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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von blättrigem künstlichen Brennstoff.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Voirichtung zur Herstellung eine, künstlichen festen Brennstoffes, der denselben Heizwert sowie dieselben Eigenschaften wie eine gute Qualitätskohle hat. Dieser Brennstoff wird aus sonst weltlosen Kohlenstaub, Koks- staub, Holzstaub o. dgl. hergestellt.
Bei Ausführung der Erfindung werden zuerst durch Analyse die Eigenschaften des den
Grundstoff des Produktes bildenden Materiales festgestellt, so dass demselben entsprechende Mengen eines flüchtigen Stoffes, wie Kohlenwasserstoffe o. dgl., zugesetzt werden können, um einen künstlichen Brennstoff von gewünschten Eigenschaften irgendeiner besondeicn Kohlensorte zu erhalten ; zu diesem Zwecke können auch verschiedene Kohlensorten miteinander gemischt werden. Es können z. B. Anthrazitstaub die fehlenden flüchtigen Eigenschaften verliehen werden, so dass er mit der besten bituminösen oder Hauskohle wetteilern kann. Das wesentliche Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Blöcke oder Stücke in Lagen oder Schichten.
Jeder Block erscheint als eine feste M, lsse, d, 1 die Lagen nicht leicht getrennt werden können, während der Bock ka 1, bleibt. Nur beim ! 1 Ver- brauch werden die Lagen nacheinander getrennt, wie bei der natürlichen Kohle. Die Schichtung des Materiales macht dasselbe nicht nur leichter entzündbar, sondern sie el möglicht, dass der flüchtige Stoff regelmässiger verbraucht wird und das Glühen durch die Masse oder
Stücke hindurch vor sich. geht, anstatt auf der Oberfläche allein.
Gemäss dei E. nildung werden anstatt eines Bindemittels zur Verbindung der einzelnen Schichten des Materiales in die Blockform Mittel benutzt, die verhindern, dass die Lagen jedes Blockes in der Hitze vollkommen zusammenbacken, wie es der Fall sein wülde, wenn sie in diesem Zustande einen Druck ausgesetzt werden würden. Zu diesem Zwecke wird die Fläche einer Schicht vor der Druckanwendung gekühlt oder aber es wird vor der Druckanwendung auf die betreffende Fläche eine dünne Lage Hydratkalk, feiner Koksstaub oder ähnlicher Pulver gebracht.
Ein Beispiel zur Durchführung der Erfindung ist folgendes :
Die als Grundlage für den künstlichen Brennstoff für geeignet erachteten Materialien werden bei trockener Hitze innig gemischt und die überflüssige Feuchtigkeit wird ausgetrieben. Inzwischen werden die zur Einführung in die trockenen Materialien bestimmten flüchtigen Stoffe gemischt und durch überhitzten Dampf o. dgl. geschmolzen, bis sie sich durch und durch mit dem Dampf vereinigt haben. Diese mit dem überhitzten Dampf gemischten Materialien werden dann unter Druck in die trockenen und erhitzten Grundmassen eingespritzt, und zwar in solchem Verhältnis und so lange, wie es zur sachgemässen Imprägnierung der Grundmassen erforderlich ist. Die Mischungsverhältnisse und die Dauer der Imprägnierung wechseln mit dem Ausgangsmaterial und der gewünschten Kohlensorte.
Nach der Mischung und Imprägnierung wird das Material in übereinanderliegende Schichten geformt, wodurch es nach der Fertigstellung leichter entzündbar ist. Nach der Elkaltuzag wird es in unregelmässige, der Kohle ähnliche Stücke gebrochen und ist dann gebrauchsfertig. Gewünschtenfalls kann das Material mittels irgendeiner Presse in unregelmässig gezackte Blöcke von verschiedener Grösse zerlegt werden. Die Fläche der gerade gepressten oder
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gewalzten Lage wird, wie schon erwähnt, gekühlt oder mit feinem Staub behandelt, um zu verhindern, dass die Lagen oder Schichten vollkommen zusammenhängende Blöcke oder Stücke bilden.
Beispielsweise können die folgenden Materialien in den festgesetzten Vethältnen verwendet werden :
In der stark erhitzten Kammer : 8 Gewichtsteile Feinkohle, 10 Gewichtsteile teilweise kalzinierte Rauchkammerasche oder Koks und 5 Gewichtsteile feiner, Kalk erzeugender Staub. In der überhitzten Kammer werden z. B. 2 Teile Teer oder Pech, /. : Teil Naphtalin oder gleiche flüchtige Stoffe und 1/4. bis /s Teil Kreosot gemischt. Sodann wird nach Erzielung der richtigen Temperatur überhitzter Dampf in die Kammer eingelassen, die die flüchtigen und bindenden Materialien enthält, worauf die schon gebundenen, überhitzten Materialien in die trocken erhitzte Kammer gedrückt werden, von der die trockene Hitze abgestellt ist.
Nach Mischung sämtlicher Materialien wird das Produkt herausgenommen und, wie oben beschrieben, zu Blöcken oder Stücken geformt.
Der Kühlprozess kann mit irgendwelchen geeigneten Mitteln, z. B. durch ein elektrisches Gebläse, Pressluft oder feine Wasserstäubung, bewirkt werden. Wenn die aufeinanderfolgenden Lagen gepresst oder gestampft werden, ist es auch möglich, grosse Stücke zu bilden, und das gekühlte Material kann nachher zerbrochen werden.
Die Materialverhältnisse werden entsprechend den verschiedenen Kohlensorten, die nachgemacht werden sollen, verändert.
Wenn die Schichten in wirklich heissem Zustande unmittelbar zusammengepresst werden, hängen sie so vollkommen zusammen, dass die gepresste Masse einen festen Block bildet und die günstige Wirkung der Lagen oder Schichten gering ist. Wenn aber der Druck nach teilweiser Abkühlung der Schichten angewendet wird und besonders wenn Staub oder Wasser auf sie zerstäubt wird, werden die Schichten wohl genügend zusammenhängen, um Blöcke zu bilden, die gehandhabt, befördert und aufgespeichert werden können, jedoch wird der Zusammenhang unvollkommen oder nur derart sein, dass die Schichten unter dem Einfluss von Hitze nach und nach getrennt oder durch einen Schlag, wie natürliche Kohle, auseinandergebrochen werden.
Gemäss der Erfindung wird ein geeignet erhitzter Behälter, der mit Organen zum Formen des heissen Materiales in Platten oder Lagen versehen ist, sowie eine Presse verwendet, die in bezug auf den Behälter oder auf die Organe desselben eingestellt werden kann.
Zur Ergänzung der Wirkung der Einstellung der Presse können Mittel vorgesehen werden, um Kühlluft zwischen die Platten oder Lagen zu drücken und dieselben einzustäuben.
Die Zeichnung veranschaulicht eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Fig. i ist ein senkrechter Schnitt durch einen Teil der Vorrichtung, in dem die Organe zur Trennung des Materiales in übereinanderliegende Platten oder Lagen sowie zum Pressen derselben gezeigt sind ; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf Fig. i bei teilweisem Schnitt ; Fig. g ist eine Ansicht der Anordnung zum Teilen und Zusammendrücken des Materiales in der Richtung des Pfeiles nach Fig. i gesehen ; Fig. 4 zeigt eine Abänderung dieser Anordnung in Ansicht ; Fig. 5 zeigt den restlichen Teil der Vorrichtung in Seitenansicht bei teilweisem Schnitt, in dem die Platten oder Lagen zusammengepresst und schliesslich in Blöcke zerbrochen werden ; Fig. 6 ist ein Schnitt nach 6-6 der Fig. 5, in Richtung des Pfeiles gesehen ; Fig. 7 ist eine Stirnansicht zu Fig. 5 ;
Fig. 8 ist ein Schnitt durch den einstell-
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die das in demselben befindliche Material a5 herausgedrückt wird. Der Behälter ist zweckmässig mit irgendeiner bekannten Mischeinrichtung versehen. Der Druck auf das in dem Behälter a befindliche Material as wird z. B. durch eine Förderschnecke b o. dgl. ausgeübt ; a3 ist ein Dampf- oder Heisswassermantel.
Die Kammer a ist mit einem Auslass a4 versehen, der, wie Fig. i und 2 zeigen, nach dem Ende zu im Querschnitt allmählich kleiner wird. Das Auslassende selbst hat, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, eine rechteckige Form und ist mit wagrecht angeordneten Messern c versehen, die zweckmässig an den Auslassenden dicker als an ihren inneren Enden sind. Der Auslass a4 kann, wie Fig. 4 zeigt, auch noch mit senkrechten Messern 1 versehen sein, die das zusammengepresste Material a5 in der Längsrichtung schwächen, so dass - es leichter in für die Verbrennung geeignete Stücke zerbrochen werden kann.
Derartige Messer c und sind schon bei der Herstellung von Ziegeln zum Schneiden des plastischen Materiales in Lagen oder Streifen verwendet worden, welch letztere dann durch Teilmesser in geeigneten Längen abgeschnitten werden. Hiebei werden die Messer jedoch zum ständigen Teilen des Materiales benutzt, während gemäss der Erfindung die Messer nur zum teilweisen Teilen des Materiales dienen, das darauf einem Druck unter-
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worfen wird, um zu bewirken, dass die Teile wieder in etwas unvollkommener Weise zusammenhängen und die vorher erwähnten günstigen Eigenschaften besitzen.
Jedes Messer c liegt nahe einer Tragplatte d, deren obere Fläche mit der oberen Kante eines Messers c bündig liegt ; diese Platten d sind dünner als die dicken Enden der Messer. Die Tragplatten d sind an den den Messern c entgegengesetzten Enden geschärft und konvergieren, bis ihre geschärften Enden sich in einem Abstand befinden, der gleich ist den Räumen zwischen den dicken Enden der Messer c. Es sind ferner Deckel-und Bodenplatten d-vorgesehen, deren Kanten an einem Ende mit dem Austrittsende des Auslasses a4 bündig liegen, durch den das Material af, gedrückt wird.
Diese Deckel-und Bodenplatten dl konvergieren ebenso an ihren von der genannten Öffnung entfernt liegenden Enden und beide Platten sowie die vorher erwähnten Tragplatten endigen alle in demselben Abstand von der Öffnung. Über die Enden der Platten d, dl hinaus ist ein Trog e sowie ein Tisch oder Bett cl angeordnet (Fig. 5), der von den Stützen e2 getragen wird. Die Stützen c'l. sowie ihr oberer Rahmen oder Bett el können unter dem Trog e in der Längsrichtung gleiten und in irgendeinem gewünschten Abstand von den Messern c festgelegt werden. Der Rahmen oder das Bett Cl trägt eine geeignete Presse f, die wagrecht aut dem Bett el gleiten kann ; es sind Mittel, z.
B. eine Schnur g und ein Gewicht gl oder Federn, zum Zurückbringen der Presse f in ihre Anfangslage gegen einen einstellbaren Anschlag po
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Mündung des Behälters so geregelt, dass die Presse erst auf das Material wirkt, nachdem es bis auf die gewünschte Temperatur gekühlt ist, so dass die Teile, wie schon erwähnt, nur unvollkommen zusammenhängen. Derartige gleitbare Pressen sind schon beim Pressen von Ziegeln bekannt, jedoch werden sie bisher nicht gegen einen einstellbaren Anschlag zurückgebracht und sind auch nicht benutzt worden, um einen Druck auf teilweise gekühltes Material auszuüben.
Die Presse kann aus einer Platte f1 mit einem senkrechten Kolben f2 bestehen, der durch ein Exzenter, 3, das auf einer von der Riemenscheibe f5 und einem Riemen oder
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springenden Flanschen h3 hindurchgehen.
Um eine vollkommene Adhäsion der Lagen unter sich zu verhindern, werden die Flächen teilweise gekühlt, in welchem Falle es nur nötig ist, die Presse in einer geeigneten Entfernung von dem Auslass a4 einzustellen, und zwar dadurch, dass man das Bett el unter dem Trog e verschiebt oder den Anschlag f10 derart einstellt, dass die erforderliche Kühlung stattfinden kann. Der Grad der Kühlung hängt von der Temperatur und der Natur der behandelten Masse sowie der Temperatur der Aussenluft ab.
Wenn eine weitere Behandlung zwecks Verhinderns eines zu vollkommenen Zusammenhaftens der Lagen erforderlich wird, kann ein Gebläse i (Fig. 2) benutzt werden, um Luft, feinen Wasserregen oder Staub zwischen die Lagen zu treiben, wenn sie sich längs der Tragplatten d, d'gegen die Presse bewegen, auf welchem Teil ihres Weges eine Oberfläche jeder Lage mit Ausnahme der der oberen Lage freigelegt ist. Der Tisch ei kann bei < * hohl gemacht sein und es kann hier kaltes Wasser oder Luft zwecks schnellerer Kühlung durchgedrückt werden.
Der Boden des Troges e wird zweckmässig an jedem Ende des Tisches el mit Rollen j versehen, um den Durchgang des Materiales zu erleichtern. Wenn der Tisch el unter den Trog e gleiten oder verschoben werden soll, werden einige Rollen an einem Ende entfernt und an das andere Ende des Tisches gebracht.
Die Welle./'*, die an einem Ende in Lagern hl des Gleitgestelles h gelagert ist, ist an dem anderen Ende in Lagern kl eines Supports k gelagert, der auf dem Ende der Verlängerung ego des Bettes e gleiten kann. Auf der Welle./* ist ein Exzenter k2 befestigt ;
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des Gleitstückes k'ist ein Messer k5 befestigt zu dem Zwecke, das Material beim Passieren über das Ende der Verlängerung e10 abzuschneiden oder abzubrechen.
. Die Träger oder Supporte A und A sind durch Stangen l verbunden und bewegen sich zusammen in einer Richtung infolge der Berührung der Presse f und des Messers k5 mit dem sich bewegenden Material und in der umgekehrten Richtung infolge der Wirkung der Schnur g und des Gewichtes gl. An der Verlängerung e10 ist eine Platte m drehbar auf-
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gehängt, an der die Zahnstange in ! angelenkt ist, die über eine von dem Ständer e getragene Platte ma greift. Die Zahnstange ml ermöglicht es, dass die Platte m in verschiedenen Winkeln befestigt werden kann, um das Material in der gewünschten Richtung aus der Vorrichtung zu entfernen.
Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise :
Das unter Druck stehende, erhitzte Material wird beim Durchgang durch den verjüngten Auslass weiter zusammengepresst und dann schliesslich zwischen den Messern hindurchgedrückt. Es verlässt diese letzteren in getrennten Lagen und wird dann gekühlt oder bestäubt, um ein vollständiges Zusammenhängen der Lagen beim Pressen zu verhindern. Die getrennt übereinanderliegenden Lagen passieren längs des Trogtisches oder Bettes und gelangen unter die Presse. Diese wirkt unmittelbar auf das Material, das die Presse nunmehr mit sich. nimmt. Sobald die Presse das Material freigibt, wird sie in die ursprüngliche Lage nahe den Messern zurückgebracht und wirkt dann wiederum unmittelbar auf das Material.
Nechdem dieses die Presse passiert hat, bewegt es sich längs des Troges, Tisches oder Bettes und wird schliesslich in für die Verbrennung geeignete Klumpen oder Stücke zerbrochen oder geschnitten.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Herstellung von blättrigem künstlichen Brennstoff aus Kohlen-oder Koksstaub oder anderen brennbaren Materialien, die in einer erhitzten Kammer mit Pech und flüchtigen Stoffen gemischt und hierauf geformt werden, wobei das Material in Schichten oder Lagen getrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen teilweise gekühlt oder bestäubt werden, damit ein vollkommenes Zusammenbacken verhindert wird, worauf sie einem Druck unterworfen und schliesslich in Stücke zerbrochen werden.