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Verfahren zur Verbesserung von festen Brennstoffen, insbesondere Kohle.
Um die Neigung von Kohlen, bei ihrer Bewegung (Umschaufeln, Transport usw. ) Staub zu bilden, herabzusetzen, ist vorgeschlagen worden, als staubbindende Mittel an Stelle des früher für diesen Zweck benutzten Korrosionen verursacherden Kalziumehlorids Teer, hochsiedende Petroleumprodukte, Asphalt u. dgl., allenfalls in Form von Emulsionen, welch letztere unter Mitverwendung von Schwermetallseifen hergestellt sein können, zu verwenden. Weiter sollen auch Paraffin und leicht schmelzende Teere oder Asphalte in heissem Wasser suspendiert oder mit diesem mechanisch gemischt
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lässig ist und verhindern soll, dass die Kohle durch Adsorption von Sauerstoff verwittert. Zu diesem
Zwecke soll ein Parakumaron in Mischung mit andern Harzen und Kohlenwasserstoffen enthaltender
Destillationsrückstand, der in Wasser emulgiert wird, benutzt werden.
Dieser Überzugsfilm soll leicht und mit heisser Flamme brennen und gleichzeitig die Kohlengas zurückhalten, bis die Temperatur so weit gestiegen ist, dass eine wirksame Verbrennung sichergestellt ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung von festen Brenn- stoffen, insbesondere Kohle, im Hinblick auf den Verbrennungsprozess.
In manchen Feuerungen, insbesondere in Dampfkesselfeuerungen verschiedenster Bauart, wird der Heizwert fester Brennstoffe nur unvollständig ausgenutzt, indem es häufig vorkommt, dass nur ein
Teil der Rostlänge für die Bildung eines Glutteppiehs ausgenutzt wird. Durch eine im rückwärtigen
Teil des Rostes eintretende Abkühlung findet dann eine Erstickung der Glut unter vorzeitiger Bildung einer halbflüssigen Schlacke statt, die eine regelrecht Flammbildung in diesem Teil des Rostes nicht aufkommen lässt.
Bei einer derartigen vorzeitigen Ausbildung einer Schlackensehicht (d. h. bevor noch der Brennstoffbelag in Abflammung das Ende des Rostes erreicht), die auch eintreten kann, wenn erst- klassige oder gute Brennstoffe benutzt werden, wird der Brennstoff schlecht ausgenutzt, weil nur ein
Teil des Kessels beheizt wird. Überdies ist auch die ungleichmässige Erhitzung des Kessels sowie des
Kesselmauerwerks nachteilig.
Es wurde nun gefunden, dass das vorzeitige Ersticken des Glutteppiehs und die damit zusammen- hängende vorzeitige Schlackenbildung dadurch beseitigt werden kann, dass man dem Brennstoff, allenfalls zusammen mit einem festen, wenigstens zum Teil unbrennbaren Stoff, Firnis in Form einer
Emulsion in geringen Mengen zumischt.
Zu diesem Zweck können beispielsweise mit Trockenstoffe, wie Blei-, Mangan-, Kobalt-, Cer- verbindungen und andern Sikkativen, versetzte bzw. gekochte trocknende und halbtroeknende Öle verwendet werden. Auch solche Öle, die durch Oxydation und/oder Polymerisation in sogenannte
Dieköle oder Standöle übergeführt sind, kommen für die vorliegenden Zwecke in Betracht. Holzöle,
Harze, Fette, Fettsäuren u. dgl. Stoffe können den Firnissen zugesetzt sein. Die Überführung in eine
Emulsion, in welcher Form die Firnisse im Rahmen des erfundenen Verfahrens zur Anwendung ge- langen, kann beispielsweise durch Einführung einer wässrigen Salzlösung in der Wärme und unter Rühren vorgenommen werden. Die Mitverwendung von gasabspaltenden Verbindungen, wie Karbonaten oder
Ammoniumverbindungen, z. B. Ammoniumkarbonat, ist vorteilhaft.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird der Firnis zusammen mit einem wenigstens zum Teil unbrennbaren Trägerstoff verwendet, wobei der Trägerstoff mit der Emulsion des Firnisses getränkt bzw. überzogen wird. Als besonders geeigneter Trägerstoff bietet sich für diesen
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Zweck die im Betriebe anfallende Schlacke dar, deren Gehalt an restlichen brennbaren Stoffen in diesem Falle nutzbringend verwertet wird. Der Zusatz von mit der Firnisemulsion getränkter Schlacke kann in weiten Grenzen schwanken, beispielsweise kann der Zusatz im Verhältnis von 1 Teil Schlacke zu 2 Teilen Kohle erfolgen. Es können aber auch erheblich grössere Mengen imprägnierter Schlacke im Verhältnis zum Brennstoffanteil angewendet werden. Zur Tränkung des Trägerstoffes werden etwa 1 kg Firnisemulsion auf 100 kg Schlacke verwendet.
Gemäss dem Verfahren der Erfindung kann man ferner minderwertige Brennstoffe, wie Braunkohle, Holz, Torf, Grude usw., durch den Zusatz von Firnissen in Form einer Emulsion verbessern oder solche Brennstoffe, welche für sich zum Anheizen eines Kessels ungeeignet sind, hiezu geeignet machen. So ist es z. B. möglich, eine Braunkohle, welche zur Verfeuerung in Dampfkesselanlagen ungeeignet ist, nach dem Mischen mit einer Firnisemulsion unter Ausnutzung des gegebenen Heizwertes zu verfeuern ; falls ein Trägerstoff nicht verwendet wird, wird zweckmässig die Menge der Emulsion von Firnis erhöht.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besitzt aber ferner auch für solche Feuerungen Bedeutung, welche die oben erwähnten Nachteile nicht aufweisen, sondern eine normale Ausnutzung der Brennstoffe gestatten. Der Zusatz von mit einer Emulsion von Firnis imprägnierten Trägerstoffen, wie Schlacke, hat in diesem Falle den Vorteil, dass sich die Verbesserung in einer Ersparnis der Brennstoffe auswirkt, indem für die gleiche Leistung weniger Brennstoff verbraucht wird. Das gilt bei Anwendung beliebiger Brennstoffe, insbesondere auch guter und sehr guter Steinkohlen.
Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung werden beispielsweise 10 1 Leinöl unter Einhaltung der üblichen Vorsichtsmassnahmen mit 0'50 kg Bleiglätte verkocht und mit Harz in Mengen
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mengt etwa 3 kg Talg bei und rührt bis zur vollkommenen Auskühlung bzw. Hautbildung auf der Rohrfläche. Die beiden Massen werden nun gemeinsam neuerlich verkocht und dem Produkt in der Wärme 20 1 Wasser von 800 C, welchem 2 kg Alaun und 1 kg Ammoniumkarbonat zugesetzt sind, unter raschem Rühren beigemengt, die Emulsion nach Abkühlung neuerlich erhitzt und schliesslich unter Abkühlung gerührt.
Von dieser Emulsion werden beispielsweise 1 kg mit 100 kg Schlacke in einer Mischtrommel vermischt und die getränkte Schlacke nunmehr mit Kohle gemischt, beispielsweise im Verhältnis von 1 Teil imprägnierter Schlacke zu 2 Teilen Kohle.
Bei der Durchführung von Grossversuchen mit derartig hergestellten Firnisemulsionen sind die folgenden Ergebnisse erzielt worden :
1. Dampfkessel 12 Atü. Heizfläche 100 m2, Teilkammerrohrkessel und ein Oberkessel mit Dampfsammler und Querkammer. Type G l der Brünn-Königsfelder Maschinen-und Waggonbau A. G., auf automatische Wanderrostfeuerung umgebaut.
Brennstoffbedarf (gemischte Abfallkohle) pro Betriebsstunde : unbehandelt 262 kg ; mit Firnisemulsion imprägniert 191 kg, Brennstoff mit 100 kg imprägnierter Schlacke gemischt 159 kg.
2. Dampfkessel 7 Atü. Heizfläche 122-5 m2, liegender Wasserröhren-Dampfkessel der Röhrenkesselfabrik Dürr, Gehre & Co., mit Handbeschickung.
Brennstoffbedarf (03trau-Karwiner Rutschengriess) pro Betriebsstunde : unbehandelt 240 leg ;
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handelt 240 kg ; mit Firnisemulsion imprägniert 140 & y. Brennstoff mit 100 leg imprägnierter Schlacke gemischt 120 kg.
3. Lokomobilkessel. Heizfläche 56 m2. MuldellTost mit Unterwind, handbeschickt. Floridsdorfer Lokomotivfabrik.
Brennstoffbedarf (Gemisch 1 : 1 von Braunkohlengriess-Tauchener und Oberschlesischem Grobgriess) pro Betriebsstunde : unbehandelt 98 leg ; mit Firnisemulsion imprägniert 69 kg. Brennstoff mit 10 kg imprägnierter Schlacke gemischt 58 kg.
4. Strebel-Normalkessel. Zentralheizungsanlage, Heizfläche 7 m2.
Brennstoffbedarf (Hindenburg Stückkoks) pro Tag : unbehandelt 192 leg ; mit Firnisemulsion imprägniert 115 kg. Brennstoff mit 10 kg imprägnierter Schlacke gemischt 99 leg.
5. Strebel-Kleinkessel. Zentralheizungsanlage, Heizfläche 4 m2.
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im Gemisch mit 5 kg Braunkohlenschlacke und 5 kg Asche imprägniert, dem Brennstoff beigemischt, 72 kg.
Die Erfindung steht in keiner inneren Beziehung zu den bekannten Verfahren, welche eine Verbesserung von Brennstoffen durch eine katalytische Wirkung anstreben, die durch den Zusatz von Metallverbindungen (in Wasser oder flüchtigen Lösungsmitteln, Teer oder Pech gelöst) herbeigeführt werden soll. Für die Wirkung der erfindungsgemäss anzuwendenden Firnisemulsionen ist es ohne Bedeutung, ob der Firnis mit Hilfe von Trockenstoffe oder ohne solche erzeugt ist.
Die Mitverwendung von Trockenstoffe bei der Erzeugung des Firnisses kann unter Umständen deshalb zweckmässig sein, weil in dieser Weise hergestellte Firnisse eine geeignete Viskosität und in Form ihrer Emulsionen eine
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gute Benetzungsfähigkeit für Kohle sowie eine leichte Verteilbarkeit aufweisen ; die Herstellung der Firnisse mit Hilfe von Trockenstoffe ist aber keineswegs eine Bedingung des vorliegenden Verfahrens.
Man hat ferner, von der Annahme ausgehend, dass eine schlechte Brennbarkeit von Brennstoffen einem Mangel an wichtigen elementaren Bestandteilen der Kohle, insbesondere an Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff, zuzuschreiben sei, vorgeschlagen, Brennstoffen eine trockene Mischung, die aus Natriumehlorid, Kaliumnitrat und Salpetersäure und geringeren Mengen von Mineralöl, Naphthalin und Sikkativ bereitet wird, zuzumischen und die Masse zu verpressen oder die Mischung im Wasser zu schmelzen und die Kohle mit der wässrigen Lösung zu besprengen.
Dieser Vorschlag ist praktisch unbrauchbar, da die während des Verbrennungsvorganges entwickelten Mineralsäuren alle Konstruktionsteile der Feuerung zerstören würden ; Firnisemulsionen, deren Anwendung die vorliegende Erfindung vorsieht, entsprechen übrigens nicht den Bedingungen des bekannten Vorschlages, da sie nicht geeignet sind, die Zusammensetzung des Brennstoffes zu ändern.
Bei der Brikettierung von Kohlenstaub und Kohlenklein sind schon Bindemittel verschiedenster Art verwendet worden, welche unter dem hohen Druck der Brikettpresse die Verbindung der Kohlenteilehen zu künstlich geformten Körpern bewirken. Unter anderm sind für die Brikettierung von Anthrazitklein als Bindemittel auch trocknende Öle, die in diesem Fall als mit Harzöl, Asphaltöl und Kohlenteer gleichwirkend anzusehen sind, ferner für die Brikettierung von Kohlenstaub teilweise oxydiertes Leinöl und andere trocknende Öle in diesem Zustande, weiter für die Brikettierung vermahlener Blätterkohle Rückstände der Lackölfabrikation empfohlen worden.
Bei diesen Brikettierungsverfahren dienen allenfalls verwendete trocknende Öle, gleichgültig, ob sie als solche oder in teilweise oxydiertem Zustande angewendet werden, der Lösung'einer wesentlich andersartigen Aufgabe als die vorliegende Erfindung. Überdies wird in diesen Fällen von Emulsionen von Firnissen kein Gebrauch gemacht. Hingegen ist die Anwendung von Firnis in Form einer Emulsion im Rahmen des Verfahrens gemäss der Erfindung Bedingung, um durch Imprägnierung der Brennstoffe, die nicht brikettiert werden, den erläuterten besonderen Veredelungseffekt zu erzielen, der mit einer Wirkung von Ölen als Bindemittel bei einer Brikettierung nicht vergleichbar ist.
Ebensowenig führt auch die Anwendung von Emulsionen aus Harz, Mineralölen und vegetabilischen Ölen oder Emulsionen ähnlicher Beschaffenheit bei der Brikettbereitung, bei welcher es im wesentlichen auf die Bindefähigkeit des Zusatzmittels ankommt, zu den Ergebnissen des vorliegenden Verfahrens.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verbesserung von festen Brennstoffen, insbesondere Kohle, durch Zusatz von geringen Mengen brennbarer organischer Stoffe in Form ihrer allenfalls unter Mitverwendung von Schwermetallseifen hergestellten wässrigen Emulsionen zu dem lockeren Brennstoff, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brennstoff, allenfalls zusammen mit einem festen, wenigstens zum Teil unbrennbaren Stoff, wie Schlacke, Firnis in Emulsionsform zugesetzt wird.