DE2212460C3 - Verwendung wässeriger Suspensionen von Butadien-Acrylnitril-Copotymeren als Bindemittel für Feinkohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung wäßriger Suspensionen von Butadien-Acryl-Copolymeren, die 25 bis 45 % Acrylnitril im Molekül enthalten, als Bindemitte) für feingemahlene Kohle.

Zur Herstellung von Brennstoffbriketts wird gewöhnlich als Bindemittel Pech oder Bitumen in einer Menge von 4 bis 8% benutzt. Diese Briketts haben jedoch den Nachteil, daß sie bei der Verbrennung zu einer starken Rauchentwicklung neigen und durch Erweichung des Bindemittels zu schnell zerfallen.

Statt Pech oder Bitumen sind bereits viele andere Bindemittel vorgeschlagen worden, unter ihnen auch Kunstharze. Aus der deutschen Auslegeschrift 1 268 103 ist die Verwendung wäßriger Zubereitungen von Polyestern aus α,/ί-urigesättigten Dicarbonsäuren und solchen Polyolen bekannt, die mindestens 2 Äthersauerstoffatome im Molekül enthalten. Die so erhaltenen Briketts haben den Nachteil, daß sie nach dem Verpressen einer 24stündigen Nachbehandlung bei 50 C unterzogen werden müssen, um das Wasser zu entfernen.

Weiter ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 179 181 bekannt, als Bindemittel feste Polymere und/oder Copolymere olefinischer Kohlenwasserstoffe in einer Menge von maximal 4% des Brennstoffgewichts zu verwenden. So warden beispielsweise Briketts mit Polystyrol als Bindemittel hergestellt, die jedoch nicht die hinsichtlich der Festigkeit gestellten Anforderungen erfüllten. Es wurde daher versucht, durch weitere Zugabe von Polymeren oder Copolymeren und etwa 5% eines Teeröldestillats, z. B. Cumaronöl, die Festigkeit der Briketts zu erhöhen. Der Nachteil dieser Briketts liegt darin, daß das zugesetzte öl nach der Brikettierung durch Erhitzen wieder ausgetrieben werden muß. Andererseits haben Butadien-Styrol-Copolymere den Nachteil, daß sich diese Kunstharze bei den zur Mischung mit der Feinkohle erforderlichen Temperaturen bzw. bei der Brikettiertemperatur von 150 bis 260 C bereits zersetzen und ihr Bindevermögen verlieren. Außerdem können die bisher verwendeten Kunstharze die Kohlenkörner nicht genügend benetzen.

Es wurde nun gefunden, daß sich überraschenderweise wäßrige Suspensionen von Butadien-Acrylnitril-Copolymeren, die 25 bis 45% Acrylnitril im Molekül enthalten, als Bindemittel fü' feingemahlene Kohle besonders gut eignen. Als bevorzugt geeignet hat sich ein Gehalt von 40% Acrylnitril im Molekül erwiesen. Diese Briketts kommen in Bezug auf Druckfestigkeit, Rauchentwicklung und Feuerstandsfestigkeit beim Verbrennen dem Anthrazit annähernd gleich.

Die erfindungsgemäUe Einstellung der Copolymeren des Butadiens bewirkt, daß sich die zu brikettierende Feinkohle vollständig benetzen läßt, wobei das Bindemittel derart an die einzelnen Kohlekörner gebunden wird, daß es sich selbst bei Temperaturen von 260"C nicht mehr zersetzt. Dieser Vorgang ist äußerst überraschend, da bekannt ist, daß sich Polymere und/oder Copolymere olefinischer Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise auch Butadien-Styrol-Copolymere, im allgemeinen bereits bei Temperaturen über 140 C zersetzen.

Die mit dem erfindungsgemäßen Bindemi::-¹ hergestellten Briketts brauchen nach der Brikettit- ,ζ nicht nachbehandelt zu werden, sondern sie sind nach dem Erkalten sofort verwendungsfähig.

Im allgemeinen hat sich die Anwendung einer wäßrigen Suspension mit einem Gehalt an Butadien-Acrylnitril-Copolymeren von 40 bis 60%, bezogen auf die Suspension, aiszweckmäßig erwiesen. Diese Suspension wird in einem solchen Verhältnis mit Feinkohle gemischt, daß sich ein Bindemittelgehait in der Kohle von maximal 2% ergibt. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Bindemittel auch in Form einer Lösung oder als Pulver der Feinkohle zugemischt werden. Meistens genügt eine Bindemittelmenge von nur 0,5 bis 1 %, so daß gegen den im Vergleich zu anderen Bindemitteln hohen Preis des erfindungsgemäßen Bindemittels auch wirtschaftlich keine Bedenken bestehen. Der zu pressende Brennstoff wird bei höheren Temperaturen, vorzugsweise bei 150 bis 210 C mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel in einem kontinuierlich oder diskontinuierlich aibeitenden Intensivmischer gemischt und das heiße Mischgut bei höheren Temperaturen, vorzugsweise zwischen 110 und 260 C in Brikettpressen, beispielsweise zu Eiformbriketts verarbeitet. Bei der Brikettierung wird ein Druck von 100 bis 500 kp/cm² angewendet. Die Briketts sind nach dem Erkalten sofort verwendungsfähig und erfüllen die höchsten Ansprüche bezüglich Druckfestigkeit, Sturzfestigkeit, Rauchentwicklung und Feuerstandsfestigkeit.

Beispiel 1

100 kg feingemahlener Magerkohle unter 0,3 mm und 1 kg Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat (Acrylnitrilgehalt 28%) in wäßriger Suspension (Feststoffgehalt etwa 50%) werden 5 Minuten lang intensiv bei 210 C gemischt und anschließend zu zylindrischen Briketts von 23 mm Durchmesser und 30 mm Höhe, mit 300 at Druck bei 300 C gepreßt. Das Gewicht des Briketts beträgt etwa 20 g. Nach Abkühlung sind die so erhaltenen Formlinge verwendungsfähig und können mit einem Druck von etwa 400 kg/cm² belastet werden. Sie verbrennen mit rauchloser Flamme und bleiben in der Wärme stabil.

Beispiel 2

100 kg Anthrazitkohle mit einer Korngröße unter 0,3 mm wird mit 2 kg Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat (Acrylnitrilgehalt etwa 40%) in wäßriger Suspension (Feststoffgehalt etwa 50%) in einem Intensivmischer bei 150"C gemischt und anschließend auf einer Brikettpresse zu Formungen von 23 mm Durchmesser und 25 mm Höhe, bei 500 at und 290' C gepreßt.

Die Briketts können mit einem maximalen Druck von 450 kg/cm² belastet werden und erfüllen alle Anforderungen bezüglich Feuerstandsfestigkeit und Rauchlosigkeit bei der Verbrennung.

Beispiel 3

Magerkohle mit einer Korngröße unter 1 mm wird mit 0,5% Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat (Acrylnitrilgehalt etwa 40%) in wäßriger Suspension in einem beheizten Kneter bei 170⁰C etwa 15 Minuten lang intensiv gemischt und anschließend bei einem Druck von 100 at und einer Temperatur von 230⁰C zu Briketts verarbeitet. Die Briketts besitzen eine Druckfestigkeit von 191 kp/cm².

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verwendung wäßriger Suspensionen von Butadien-Acrylnitril-Copolymeren, die 25 bis 45% Acrylnitril im Molekül enthalten, als Bindemittel für feingemahlene Kohle.

2. Verwendung von Copolymeren nach Anspruch 1 mit einem Gehalt von 40% Acrylnitril im Molekül.