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Verfahren zur Herstellung von Torf-Brennstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Torf-Brennstoff durch nasse Verbrennung von wasserhältigem Torf, der mehr als 12% organische Substanz enthält, mittels komprimiertem Sauerstoff oder sauerstoffhältigen Gasen in einem Autoklaven bei einer Temperatur von 150 bis 300 C, wobei das abgehende Wasserdampf-Gasgemisch zur Kraftgewinnung verwendet wird.
Die Erfindung bezweckt, Brennstoff und Wärmekraft mit einfachen Mitteln und niedrigen Kosten herzustellen bzw. zu erzeugen, wobei der Wärmeinhalt von wasserhältigem Torf verwertet wird, der sonst nicht völlig ausgenutzt werden kann. Das soll dadurch geschehen, dass ein hochwertiger Brennstoff und Kraft erzeugt wird.
Es ist durch die brit. Patentschriften Nrn. 665, 164 und 671, 878 bekannt, Torfsubstanz oder ähnliche vegetabilische Stoffe, die in Wasser geschlämmt oder suspendiert sind, durch oxydativen Abbau der organischen Substanz mittels Sauerstoff, Luft oder andern Sauerstoff enthaltenden Gasen unter Druck und erhöhter Temperatur, zu Kohlensäure und Wasser zu verbrennen. Von der Natur der organischen Substanz und dem Grad der erwünschten Verbrennung bedingt, kann ein solcher Verbrennungsprozess bei einer Temperatur von zwischen 150 und 3000 C und einem Gesamtdruck von zwischen 20 und 200 Atm. durchgeführt werden. Der Gesamtdruck ist von der Temperatur und von dem Wärmeverlust abhängig, der zugelassen wird, mit den Verbrennungsgasen abzugehen, damit der Prozess bei der Reaktionstemperatur kontinuierlich gehalten wird.
Versuche haben gezeigt, dass es möglich ist, diese Verbrennung derart durchzuführen, dass praktisch alles Wasser verdunstet. und mit den Verbrennungsgasen als Dampf abgeht, und dass als Rückstand ein völlig trockenes oder eine geringe Menge Wasser enthaltendes Produkt erhalten wird. Der Gehalt an organischer Substanz im Rückstand kann von 0 bis beinahe 100% an organischen Stoffen des Ausgangsmaterials variieren, was von dem Gehalt desselben an Wasser abhängig ist.
Demgemäss betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Torf-Brennstoff, indem dieser mit Sauerstoff, Luft oder Sauerstoff enthaltenden Gasen unter Druck oder bei erhöhter Temperatur verbrannt wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass die nasse Verbrennung bis zu einem praktisch wasserfreien Torf getrieben wird.
Unter "praktisch wasserfreier Torf" wird ein solcher verstanden, der höchstens 20% Wasser enthält. Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass man ein für direkte Verwendung als Brennstoff geeignetes Produkt herstellen kann, ohne umständliche Separationsvorgänge, wie Filtration u. dgl., vorsehen oder den Brennstoff in einem wärmeverbrauchenden Verfahren fertigtrocknen zu müssen. Auf diese Weise kann in wirtschaftlicher und billiger Weise aus minderen Torfsorten ein hochwertiger Brennstoff erzeugt werden.
Die geringste Konzentration an organischer Torfsubstanz in wasserhaltigem Ausgangsmaterial, das bei diesem Verbrennungsprozess in Frage kommen kann, liegt im allgemeinen zwischen 10-12%, und in einem solchen Falle erhält man als Rückstand nur eventuell enthaltene Aschenbestandteile. Bei 15% Konzentration beträgt die Menge an organischen Stoffen im Rückstand etwa 30%. Bei steigender Konzentration organischen Stoffes wird die organische Substanz im Rückstand grösser, und schon bei einer Konzentration von 30% Trockensubstanz wird der Rückstand mit etwa 70% des ursprünglichen Brennstoffes direkt erhalten, ohne irgendwelche komplizierte mechanische Entwässerungsmethoden, wie Pressen, Filtern, Zentrifugieren usw., durchführen zu müssen.
Die Kompressionsarbeit der Verbrennungsluft kann hoch und von dem Umstande abhängig sein, wie gross der Teil der Trockensubstanz ist, der verbrannt werden muss. Dieser Arbeitsbedarf kann aber ganz gedeckt werden, falls das austretende Verbrennungsgas unter Druck erhitzt wird und in einer Expansionsvorrichtung expandieren kann. Die bei der Expansion entwickelte Energie ist ausreichend gross, um die Kompressionsarbeit zu decken, auch in dem Falle, in welchem das austretende Verbrennungsgas voll-
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ständig oder beinahe vollständig von seinem Inhalt an Wasserdampf befreit wird.
Beispiel : Rohtorf mit 30% Trockensubstanz wird in einen liegenden, mit einem Rührer versehenen Autoklaven kontinuierlich eingeschleust.
Die Temperatur in dem Autoklaven beträgt etwa 190 C und der gesamte Druck 25 atü.
Dem Autoklaven wird von einer Kompressionsvorrichtung komprimierte Luft in solcher Menge zugeführt, dass die hauptsächliche Menge Wasser bei der Verbrennung mit dem Verbrennungsgas abgeht. Das Verbrennungsgas wird indirekt in einem Dampferzeuger gekühlt, wobei Dampf von 5 atü erzeugt wird. Nach Überhitzung auf 500 C lässt man den Dampf eine Kondensationsturbine mit elektrischem Generator passieren. Von dem Dampfgenerator austretendes gekühltes Verbrennungsgas wird, fortwährend unter Druck, auf etwa 550'0 C überhitzt und expandiert in einer Gasturbine, die den Luftkompressor oder einen elektrischen Generator treibt, und tritt aus dieser bei etwa 50'0-100'0 C aus. Das bedeutet, dass die Wärmeenergie der Verbrennungsgase vollständig ausgenutzt wird.
Im Autoklaven erhaltener fester Rückstand wird zu einem Zyklon ausgeschleust und expandiert dort auf Atmosphärendruck, wobei im Rückstand eventuell zurückgebliebenes Wasser abdunstet und der hiebei entstehende Dampf zur Vorwärmung eingehenden Rohtorfes verwendet wird. Ein Teil des von dem Autoklaven abgehenden wasserfreien Brennstoffes wird zur Überhitzung von Dampf bzw. Verbrennungsgas verwendet.
Die Erfindung ist auf das vorerwähnte Beispiel nicht beschränkt, sondern kann mannigfach im Rahmen des Anspruches variiert werden.
Ausser auf Torf kann das erfindungsgemässe Verfahren auch bei vielen ähnlichen Arten wasserhaltiger organischer Substanzen Anwendung finden, die nach der beschriebenen Methode verbrannt werden und einen geeigneten Gehalt an organischer Substanz haben. Solche Stoffe sind z. B. feinverteiltes Holz, Sägespäne u. dgl.
Enthält der ursprüngliche Stoff wertvolle anorganische Chemikalien, so können diese aus dem festen Brennstoff gewonnen werden. Sie können auch den hauptsächlichen Teil des Rückstandes bilden oder in konzentrierter Form mit grösserer oder geringerer Menge Feuchtigkeit gewonnen werden.
Durch die Natur des Torfes und die Menge anwesenden anorganischen Stoffes bedingt, kann der erhaltene Rest als Brennstoff, Bodenmeliorationsmittel usw. verwendet werden. Wenn der erhaltene Rest zu Bodenmeliorationszwecken verwendet werden soll, kann es zweckmässig sein, gleichzeitig Phosphor oder stickstoffhältige Kunstdüngemittel einzumischen.