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Verfahren zur Herstellung von Brennstoffbriketts Das Hauptpatent
1010 950 behandelt ein Verfahren zur Herstellung von Briketts, das darin
besteht, daß das Ausgangsmaterial mit einem Umsetzungsprodukt befeuchtet wird, das
durch Behandlung von einem oder mehreren höheren Kohlenhydraten oder Kohlenhydratäthern
mit einer verdünnten wäßrigen Lösung einer Carbonsäure hergestellt ist, das so behandelte
Material unter Anwendung von Druck geformt wird und die Briketts gegebenenfalls
unter Erhitzung getrocknet werden.
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Es wurde nun gefunden, daß annähernd gleich gute Briketts erhalten
werden, wenn das Kohlenhydrat oder der Kohlenhydratäther in feinverteiltem, trocknem
Zustand mit einer konzentrierten flüssigen organischen Säure, z. B. einer 80o/oigen
Essigsäure, gemischt und erhitzt wird, wobei mit der entsprechenden Menge des Kohlenhydrats
oder des Kohlenhydratäthers ein feinverteiltes festes Bindemittel erhalten wird,
das unmittelbar oder nach vorhergehender Abkühlung dem Brikettiergut zugesetzt werden
kann. Die obengenannte Menge kann in weiten Grenzen variiert werden; sehr gute Briketts
werden mit einem Verhältnis von 5 bis 10 Gewichtsteilen des Kohlenhydrats (bzw.
des Kohlenhydratäthers) zu einem Gewichtsteil der konzentrierten organischen Säure
erhalten. Statt der konzentrierten wäßrigen Säure kann die organische Säure auch
in Gasform mit dem Kohlenhydrat oder dessen Äther in Berührung gebracht werden.
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Wenn man z. B. die Säure unter fortwährendem Rühren dem Kohlenhydrat
zusetzt und --- nachdem wenigstens ein Teil der Säure zugesetzt worden ist -das
Gemisch allmählich bis auf 120 bis 200° C erhitzt, erhält man ein Bindemittel, das
unmittelbar in trocknem Zustand dem Brikettiergut zugesetzt werden kann. Es ist
erwünscht, daß das Brikettiergut dabei einen Feuchtigkeitsgehalt hat, der nahe der
oberen Grenze der in dem Hauptpatent genannten Verhältnisse liegt, also von etwa
10 %. Der optimale Feuchtigkeitsgehalt ist unter anderem stark von der Art der verwendeten
Kohlen abhängig, so daß oft auch ein niedrigerer Feuchtigkeitsgehalt genügt, während
die Mischung des Bindemittels mit den Kohlen sorgfältig durchgeführt werden soll,
da dem Bindemittel das Flußvermögen einer wäßrigen Lösung fehlt.
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Je nach dem Erhitzungsgrad kann die Umsetzung des Kohlenhydrats oder
des Kohlenhydratäthers mehr oder weniger weit fortgesetzt werden. So kann bei geringer
Erwärmung ein Endprodukt gebildet werden, das nur in geringem Maße umgesetzt ist
und das dieselbe Farbe wie das Ausgangsmaterial hat; bei Erwärmung auf höhere Temperaturen
kann eine Verfärbung auftreten, bei Anwendung von Kartoffelstärke tritt diese Verfärbung
erst oberhalb 100° C, nämlich bei 150 bis 200° C, auf; bei fortgesetzter Erhitzung
auf hohe Temperaturen geht das Ausgangstnateria,l in einte zähe ernulsio sartige
Masse über. Ist dieser Punkt erreicht, so kann man das Flußvermögen durch Zusatz
von einer geringen Menge Wasser erhöhen.
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Es wurde weiter gefunden, daß die in der oben angegebenen Weise hergestellten
trocknen Produkte aus einem Kohlenhydrat bzw. einem Äther mit einer konzentrierten
organischen Säure mit Vorteil mit einem in gleicher Weise behandelten Kunstharz
kombiniert werden können. Das Kunstharz kann aber mit einer größeren Menge der konzentrierten
organischen Säure behandelt werden; auf 1 Gewichtsteil Kunstharz kann z. B. '/4
Gewichtsteil bis das 10fache einer 801/eigen Essigsäure verwendet werden. Das pulverförmig;
Kunstharz und die Essigsäure werden allmählichunter leichter Erwärmung, z. B. bis
auf 60° C, miteinander gemischt. Nach Beendigung des Mischen: werden das Umsetzungsprodukt
des Kohlenhydrats oder des Kohlenhydratäthers und das Umsetzungsprodukt des Kunstharzes
entweder trocken miteinander vermischt und trocken dem Kohlenstoff zugeführt oder
mit einem Überschuß an Wasser oder einer wäßrigen Flüssigkeit unter Lösung dispergiert,
z. B. bis zum Siedepunkt der Dispersion, und danach dem Kohlenstoff zugesetzt. Im
letzteren Fall hat es den Vorzug, daß der Kohlenstoff in höherem Maße getrocknet
wird, als wenn das Gemisch der Umsetzungsprodukte in trocknem Zustand damit vermischt
wird.
Als Beispiel eines Kunstharzes, das für das Verfahren brauchbar
ist, kann Polyvinylacetat genannt werden; im allgemeinen sind aber alle Kunstharze
brauchbar, die durch Behandlung mit einer konzentrierten flüssigen oder gasförmigen
organischen Säure sich in der obengenannten Weise in ein Produkt umsetzen lassen,
das in einem wäßrigen Medium dispergiert oder gelöst werden kann., oder in ein Produkt,
das durch Anwendung von Wärme und/oder Druck ein günstiges Ergebnis für den zu erreichenden
Zweck gibt.
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Es ist vorteilhaft, dem Umsetzungsprodukt noch eine geringe Menge
eines wasserabstoßenden Produkts, wie festes Paraffin oder Kernöl, zuzusetzen.
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Beispiele 1. 20 kg Kartoffelstärke wurden allmählich mit 2,7 lcg 80o/oiger
Essigsäure gemischt und die Mischung auf etwa 175° C erhitzt. Alsdann wurden 2 kg
Polyvinylacetat mit 2,5 kg 80o/oiger Essigsäure gemischt und auf etwa 60° C erhitzt.
Die beiden Umsetzungsprodukte wurden gut vermischt, worauf 0,6 kg festes Paraffin
zugesetzt wird.
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Diesem Gemisch wurden 100 kg Kohlenstoff zugesetzt und äußerst sorgfältig
damit vermischt. Der Feuchtigkeitsgrad des Kohlenstoffes betrug 11 0/0. Nach der
Vermischung mit den Umsetzungsprodukten wurde die Temperatur der Kohlen auf 90°
C durch eine Dampfinjektion erhöht. Die Briketts wurden in einer Presse der üblichen
Konstruktion warm gepreßt und darauf an der Luft gekühlt. Sie waren innerhalb einiger
Stunden hart, waren bei Lagerung im Freien beständig und genügten der Forderung
der Fallprobe. Sie verbrannten praktisch ohne Rauch und fielen während des Verbrennens
nicht auseinander.
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2. Demselben Verfahren wie im Beispiel 1 wurde gefolgt, aber je Tonne
Kohlenstoff wurde von einem Umsetzungsprodukt ausgegangen, das 10 kg Kartoffelstärke,
behandelt mit 1,7 kg 80o/oiger Essigsäure, 1 kg Polyvinylacetat, behandelt mit 1,25
kg 80o/oiger Essigsäure, und 0,3 kg festes Paraffin enthielt. Dieses Gemisch wurde
in 1001 Wasser dispergiert und darauf innig mit dem 14fachen Gewicht an Kohlenstoff
vermischt, der einen Feuchtigkeitsgehalt von 4 % hatte. Die Temperatur des Kohlenstoffes
und die weitere Behandlung waren denen des Beispiels 1 nahezu gleich.
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Die geformten Briketts waren nach einigen Stunden hart, sie fallen
im Wasser nicht auseinander und vertragen einen Fall von 1 m Höhe, ohne zu zerbrechen.
Sie verbrennen ohne Rauch und fallen während des Verbrennens nicht auseinander.
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3. 15 kg Kartoffelstärke- wurden allmählich mit 2 kg 80o/oiger Essigsäure
trocken gemischt und die Mischung auf etwa 180° C erhitzt. Es wurden 2 kg Polyvinylacetat
allmählich mit 2,5 kg 80o/oiger Essigsäure trocken gemischt und auf 60° C erwärmt.
-Die beiden Umsetzungsprodukte wurden bei Siedetemperatur in 1001 Wasser gelöst,
worauf 0,3 kg festes Paraffin zugesetzt wurden, das von dem dispergierten Gemisch
aufgenommen wurde.
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Zu einer Kohlenstoffmenge, die vorher auf 50° C erwärmt worden und
praktisch trocken war, wurden 7 % der oben beschriebenen Emulsion gegeben und innig
vermischt. Das Gemisch, wurde durch eine Dampfinjektion auf etwa 90° C erwärmt und
darauf warm in einer Brikettpresse üblicher Konstruktion gepreßt. Die Briketts wurden
an der Luft gekühlt und waren in kurzer Zeit hart. Sie konnten ohne Schwierigkeiten
in Wasser gelegt werden und waren genügend fest, um einen Fall von 1 m Höhe zu ertragen,
verbrannten ohne Rauchabgabe und blieben während des Verbrennens fest.