DE2911779C2

DE2911779C2 - Binder made from bitumen for the production of moldings from finely divided materials

Info

Publication number: DE2911779C2
Application number: DE19792911779
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Chem. Dr. 4442 Salzbergen Fehr
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG
Priority date: 1979-03-26
Filing date: 1979-03-26
Publication date: 1982-10-07
Also published as: DE2911779A1

Description

FQr die Herstellung von Formkörpern, wie Briketts oder Pellets, aus felnteiligen Ausgangsmaterialien, hat es sich bekanntermaßen bewahrt, Bindemittel als sogenannte Brikettlerhilfsmittel einzusetzen. Die bei der Brikettierung von Kohle eingesetzten Bindemittel sollen den mit Ihrer Hilfe hergestellten Formkörpern eine gute Transport- und LagcrstabUiüli geben und bewirken, daß diese Formkörper auch bei höheren Temperaturen und unter Druck nicht zerfallen oder andere Deformationen erleiden. Bisher sind für die Erzeugung von Kohleformkörpern, wie Briketts oder Pellets, unter anderem Sielnkohlenteerpech, Sulfltablaugen, Melasse und Starke als Bindemittel vorgeschlagen worden. Die unter Verwendung von Sulfitablauge, Melasse oder Stärke hergestellten Kohleformkörper sind wasserempfindlich und müssen zur Beseitigung dieses Nachteils zusätzlichen Arbeltsgängen unterworfen werden. Stelnkohlenteerpech wirft dagegen bei der Lagerhaltung, Handhabung und Verarbeitung spezielle technische Probleme a uf und ruft Del dem damit befaßten Personal häufig Gesundheitsbeeinträchtigungen hervor. For the production of moldings such as briquettes or pellets, made from individual raw materials, is known to have proven itself, binders as so-called binders To use briquetting aids. The one in briquetting The binders used by coal are supposed to give the molded bodies produced with your help a good Provide transport and storage bars and ensure that these moldings do not disintegrate or other deformations even at higher temperatures and under pressure suffer. So far, for the production of carbon moldings, such as briquettes or pellets, including coal tar pitch, Sulflt waste liquors, molasses and starches have been proposed as binders. The using Charcoal moldings made from sulphite waste liquor, molasses or starch are sensitive to water and must be subjected to additional work cycles to eliminate this disadvantage. Coal tar pitch on the other hand raises and calls for special technical problems in storage, handling and processing The staff involved in this often have adverse health effects.

Konventionelle Bitumen sind bisher nicht als Bindemittel für die Herstellung von Kohleformkörpern eingesetzt worden, da mit Ihnen nur Formkörper erhalten werden konnten, die sich durch eine unzureichende Ofen- und Feuerstandfestigkeit auszeichnen, die nach den bisherigen Feststellungen auf dem schlechten Verkokungsverhalten der Bltumina beruht. Als Maß hierfür kann der - gegenüber Steinkohlenteerpech - um 15 bis 20 Gew-% nledrlegere Verkokungsrückstand nach Conradson der ßltumina angesehen werden. Andererseits aber haben diese Bltumina, die für ein Bindemittel, das bei der Erzeugung von Kohleformkörpern eingesetzt werden soll, wertvolle Eigenschaften, daß sie den grünen Formkörpern auch ohne nachfolgende Wärmebehandlung ausreichende mechanische Festigkeit verleihen, keine Aschen oder Schlacken bildende Substanzen enthalten und bei der Verbrennung der Formkörper zusätzliche Energ'e liefern. Außerdem sind Im Vergleich zu Stelnkohlenteerpech die Bltumina leichter zu handhaben, einfacher zu lagern, zu transportleren und zu verarbeiten. Wesentlich Ist auch, daß Bltumina physiologisch nicht so bedenklich sind wie Stelnkohlenteerpech.Conventional bitumens have so far not been used as binders for the production of carbon moldings because with them only moldings could be obtained, which are due to an inadequate furnace and fire resistance, which, according to previous findings, is based on the poor coking behavior of the flowers. As a measure for this, the - compared to coal tar pitch - 15 to 20% by weight less coking residue according to Conradson the ßltumina are viewed. On the other hand, however, these flowers, which are responsible for a binding agent, the production of carbon moldings is to be used, valuable properties that they give the green moldings give sufficient mechanical strength even without subsequent heat treatment, none Ashes or slag-forming substances contain and additional when the molded body is burned Deliver energ'e. Also, compared to coal tar pitch the flowers easier to handle, easier to store, transport and process. It is also essential that flowers are not as physiologically questionable as coal tar pitch.

In einer Verötlentllchung In »Erdöl und Kohle - Erdgas - Petrochemle - Brennstoffchemle« Bd. 26 (1973), Selten 148 bis 151, wird die Verwendung eines Spezialbitumens zur Brikettierung von Kohle beschrieben, das sich In seinen physikalischen, chemischen und physiologischen Eigenschaften eng an konventionelle Bltumina anlehnt, aber einen um etwa 10% höheren Verkokungsruckstand nach Conradson (CCT) aufweist. Eine Zusammensetzung des Spezlalbltumens Ist In dieser Veröffentlichung nicht angegeben. Offenbar zählt ein Hochvakuumbitumen zu seinen Bestandteilen, das durch Zusätze In eine höhere Qualität des Spezlalbltumens für die Verarbeitung Im festen und in eine weichere Qualltat für die Verarbeitung im helß-flüsslgen Zustand übergeführt worden Ist und einen Verkokungsruckstand nach Conradson von 37 bis 40 Gew.-% hat. Bei der Anwendung dieses Spezlalbltumens in Mengen von 6,6 bis 8,4 Gew.-* zur Herstellung von Steinkohlenbriketts, wobei das Bindemittel zunächst auf die zu brikettierende Kohle mit HilfeIn a denaturation In »Oil and coal - natural gas - Petrochemle - Fuel Chemle "Vol. 26 (1973), rare 148 to 151, the use of a special bitumen described for the briquetting of coal, which is in its physical, chemical and physiological Properties closely based on conventional flowers, but about 10% higher coking residue according to Conradson (CCT). A composition of the specialty is in this publication not specified. Apparently a high vacuum bitumen is one of its constituents, which by additives In a higher quality of the special flowers for processing Im firm and a softer quall act for that Processing in the helss-liquid state has been transferred Is and has a Conradson coking residue of 37 to 40% by weight. When applying this Spezlalbltumens in quantities of 6.6 to 8.4 wt .- * for the production of hard coal briquettes, the binder first on the coal to be briquetted with the help

ίο von Wasserdampf aufgesprüht wird und das erhaltene Gemisch dem gebräuchlichen Verfahrensablauf, Zwischenbunker - Kneter - Presse - Kohlband - Bunker, unterworfen wird, zeigt sich, daß das bltumenhaltlge Gemisch sehr stark auf Abweichungen von der gebräuchliehen Verfahrensführung reagiert. Besonders stark machen sich In diesem Zusammenhang Änderungen des Wassergehaltes der Ausgangsstoffe, Änderungen von Temperatur und Druck des Knetwerkdampfes sowie die Temperatur des Brikettlergutes Im VerttUerkopf der Presse bemerkbar. Die Verwendung dieser Spezlalbitumlna macht demzufolge eine besonders Intensive Überwachung des Brikettlerungsverfahrens notwendig, die mit einem erhöhten technischen Aufwand verbunden Ist. Hieraus stellt sich die Aufgabe, ein bituminöses Bindemittel mit einem VerkokungsrücksUnd nach Conradson von 30 und mehr Gsw.-% zu suchen, das bei der Einarbeitung in das Brikettlergut keine besonders Intensive Überwachung des Brikettlerverfahrens erforderlich macht, um damit geformten Briketts - auch ohne zusätzliehe Wärmebehandlung - eine gute Grünfestigkeit und eine hohe Wärmestandfestigkeit verleiht und ohne Asche- oder Schlacken rückstand raucharm verbrennt.ίο is sprayed on by steam and the received Mixture according to the usual process sequence, intermediate bunker - kneader - press - cabbage belt - bunker, is subjected, it turns out that the mixture containing flowers is very sensitive to deviations from the usual Procedure reacts. Changes in the Water content of the starting materials, changes in temperature and pressure of the kneading steam as well as the Temperature of the briquettes in the vertical head of the Press noticeable. The use of this special bitumen therefore makes for particularly intensive monitoring of the briquetting process necessary that Is associated with an increased technical effort. This creates the task of a bituminous binder with a coking residue and to look for Conradson of 30 and more wt%, that during the incorporation no particularly intensive monitoring of the briquetting process is required in the briquetting makes briquettes shaped with it - even without additional heat treatment - a good green strength and gives high heat resistance and burns with little smoke without leaving any ash or slag residue.

Es wurde ein Bindemittel aus Bitumen für die Erzeugung von Formkörpern aus feinteiligen Stoffen gefunden, das durch einen Gehalt von 53 bis 60 Gew.-% Straßenbaubitumen B 200 und 47 bis 40 Gew.- % eines Fällungsbitumens, das einen Erweichungspunkt (Ring und Kugel) nach DlN 1995 von 80 bis 200° C hat, gekennzeichnet 1st. Besonders bewährt hat sich ein solches Fällungsbitumen, das einen Brechpunkt nach Fraaß von +25"C hat. Zur Herstellung des Bindemittels der Erfindung, das insbesondere für die Erzeugung von Formkörpern aus felnteiligen Brennstoffen geeignet Ist, werden das Siraßenbaubitumen B 200 und das Fällungsbitumen in den angegebenen Mengenverhältnissen innig vermischt. Diese Maßnahme wird vorteilhaft unter Erwärmen des Gemisches auf eine Temperatur von 150⁰C bis 200⁰C In einem Intensiv wirkenden Mischer, wie beispielsweise In einem Planetenmischer, durchgeführt. Das erhaltene Gemisch wird anschließend bei gleicher Temperatur auf das Brikettiergut unter ständigem Umwälzen gleichmäßig aufgesprüht, und zwar In Mengen, daß das entstehende Gemisch 5 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 6 bis 7 Gew.-%, des Bindemittels enthält. Anschließend wird das erhaltene Gemisch in an sich bekannter Welse, beispielsweise auf Brikettwalzen, zu Formkörpern verpreßt.A bitumen binder was found for the production of moldings from finely divided substances, which has a content of 53 to 60% by weight of road construction bitumen B 200 and 47 to 40 % by weight of a precipitated bitumen, which has a softening point (ring and ball) according to DIN 1995 from 80 to 200 ° C, marked 1st. Precipitated bitumen of this type, which has a Fraass breaking point of +25 "C, has proven particularly successful This measure is advantageously carried out by heating the mixture to a temperature of 150 ^° C. to 200 ^° C. in an intensely acting mixer, such as, for example, in a planetary mixer sprayed on evenly with constant circulation, in amounts such that the resulting mixture contains 5 to 8% by weight, preferably 6 to 7% by weight, of the binding agent. pressed into molded bodies.

Unter Verwendung des Bindemittels der Erfindung werden unter den beim Brikettleren normalerweise elnzuhaltenden Verfahrensbedlngungen Briketts mit ausgezeichneter Grünfestigkeit und vorzüglicher WärmestandfcMlgkelt erhalten.Using the binder of the invention are among those normally required in briquetting Process conditions Briquettes with excellent green strength and excellent heat resistance obtain.

Zur Durchführung der Beispiele werden die In Tabelle 1 angegebenen Mengen an Straßenbaubitumen B 200 und an Fällungsbitumen (Erweichungspunkt R + K 163° C; Brechpunkt nach Fraaß + 25" C) bei einer Temperatur von 190⁰C mittels eines Planetenrührwerkes 15 Minuten lang Intensiv vermischt. Die Herstellung desTo carry out the examples, the amounts indicated in Table 1 for paving bitumen B 200 and precipitation bitumen (softening point R + K 163 ° C; Fraass breaking point + 25 "C) for 15 minutes mixed at a temperature of 190 ⁰ C by means of a Planetenrührwerkes long Intensive The manufacture of the

29 129 1 brenntechni-burning technology Tabelle 2Table 2 prlsmatlscheprlsmatlsche Beispiele 3 und 4 (Vergleich)Examples 3 and 4 (comparison) wird ein fürbecomes a for 1 7791 779 44th und analytischeand analytical Daten derData of the Mischung IlMixture Il 4040 Brikettierkohle Gew.-%Briquetting charcoal wt% 103° C
■) 1/1/1103 ° C
■) 1/1/1 ₄₅ Prüfkörper (50 χ 50 χ 20 mm) ₄₅ test pieces (50 χ 50 χ 20 mm) 354,0354.0 622,7622.7 Spezlal-Special __ 33 sehen Eigenschaften werden aus diesem Bindemittel undsee properties are made of this binder and Brlkettlermlltel Mischung IBrlkettlermlltel Mixture I angegebenenspecified Anstelle des Bindemittels der ErfindungInstead of the binder of the invention Brlekttlerungszwecke marktUbllches Spezlalbitumen InBrlektlungszwecke MarktUbllches special bitumen In Bindemittelmengen enthalten.Contain binder quantities. 5 erflndungsgemäßen Brikettlermittel und der Mischkom5 briquetting agent according to the invention and the mixed com 60 G.-* B 20060 G .- * B 200 Bindemittel Gew.-%Binder weight% Bruchfestigkeit N/cm² Breaking strength N / cm ² 245,2245.2 534,5534.5 bltumenflowers gutWell Fallungsbltumens erfolgte nach den Angaben In »The OHFalling flowers took place according to the information In »The OH Brikettlerkohle auf einer StempelpresseBriquetting coal on a stamp press den In Tabelle 3 angegebenen Mengen eingesetzt und diethe amounts given in Table 3 are used and the Beispiele 1 und ~> Examples 1 and ~> ponentencomponents 40 G.-*40 G .- * Schwefelkoks- N/cm³ Sulfur coke N / cm ³ and Gas Journal« (1977), Selten 43 bis 48,and Gas Journal "(1977), rare 43 to 48, Prüfkörper hergestellt, die die in Tabelle 2Test specimens are produced that meet the requirements in Table 2 Brikettlerkohle Gew.-% 93Briquetting charcoal wt% 93 B 200B 200 ■■' physikalischen sowie brenntechnischen Werte ermittelt.■■ 'physical as well as technical combustion values determined. FallungsFallungs (600° C)(600 ° C) 9595 Zur Ermittlung der physikalischen undTo determine the physical and Tabelle 1Table 1 Bindemittel 0ew.-% 7Binder 0% by weight 7 '.\ die ebenfalls In Tabelle 3 angegeben sind. '. \ which are also given in Table 3. Prüfwerte nach DIN I995Test values according to DIN I995 Fällungs- Mischung IPrecipitation mixture I bitumenbitumen BruchfestigkeitBreaking strength 980,7980.7 55 bitumen 53,0 G.-% B 200bitumen 53.0 % by weight B 200 3737 ⁵⁰ Nußbriketts ⁵⁰ nut briquettes 2,12.1 Prüfkörper (50 χ 50 χ 20)
Bruchfestigkeit N/cm^; 320,7Test specimen (50 χ 50 χ 20)
Breaking strength N / cm ^; 320.7 47,0 G.-%47.0% by weight 23,523.5 Schwefelkoks- N/cm² 143,2
(600° C)Sulfur coke N / cm ² 143.2
(600 ° C) FäHungs-Escort 66th Masse gMass g 205,9205.9 BruchfestigkeitBreaking strength 3838 bliumenbleed -- PunktdruckfestigkeitPoint compressive strength 1105,21105.2 KJ starkeKJ strong 176,5176.5 163 95163 95 + 12+ 12 - bei ^0° C N- at ^ 0 ° C N -- Rauchsmoke Erweichungspunkt ° CSoftening point ° C NußbrikettsNut briquettes ι 165ι 165 55 _ bei 20° C, naß N55 _ at 20 ° C, wet N entwicklungdevelopment Ring und KugelRing and ball Masse g 24,5Mass g 24.5 100100 4,54.5 34.034.0 - bei 40° C N- at 40 ° C N Penetrat lon 25° C I /10 m rrPenetration at 25 ° C I / 10 m rr PunktdruckfestigkeitPoint compressive strength -15-15 - -- - - bei 60" C N- at 60 "C N Duktilltät 25° C cmDuctility 25 ° C cm -bei 20° C N 1017,0-at 20 ° C N 1017.0 + 25 +13+ 25 +13 Schwefelkoks-Punkt-Sulfur coke point 23,523.5 Brechpunkt nach ° CBreaking point according to ° C - bei 20° C, naß N 946,3- at 20 ° C, wet N 946.3 __ 4,74.7 60 druckfestlgkelt60 pressure-resistant FraaßFraaß -bei 40° C N 671,8-at 40 ° C N 671.8 35.:35 .: Analytische Daten des Spezialbitumens:Analytical data of the special bitumen: Sturztest, 500° C NDrop test, 500 ° C N 642.3642.3 VerkoVungsrück- Gew.-%Convection return weight% -bei 60° C N 421,7-at 60 ° C N 421.7 Erweichungspunkt (R + K)Softening point (R + K) 30 min Abrieb % 30 min abrasion % -- stand nachstood behind -- ³⁰ Penetration 25 C ³⁰ penetration 25 C BrennverhaltenBurning behavior 421,7421.7 Conradson (CCT)Conradson (CCT) Schwefelkoks-Punktdruck-Sulfur coke point pressure 4,94.9 Duktilität 25° CDuctility 25 ° C 65 Rußteerzahl65 soot tar number 348,1348.1 Schwefel Gew.-*Sulfur wt .- * I festigkeitI strength Mischung IIMixture II Brechpunkt nach FraabBreaking point according to Fraab Feststofflmmls- g/31 401Solid mmls- g / 31 401 1 Sturztest, 500° C N 559,01 drop test, 500 ° C N 559.0 VerkokungsrückstandCoking residue 3 1/10 mm3 1/10 mm slonsversucli,slonsversucli, I 30 min Abrieb % 4,9I 30 min abrasion % 4.9 9393 nach Conradson (CCT)
³⁵ Schwefelaccording to Conradson (CCT)
³⁵ sulfur 0 cm0 cm KühlfallenmethodeCold trap method 554,1554.1 77th Tabelle 3Table 3 + 15⁰C+ 15 ⁰ C 5.65.6 1 Brennverhalten1 Burning behavior Brlksiücrmif.e!Brlksiücrmif.e! 1 Rußteerzahl 2411 soot tar number 241 287,3287.3 I Feststofflmmls- g/31401 KJ 21,2I Solids mmls- g / 31401 KJ 21.2 139,3139.3 25 Gew.-%25% by weight S slonsversuch, S slons attempt, 1,2 Gew.-%1.2 wt% I Kühlfallen-I cold trap i methodei method Spezial-special 11 24,524.5 bitumenbitumen 1031,71031.7 9292 936,5936.5 88th 681,6681.6 500,1500.1 622,7622.7 4,24.2 183183 22,622.6

Claims

Claim:

Binder made from bitumen for the production of molded bodies from materials made of rock, characterized by a content of 53 to 60% by weight * road construction bitumen B 200 and 47 to 40% by weight of a precipitated bitumen, which has a softening point (ring and ball) according to DIN 1995 from 80 to 200 ⁰ C.