DE1671366C3

DE1671366C3 - Process for the production of agglomerates for the production of shaped coke

Info

Publication number: DE1671366C3
Application number: DE19671671366
Authority: DE
Inventors: Everett Pittsburgh Pa. Gorin (V.St.A.)
Original assignee: Consolidation Coal Co., Pittsburgh, Pa. (V.StA.)
Priority date: 1966-03-28
Filing date: 1967-03-25
Publication date: 1976-12-09

Description

mindestens ein Teil der Ausgangskohle mittels eines Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur extrahiert, der größte Teil des Lösungsmittels vom Extrakt abgetrennt und dabei eine nicht destillterbare Fraktion gebildet und diese im Drehofen zusammen mit den kohlenstoffhaltigen Feststoffen bei der zur Formung von Formkörpern notwendigen Bildungsiemper~.tur erhitzt wird, die dazu ausreicht, die nicht destillierbare Fraktion strömungsfähig und die kohlenstoffhaltigen Feststoffe klebrig zu machen und die BiI-dung°der Agglomerate herbeizuführen.at least part of the starting coal extracted by means of a solvent at an elevated temperature, Most of the solvent is separated from the extract and a fraction that cannot be distilled is thereby separated and these are formed in the rotary kiln together with the carbonaceous solids during the molding process is heated by moldings necessary formation temperature, which is sufficient to the non-distillable Fraction flowable and the carbonaceous solids to make sticky and the formation ° the Bring about agglomerates.

Bei einer praktischen Ausführung dieses Verfahrens im einzelnen gilt folgendes:In a practical implementation of this procedure in detail, the following applies:

Bei der Extraktion wird aus einem beträchtlichen Teil der Kohle ein Extrakt und ein Rückstand hergestellt. Der durch Destillation abgetrennte Teil des Lösungsmittels wird zurückgeführt. Die nicht destil-Jierbare Fraktion dient im Drehofen bei dessen hoher Temperatur als Bindemittel. Ein weiterer Teil des Bindemittels wird aus dem Teer erzeugt, der bei der Agglomericrung und beim Kalzinieren gebildet wird. Dieser Teer wird fraktioniert und ergibt eine Destillat-Teerfraktion sowie Pech, der gleichfalls als Bindemittel verwendet wird. Die Destillat-Teerfraktion wird mit mindestens einem Teil der Ausgangskohle bei erhöhter Temperatur gemischt und ergibt einen Extrakt und einen festen Rückstand. Der Rückstand dieser Extraktion wird einer Tieftemperaturverkokung bzw. -Verschwelung unterzogen und in Halbkoks und Teer umgewandelt. Nach Erhitzen wird der Halbkoks in den Drehofen eingeführt und der Teer dient als Lösungsmittel für die ursprüngliche Extraktion. During the extraction, an extract and a residue are produced from a considerable part of the charcoal. The part of the solvent separated off by distillation is recycled. The one that cannot be distilled Fraction serves as a binding agent in the rotary kiln at its high temperature. Another part of the Binder is produced from the tar that is formed during agglomeration and calcination. This tar is fractionated and results in a distillate tar fraction and pitch, which also acts as a binder is used. The distillate tar fraction is made with at least part of the starting coal mixed at elevated temperature and gives an extract and a solid residue. The residue this extraction is subjected to low-temperature coking or smoldering and converted into semi-coke and converted to tar. After heating, the semi-coke is introduced into the rotary kiln and the tar serves as the solvent for the original extraction.

Wenn die gesamte Ausgangskohle gänzlich aus nicht backender Kohle besteht, so wird vorzugsweise die gesamte Ausgangskohle der Extraktionsbehandlung mit dem Lösungsmittel unterzogen. Wenn jedoch die Ausgangskohle schwach backende Kohle ist, so wird sie vorzugsweise in drei Teilmengen aufgeteilt, wobei die erste Teilmenge der Extraktionsbehandlung mit dem Lösungsmittel unterzogen wird, die zweite Teilmenge dem Drehofen unmittelbar zugeführt wird und die dritte Teilmenge unter Erzeugung von Halbkoks und Teer einer Tieftemperatur-Verkokung bzw. -Verschwelung unterworfen wird, wobei mindestens ein Teil des Halbkokses in den Drehofen eingeführt wird.If all of the starting coal consists entirely of non-baking coal, it is preferred all the starting coal subjected to the extraction treatment with the solvent. But when the starting coal is low-baking coal, it is preferably divided into three partial quantities, wherein the first portion of the extraction treatment with the solvent is subjected, the second Part of the amount is fed directly to the rotary kiln and the third part with the production of semi-coke and tar is subjected to low temperature coking, at least part of the semi-coke is introduced into the rotary kiln.

Zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in F i g. 1 bzw. 2 der Zeichnungen schematisch als Verfahrensabläufe dargestellt und nachstehend beispielsweise beschrieben, und zwar für die Verarbeitung einer nicht backenden Kohle bzw. einer schwach backenden Kohle.Two preferred embodiments of the method according to the invention are shown in FIG. 1 or 2 of the Drawings shown schematically as process sequences and described below, for example, namely for the processing of a non-baking coal or a weakly baking coal.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Verfahren, das bei nicht backenden Kohlen anwendbar ist. Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise die gesamte Aufgabekohlc mit einem Lösungsmittel vorextrahiert, wobei ein als Bindemittel geeigneter Extrakt erhalten wird. Die in der Figur bei bestimmten Materialien in Klammern eingefügten Zahlenwerte veranschaulichen die Materialbilanz, die sich auf Grund bisheriger Versuche erzielen läßt.Fig. 1 shows schematically a method that at not applicable to baking coals. In this method, preferably all of the feed cabbage pre-extracted with a solvent, an extract suitable as a binder being obtained. The numerical values in brackets for certain materials in the figure illustrate the Material balance that can be achieved on the basis of previous attempts.

Durch eine Leitung 12 wurden 45,4 kg feinkörnige nicht backende Kohle (auf einer wasser- und aschefreien Basis, waf) mit einem Gehalt von 3,77 kg Asche in eine Extraktionszone 10 für die Kohle eingeführt. In der Extraktionszone wird die Kohle durch Behandlung mit einem Kohlelösungsmittel bei erhöhter Temperatur, im allgemeinen in dem Bereich zwischen 350 und 400° C, in einen Extrakt und in einen kohlenstoffhaltigen Feststoffrückstand getrennt. Bei Temperaturen von z. B. 380° C können zwischen 30 und 40 Gewichtsprozente der aufgegebenen Kohle als Extrakt erhalten werden. Die verfahrensmäßigen Einzelheiten zur Trennung der Kohle in einen Extrakt und in einen Rückstand haben jedoch für die Erfindung keine Bedeutung. Im allgemeinen wird bei diesem Verfahren die Kohle in einer geschlossenen Retorte in Anwesenheit eines bei dem Verfahren selbst gebildeten Lösungsmittels erhitzt, wie noch ausgeführt wird. Es wird" so viel Extrakt hergestellt, wie sich zweckmäßig ohne Zusatz von Wasserstoff von außen herstellen läßt. Ohne diese Zugabe von Wasserstoff können Extraktionsgrade bis annähernd 50% erreicht werden.45.4 kg of fine-grained non-baking coal (on a water- and ash-free Basis, waf) with a content of 3.77 kg of ash is introduced into an extraction zone 10 for the coal. In the extraction zone, the coal is increased by treating it with a coal solvent Temperature, generally in the range between 350 and 400 ° C, in an extract and in separated a carbonaceous solid residue. At temperatures of e.g. B. 380 ° C can between 30 and 40 percent by weight of the abandoned charcoal can be obtained as an extract. The procedural Details on the separation of the charcoal into an extract and a residue have, however, for the Invention does not matter. In general, in this process, the coal is in a closed Retort heated in the presence of a solvent formed during the process itself, as still is performed. "As much extract is produced as is expedient without the addition of hydrogen can be produced from the outside. Without this addition of hydrogen, degrees of extraction can be up to approximately 50% can be achieved.

Die Exiraktionsprodukte werden zusammen mit dem Lösungsmittel durch eine Leitung 14 in eine Trennzone 15 eingeführt. In dieser Zone wird der Rückstand z. B. durch Filtrieren oder Zentrifugieren von dem Extrakt getrennt. Der immer noch in dem Lösungsmittel gelöste Extrakt wird durch eine Leitung 16 in eine Lösungsmittel-Wiedergewinnungszone 20 geleitet. In dieser Zone wird der größte Teil des Lösungsmittels durch Destillieren wiedergewonnen und durch eine Leitung 18 wieder in dieEinTaßleitung 12 eingeführt. Zusatz- bzw. Ersatzlösungsmittel wird, soweit erforderlich, durch eine Leitung 22 in dieselbe Einlaßleitung eingeführt. Der abgetrennte, im wesentlichen nicht destillierbare Extrakt, der 15,9 kg wiegt, wird zusammen mit 2,4 kg Lösungsmittel, das infolge der hohen Temperatur und infolge der Wechselwirkung mit der Kohle zu einer nicht destillierbaren Flüssigkeit polymerisiert worden ist, durch eine Leitung 24 in eine Zuführungsleitung 26 für das flüssige Bindemittel eingeführt, die zu dem Agglomerierungsdrehofen 25 führt. 4,85 kg Krcislaufpech, das auf noch zu beschreibende Weise gewonnen wird, wird ebenfalls durch die Aufgabeleitung 26 für das flüssige Bindemittel befördert. Somit werden insgesamt 23,1 kg Bindemittel gleichzeitig zusammen mit Halbkoks das auf noch zu beschreibende Weise aus dem Extraktrückstand gewonnen wird, in den Drehofen eingeführt.The extraction products are together with the solvent through a line 14 in a Separation zone 15 introduced. In this zone the residue is z. B. by filtration or centrifugation separated from the extract. The extract, still dissolved in the solvent, is passed through a pipe 16 passed into a solvent recovery zone 20. This zone is where most of the Solvent recovered by distillation and through line 18 back into the one-pot line 12 introduced. Additive or substitute solvent is, if necessary, through a line 22 in the same Inlet line introduced. The separated, essentially non-distillable extract weighing 15.9 kg weighs, is together with 2.4 kg of solvent, which is due to the high temperature and due to the interaction has been polymerized with the charcoal to a non-distillable liquid, by a Line 24 is introduced into a feed line 26 for the liquid binder, which leads to the rotary agglomeration furnace 25 leads. 4.85 kg of pitch, which is obtained in a manner to be described, is also conveyed through the feed line 26 for the liquid binder. Thus, in total 23.1 kg of binder at the same time together with semi-coke in a way to be described the extract residue is obtained, introduced into the rotary kiln.

Der in der Trennzone 15 erhaltene Rückstand wird durch eine Leitung 28 in eine Tieftemperatur-Verkokungszone 30 eingeführt. Diese Zone wird bei Temperaturen von ungefähr 496° C betrieben und hat die Aufgabe, den Rückstand in Halbkoks und in Teer umzuwandeln. Der Halbkoks wird durch eine Leitung 32 in eine Erhitzungszone 35 geleitet, in der er durch Verbrennung mit durch die Leitung 34 eingeführter Verbrennungsluft auf eine Temperatur von ungefähr 649° C erhitzt wird. Der heiße Halbkoks, nämlich eine Menge von 26,1 kg, wird durch eine Leitung 36 in den Drehofen 25 eingeführt.The residue obtained in separation zone 15 is passed through line 28 into a low-temperature coking zone 30 introduced. This zone operates at temperatures of approximately 496 ° C and has the task of converting the residue into semi-coke and tar. The semi-coke is made by a Line 32 passed into a heating zone 35, in which it was introduced by combustion with through line 34 Combustion air is heated to a temperature of approximately 649 ° C. The hot semi-coke namely an amount of 26.1 kg is introduced into the rotary kiln 25 through a line 36.

In dem um seine Längsachse drehbaren Drehofen 25 wird der heiße Halbkoks und das Pech durch Wälz- und Abrollbewcgungen zusammengebracht, während die Stoffe sich durch den Ofen hindurch bewegen. Die Temperatur des eingeführten HaIbkckses wird so ausgewählt, daß die Temperatur der umgewälzten Mischung adiabatisch auf ungefähr 413⁰C gehalten wird. Aufbau und Betriebsweise eines zum Agglomerieren verwendeten Ofens sind in der deutschen Patentanmeldung C 36 375 vom 13. Juli 1965 beschrieben.In the rotary kiln 25, which is rotatable about its longitudinal axis, the hot semi-coke and the pitch are brought together by rolling and rolling movements while the substances move through the kiln. The temperature of the introduced HaIbkckses is selected so that the temperature of the circulated mixture is adiabatically maintained at about 413 ⁰ C. The structure and mode of operation of a furnace used for agglomeration are described in German patent application C 36 375 of July 13, 1965.

Durch eine Auslaßleitung 38 werden grüne Agglomerate, die eine vorbestimmte Größe besitzen, aus dem Ofen abgezogen und in eine Kalzinier- bzw. Brennzone 40 eingeführt, in der sie auf eine erhöhte Temperatur, und zwar so hoch erhitzt werden, daß im wesentlichen alle flüchtigen Bestandteile entfernt werden. Das kalzinierte bzw. gebrannte Lirzeugnis wird durch eine Leitung 41 entnommen. Die entnommene Formkoksmenge wiegt 29,1 kg waf. Der Formkoks enthielt 3.8 kg Asche. Agglomerate, die nicht die gewünschte Formgröße besitzen (Fchlkorn). werden durch eine Leitung 39 wieder in die Tieftcmpcraturverkokungszone 30 eingeführt.Green agglomerates, which have a predetermined size, withdrawn from the furnace and placed in a calcining or Firing zone 40 introduced, in which they are heated to an elevated temperature, namely so high that substantially all of the volatiles are removed. The calcined or burned light product is taken through a line 41. The removed molded coke weighs 29.1 kg wafer. The molded coke contained 3.8 kg of ash. Agglomerates that do not have the desired shape size (flakes). will reintroduced through a line 39 into the Tiefcmpcraturverkokungszone 30.

Das bei der Extraktion der Kohle in der Extraktionszone 10 verwendete Lösungsmittel wird folgendermaßen erhalten: In dcrTieftemperaturverkokungszonc 30, in dem Drehofen 25 und in der Kalzinierbzw. Brennzonc wird Teer erzeugt. Dieser Teer wird durch Leitungen 42, 43, 44. 45 in eine Tcer-Wiedergewinnungszone 46 eingeführt, in der alle Gase abgetrennt und durch eine Leitung 47 abgeführt werden. Der Teer selbst wird durch eine Leitung 48 in eine Fraktionierkolonne 50 eingeführt. In dieser wird der Teer in ein leichtes, übergehendes Destillat mit einem Siedepunkt von unter 230 C, das in einer Menge von 2.0 kg anfällt, in ein Mitteldestillat mit einem Siedepunkt zwischen 230 und 400 C, das in einer Menge von 3,3 kg anfällt, und in eine Pechfraktion von 4,9 kg getrennt. Die mittlere Fraktion liefert das Zusatz- bzw. Ersatzlösungsmittel für die Extraktionszone, während die Pechfraktion im Kreislauf unmittelbar in den Ofen zurückgeführt wird und als Bindemittel wirkt.The solvent used in extracting the coal in extraction zone 10 is as follows Received: In the low temperature coking zone 30, in the rotary kiln 25 and in the Kalzinierbzw. Tar is produced in the Brennzonc. This tar is passed through lines 42, 43, 44, 45 to a tcer recovery zone 46 introduced, in which all gases are separated and discharged through a line 47. The tar itself is introduced into fractionation column 50 through line 48. In this will the tar in a light, passing distillate with a boiling point below 230 C, which in a Amount of 2.0 kg is obtained in a middle distillate with a boiling point between 230 and 400 C, which is in an amount of 3.3 kg is obtained, and separated into a pitch fraction of 4.9 kg. The middle faction supplies the additive or replacement solvent for the extraction zone, while the pitch fraction is in circulation is returned directly to the furnace and acts as a binding agent.

In F i g. 2 ist ein Verfahren schematisch dargestellt, das sich insbesondere zur Verwendung bei schwach backenden Kohlen, im Gegensalz zu nicht backenden Kohlen eignet. Die in F i g. 2 verwendeten Bezugszahlen bezeichnen, soweit sie mit den Bezugszahlen in F i g. 1 übereinstimmen, dieselben oder entsprcchendc Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsfoim. Weil die Kohle in diesem Fall schwach backfähig ist, kann sie einen Teil des notwendigen Bindemittels während der Agglomerierungsstufe in den Drehofen selbst liefern. Demgemäß ist es nichtIn Fig. 2 a method is shown schematically, which is particularly suitable for use with weak Baking coals, in contrast to salt, suitable for non-baking coals. The in F i g. 2 denote reference numbers used, insofar as they are associated with the reference numbers in Fig. 1, the same or corresponding features of the embodiment according to the invention. Because the charcoal is poorly baked in this case, it can be a part of the necessary Deliver binder to the rotary kiln itself during the agglomeration stage. Accordingly, it is not

ίο notwendig, alle Kohle der Extraktionszone 10 zuzuführen. Ein Teil wird unmittelbar durch eine Leitung 60 in den Ofen 25 eingeführt und dort mit dem Halbkoks und mit dem zusätzlichen Bindemittel in der Wälzzone im Innern des Ofens vermischt. Ein anderer Teil der Kohle kann auch um die Extraktionszone herumgeführt und unmittelbar durch eine Leitung 70 in die Tieftempcraturverkokungszone 30 eingeführt werden, in der sie zusammen mit dem Extraktionsrückstand unter Bildung von Halbkoks und Teer vorkokt bzw. verschwelt wird. Falls in der Tiefiemperalurverkokungszone 30 mehr Halbkoks erzeugt wire als in dem Verfahren benötigt wird, kann die überschüssige Menge durch eine Leitung 33 abgezoger werden. Die einzelnen Kohlenmcngen, die der Ex traktionszone und der Verkokungs- bzw. Verschwclungszone zugeführt werden, werden so reguliert, dal. das benötigte Bindemittel in ausreichender Mengt zur Verfügung steht. Weil das Verkoken bzw. Verschwelen billiger ist als das Extrahieren, ist es wün sehenswert, das Verkoken bzw. Verschwelen in grüßt möglichem Ausmaß anzuwenden und dennoch di< insgesamt notwendige Menge Bindemittel zu erhalten Im übrigen aber verläuft das in Fig. 2 dargestellt' Verfahren in der gleichen Weise wie das Verfahret gemäß Fig. 1.ίο necessary to feed all coal to the extraction zone 10. A part is introduced directly through a line 60 into the furnace 25 and there with the semi-coke and mixed with the additional binder in the rolling zone inside the furnace. Another Part of the coal can also be routed around the extraction zone and directly through a conduit 70 be introduced into the Tiefempcraturverkokungszone 30, in which they together with the extraction residue is precoked or carbonized with the formation of semi-coke and tar. If in the low temperature coking zone 30 more semi-coke is produced than is required in the process, the excess can Amount to be withdrawn through a line 33. The individual amounts of coal that the ex traction zone and the coking or fusing zone are so regulated that. the required binding agent is available in sufficient quantities. Because coking or smoldering is cheaper than extracting, is it worth seeing the coking or smoldering in greets to the extent possible and still obtain the total amount of binder required Otherwise, however, the process shown in FIG. 2 proceeds in the same way as the process according to FIG. 1.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Coal in which a mixture of carbon-containing substances and a carbon-containing binding agent is

1. A process for producing agglomerates tar ge "may% _{Hchen koh} i _e nstoffhaHigen for Formkokserzeugung from weak jaw 5-reaching amount aes _{auto VQN sdbst ef} _ or not the caking coal in which em overall binder m AEM uu.

Mix of carbonaceous solids and is testified to _German patent specification 8 88 089

a carbonaceous binder in _one such process

Rotary kiln rolled and aglomerates and tar known executionj ° ™ ^e '"

be won and in which an inadequate. "

Amount of Carbonaceous Binding Required- To Stand Jr £ ecnm

demittels in the rotary kiln autogenous, by itself according to the ^US " ^P f ^te " ^tsc , f '"^ _{nd is produced by} ; _iner throw, characterized in that a rotary cfanto ^^ _m t _n lthole" offha ^ g that at least one Part of the output coal with the single output coneKommu |

by means of a solvent at elevated temperature, ₅ solids are extracted together with e """troughs» «* ™ J * temperature, the largest part of the solvent and separate * $ ™ ^ * J ° J _t J $ ™ ⁿ " means separated from the extract, while a size and shape herzustelle ^ dusks J ^ J ^"it; not formed distilled fraction and this requires the use of front fender ^ t ^ r in the rotary kiln together with the carbon- carbon as the starting coal de in de r Tempeatur of _The solids are produced at the forming temperature necessary for the shaping of the rotary kiln plastically, so that solid bodies are heated in the middle and the ohlete'fchenfej is used, which is sufficient for the non-distillable elements to adhere to one another According to the invention, however, each fraction should be able to flow and the carbon-containing starting coal should not be made sticky and the formation of coal should only be weak or non-baking solids

to bring about the agglomerates. , 5 For the state of the art, ⁿ ° ^ch _R ^z "™haben ™

2. The method according to claim 1, characterized in that it is known from US Pat is d, ^e KoWe baking production of semi-coke and tar of a deep coal, and the process of this P ^ ^nt J ^c J ⁿ £ ^the temperature coking or smoldering under- 30 not for the production of Agg ° ™ rater fur_die is thrown and that at least part of the molded coke production but only for the production of semi-coke is introduced into the rotary kiln. tion of gasoline from the coal. p _{a) Pr} . _Krhrift

3. The method according to any one of claims 1 The method according to the German P ^ ntschnft or 2, characterized in that the entire 8 88 089 is concerned with the HersteJ ^ g ^ ° ⁿ ^ m starting coal amount, which is completely not 35 coke from a coal mixture, which consists of fhwach baking baking coal, which is subjected to extraction treatment or non-baking coal ^^ P ^^^ lung with the solvent. but is not economic or for two reasons

4 The method according to one of claims 1 cannot be carried out for certain types of coal. Da or 2, characterized in that a starting charcoal mixture to be used should and must be divided into three ₄ o that is, apart from the weakly baking or not partial amounts, the first partial baking charcoal according to claim 1 and page 2, amount of extraction treatment with the Lö- line 12 to 19, additionally containing baking coal, is subjected to solvent, the second part of the amount is also pitch, which is supplied directly through the decomposing rotary kiln and the zende degassing of the coal and during the calcid third part with the production of semi-coke 45 kidney is produced. However, it is to be pointed out, and tar is subjected to low-temperature coking or that when using non-baking carbonisation, the amount of coal required for low-baking or low-baking coals is at least a part of the semi-coke in the rotary kiln a considerable amount of binding agent, if not in accordance with the German patent specification, baking coal is used at the same time

"5. The method according to any one of claims 1 50 is used in the starting mixture. If the bakbis 4, characterized in that there is no coal as a solution end, the amount was Medium in the solvent extraction a mit of the pitch generated by decomposing degassing teldistillatfraktion of all or a part is not sufficient to produce the agglomerates of the tar produced in the process would be used and the process would not be economical to run. 55 be feasible. ...

6. The method according to one of claims 1 In contrast to the method according to the German

to 5. characterized in that the see after patent specification 8 88 089 is the invention from one these claims produced agglomeration starting from the method mentioned at the outset advise an additional calcination process as a basis, from non-baking or weak be subjected. 60 baking coal without using baking

Coal to produce such a large amount of carbon-containing binding agent autogenously that it

is enough to produce the agglomerates, without

that pitch is added from a foreign source. 65 It is also part of the task of the invention to preferentially

The invention relates to a method for wise a single source coal type, and not Manufacture of agglomerates for the production of shaped coke - to use a mixture of coals, eune from weakly baking or not baking The task of the invention is achieved in that