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Verfahren zur Herstellung von Brennstoffbriketts Das Brikettieren
von Kohlenstaub mittels. Zuckerarten, die mit Schwefelsäure behandelt worden sind,
ist bekannt. Dieses bekannte Verfahren hat in der Praxis keine Bedeutung erlangt,
und zwar deshalb, weil die Schwefelsäure, die in dem Reaktionsgemisch nicht vollständig
neutralisiert wird, die für die Brikettierung angewandte Maschine angreift.
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Man hat auch schon außer einigen anderen Stoffen Essigsäure als Zusatz
zu einer Bindemittelemulsion verwendet, wobei eine kolloidale Kieselerde durch Wasserzusatz
in eine Gallerte übergeführt und diese mit flüssigem Teer und Wasser zusammen mit
einer sehr kleinen Menge einer Säure, z. B. Essigsäure, gemischt wird. Offenbar
kam es bei diesem bekannten Verfahren darauf an, das allgemein gebräuchliche Bindemittel
für die Brikettherstellung, nämlich den kostspieligen und nicht ungefährlichen Teer
durch eine andere Substanz zu ersetzen. Da dies nicht gelang, hat man versucht,
den Teer so weit wie möglich mit einem Füllmittel zu verdünnen, wozu Kieselerde
besonders geeignet erschien.
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Im Verfahren wird Teer als Bindemittel nicht verwendet, so daß nicht
nur erhebliche wirtschaftliche Vorteile gewonnen werden, sondern auch die Verwendung
einer schwierig zu verarbeitenden Substanz ganz vermieden wird. Außerdem ist Teer
gesundheitsschädlich.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoffbriketts,
das darin besteht, daß das mit einem durch Umsetzung von einem oder mehreren höheren
Kohlenhydraten oder Kohlenhydratäthern mit einer verdünnten, wäßrigen Lösung einer
Carbonsäure erhaltenen Bindemittel behandelt, unter Druck zu Briketts geformt wird
und die Briketts gegebenenfalls getrocknet werden. Zweckmäßig wird der Feuchtigkeitsgehalt
des Ausgangsmaterials während der Behandlung mit dem Bindemittel auf ungefähr 10%
gehalten. Die Menge des festen Stoffes des Bindemittels, berechnet auf das Gewicht
des zu brikettierenden Rohstoffes, beträgt vorteilhafterweise etwa 0.1 bis zu 1,
vorzugsweise 0.5%.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Verwendung
schwacher organischer Säuren, wie z. B.. Essigsäure, für die Umsetzung der Zuckerarten
die Brikettiervorrichtung nicht angegriffen wird.
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Das Verfahren ist besonders brauchbar zur Herstellung von Briketts
aus Brennstoffen, wie Steinkohle und Braunkohle, auch in feinverteilter Form, Hoch-und
Tiefmoor, geeignet für die Herstellung von Torf.
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Ein bedeutender Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß zur Herstellung
der Briketts kein Pech od. dgl. nötig ist. Die Verwendung von Pech hat den Nachteil,
daß die Briketts unter einer Rauchentwicklung verbrennen, bei der sich eine große
Bußmenge absetzt. Die gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten Brennstoffbriketts
setzen beim Verbrennen weniger Ruß ab, auf jeden Fall nicht mehr als die Kohle,
die als Rohstoff benutzt worden ist. Außerdem fallen die Briketts während der Verbrennung
nicht auseinander.
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Man kann z. B. von Schlamm und/oder Feinkohlen ausgehen. Ein Vorteil
des Verfahrens ist, daß man auch weniger feinverteiltes Material bis zu einer Größe
von ungefähr 0,6 cm in die Briketts aufnehmen kann.
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Das Brikettieren nach dem neuen Verfahren wird im allgemeinen wie
folgt ausgeführt: Das Ausgangsmaterial wird mit dem obengenannten Umsetzungsprodukt,
gegebenenfalls nachdem dies auf die geeigneteKonzentration gebracht worden ist,
innig gemischt. Die erforderliche Feuchtigkeitsmenge soll etwa 6 bis etwa 20% des
Gewichtes des Ausgangsmaterials betragen und ist abhängig von der Art und/ oder
der Feinheit und/oder dem Feuchtigkeitsgrad des Ausgangsmaterials. Der Wassergehalt
kann vorher geregelt werden, worauf man das gegebenenfalls verdünnte Umsetzungsprodukt
zusetzt, abgestimmt auf den Feuchtigkeitsgrad des Ausgangsmaterials. Das Umsetzungsprodukt
kann auch auf einmal in der richtigen Konzentration zugesetzt werden. Die erforderliche
Menge des festen Umsetzungsprodukts ist sehr gering; Mengen zwischen 0,1 und 1%
können schon genügen, um ein festes, wasserbeständiges Brikett zu erhalten. Der
bevorzugte Feuchtigkeitsgehalt bei geringen Preßdruck beträgt ungefähr 10%. Das
Gewicht
des aus dem Umsetzungsprodukt erhaltenen festen Stoffes kann dann vorzugsweise etwa
0,51/o, berechnet auf das Gewicht des zu brikettierenden Rohstoffes betragen.
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Die beim Mischen mit der Lösung erhaltene feuchte Masse wird nun geformt,
z. B. mit Hilfe einer Brikettpresse. Im Gegensatz zu der Herstellung von Briketts
in denen Pech als Bindemittel verwendet wird, wobei gewöhnliche Drücke von z. B.
bis etwa 125 atm angewendet werden, genügt bei Anwendung des neuen Bindemittels
schon ein Druck von einigen Atmosphären, um ein Brikett mit guten mechanischen Eigenschaften
zu erhalten. Arbeitet man bei höheren Drücken, dann kann die Bindemittelmenge erniedrigt
werden.
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Die gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Briketts zeigen nicht
nur eine gute Haft- und Formfestigkeit, sondern sind auch bei weniger günstigen
Verhältnissen, wie bei längerem Lagern im Freien, sehr beständig. Der Aschegehalt
der Briketts ist niedriger als der deaAusgangsmaterials. Außerdem haben die Briketts
eine höhere Wärmekapazität, was wahrscheinlich auf einer vollständigeren Verbrennung
beruht. Die Briketts brennen leicht an und fallen während des Brennens nicht auseinander.
Bei Benutzung von leicht flüssigen Brennstoffen geben sie nicht mehr Bußbildung
als der Brennstoff, aus dem sie hergestellt sind. Bei Briketts, die aus Kohlen mit
einem hohen Gehalt an flüchtigen Stoffen hergestellt worden sind, ist die Bußbildung
in allen Fällen geringer als die des Brennstoffes, aus dem sie hergestellt sind.
Beispiel 1 Ein Umsetzungsprodukt gemäß der Erfindung wird in der Weise hergestellt,
daß man 30 g Dextrin, gewonnen aus Kartoffelstärke. in 11 Wasser löst und mit 55
ml 88%iger Essigsäure erhitzt. Nach dem Zusatz der Essigsäure ist die Reaktion beendet.
Nach Ablauf der Reaktion werden einige Tropfen Ammoniak zugesetzt.
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Ein Kbhlenmaterial, bestehend aus 25% Schlamm (mager) und 75 % Fettfein
mit einer maximalen Teilchengröße von ungefähr 5 mm, wird innig mit einer Menge
der oben beschriebenen Lösung gemischt, die auf 10% des Gewichtes des zu brikettierenden
Rohstoffes berechnet war, und darauf unter leichtem Druck (ungefähr 4 atm) zu Briketts
geformt. Die Briketts werden hiernach durch Erwärmung auf ungefähr 120° C getrocknet.
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Der Aschegehalt des ursprünglichen Kohlengemisches betrug 19,4% 'und
in trockenem Zustand 19,7%, der Wassergehalt 1,51/o und der Gehalt an flüchtigen
Stoffen in der getrockneten Kohle 18%. Der Aschegehalt der Briketts beträgt dagegen
11,3% der trockenen Kohle.
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Die Verbrennungswärme des Ausgangsmaterials betrug 6800 cal/g, während
die Verbrennungswärme des Briketts 7540 cal/g beträgt. Das spezifische Gewicht der
Kohle betrug 1,44, das des Briketts 1,28.
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Die Briketts entzünden sich leicht und brennen mit einer ziemlich
langen, wenig rußenden Flamme. Während des Entgasens bildet sich ein etwas aufgequollener
Koks, der in harte Stückchen übergeht. Die Wasserbeständigkeit des Briketts ist
gut.
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Beispiel 2 6 g Tylose werden in 1 1 Wasser gelöst und mit 7,5 ml 80%iger
Essigsäure unter leichter Erwärmung bei bis ?u ungefähr 40° C behandelt.
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Eine Kohlemnenge, bestehend aus 25% Schlamm (mager) und 75% Glanzkohlenfein
bis 6 mm, wurden innig mit dieser Lösung (10% des Gewichts des zu brikettisierenden
Rohstoffes) gemischt und bei einem Druck von ungefähr 4 atrn zu Briketten geformt.
Die Briketts wurden darauf durch Erwärmen auf ungefähr 120° C getrocknet.
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Nachdem sie 3 Tage in Wasser lagen, sind die Briketts noch ganz intakt.
Sie haben nahezu dieselbe Stärke wie vor dieser Behandlung. Sie entzünden sich ziemlich
leicht und verbrennen praktisch ohne Bußbildung. Die Formfestigkeit auf dem Feuer
ist gut.