dampf an den Abgaskamin 10 abgegeben, weil durch das eingebrachte Wasser bzw. das durch die Kohle mit eingeschleppte Wasser laufend eine Anreicherung an Wasserdampf erfolgt.
  • Der Vorabscheider und Kühler 5 sowie die Entstaubungseinrchtung 6 sind über Förderschnecken 50 mit dem Becherwerk 35 verbunden, so daß die in dem Vorabscheider und Kühler 5 und der Entstaubungseinrichtung 6 abgeschiedene trockene Kohle zu der über die Förderleitung 34 herangeführten getrockneten Kohle wieder hinzugefügt wird.
  • Zum Anfahren der Anlage,ausgehend von mit Luft gefüllten Anlagenteilen, werden zunächst der Ventilator 7, die Trockentrommel 4 sowie verschiedene weitere Anlagenteile in Gang gesetzt. Anschließend wird der Heizkreislauf 9 durch Zünden des Brenners 14 für die Wärmeentwicklung freigesetzt, wobei die zugehörigen Anlagenteile wie Luftventilator 16 und Mischgasventilator 12 ebenfalls eingeschaltet sein müssen. über den Wärmetauscher 6 wird Wärme an den mit Luft gefüllten Kreislauf übertragen. Bei Erreichen einer Temperatur von 180°C vor dem Vorabscheider und Kühler 5 wird durch die Regeleinrichtung 31 für Wasser über die Zuleitung 30 Wasser in die Trockentrommel 4 eingesprüht. Das Wasser verdampft durch die heißen Eintrittsgase. Der daraus entstehende Wasserdampf vergrößert die im Umlauf befindliche Brüdenmenge. Bei Erreichen des erwähnten Überdruckes an der Trockentrommel wird das steuerbare überdruckventil 49 in Öffnungsbereitschaft versetzt, so daß es einen Teilgasstromin den Abgaskamin 10 ableiten kann. Die zugeführte Wassermenge wird so bemessen, daß der entstehende Wasserdampf ausreicht, den Sauerstoffanteil in den umlaufenden Brüden unter 2%, vorzugsweise unter 1%, abzusenken. Dieser Auffahrvorgang nimmt erfahrungsgemäß etwa 15 Minuten in Anspruch. Danach kann mit dem Trocknen der Kohle begonnen werden, indem der Gutförderer 2 eingeschaltet und feuchte aufgemahlene Kohle aus dem Materialsilo 1 entnommen und über die Zellenradschleuse 3 der Trockentrommel 4 zugeführt wird. Es versteht sich, daß zu diesem Zeitpunkt kein Wasser mehr über die Zuleitung 30 eingeführt wird. Die zu trocknende feuchte Kohle gelangt auf irgendeinem Wege über eine nicht dargestellte Mahleinrichtung in das Materialsilo 1. Der Gutförderer 2 ist mit einem Gleichstrom-Regelantrieb ausgerüstet. Die ausgetragene Menge kann volumetrisch von Hand gemessen werden oder manuell von einer Schaltzentrale aus eingestellt werden. Während des Betriebes soll die Menge der zu trocknenden Kohle konstant gehalten werden. Der Innenraum der Trockentrommel 4 ist gegen die Umgebung weitgehend luftdicht abgeschlossen. Vor allen Dingen kann kein Luftsauerstoff eindringen, da der Inertgaskreislauf 18 bis 23 an den Dichtstellen der Trockentrommel 4 den erwähnten Überdruck aufweist. Die Temperatur der am Ende der Trockentrommel 4 vorliegenden getrockneten Kohle wird als Sollwert vorgegeben und ist auf den Verkokungsvorgang abgestimmt. Bei Unterschreiten des Sollwertes wird das Absperrorgan 25 auf der Druckseite des Ventialtors 7 geöffnet, so daß die Brüdenmenge in den Inertgaskreislauf 18 bis 23 vergrößert wird. Bei Unterschreiten des Sollwertes der Temperatur der Kohle am Austritt der Trockentrommel 4 wird die Brüdenmenge durch die zuvor beschriebene Regeleinrichtung verringert.
  • Die Eintrittstemperatur der heißen Brüden in die Trockentrommel 4 soll etwa 450°C betragen. Bei Unterschreiten dieses Sollwertes wird die Gaszufuhr am Brenner 14 erhöht. Durch dieses Einbringen von mehr Energie steigt die Abgastemperatur des Heizkreislaufes 9 an, so daß auch die Temperatur des Inertgaskreislaufes 18 bis 23 über den Wärmetauscher 8 angehoben wird. Bei Überschreiten des Sollwertes der Temperatur des Heizkreislaufes 9 am Eintritt in den Wärmetauscher, der bei ca. 1100°C liegt, wird das Absperrorgan 13 im Heizkreislauf 9 geöffnet. Hierdurch wird eine erhöhte Rückführung des Abgasgemisches eingeleitet, wodurch die Abgastemperatur in der Mischkammer 17 auf den Sollwert reduziert wird.
  • Während des Trocknungsvorganges entsteht laufend Wasserdampf. Esmuß also kontinuierlich oder chargenweise an dem überströmventil 49 Inertgas in den Abgaskamin 10 abgeblasen werden.
  • Die Reinigung der Brüden bzw. des Inertgaskreislaufes erfolgt mit der Entstaubungseinrichtung 6 und dem vorgeschaltetenteten indirekt arbeitenden Vorabscheider und Kühler 5.
  • Die am Ende der Trockentrommel 4 vorliegende getrocknete und vorerhitzte Kohle wird über die Fördereinrichtung 34 und über ein Becherwerk 35 in das Zwischensilo 36 befördert. Gleichzeitig wird die ebenfalls trockne und in dem Vorabscheider 5 sowie in der Entstaubungseinrichtung 6 abgeschiedene Kohle über die Förderschnecken 50 dem Becherwerk 35 zugeführt. Vermittels Zellenradschleusen wird die Kohle aus dem Zwischensilo 36 entnommen und der Wiegeeinrichtung 37 zugeführt. Beim Erreichen des vorgeschriebenen Gewichts werden die Zellenradschleusen abgeschaltet und es erfolgt das Einbringen der Kohle in den Mischer 38. Gleichzeitigfuit dem Befüllen des Mischers 38 mit Kohle wird durch die Eindüsvorrichtung 41 das Bindemittel in den Mischer 38 eingedüst. Nach Ablauf der vorgeschriebenen Mischzeit öffnet der Mischer und das getrocknete, erhitzte und umhüllte Material, nämlich die Kohle, gelangt mittels einer Förderschnecke 52 in den Kohlenturm 53. Wie ersichtlich, übernimmt die Umhüllung mit dem Bindemittel bei dieser Weiterverarbeitung der getrockneten vorerhitzten Kohle den Schutz gegen den Zutritt von Luftsauerstoff.
  • Damit ist es nicht erforderlich, einen Inertgasschutz auf dieser Weiterverarbeitungsstrecke vorzusehen. Von dem Kohlenturm 53 gelangt die Kohle chargenweise in die Stampfmschine 54, wo sie durch Stampfen zu einem festen Kuchen verdichtet wird. Die Verdichtung bzw. das spezifische Stampfgewicht beträgt mindestens etwa 1,0 kg/dm3 (bezogen auf wasserfreie Substanz). Eine höhere Verdichtung wirkt sich in einer Verbesserung der Eigenschaften des erzeugten Kokses oder aber in der Möglichkeit der Verwendung nicht odernur schwachbackender Steinkohle in höheren Anteilen aus. Aus der Stampfvorrichtung 54 wird dann der gestampfte Kuchen in den Koksofen 55 bzw. jeweils in die einzelne Koksofenkammer eingeschoben, so daß der Entzug der flüchtigen Bestandteile der Kohle und die Herstellung des Kokses stattfinden kann; die Einbringung der gestampften Kohle in Kuchenform in den Koksofen 55 ist insofern von Vorteil, als die bei Anwendung eines Schüttbetriebes übliche Staubbildung vermieden wird. Der Wärmeübergang in dem festgepreßten Kuchen ist wesentlich besser als in einem lose geschütteten Haufwerk.
  • Beim Abstellen der Anlage wird zunächst der Gutförderer 2 stillgesetzt. Da in der Trockentrommel 4 nicht mehr so viel Wärme verbraucht wird, steigt die Temperatur der trockenen Kohle am Ausgang der Trockentrommel 4 an. Ebenso erhöht sich auch die Temperatur des Inertgases im Leitungsstück 19. über die Regeleinrichtung 31 für Wasser wird auch jetzt Wasser in die Trockentrommel 4 eingegeben. Auch jetzt wird noch das Eindringen von Luftsauerstoff in das System verhindert. Nachdem das Mischen der Kohle im Mischer 38 beendet ist, wird die Wasserzufuhr zur Trockentrommel 4 abgeschaltet und die Luftzufuhr über die zweite Zuleitung 32 duch öffnen des Absperrorganes 33 ermöglicht. Durch Ansaugen von Luft vergrößert sich die umlaufende Brüdenmenge weiter. Es wird ständig über das geöffnete Überdruckventil 49 Abgas in den Abgaskamin 10 abgegeben. Der Anteil des Wasserdampfes verringert sich jetzt ständig, während der Luftanteil steigt. Ein Kondensieren von Wasserdampf wird verhindert, weil die Anlage noch auf Temperatur ist. Schließlich wird die Gaszufuhr am Brenner 14 abgeschaltet, so daß keine weitere Energiezufuhr erfolgt und auch die Kreisläufe mit heißer Luft in ihrer Temperatur abgesenkt werden können. Dies wird so lange durchgeführt, bis die Temperatur der Luft an allen Temperaturmeßstellen etwa 80°C unterschritten hat. Dann werden die Regelantriebe der einzelnen Anlagenteile, so weit sie nicht bereits stillgesetzt sind, abgeschaltet.
  • Die Herstellung von hochwertigem Hochofenkoks aus Kokskohle unter Mitverwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen wird im folgenden anhand eines speziellen Beispieles erläutert:
    • Eine Mischung aus:
      Figure imgb0001
      wird nach den folgenden Verfahrens-Varianten verkokt:
      • a) Schüttbetrieb mit feuchter Kohle
      • b) Stampfbetrieb mit feuchter Kohle
      • c) gemäß vorgeschlagenem Verfahren vorerhitzt, gebunden, gestampft.
  • Die betrachtete Einsatzmischung weist nur noch ca. 20% gutbackende Kohlen auf, während der Rest schwach- oder nichtbackend ist. Dies äußert sich in den Kennzahlen der Mischung:
    Figure imgb0002
  • Die folgende Tabelle gibt für die drei Verfahrens-Varianten den Körnungsaufbau >40mm, den Grusanfall > 10mm und die mechanischen Koksqualitäten Micum 40, Micum 10, Irsid 20 und Irsid 10 an. Es ist zu erkennen, daß sich aus der gewählten, sehr schwachbackende Mischung (geringe Blähzahl, kleine Dilatation) nur bei Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens "Vorerhitzen, binden, stampfen" ein brauchbarer Koks herstellen läßt.
    Figure imgb0003

Claims (15)

1. Verfahren zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlemischungen und anschließender Verkokung unter Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen und/oder Kohlenstoffträgern, wobei die Kohle vor dem Einbringen in den Koksofen zu vorzugsweise bis etwa 95 % auf eine Korngröße unter 3 mm und zu etwa 50 % auf eine Korngröße unter o,5 mm aufgemahlen, auf eine Endtemperatur von 11o bis 25o°C getrocknet bzw. vorerhitzt, mit einem mineralöl- und/oder kohlestämmigen Bindemittel versetzt und verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgemahlene Kohle zum Zwecke der weitgehenden Vermeidung eines Oxidationsvorganges in direkter Berührung inert mit aus der zu trocknenden Kohle selbst stammenden Wasserdampf getrocknet bzw. vorerhitzt, unter Anwesenheit des Wasserdampfes mit dem Bindemittel umhüllt und schließlich in an sich bekannter Weise durch Stampfen oder sonstiges Kompaktieren zu einem Körper mit einer Dichte von mindestens etwa 1,o kg/dm3 (bezogen auf wasserfreie Substanz) verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der zu trocknenden Kohle stammende Wasserdampf in einem Kreislauf über die zu trocknende bzw. vorzuerhitzende Kohle geführt wird, der an einer Stelle jeweils indirekt beheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf aus Wasserdampf unter einem geregelten Überdruck gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahrvorgang vor Beginn der Kohletrocknung Wasser oder Wasserdampf in den indirekt aufgeheizten Kreislauf eingeführt, der Wasserdampfanteil angereichert und der Sauerstoffanteil erniedrigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffanteil unter 2 %, vorzugsweise unter 1 %, abgesenkt wird, bevor feuchte gemahlene Kohle zur Trocknung bzw. Vorerhitzung eingebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf des Wasserdampfes im Gleichstrom über die zu trocknende bzw. vorzuerhitzende Kohle geführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel unter Anwesenheit des Wasserdampfes in 2 bis 8 Gew. %, vorzugsweise 5 Gew.%, der vorerhitzen Kohle hinzugefügt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrocknete bzw. vorerhitzte Kohle nach der Umhüllung mit dem Bindemittel aus dem Kreislauf des Wasserdampfes herausgeführt und in an sich bekannter Weise zu Koks weiterverarbeitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bzw. Vorerhitzung der Kohle so durchgeführt wird, daß sich eine Temperaturdifferenz zwischen Wasserdampf trockener Kohle am Ende der Vorerhitzungsstrecke von etwa 1o°C ergibt.
10. Vorrichtung zur Trocknung bzw. Vorerhitzung von Kohle oder Kohlenmischungen und anschließender Verkokung unter Verwendung nicht oder nur schwachbackender Steinkohlen und/oder Kohlenstoffträgern, nach Anspruch 1 bis 9, mit einer Mahlvorrichtung, einer Trocknungseinrichtung, einer Zuführeinrichtung für das Bindemittel und einer Verdichtungseinrichtung sowie dem nachgeschalteten Koksofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtung eine im Gleichstrom an den Inertgaskreislauf (18 bis 23) des Wasserdampfes angeschlossene angetriebene Trockentrommel (4) ist, der im Inertgaskreislauf ein Vorabscheider und Kühler (5) sowie eine Entstaubungseinrichtung (6) nachgeschaltet sind, daß der Inertgaskreislauf eine absperrbare Zuleitung (3o) für Wasser oder Wasserdampf und eine weitere absperrbare Zueitung (32) für für Luft aufweist, und daß die Verdichtungseinrichtung als Stampfvorrichtung (54) oder einer anderen Kompaktierungsvorrichtung zur Erzeugung eines handhabbaren verdichteten Körpers aus vorerhitzter Kohle ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Inertgaskreislauf (18 bis 23) zwei jeweils mit steuerbaren Absperrorganen (28, 29) versehene Kurzschlußleitungen (26, 27) aufweist, von denend die eine (26) zwischen einem Wärmetauscher (8) und der Trockentrommel (4) angeschlossen und in die Leitung (19) zwischen Trockentrommel (4) und Vorabscheider und Kühler (5) führt, während die andere (27) nach der Entstaubungseinrichtung (6) sowie nach einem nachgeschalteten Ventilator (7) und vor dem Wärmetauscher (8) abzweigt und den Wärmetauscher überbrückt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1o und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Schutz der getrockneten Kohle bestimmte Teilkreislauf (43 bis 47) des Inertgaskreislaufes nach dem Ventilator (7) abzweigt und in den Inertgaskreislauf die Trockentrommel (4) überbrückend zwischen dieser und dem Vorabscheider und Kühler (5) zurückgeführt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von dem Ventilator (7) sowohl in dem Inertgaskreislauf (18 bis 23) vor dem Wärmetauscher (8) und vor der Abzweigung der einen Kurzschlußleitung (27) als auch in dem abzweigenden Teilkreislauf (43) je ein steuerbares Absperrorgan (25, 51) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilkreislauf (43 bis 47) des Inertgases zum Schutz der getrockneten Kohle ein Mischer (38), eine Wiegeeinrichtung (37) und ein Zwischensilo (36) eingeschlossen sind, und daß die Zuführeinrichtung für das Bindemittel in den Mischer (38) einmündet.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1o bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mischer (38) ein Kohlenturm (53) eine Stampfvorrichtung (54) sowie der Koksofen (55) nachgeschaltet sind.
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