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EP2379682A1 - Verfahren zur herstellung von kohlepartikel enthaltenden presslingen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kohlepartikel enthaltenden presslingen

Info

Publication number
EP2379682A1
EP2379682A1 EP09801979A EP09801979A EP2379682A1 EP 2379682 A1 EP2379682 A1 EP 2379682A1 EP 09801979 A EP09801979 A EP 09801979A EP 09801979 A EP09801979 A EP 09801979A EP 2379682 A1 EP2379682 A1 EP 2379682A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
substance
weight
carbon particles
impregnation step
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09801979A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2379682B1 (de
Inventor
Hado Heckmann
Johannes Leopold Schenk
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority to PL09801979T priority Critical patent/PL2379682T3/pl
Publication of EP2379682A1 publication Critical patent/EP2379682A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2379682B1 publication Critical patent/EP2379682B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
    • C10L5/16—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders with bituminous binders, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L5/34—Other details of the shaped fuels, e.g. briquettes
    • C10L5/36—Shape
    • C10L5/363—Pellets or granulates

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of carbon particle-containing pressings, the compacts obtained thereby and the use of the compacts in processes for producing pig iron in a fixed bed or in processes for the production of carbon carriers for processes for producing pig iron in a fixed bed.
  • the hot strength of pressings - especially when used in thermal processes - is a criterion for their suitability for use.
  • the term hot strength refers to a) the strength of the semi-coke or coke particles remaining after pyrolysis of the pellets in a high temperature zone, and b) a strength of these semi-coke or coke particles after chemical attack by a hot, CO 2 -containing gas.
  • a minimum level of hot strength allows the size of these particles, which is present after the conversion of the compacts by pyrolysis in semicoke or coke particles, to be largely retained.
  • coals which show an extraordinarily high water absorption capacity in particular characterized by a high inherent moisture content.
  • the moisture content of the compacts should not be too high, ie at a maximum of 7% by weight. This is because this moisture is energetically stressful when using the pellets for pig iron production or for the production of carbon carriers for processes for pig iron production, since the moisture content of the pellets significantly increases the specific consumption of carbon carriers. Therefore, coals whose moisture is higher are to be dried before processing into pressings.
  • the expulsion of water from cavities during drying produces additional pore volume.
  • the unwetted pore volume can absorb a corresponding amount of water or aqueous media.
  • the additional pore volume can again absorb water or aqueous medium.
  • certain coals also tend to generate additional pore volume due to grain damage, especially during intense drying.
  • a coal with a high water absorption capacity is dried to an acceptable moisture content before the application of the process described in WO 02/50219 A1 is carried out, a large additional pore volume is generated. Therefore, a dried carbon particle sucks a significant portion of the molasses needed to form a bond on the particle surface, which is to be understood as an aqueous solution, into its pores. Therefore, for such coals is common used molasses additives of ⁇ 10% by weight, based on the weight of the coal to be processed, not to achieve sufficient strength for the compacts.
  • molasses contains components that act catalytically with respect to a reaction of carbon with hot, CO " 2 -containing gases, which in particular in the hot zones of a production of pig iron serving fixed bed at temperatures> 800-1000 0 C, depending on the pressure, the Extent of reaction of solid carbon with CO 2 increases according to the Boudouard reaction, as a result of which the hot strength of molasses-treated pressings is diminished by pyrolysis-resultant semi-coke or coke particles.
  • bitumen as a binder proposed in WO9901583A1 does not pose such problems associated with molasses.
  • the production of pressings with bitumen involves very high binder costs.
  • This object is achieved by a method for producing a compact containing carbon particles, in which the carbon particles are mixed with a water-containing binder system and the resulting mixture is further processed by pressing into pressings, characterized in that prior to mixing with the water-containing binder system Carbon particles are subjected to an impregnation step in which they are impregnated with a substance.
  • the substance either penetrates into the pores of the carbon particles and accordingly prevents the penetration of components of the aqueous binder system by filling in the pore space. Or the substance settles in the exit points of the pores on the carbon particle surface, also called pore necks, and prevents by this clogging of the pore necks penetration of components of the aqueous binder system in the pores. In this way it is prevented that aqueous binder system, which on the
  • Carbon particle surface is required for binding purposes, these binding purposes after penetration into the pores can no longer meet. Accordingly, as compared with a method in which aqueous binder system can penetrate the pores, the amount of aqueous binder system required is reduced.
  • the aqueous binder system may contain one or more other components besides water.
  • the impregnation step can consist of steaming the carbon particles with the substance, spraying the carbon particles with the substance, mixing the substance into a moving bed of carbon particles, or mixing the substance into a fluidized bed of the carbon particles.
  • the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step is water.
  • the water input into the pig iron production process can be limited to an acceptable level.
  • the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step is a water-insoluble and / or water-repellent substance. If the pores are filled with such a substance in the impregnation step and the pore walls are coated with such substances, the tendency of the pores to absorb components of the aqueous binder system decreases. If the exit points of the pores on the carbon particle surface are closed by such substances, components of the aqueous binder system can no longer penetrate into the pores. As a result, previously sucked into pores and thus ineffective for the binding of the compacts components can make a contribution to the binding of the compacts.
  • the water-insoluble and / or water-repellent substance preferably belongs to the group of substances consisting of waxes, organic coking or refinery products, as well as plastics or waste plastics. It may be also to deal with waste oil. These substances are usually available in large quantities at low cost.
  • the impregnation step is advantageously carried out at a temperature at which the water-insoluble and / or water-repellent substance is liquid, in particular viscous.
  • liquids are considered whose viscosity is at least 1 Pas, and a maximum of 100 Pas, for example, 10 Pas.
  • the substance spreads on the surface of the carbon particles and penetrates into the exit points of the pores but hardly into the interior of the pores.
  • the consumption of the water-insoluble and / or water-repellent substance in the impregnation step is kept low.
  • the water-insoluble and / or water-repellent substance solidifies on cooling in the exit points of the pores on the coal particle surface.
  • Impregnation be impregnated, an aqueous solution of a substance or a mixture of substances.
  • a substance or a mixture of substances for example, it is molasses, which is an aqueous solution of a mixture of carbohydrates and other natural products.
  • dissolved substances of all kinds which improve the hot strength and green strength of the compacts, for example starch or lignin bases from waste liquors of pulp production.
  • the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step is an aqueous suspension of
  • Solid colloids wherein the solid has water-repellent properties.
  • examples include suspensions of colloidal talc, graphite or waxes in water. If the solids settle in the pores or in the pore necks, the entry of water-containing binder systems is difficult due to the high surface tension of the water-repellent solids.
  • the substance with which the carbon particles are impregnated in the impregnation step an emulsion containing on the one hand water and on the other hand carbonaceous substances such as bitumens, raw tars obtained from hard coal, pitches, waxes, oils.
  • the carbonaceous substances Upon penetration of such emulsions into the pores, the carbonaceous substances are deposited in thin layers on the pore surface. During pyrolysis, carbon films are formed from these thin layers. These reduce the reactivity of the compact to hot CO 2 -containing gases compared to an embodiment in which no thin layers of the substances are deposited in the pores. This is because the carbon layers formed from the substances contain little or no catalytically active substances with respect to reaction with hot CO 2 -containing gases. In contrast, contain the carbon particles or the material to be processed into compressions, catalytically active compounds, such as iron or alkalis. Accordingly, the reactivity of a compact whose surface and pores are covered with a carbon layer resulting from the substances is lower than that of a compact without such a carbon layer.
  • the lower limit of the amount of substance added in the impregnation step, called impregnating agent, is 0.5% by weight, preferably 1% by weight, the upper limit being 5% by weight, preferably 3% by weight, particularly preferably 2% by weight, based on the weight of the pressings to be processed good, so the Carbon particles. Addition of more than 5% by weight of impregnating agent does not make economic sense. If less than 0.5% by weight of impregnating agent is added, impregnation is no longer effective.
  • Binder system molasses and quicklime or hydrated lime. It can also consist of these components.
  • the binder system contains molasses in combination with strong inorganic acids, such as phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid.
  • the binder system contains an emulsion of bitumen in water. It can also consist of such an emulsion.
  • the binder system contains products from waste liquors of pulp production, starches, cellulose, beet pulp, waste paper pulp, groundwood, or long-chain polyelectrolytes such as carboxymethylcellulose.
  • quicklime or hydrated lime binder systems have the disadvantage that quicklime CaO and hydrated lime Ca (OH) 2 increase the reactivity of the pellets to hot C ⁇ 2 -containing gases due to catalytic activity, the embodiments without lime or hydrated lime have the advantage of compacts compared with to provide lower reactivity.
  • iron or iron oxide-containing particles are also processed in a mixture with the carbon particles.
  • the compacts are subjected to a heat treatment after the pressing.
  • the heat treatment is carried out at a temperature higher than the pressure.
  • the heat treatment causes a drying and / or hardening of the compacts.
  • the heat treatment can be carried out at temperatures of preferably ⁇ 250 0 C and ⁇ 350 0 C, in which irreversible chemical processes can convert binder components.
  • water-soluble binder components can be converted to water-insoluble compounds.
  • the compounds formed in such conversions can contribute to the strength of the compacts.
  • molasses-containing binder system for example, a conversion of molasses by caramelization.
  • the carbon particles are subjected to a heat treatment after the impregnation step prior to mixing with the water-containing binder system.
  • the heat treatment causes a drying.
  • the heat treatment additionally causes a concentration of the solutions, suspensions or emulsions and, correspondingly, a coating of the pore walls with dissolved, suspended or emulsified components. These may, in addition to the aqueous binder system added thereafter, contribute to increased hot strength and green strength of the compacts.
  • the heat treatment can effect the conversion of the coating of the pore walls initially formed as a result of the heat treatment into water-insoluble compounds, or compounds which reduce the reactivity of the carbon particles with respect to hot CO 2 -containing gases.
  • Maximum temperature of the heat treatment is limited by the pyrolysis of the coal particles and is at 350 ° C.
  • the lower limit for the temperature during this heat treatment is 150 ° C.
  • the amount added in the impregnation step is less than the amount of water-containing binder system added during the subsequent mixing. For example, when using bitumen in water - emulsion in the impregnation step and as a binder system takes place in the impregnation step Add 2-3% by weight while adding 7-10% by weight later as the binder system.
  • Impregnation step and as a binder system is carried out in the impregnation step, an addition of 3 to 5% by weight, while added as a binder later 6 to 8% by weight.
  • the limits of the specified ranges are included.
  • a heat treatment is necessary to remove the carrier liquid water so far that the emulsified substances or the dissolved substances settle in the pores or the pore necks. As a result, the pores are occupied or the pore necks are blocked. Overall, therefore, less water-containing binder system is required for the production of the compacts as in a production without impregnation step.
  • the processing into pressings after the impregnation step can be carried out by known methods, for example as described in WO 02 / 50219A1 or in AT005765U1, or by any method suitable for processing carbon particles containing a water-containing binder system into pressings.
  • the reduction in the CO 2 reactivity of the coke or of the coke is achieved in that the inner surface of the pores of the carbon particles can no longer be coated by the impregnation with a binder which contains reactivity-promoting substances.
  • the binder component molasses contains alkalis as reactivity-promoting substances. Is-containing substances by impregnation, such as bitumens or waxes avoided that molasses coats the inner surface of the pores, the CO 2 reactivity is thus over by a method reduced without the impregnation step recovered char or coke.
  • the inventive method for producing pressings makes it possible to reduce the consumption of binder or to curb the harmful effects of reactant-promoting binder components even in the production of coke using pressings of the starting materials.
  • the compacts may be, for example, briquettes or slugs from a compaction.
  • the pellets contain up to 97% by weight of carbon particles, and up to 12% by weight of components of a binder system, as well as, based on the weight of the material to be pressed
  • the pressing also contains iron or iron oxide-containing particles.
  • Such particles can originate, for example, from dusts or sludges produced in the production of pig iron or steel.
  • the method according to the invention is outlined below with reference to the block diagrams shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1 shows a conventional method for producing pressings without an impregnation step.
  • FIG. 2 shows a method according to the invention for the production of pressings with impregnation step.
  • FIG. 3 shows a method according to the invention for the production of pressings with a heat treatment upstream of the impregnation step.
  • the coal 1 to be processed for pressing in this case briquettes, is subjected to drying 2 and then brought to a desired grain size by granulation 3.
  • the carbon particles thus obtained are then followed by the addition of a water-containing binder system 4, in this case molasses, optionally with the addition of solid, finely divided binder components such as hydrated lime or quicklime, with mixing 5, wherein the mixing 5 may be one or more stages.
  • the mixture thus obtained is subjected to kneading 6 and a mixture 7.
  • the product obtained after curing 7 is the briquette.
  • the method according to the invention according to FIG. 2 differs from the method illustrated in FIG. 1 in that prior to mixing 5 with the binder system 4 containing the water, the carbon particles are subjected to an impregnation step 10 in which they are impregnated with a substance 11, the impregnating agent , Only after this impregnation step 10 is the mixing with the water-containing binder system 4 carried out and the further processing of the resulting mixture according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a variant of the method from FIG. 2, in which after the impregnation step 10, prior to mixing with the water-containing binder system 4, a heat treatment 12 is carried out.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlepartikel enthaltenden Pressungen, die dabei gewonnenen Presslinge sowie die Verwendung der Presslinge in Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett oder in Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett. Dabei wird das zu Pressungen zu verarbeitende Gut Kohlepartikel mit einer Substanz imprägniert, bevor es mit einem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem vermischt und schließlich zu Pressungen verarbeitet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Kohlepartikel enthaltenden Pressungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kohlepartikel enthaltenden Pressungen, die dabei gewonnenen Presslinge sowie die Verwendung der Presslinge in Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett oder in Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett.
In Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett, beispielsweise in Einschmelzvergasern, oder in Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett, beispielsweise Kokserzeugung für Hochöfen, verwendete, Kohlepartikel enthaltende Presslinge, beispielsweise Briketts, müssen nach dem Austrag aus der Presse eine gewisse Sturz- und Druckfestigkeit aufweisen. Die Sturzfestigkeit ist erforderlich, damit die ursprüngliche Größe der Presslinge im Zuge einer Chargierung in einen Prozess unbeschadet unvermeidlicher Stürze, beispielweise bei der Übergabe von einem auf ein anderes Förderband oder bei Chargierung in einen Materialbunker, möglichst weitgehend erhalten bleibt. Die Druckfestigkeit ist erforderlich, damit die ursprüngliche Größe der Presslinge nach Chargierung in einen Materialbunker oder einen Festbettreaktor trotz eines durch übergelagerte Materialschichten ausgeübten Druckes erhalten bleibt. Diese Festigkeitsanforderungen werden auch unter dem Begriff Grünfestigkeit zusammengefasst.
Neben der Grünfestigkeit ist auch die Heißfestigkeit von Pressungen - insbesondere bei Verwendung in thermischen Prozessen - ein Kriterium für ihre Einsatztauglichkeit. Im besonderen Fall der Verwendung von feinkörnige Kohlepartikel enthaltenden Pressungen in Verfahren zur Roheisenerzeugung, wie beispielsweise in einem Einschmelzvergaser oder Hochofen, bezieht sich der Begriff der Heißfestigkeit a) auf eine Festigkeit der nach Pyrolyse der Presslinge in einer Hochtemperaturzone zurückbleibenden Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel, und b) auf eine Festigkeit dieser Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel nach erfolgtem chemischen Angriff eines heißen, CO2-hältigen Gases. Ein Mindestmaß an Heißfestigkeit ermöglicht, dass die nach der Konvertierung der Presslinge durch Pyrolyse in Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikel vorhandene Größe dieser Partikel weitgehend erhalten bleibt. Bei Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett ist die Entwicklung von Unterkorn aus Pressungen oder Koks-Partikeln vor Chargierung in ein Festbett oder innerhalb eines Festbettes deshalb unerwünscht, weil hierdurch die Permeabilität des Festbettes verschlechtert wird. Im besonderen Fall eines Verfahrens zur Roheisenerzeugung betrifft das sowohl die Gaspermeabilität als auch das Drainageverhalten des Festbettes bezüglich des flüssigen Roheisens und der Schlacke. Verschlechtert sich die Permeabilität des Festbettes, so sind nachteilige Auswirkungen auf dessen Produktivität, dessen spezifischen Energiebedarf, sowie dessen Produktqualität zu erwarten.
Aus WO 02/50219A1 ist es bekannt, Presslinge mit ausreichender Grünfestigkeit aus feinkörnigen Kohlepartikeln mittels eines Bindemittelsystems aus Branntkalk und Melasse herzustellen. Dabei werden feinkörnige Kohlepartikel von Feinkohle und Branntkalk vermischt, die Mischung zwecks Fortschreiten der Löschreaktion mit Feuchte aus den Kohlepartikeln ruhen gelassen, dann Melasse zugemischt, die dabei erhaltene Mischung geknetet und schließlich aus ihr Presslinge gepresst.
Es gibt Kohlen, die ein außerordentlich hohes Wasseraufnahmevermögen zeigen, insbesondere gekennzeichnet durch eine hohe inhärente Feuchte. Für den Einsatz in der Roheisenerzeugung soll die Feuchte der Presslinge jedoch nicht zu hoch, das heißt bei maximal 7 Gewichts% liegen. Das deshalb, weil diese Feuchte bei der Verwendung der Presslinge zur Roheisenerzeugung oder zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für Verfahren zur Roheisenerzeugung energetisch belastend wirkt, da mit der Feuchte der Presslinge der spezifische Verbrauch von Kohlenstoffträgern deutlich ansteigt. Daher sind Kohlen, deren Feuchte höher liegt, vor der Verarbeitung zu Pressungen zu trocknen. Zusätzlich zu dem in der ungetrockneten Kohle bereits vorhandenen unbenetzten Porenvolumen wird durch die Austreibung von Wasser aus Hohlräumen bei der Trocknung zusätzliches Porenvolumen erzeugt. Das unbenetzte Porenvolumen kann eine entsprechende Menge an Wasser beziehungsweise wässrigen Medien aufnehmen. Auch das zusätzliche Porenvolumen kann selbstverständlich erneut Wasser oder wässriges Medium aufnehmen. Überdies neigen bestimmte Kohlen auch dazu - insbesondere bei intensiver Trocknung - infolge Kornschädigung zusätzliches Porenvolumen zu generieren. Bei Trocknung einer Kohle mit hohem Wasseraufnahmevermögen auf eine akzeptable Feuchte vor der Anwendung des in WO 02/50219A1 beschriebenen Verfahrens zur Herstellung von Pressungen wird ein großes zusätzliches Porenvolumen generiert. Daher saugt ein getrockneter Kohlepartikel einen erheblichen Teil der zur Herstellung einer Bindung auf der Partikeloberfläche benötigten Melasse, die als wässrige Lösung aufzufassen ist, in seine Poren ein. Daher ist für solche Kohlen mit üblicherweise verwendeten Melassezusätzen von < 10Gewichts% Prozent, bezogen auf das Gewicht der zu verarbeitenden Kohle, keine ausreichende Festigkeit für die Presslinge zu erzielen. Um dennoch Presslinge mit ausreichender Festigkeit auf Basis Melassebinder herstellen zu können, muss - auf die Generierung von unbenetztem Porenvolumen durch Trocknung verzichtet werden, oder um so viel mehr Melasse zugesetzt werden, wie von dem Porenvolumen aufgenommen wird und daher nicht zur Bindung der auf der Oberfläche der Kohlepartikel zur Verfügung steht. Diese Maßnahmen sind jedoch aus Gründen der Prozessökonomie unerwünscht.
Auch bei von Natur aus weniger feuchten Kohlen, die zur Erreichung einer Feuchte der Presslinge von maximal 7 Gewichts% nicht getrocknet werden müssen, wird ein Teil der Melasse in Poren der Kohlepartikeln eingesogen. Melasse enthält jedoch Komponenten, die hinsichtlich einer Reaktion von Kohlenstoff mit heißen, CO"2-haltigen Gasen katalytisch wirken, wodurch insbesondere in den heißen Zonen eines der Erzeugung von Roheisen dienenden Festbettes bei Temperaturen > 800-10000C, abhängig vom Druck, das Ausmaß einer Umsetzung von festem Kohlenstoff mit CO2 gemäß Boudouard-Reaktion zunimmt. Infolgedessen lässt die Heißfestigkeit von, aus mit Melasse behandelten Pressungen durch Pyrolyse hervorgehenden, Halbkoks- beziehungsweise Koks-Partikeln nach.
Die in WO9901583A1 vorgeschlagene Verwendung von Bitumen als Bindemittel wirft solche mit Melasse verbundenen Probleme nicht auf. Eine Herstellung von Pressungen mit Bitumen ist jedoch mit sehr hohen Bindemittelkosten behaftet. Die in der AT005765U1 vorgeschlagene Verwendung einer wässrigen Bitumenemulsion als Bindemittelsystem senkt den Bitumenverbrauch um bis zu mehr als 50%. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass die Einsatzkohlen Feuchten von wesentlich über 5 Gewichts% aufweisen müssen, damit bei Verwendung derartiger Bitumenemulsionen stabile Presslinge entstehen. Zudem besteht das Problem, dass in den Kohlepartikeln vorhandene Poren wässrige Bitumenemulsion aufsaugen können, beziehungsweise der Emulsion Wasser entziehen und diese damit infolge Tröpfchen-Koaleszenz destabilisieren können, bevor eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Emulsion innerhalb des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes und entsprechend eine gleichmäßige Benetzung der Partikeloberfläche durch die Emulsion erfolgen kann. Hierdurch wird die Wirksamkeit der Emulsion als Bindmittel reduziert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Pressungen bereitzustellen, bei dem diese Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, und Presslinge mit genügender Grün- und Heißfestigkeit selbst bei Verwendung von Kohlepartikeln, die vorgetrocknet werden müssen, unter Einsatz einer gegenüber bekannten Verfahren geringeren Menge eines Wasser enthaltenden Bindemittelsystems hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kohlepartikel enthaltenden Presslings, bei dem die Kohlepartikel mit einem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem vermischt werden und die dabei erhaltene Mischung durch Pressung zu Pressungen weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem die Kohlepartikel einem Imprägnierungsschritt unterworfen werden, in welchem sie mit einer Substanz imprägniert werden.
Bei der Imprägnierung dringt die Substanz entweder in die Poren der Kohlepartikel ein und verhindert entsprechend durch Ausfüllung des Porenraumes ein Eindringen von Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems. Oder die Substanz lagert sich in den Austrittsstellen der Poren auf der Kohlepartikeloberfläche, auch Porenhälse genannt, ab und verhindert durch dieses Verstopfen der Porenhälse ein Eindringen von Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems in die Poren. Auf diese Weise wird verhindert, dass wässriges Bindemittelsystem, welches auf der
Kohlepartikeloberfläche zu Bindungszwecken benötigt wird, diese Bindungszwecke nach Eindringen in die Poren nicht mehr erfüllen kann. Entsprechend wird gegenüber einem Verfahren, bei dem wässriges Bindemittelsystem in die Poren eindringen kann, die Menge an benötigtem wässrigem Bindemittelsystem vermindert.
Das wässrige Bindemittelsystem kann, abgesehen von Wasser, eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten. Der Imprägnierungsschritt kann aus Bedampfung der Kohlepartikel mit der Substanz, aus Besprühung der Kohlepartikel mit der Substanz, aus Einmischen der Substanz in eine bewegte Schüttung der Kohlepartikel, oder aus Einmischen der Substanz in eine Wirbelschicht der Kohlepartikel bestehen.
Nach einer Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, Wasser.
Dann wird im Imprägnierungsschritt Wasser in die Poren eingesaugt, die infolgedessen kein Bestreben mehr zeigen, den Kohlepartikeln nach dem Imprägnierungsschritt zugeführte Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems aufzusaugen. Infolgedessen können bei bisherigen Verfahren in Poren gesaugte und damit für das Binden der Presslinge unwirksam werdende Komponenten einen Beitrag zum Binden der Presslinge leisten.
Durch Begrenzung des Anteils von mit Wasser imprägnierten Pressungen in einer Einsatzmischung für einen Roheisenerzeugungsprozess in Kombination mit Kohlenstoffträgern, die eine geringe Feuchte als diese Presslinge aufweisen, kann der Wassereintrag in den Roheisenerzeugungsprozess auf ein akzeptables Ausmaß begrenzt werden.
Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz. Werden die Poren im Imprägnierungsschritt mit einer solchen Substanz gefüllt, und dabei die Porenwände mit solchen Substanzen beschichtet, sinkt das Bestreben der Poren, Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems aufzusaugen. Werden die Austrittsstellen der Poren auf der Kohlepartikeloberfläche von solchen Substanzen verschlossen, können keine Komponenten des wässrigen Bindemittelsystems mehr in die Poren eindringen. Infolgedessen können bisher in Poren gesaugte und damit für das Binden der Presslinge unwirksam werdende Komponenten einen Beitrag zum Binden der Presslinge leisten.
Die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz gehört bevorzugt zu der aus Wachsen, organischen Kokerei- oder Raffinerieprodukten, sowie Kunststoffen beziehungsweise Kunststoffabfällen bestehenden Gruppe von Substanzen. Es kann sich auch um Altöl handeln. Diese Substanzen stehen üblicherweise in großen Mengen kostengünstig zur Verfügung.
Dabei erfolgt der Imprägnierungsschritt vorteilhafterweise bei einer Temperatur, bei der die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz flüssig, insbesondere dickflüssig vorliegt. Als dickflüssig in diesem Sinne werden Flüssigkeiten angesehen, deren Viskosität mindestens 1 Pas beträgt, und maximal 100 Pas, beispielsweise 10 Pas, beträgt. Bei diesen Bedingungen verteilt sich die Substanz auf der Oberfläche der Kohlepartikel und dringt in die Austrittsstellen der Poren aber kaum in das Innere der Poren ein. Dadurch wird der Verbrauch der wasserunlöslichen und/oder wasserabstoßenden Substanz im Imprägnierungsschritt gering gehalten. Vorteilhafterweise verfestigt sich die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz bei Abkühlung in den Austrittsstellen der Poren auf der Kohlepartikeloberfläche.
Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im
Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Lösung eines Stoffes oder einer Stoffmischung. Beispielweise ist es Melasse, welche eine wässrige Lösung einer Mischung von Kohlehydraten und anderen Naturstoffen ist. Grundsätzlich können gelöste Stoffe aller Art, welche die Heißfestigkeit und Grünfestigkeit der Presslinge verbessern, eingesetzt werden, beispielsweise Stärke oder Lignin-Laugen aus Ablaugen der Zellstoffgewinnung.
Es ist bevorzugt, Lösungen von Stoffen oder Stoffmischungen zu verwenden, welche durch Wärmebehandlung und/oder Reaktion mit den Kohlepartikeln in wasserunlösliche Substanzen umgewandelt werden. Dadurch wird erreicht, dass die von diesen Stoffen oder Stoffgemischen hervorgerufenen Effekte nicht dadurch geschmälert werden, dass sie im Wasser des Wasser enthaltenden Bindemittelsystems aufgelöst und aus den Poren ausgeschwemmt werden.
Nach einer anderen Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Suspension von
Feststoffkolloiden, wobei der Feststoff wasserabweisende Eigenschaften aufweist. Beispiel dafür sind Suspensionen von kolloidem Talk, von Graphit oder von Wachsen in Wasser. Lagern sich die Feststoffe in den Poren beziehungsweise in den Porenhälsen ab, ist der Eintritt von Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen aufgrund der hohen Oberflächenspannung der wasserabweisenden Feststoffe erschwert.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine Emulsion enthaltend einerseits Wasser sowie andererseits kohlenstoffhaltige Substanzen wie beispielsweise Bitumina, Rohteere erhalten aus Steinkohle, Peche, Wachse, Öle.
Beim Eindringen solcher Emulsionen in die Poren werden die kohlenstoffhaltigen Substanzen in dünnen Schichten auf der Porenoberfläche abgelagert. Bei Pyrolyse entstehen aus diesen dünnen Schichten Kohlenstoffschichten. Diese vermindern die Reaktivität des Presslings gegenüber heißen CO2-haltigen Gasen im Vergleich zu einer Ausführungsform, in der in den Poren keine dünnen Schichten der Substanzen abgelagert werden. Das liegt daran, dass die aus den Substanzen entstehenden Kohlenstoffschichten wenige oder keine bezüglich Reaktion mit heißen Cθ2-haltigen Gasen katalytisch wirkende Substanzen enthalten. Im Gegensatz dazu enthalten die Kohlepartikel bzw. das Material, das zu Pressungen verarbeitet werden soll, katalytisch wirkende Verbindungen, bspw. Eisen oder Alkalien. Entsprechend ist die Reaktivität eines Presslings, dessen Oberfläche und Poren mit einer aus den Substanzen hervorgehenden Kohlenstoffschicht bedeckt ist, geringer als die eines Presslings ohne eine solche Kohlenstoffschicht.
Beim Einsatz von Kohlepartikeln, die vor der Verarbeitung zu Pressungen einer Vortrocknung bedürfen, ist es aus wirtschaftlichen Gründen von Vorteil, die Trocknung nicht wesentlich unter 5 Gewichts% Feuchte, das heißt auf maximal 4 Gewichts% Feuchte, voranzutreiben. Dadurch wird die Entstehung von zusätzlichem Porenvolumen infolge der Trocknung begrenzt und entsprechend im Imprägnierungsschritt weniger Substanz von Poren aufgenommen. Entsprechend wird im Imprägnierungsschritt weniger Substanz verbraucht. Zudem muss zur Trocknung weniger apparativer und energetischer Aufwand betrieben werden.
Die Untergrenze der Menge von im Imprägnierungsschritt zugesetzter Substanz, genannt Imprägnierungsmittel, beträgt 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, die Obergrenze beträgt 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes, also der Kohlepartikel. Zusatz von mehr als 5 Gewichts% Imprägnierungsmittel ist ökonomisch nicht sinnvoll. Bei Zusatz von weniger als 0,5 Gewichts% Imprägnierungsmittel ist eine Imprägnierung nicht mehr effektiv.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das
Bindemittelsystem Melasse sowie Branntkalk oder Kalkhydrat. Es kann auch aus diesen Komponenten bestehen.
Gemäß anderen Ausführungsformen enthält das Bindemittelsystem Melasse in Kombination mit starken anorganischen Säuren, wie beispielsweise Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Bindemittelsystem eine Emulsion von Bitumen in Wasser. Es kann auch aus einer solchen Emulsion bestehen.
Gemäß weiterer Ausführungsformen enthält das Bindemittelsystem Produkte aus Ablaugen der Zellstoffgewinnung, Stärken, Cellulose, Rübenschnitzel, Altpapierschliff, Holzschliff, oder auch langkettige Polyelektrolyte wie beispielsweise Carboxymethylcellulose.
Da Branntkalk oder Kalkhydrat enthaltende Bindemittelsysteme den Nachteil haben, dass Branntkalk CaO und Kalkhydrat Ca(OH)2 die Reaktivität der Presslinge gegenüber heißen Cθ2-haltigen Gasen aufgrund katalytischer Wirksamkeit erhöhen, besitzen die Ausführungsformen ohne Branntkalk oder Kalkhydrat den Vorteil, Presslinge mit im Vergleich geringerer Reaktivität bereitzustellen.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auch Eisenoder Eisenoxid-haltige Partikel in einem Gemisch mit den Kohlenpartikeln verarbeitet.
Gemäß einer besonderen Ausprägung des erfinderischen Verfahrens werden die Presslinge nach der Pressung einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Die Wärmebehandlung erfolgt bei einer gegenüber der Pressung erhöhten Temperatur. Die Wärmebehandlung bewirkt eine Trocknung und/oder Härtung der Presslinge. Die Wärmebehandlung kann bei Temperaturen von bevorzugt ≥ 2500C und ≤ 3500C erfolgen, bei denen irreversible chemische Vorgänge Bindemittelkomponenten umwandeln können. Beispielsweise können wasserlösliche Bindemittelkomponenten in wasserunlösliche Verbindungen umgewandelt werden.
Die bei solchen Umwandlungen entstehenden Verbindungen können einen Beitrag zur Festigkeit der Presslinge leisten.
Im Fall eines Melasse enthaltenden Bindemittelsystems erfolgt beispielsweise eine Umwandlung von Melasse durch Karamellisierung.
Gemäß einer besonderen Ausprägung des erfinderischen Verfahrens werden die Kohlepartikel nach dem Imprägnierungsschritt vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem einer Wärmebehandlung unterzogen. Die Wärmebehandlung bewirkt eine Trocknung. Für den Fall, dass sich in den Poren Lösungen oder Emulsionen befinden, bewirkt die Wärmebehandlung zusätzlich ein Einengen der Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen und entsprechend eine Beschichtung der Porenwandungen mit gelösten, suspendierten oder emulgierten Komponenten. Diese können, zusätzlich zu dem danach hinzugefügten wässrigen Bindemittelsystem, einen Beitrag zu erhöhter Heißfestigkeit und Grünfestigkeit der Presslinge liefern.
Weiterhin kann die Wärmebehandlung die Umwandlung der infolge der Wärmebehandlung zunächst entstehenden Beschichtung der Porenwandungen in wasserunlösliche Verbindungen, oder in die Reaktivität der Kohlepartikel gegenüber heißen CO2 haltigen Gasen herabsetzende Verbindungen bewirken. Die
Maximaltemperatur der Wärmebehandlung ist durch die Pyrolyse der Kohlepartikel beschränkt und liegt bei 350°C. Die Untergrenze für die Temperatur bei dieser Wärmebehandlung liegt bei 1500C.
Wird für die Imprägnierung die gleiche Wasser enthaltende Emulsion verwendet, wie sie als Wasser enthaltendes Bindemittelsystem zum Einsatz kommt, so ist die im Imprägnierungsschritt zugegebene Menge geringer als die beim nachfolgenden Vermischen zugegebene Menge an Wasser enthaltenden Bindemittelsystem. Beispielsweise bei Verwendung von Bitumen in Wasser - Emulsion im Imprägnierungsschritt und als Bindemittelsystem erfolgt im Imprägnierungsschritt eine Zugabe von 2 -3 Gewichts%, während als Bindemittelsystem später 7-10 Gewichts% zugegeben werden.
Dasselbe gilt, wenn für die Imprägnierung die gleiche wässrige Lösung eines Stoffes oder eines Stoffgemisches verwendet wird, wie sie als Wasser enthaltendes Bindemittelsystem zum Einsatz kommt. Beispielsweise bei Verwendung von Melasse im
Imprägnierungsschritt und als Bindemittelsystem erfolgt im Imprägnierungsschritt eine Zugabe von 3 bis 5 Gewichts%, während als Bindemittelsystem später 6 bis 8 Gewichts% zugegeben werden. Dabei sind die Grenzen der angegebenen Bereiche mit umfasst. In diesen Fällen ist nach der Zugabe im Imprägnierungsschritt eine Wärmebehandlung notwendig, um die Trägerflüssigkeit Wasser soweit zu entfernen, dass die emulgierten Substanzen beziehungsweise die gelösten Stoffe sich in den Poren beziehungsweise den Porenhälsen absetzen. Dadurch werden die Poren belegt beziehungsweise die Porenhälse verstopft. Insgesamt wird daher zur Herstellung der Presslinge weniger Wasser enthaltendes Bindemittelsystem benötigt als bei einer Herstellung ohne Imprägnierungsschritt.
Die Verarbeitung zu Pressungen nach dem Imprägnierungsschritt kann durch bekannte Verfahren, beispielsweise wie in WO 02/50219A1 oder in AT005765U1 beschrieben, beziehungsweise durch jedes zur Verarbeitung von Kohlepartikel mit einem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem zu Pressungen geeignete Verfahren erfolgen.
Eine erfindungsgemäß erst nach dem Imprägnierungsschritt mit einer wasserunlöslichen und/oder wasserabstoßende Substanz erfolgende Zugabe von Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen bei der Herstellung von Pressungen vermindert die Verfahrenskosten gegenüber herkömmlichen Verfahren wie etwa gemäß WO02/50219A1. Die Vermeidung einer Wasseraufnahme der Kohle während der Herstellung von Pressungen mit Wasser enthaltenden Bindemittelsystemen vermindert einerseits den spezifischen Kohleverbrauch bei Roheisenerzeugungsverfahren, bei denen die Presslinge oder aus ihnen gewonnener Koks zum Einsatz kommen, da weniger Wasser aus dem Bindemittelsystem im Pressung vorhanden ist und entsprechend weniger Energie für dessen Verdampfung aufgewendet werden muss. Andererseits kann eine in herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Pressungen aufgrund der Wasseraufnahme aus dem Bindemittelsystem auftretende Notwendigkeit zur Nachtrocknung der Presslinge bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfallen, oder der Trocknungsaufwand reduziert werden, woraus eine Energieeinsparung resultiert. Da entsprechend auf die Errichtung oder den Betrieb von Vorrichtungen zu Nachtrocknung verzichtet werden kann, oder die Dimensionen der Vorrichtungen und der Aufwand ihres Betriebes reduziert werden kann, ist dies gleichbedeutend mit einer Betriebskosten- sowie einer Investmentkostensenkung.
Als zusätzlicher vorteilhafter Effekt des Imprägnierungsschrittes kann sich, je nach Art der zur Imprägnierung verwendeten Substanz, eine Minderung der CO2-Reaktivität des nach Pyrolyse der Presslinge in einem Einschmelzvergaser entstandenen Halbkokses beziehungsweise des aus Pressungen gewonnenen Kokses ergeben. Eine geringe CO2- Reaktivität ist beim Betrieb eines Einschmelzvergasers gewünscht, damit der Halbkoks im Festbett des Einschmelzvergasers bzw. der Koks im Festbett eines Hochofens von der Chargierung auf die Bettoberfläche bis zum Erreichen der unmittelbaren Vergasungszone im Bereich der Sauerstoffdüsen bzw. der Windformen stabil bleiben und dadurch die Permeabilität des Festbettes in Bezug auf die Durchgasung und die Drainage schmelzflüssiger Phasen fördern. Die Minderung der CO2-Reaktivität des Halbkokses beziehungsweise des Kokses wird dadurch erreicht, dass die innere Oberfläche der Poren der Kohlepartikel im Pressung durch die Imprägnierung nicht mehr von einem Bindemittel, welches reaktivitätsfördernde Substanzen enthält, überzogen werden kann. Beispielsweise enthält die Bindemittelkomponente Melasse als reaktivitätsfördernde Substanzen Alkalien. Wird durch die Imprägnierung, beispielsweise mit Bitumina oder Wachse enthaltenden Substanzen, vermieden, dass Melasse die innere Oberfläche der Poren überzieht, ist die CO2-Reaktivität also gegenüber mittels eines Verfahrens ohne Imprägnierungsschritt gewonnenem Halbkoks oder Koks herabgesetzt.
Ein Minderanteil von unterkörnigem Koks wird im COREX®- oder Fl N EX®- Verfahren zur Roheisenerzeugung in einem Festbett eines Einschmelzvergasers häufig zur Einsatzkohle gegeben, um die Permeabilität des Festbettes zu verbessern. Bei Verwendung von erfindungsgemäß hergestellten Pressungen, oder aus solchen hergestelltem Koks, wird eine Entfestigung der Halbkoks- bzw. Koks-Partikel durch heißes CO2 inhibiert und somit einem Zerfall der Partikel entgegengewirkt. Mit einem aus erfindungsgemäß hergestellten Pressungen durch Pyrolyse abgeleitetem Halbkoks gepacktem Festbett werden eine deutlich bessere Gaspermabilität und ein besseres Drainageverhalten des Festbettes ermöglicht als nach dem Stand der Technik. Die Verbesserung der Reaktivtätseigenschaften des Halbkokses ermöglicht daher eine Verringerung oder gar Vermeidung des Kokszusatzes zur COREX®- oder FINEX®- Einsatzkohle
Im Bereich der Kokereitechnik wird bekanntlich durch eine Erhöhung der Schüttdichte der Einsatzkohle die Qualität des daraus erzeugten Kokses verbessert. Die Verwendung vieler Einsatzkohlen für die Erzeugung von Hüttenkoks wird durch eine Verdichtung der Einsatzkohle überhaupt erst möglich. Neben Stampfkokereien wurden daher Verfahren Varianten für Kokereien im Schüttbetrieb entwickelt, die eine Brikettierung bzw. teilweise Brikettierung der Einsatzkohlen vorsahen. Aus heutiger Sicht ist jedoch eine Brikettierung mit bituminösen Bindemittel aus wirtschaftlichen Gründen, eine
Heißbrikettierung oder eine Brikettierung mit Steinkohlenteer-stämmigen Binder aus Gründen des Gesundheitsschutzes, und eine Brikettierung mit Melasse oder vergleichbaren Bindern wegen des Eintrags unerwünschter Stoffe in den Koks problematisch. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Pressungen ermöglicht es, auch bei der Herstellung von Koks unter Verwendung von Pressungen der Einsatzstoffe den Verbrauch an Bindemittel zu reduzieren beziehungsweise die schädlichen Auswirkungen reaktivitätsfördernder Bindemittelkomponenten einzudämmen.
Die Presslinge können beispielsweise Briketts oder Schülpen aus einer Kompaktierung sein.
Die Presslinge enthalten bis zu 97 Gewichts% Kohlepartikel, und bis zu 12 Gewichts% Komponenten eines Bindemittelsystem, sowie, bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes
Kohlepartikel, wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanzen, oder Feststoffe mit wasserabweisenden Eigenschaften, in einer Menge, deren Untergrenze 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, beträgt, und deren Obergrenze 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, beträgt
Nach einer Ausführungsform enthält der Pressung auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel. Solche Partikel können beispielsweise aus bei der Roheisen- oder Stahlerzeugung anfallenden Stäuben oder Schlämmen stammen. Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Blockschemata skizziert.
Figur 1 zeigt ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung von Pressungen ohne Imprägnierungsschritt. Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Pressungen mit Imprägnierungsschritt.
Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Pressungen mit einer dem Imprägnierungsschritt vorgelagerten Wärmebehandlung.
Gemäß Figur 1 wird die zu Pressungen, in diesem Fall Briketts, zu verarbeitende Kohle 1 einer Trocknung 2 unterzogen und danach durch Körnen 3 auf eine gewünschte Körnung gebracht. Zu den dabei erhaltenen Kohlepartikeln erfolgt danach der Zusatz eines Wasser enthaltenden Bindemittelsystems 4, in diesem Fall Melasse, gegebenenfalls unter Zusatz fester, feinteiliger Bindemittelkomponenten wie Kalkhydrat oder Branntkalk, unter Mischen 5, wobei das Mischen 5 ein- oder mehrstufig sein kann. Die dabei erhaltene Mischung wird einer Knetung 6 und einer Mischung 7 unterworfen. Das nach Härten 7 erhaltene Produkt ist das Brikett.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Figur 2 unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Verfahren dadurch, dass vor dem Mischen 5 mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem 4 die Kohlepartikel einem Imprägnierungsschritt 10 unterzogen werden, bei dem sie mit einer Substanz 1 1 , dem Imprägnierungsmittel, imprägniert werden. Erst nach diesem Imprägnierungsschritt 10 erfolgt das Mischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem 4 und die Weiterverarbeitung der dabei erhaltenen Mischung entsprechend Figur 1.
In Figur 3 ist eine Variante des Verfahrens aus Figur 2 dargestellt, in der nach dem Imprägnierungsschritt 10, vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem 4, eine Wärmebehandlung 12 durchgeführt wird. Bezugszeichenhste
1 Kohle
2 Trocknung
3 Körnen
4 Wasser enthaltendes Bindemittelsystem
5 Mischen
6 Knetung
7 Pressung
8 Härten
9 Produkt
10 Imprägnierungsschritt
1 1 Substanz (Imprägnierungsmittel)
12 Wärmebehandlung

Claims

Patentansprüche
1 ) Verfahren zur Herstellung eines Kohlepartikel enthaltenden Presslings, bei dem die Kohlepartikel mit einem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem vermischt werden und die dabei erhaltene Mischung durch Pressung zu Pressungen weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem die Kohlepartikel einem Imprägnierungsschritt unterworfen werden, in welchem sie mit einer Substanz imprägniert werden.
2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Imprägnierungsschritt aus Bedampfung der Kohlepartikel mit der Substanz, aus Besprühung der Kohlepartikel mit der Substanz, aus Einmischen der Substanz in eine bewegte Schüttung der Kohlepartikel, oder aus Einmischen der Substanz in eine Wirbelschicht der Kohlepartikel besteht.
3) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, Wasser ist.
4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz ist.
5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Lösung eines Stoffes oder einer Stoffmischung ist.
6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine wässrige Suspension von Feststoffkolloiden, wobei der Feststoff wasserabweisende Eigenschaften aufweist, ist. 7) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz, mit der die Kohlepartikel im Imprägnierungsschritt imprägniert werden, eine Emulsion, enthaltend einerseits Wasser sowie andererseits kohlenstoffhaltige Substanzen, ist.
8) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Untergrenze der Menge von im Imprägnierungsschritt zugesetzter Substanz 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, beträgt, und die Obergrenze 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, , bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes Kohlepartikel, beträgt.
9) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittelsystem Melasse sowie Branntkalk oder Kalkhydrat enthält.
10) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittelsystem eine Emulsion von Bitumen in Wasser enthält.
11 ) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel in einem Gemisch mit den Kohlenpartikeln verarbeitet werden.
12) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressung nach der Pressung einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
13) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlepartikel nach dem Imprägnierungsschritt vor dem Vermischen mit dem Wasser enthaltenden Bindemittelsystem einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
14) Pressung, enthaltend bis zu 97 Gewichts% Kohlepartikel, und bis zu 12 Gewichts% Komponenten eines Bindemittelsystem, dadurch gekennzeichnet, dass er, bezogen auf das Gewicht des zu Pressungen zu verarbeitenden Gutes Kohlepartikel, wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanzen, oder Feststoffe mit wasserabweisenden Eigenschaften, in einer Menge enthält, deren Untergrenze 0,5 Gewichts%, bevorzugt 1 Gewichts%, beträgt, und deren Obergrenze 5 Gewichts%, bevorzugt 3 Gewichts%, besonders bevorzugt 2 Gewichts%, beträgt
15) Pressung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserunlösliche und/oder wasserabstoßende Substanz zu der aus Wachsen, organischen Kokerei- oder Raffinerieprodukten, sowie Kunststoffen beziehungsweise Kunststoffabfällen, und Altöl bestehenden Gruppe von Substanzen gehört.
16) Pressung nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressung auch Eisen- oder Eisenoxid-haltige Partikel enthält.
17) Verwendung eines Presslings gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16 in einem Prozess zur Roheisenerzeugung in einem Festbett als Kohlenstoffträger oder in einem Prozess zur Herstellung von Kohlenstoffträgern für einen Prozess zur Roheisenerzeugung in einem Festbett.
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