DE1933968A1

DE1933968A1 - Verfahren zur biochemischen Ausnutzung der Kohle

Info

Publication number: DE1933968A1
Application number: DE19691933968
Authority: DE
Inventors: Fiedler Dipl-Ing Bohuslav; Koranda Dipl-Ing Jan; Iri Dipl-Ing Kovar; Fousek Dipl-Ing Vladimir; Kudela Dipl-Ing Vlastimil
Original assignee: USTAV PRO VYZKUM A VYUZITI PAL
Current assignee: USTAV PRO VYZKUM A VYUZITI PAL
Priority date: 1968-09-05
Filing date: 1969-07-04
Publication date: 1970-04-30
Also published as: FR2017405A1

Description

PATENTANWALT

lc Juli 1969 Anw.-Akte: 75/159

PATENTANMELDUNG

Anmelder: CJstav pro v^zkum α vyuziti paliv, Bechovice

Titel; Verfahren zur biochemischen Ausnutzung der Kohle

Die Erfindung betrifft die biochemische Ausnutzung der Kohle, insbesondere des Braunkohlenabfalls. Sie löst dieses Problem durch stufenweise Verarbeitung der einzelnen Komponenten für in der Landwirtschaft und chemischen Industrie anwendbare Erzeugnisse,

Als getrennte technologische Verfahren sind einerseits spezielle Verfahren der Gewinnung von in der Industrie verwendbaren chemischen Stoffen aus Kohle, andererseits spezielle Verfahren der Kohlenausnutzung zur Herstellung von Düngemitteln bekannt. Eine wirtschaftlich vorteilhafte Ausnutzung der Kohlenmasse zur Herstellung von Nährproteinen in Kombination mit der Produktion von chemischen Stoffen und Düngemitteln ist jedoch bisher nicht bekannt.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biochemischen Ausnutzung der Kohle, insbesondere des Braunkohlenabfalls und sie besteht darin, daß aus einem Gemisch eines fein gemahlenen Braunkohlenabfalls durch alkalische Lösung Huminsäuren extrahiert werden, worauf das Gemisch einem Fermentierungsverfahren unterworfen wird. Dabei werden Mikroorganismen benutzt, die Huminstoffe abzubauen fähig sind, insbesondere von der Art Aktinomyzetes, Penizillium und Pseudomonas. Der Abbau erfolgt in zwei Phasen, wobei zuerst die Fraktion der schon extrahierten Huminsäuren fermentiert wird, hierauf wird der Extraktionsrest in wässrigen Milieu der Wirkung eines Oxidationsmittels ausgesetzt, besonders des Ozons. Sodann werden beide Teile der gewonnenen biologischen Masse zur weiteren Verarbeitung zu Nährproteinen auf bekannte Weise abgetrennt, Danach werden aus den restlichen Wasserlösungen auf bekannte Weise organische Säuren isoliert und anschließend wird der unlösliche Kohlenmassenrest zusammen mit den Rest von der Purifikation beider Teile der biologischen Masse auf bekannte Weise zu Düngemitteln verarbeitet.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die komplexe Ausnutzung aller Komponenten der Kohle, die durch Oxidation und mikrobielle Zersetzung zerstört wurde, wie auch die Aufarbeitung aller Reste aus den einzelnen Verfahrensstufen. Diese knüpfen folgerichtig aneinander, was wirtschaftlich im Vergleich mit den bis jetzt bekannten Verfahren der getrennten Gewinnung einiger Produkte aus Kohle vorteilhafter als bisher ist. Die direkte Herstellung von Nährproteinen aus fessilen Brennstoffen stellt eine weit wirkungsvollere Ausnutzung der in diesen gespeicherten Energie dac, und zwar unabhängig vom Boden

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und der Sonnenenergie. Die Erfindung nutzt verschiedene spezifische Eigenschaften der Kohlenkomponenten aus und ermöglicht es, aus ihnen auf biochemischem Weg Nährprotein zu gewinnen, organische Säuren zu isolieren und alle Reste zur Herstellung universaler Düngemittel auszunutzen. Durch eine Vorbehandlung der feinkörnigen Kohle durch Oxidation wird der Gehalt an sauerstoffhaltigen Gruppen, d. h. an Hydroxyl- und Karboxylgruppen in der Molekularstruktur der in der Kohlenmasse enthaltenen Komponenten erhält, wodurch weitgehend ihre Assimilation durch Mikroorganismen verbessert wird. Im Verlauf des mikrobiellen Prozesses wird auch die ursprüngliche Bindung der Kohlenkomponenten zerstört, besonders in den Aktivzentren. Dadurch werden auch deren physikalische und chemische Eigenschaften verändert, was eine leichtere Isolation aus der Lösung der während dieses Prozesses entstandenen organischen Säuren ermöglicht. Der unlösliche Kohlenmasserest wird zusammen mit den anderen Resten von der Purifikation der biologischen Masse zur Herstellung von Universaldüngemitteln benutzt.

Beispiel

Aus einem Gemisch fein gemahlener Braunkohlenabfälle ζ.B₀ Erdbraunkohle, Kohlenstaub und Kohlenschlamm von einer Minimalkerngröße von 75 % unter 10 Mikron wurden mit Kalilauge Huminsäuren in Humatenform extrahiert. Deren Lösung wurde filtriert und getrennt einer mikrobiellen Verarbeitung in speziell modifizierten Fermentatoren unterworfen, aus welchen der erste Anteil der biologischen Masse isoliert wurde. Dieser wurde zusammen mit den weiteren, d_c h. mit dem zweiten und dritten Anteil der produzierten biologischen Masse einer Purifikation und einer weiteren Ver-

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arbeitung für als Zusatz in.granulierte Futter verwendbar^ Nährproteine unterworfen. Die Wassersuspension der Reste der Huninkomponenten_f die in der ersten Stufe des mikrobiellen Prozesses nicht ausgenutzt wurden, wurden zum Rest der gemahlenen Kohle an Filter nach der Filtrierung der Humate beigefügt und dieses Gemisch wurde in einem zylinderförmigen Reaktor mit konischer Ausmündung untergebracht. In diesem wurde die Suspension dieser Feststoffe im Wassermilieu in der Schwebe durch ozonisierte Luft, gegebenenfalls durch eine andere Art Oxidationsmittel wie P z.B. Wasserstoffperoxid, gehalten. Eine sogenannte zweite Humifikation der Kohlenkomponenten fand statt, die sich dadurch offenbarte, daß es bei den in einer alkalischen Lösung suspendierten Kohlenpartikeln durch Sauerstoffzusatz zu einer Oberflächenoxidation kam und zu einer damit verbundenen Bildung von Sauerstoffgruppen d. h. von Hydroxyl- und Karboxyl-, vorübergehend auch Karbenylgruppen, wobei sich die strukturelle Zusammensetzung der Kohlenmasse änderte. Hierauf wurde durch einen Frischluftstrom der OzonUberschuß entfernt. Derart oxidierte Kohlenpartikel wurden in Wassersuspension in einen Fluidvibrationsreaktor Übergeführt, in dem bei einer Temperatur von 30 C eine wässerige Lösung von Ammoniumsulfat, Kaliumsulfat und Superphosphat zusammen mit Spurelementen wie Mangan, Bor, Kupfer als Nährlösung für die Mikroorganismen zugefügt wurde, worauf dieses Kohlensubstrat mit Mikroorganismen der Art Domatiaceae geimpft wurde.

Nach Beendigung der Fermentation wurde der auf diese Weise verarbeitete Kohlenabfall in eine Reihe von Sichtern, zylindrischen Gefäßen mit einem konischen Unterteil umgesetzt, in denen sich

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bei der Sedimentation drei Schienten bildeten, an der Oberfläche die biologische Masse, im mittleren Teil eine Lösung organischer Säuren und im unteren Teil mit konischer AusmUndung der unlösliche Rest der Kohlenmasse, Diese Halbprodukte wurden einer weiteren Verarbeitung unterworfen. Der durch einen Abstreifer aus dem oberen Teil kontinuierlich entfernte zweite Anteil der biologischen Masse wurde vereinigt mit dem ersten Anteil der biologischen Masse, der durch die mikrobielle Verarbeitung der Huminkomponenten gewonnen wurde, gegebenenfalls mit dem dritten Anteil der biologischen Masse, der in der Filtrationseinrichtung der Lösung aus dem mittleren Teil des Sichters gewonnen und auf bekannte Weise zu als Zusatz in granuliertes Futter verwendbaren Nährproteinen verarbeitet wurde. Der mittlere Teil der Wasserlösung wurde filtriert und aus dem Filtrat wurden organische Säuren wie z.B. Oxalsäure, Bernsteinsäure und Benzoesäure abgetrennt. Der inlösliche Rest der Kohlenmasse, zusammen mit den Rest aus der Purifikation der biologischen Masse wurde auf bekannte Weise zu UniversaldUnger verarbeitet.

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Claims

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PATENTANWALT

Anw.-Aictes. 75/159

PATENTANSPRUCH :

Verfahren zur biochemischen Ausnutzung von Kohle, insbesondere von Kohlenabfall, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Gemisch fein gemahlener Braunkohlenabfälle Huminsäuren extrahiert werden, worauf das Gemisch einem Fermetierungsprozeß unterworfen wird bei Benutzung von Mikroorganismen, die Huminstoffe abzubauen fähig sind, besonders Mikroorganismen der Art Aktinomyzetes, Penizillium und Pseudemonas, und zwar in zwei Phasen, wobei zuerst die Fraktion der bereits extrahierten Huminsäuren fermentiert wird, daraufhin wird der Rest der Extraktion in wässeriger Lösung der Wirkung eines Oxidationsmittels ausgesetzt, besonders des Ozons, sodann werden beide Teile der produzierten biologischen Masse zur weiteren Verarbeitung zu Nährproteinen auf bekannte Weise abgetrennt und schließlich werden aus den restlichen Wasserlösungen auf bekannte Weise organische Säuren isoliert und der unlösliche Rest der Kohlenmasse zusammen mit den Resten von der Purifikation beider Teile der biologischen Masse auf bekannte Weise zu Dünger verarbeitet.

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