DE2702186A1 - Mittel zur niederschlagung von staub - Google Patents
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Description
BESELERSTRASSE 4
DR. ULRICH GRAF STOLBERG DIPL. ING. JÜRGEN SUCHANTKE
Exxon Research and (Prio: 22. Januar 1976
Engineering Company GB 2488/76 - 13727)
Linden, N.J./V.St.A. Hamburg, 19. Januar 1977
Mittel zur Niederschlagung von Staub
Die Erfindung betrifft Verbesserungen für die Niederschlagung von Staub, besonders in Kohlenbergwerken, und insbesondere
neue Mittel, die zur Staubniederschlagung in staubigen Bereichen versprüht werden können.
Es ist bekannt, Staub in Kohlenbergwerken niederzuschlagen, um die Arbeitsbedingungen zu verbessern und die toxikologischen
Risiken und die Explosionsgefahr zu verringern. Es ist vorgeschlagen worden, den Staub niederzuschlagen, indem man die
staubigen Bereiche mit Tenside enthaltendem Wasser besprüht. In der GB-PS 677279 ist die Verwendung eines wässrigen Alkylbenzolsulfonate
enthaltenden Systems beschrieben, wobei die Alkylgruppe 10 bis 12 Kohlenstoffatome enthält. Es wurde gefunden,
daß diese Art von System zwar verwendet werden kann, aber keine besonders gute Benetzungskraft hat, und daß vergleichsweise
große Mengen an Tensid erforderlich sind, um die gewünschte Benetzung zu erhalten. Es wurde nun überraschend
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gefunden, daß bestimmte wässrige Systeme, die ähnliche Arylsulfonate
enthalten, im Vergleich zu den in der GB-PS 677279 vorgeschlagenen eine verbesserte Benetzungskraft besitzen und
dadurch die Verwendung von weniger Tensid erlauben.
Die Benetzungskraft ist ein Maß für das Ausmaß, in dem sich
die Mischung zur Staubniederschlagung über die Oberfläche des staubigen Bereichs (das heißt die Kohle) ausbreitet und
so das Ausmaß der Staubniederschlagung erhöht. Je größer die Benetzungskraft der Mischung, desto größer ist die Staub
niederschlagende Wirkung bei gleicher Menge verwendeter Mischung, was natürlich unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten
sehr wichtig ist. Anders ausgedrückt kann durch Verwendung von Tensiden mit einer größeren Benetzungskraft bei gleicher
Staubniederschlagswirkung eine Mischung eingesetzt werden, die weniger Tensid enthält.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein wässriges Mittel zur Niederschlagung von Staub, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß es bis zu 2 Gew.% eines Salzes einer Alkylo-xylolsulfonsäure
enthält, in der die Alkylgruppe 8 bis 11 Kohlenstoffatome besitzt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Staubniederschlagung,
bei dem der staubige Bereich mit einem wässrigen
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-U *
Mittel besprüht wird, das bis zu 2 Gew.% eines Salzes einer Alkyl-o-xylolsulfonsäure enthält, in der die Alkylgruppe 8 bis
11 Kohlenstoffatome besitzt.
Das Salz der Alkyl-o-xylolsulfonsäure besitzt die allgemeine Formel:
in der R eine Alkylgruppe mit 8 bis 11 Kohlenstoffatomen und
M ein organisches oder anorganisches Kation ist. M kann zum Beispiel ein Alkalimetall wie Natrium oder Kalium oder eine
stickstoffhaltige Base wie eine quaternäre Ammonium- oder quaternäre Aminoverbindung sein, welche vorzugsweise äthoxyliert
sein kann. Es wurde gefunden, daß bei der Niederschlagung von Staub in Kohlenbergwerken die Benetzungskraft von wässrigen
Alkyl-o-xylolsulfonate enthaltenden Lösungen erheblich
besser ist, wenn die Alkylgruppe 8 bis 11 Kohlenstoffe enthält, als von Lösungen, in denen die Alkylgruppe des Sulfonats
weniger als 8 oder mehr als 11 Kohlenstoffatome aufweist.
Weiterhin wurde gefunden, daß die auf Alkyl-o-xylolsulfonaten
basierende Sulfonate enthaltenden Zusammensetzungen eine erheblich bessere Benetzungskraft besitzen als auf den
entsprechenden Alkylbenzolsulfonaten basierende Zusammensetzungen und daß dementsprechend schwächere Lösungen verwendet
werden können.
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Die erfindungsgemäß eingesetzten Sulfonate sind leicht in
Wasser löslich, so daß die Lösungen für die Staubniederschlagung durch einfaches Mischen erhalten werden können. Es ist
auch nicht erforderlich, irgendwelche speziellen Techniken für die Anwendung der Sulfonate auf die staubigen Bereiche einzusetzen.
So sind zum Beispiel die zur Zeit in Kohlenbergwerken verwendeten Sprühverfahren gut geeignet.
Die Wahl des Sulfonats und die Menge desselben hängt von der Art des niederzuschlagenden Staubs ab. Die Alkylgruppe R in
der allgemeinen Formel kann eine geradkettige oder eine verzweigtkettige Gruppe sein, wenngleich Verbindungen mit verzweigtkettiger
Alkylgruppe bevorzugt werden. Es wurde auch gefunden, daß ein Alkyl-o-xylolsulfonat, in der die Alkylgruppe
9 Kohlenstoffe enthält, besonders für die Niederschlagung von Staub in Kohlenbergwerken geeignet ist. Dies hat den
Vorteil, daß das Alkyl-o-xylol, aus dem das SuIfonat erhalten
wird, durch herkömmliche Alkylierung von o-Xylol mit einem Propylentrimeren erfolgen kann. Das Alkyl-o-xylol kann dann
nach jedem beliebigen bekannten Standardsulfonierungsverfahren zur Sulfonsäure sulfoniert werden. Anschließend kann die
Sulfonsäure zum gewünschten SuIfonat neutralisiert werden.
Vorzugsweise wird aus wirtschaftlichen Gründen so wenig SuIfonat wie möglich verwendet, um die gewünschte Benetzungswirkung
zu erzielen. Es wurde gefunden, daß in den meisten
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-ς '
Fällen ein Gehalt von nicht mehr als 1 Gew.% an Sulfonat im Wasser ausreichend ist. Die bevorzugten Zusammensetzungen
enthalten 5OO bis 5000 ppm an Sulfonat. Die zu verwendende Menge an Sulfonat hängt jedoch von der Art des niederzuschlagenden
Staubes ab.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Die Benetzungskraft der erfindungsgemäßen
Mittel wurde durch einen statischen Benetzungstest bestimmt,
bei dem die Zeit gemessen wurde, in der 1 g Kohlenstaub in Form eines Kegels in das wässrige Mittel einsinkt. Bei diesem
Test wird das Mittel zur Staubniederschlagung durch einen mit dem Filterhals verbundenen Filter von unten in einen Glasfiltertrichter
eingeführt und der Kohlestaubkegel in den Filtertrichter eingebracht, so daß dieser beim Einfließen
des Mittels zur Staubniederschlagung in den Trichter von diesem abgehoben wird. Die Benetzungszeit ist die Zeit, in der der
gesamte Staub in das Mittel zur Staubniederschlagung einsinkt. Je schneller der Staub einsinkt, desto größer ist die Benetzungskraf
t.
Bei den durchgeführten Versuchen wurde dem Wasser das Sulfonat zugesetzt und die Lösung 24 Stunden lang stehengelassen. Die
Lösung wurde dann auf 25 - 1 C vorgewärmt und dann schnell in der beschriebenen Weise zu dem Kohlenstaub gegeben.
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-V
In den folgenden Beispielen wurde die Benetzungskraft der Zusammensetzungen mit Kohlenstaub aus den französischen
Dauphine-Kohlenbergwerken bestimmt. Jede Zusammensetzung wurde dreimal getestet und die angegebenen Benetzungszeiten
sind jeweils die Mittelwerte dieser drei Tests.
Die statischen Benetzungszeiten von Lösungen, die O,1 Gew.%
Natrium-alkyl-o-xylolsulfonate mit 7, 9 und 12 Kohlenstoffatomen
in den Alkylgruppen enthielten, wurden mit entsprechenden Lösungen, die die entsprechenden Natriumalkylbenzolsulfonate
enthielten, verglichen und die Ergebnisse sind in der folgenden grafischen Darstellung wiedergegeben.
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Sekunden 5000'
J ι
12
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Die statischen Benetzungszexten von Lösungen, die verschiedene Mengen Cg-Alkyl-o-xylolsulfonat gemäß Beispiel 1 enthielten,
wurden verglichen mit denen von Lösungen, die entsprechende Mengen Cq-Alkylbenzolsulfonat gemäß Beispiel 1 enthielten.
Die Ergebnisse sind in der folgenden grafischen Darstellung wiedergegeben.
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Leerseite
Claims (5)
1. Wässriges Mittel zur Niederschlagung von Staub, dadurch
gekennzeichnet, daß es bis zu 2 Gew.% eines Salzes·einer
Alkyl-o-xylolsulfonsäure enthält, in der die Alkylgruppe
8 bis 11 Kohlenstoffatome besitzt.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kation des Salzes ein Alkalimetall oder eine stickstoffhaltige
Base ist.
3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stickstoffhaltige Base eine quaternäre Ammonium- oder
quaternäre Aminoverbindung ist.
4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stickstoffhaltige Base äthoxyliert ist.
5. Mittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es 500 bis 5000 ppm SuIfonat enthält.
ka:kö
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