DE3114141C2

DE3114141C2 - Brennstoffbriketts

Info

Publication number: DE3114141C2
Application number: DE19813114141
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Chem. Dr. 5160 Düren-Niederau Poppel; Hans-Georg Prof. Dr. 5100 Aachen Schäfer; Horst 5160 Düren Schürmann; Axel Dr. 5180 Eschweiler Vogt
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1981-04-08
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1986-04-30
Also published as: DE3114141A1

Abstract

Aus etwa 80 bis 99 Gew.% eines im wesentlichen festen Brennstoffes wie Holzkohle, Braunkohle, Steinkohle, insbesondere Anthrazit u.dgl., etwa 0,1 bis 19 Gew.% eines natürlichen oder synthetischen Bindemittels, wobei als synthetisches Bindemittel Polyvinylalkohol eingesetzt wird und 0,1 bis 10 Gew.% eines kationischen Polyurethans, das erhalten worden ist durch Umsetzung einer monomeren, aliphatischen Dihydroxyverbindung, die an einem der beiden Dihydroxygruppen verbindenden Atome einen aliphatischen Rest mit mindestens zehn Kohlenstoffatomen aufweist, mit einem Polyisocyanat und einem aliphatischen, monomeren Diol, das tertiären Stickstoff enthält, und Überführung des tertiären Stickstoffs in den Ammoniumzustand, oder mit einem Polyisocyanat und einem entsprechenden aliphatischen, monomeren Diol, in dem der Stickstoff bereits im Ammoniumzustand vorliegt, werden durch Brikettierung Brennstoffbriketts erhalten, die sich durch hervorragende mechanische Eigenschaften, insbesondere durch eine gute Kaltfestigkeit auszeichnen, die raucharm sind und einen hohen Ausnutzungsgrad besitzen. Durch den Einsatz von Polyvinylalkohol ist es möglich, mit sehr geringen Mengen an Zusatzmitteln auszukommen.

Description

Die Erfindung betrifft Brennstoffbriketts in der gemäß Patent 30 17 599, Anspruch 1 angegebenen Stoffzusammensetzung.

Brennstoffbriketts gemäß Hauptpatent zeichnen sich insbesondere durch hohen Ausnutzungsgrad bzw. Wirkungsgrad aus, der sich dadurch bemerkbar macht, daß im Schürdurchfall der Anteil an Verbrennlichem stark herabgesetzt ist. Wenn auch die Festigkeiten, insbesondere die Festigkeiten bei hohen Temperaturen ausgezeichnet sind, lassen diese Briketts bezüglich der Verbesserung der Kaltfestigkeit noch Wünsche offen.

In der britischen Patentschrift 13 49 270 werden brikettartige Materialien beschrieben, die neben einer Reihe von anderen Substanzen auch Polyvinylalkohol als Bindemittelbestandteil enthalten können. Die dort beschriebenen Materialien werden vorzugsweise als Grillkohle eingesetzt und enthalten u. a. eine brennbare Flüssigkeit. Sie können ferner Zusätze wie Natriumsilikat enthalten.

Demgegenüber besitzen Brennstoffbriketts gemäß der Erfindung eine andere Zusammensetzung. Sie enthalten erstens keine brennbaren Flüssigkeiten und weisen somit auch völlig andere Eigenschaften auf. Bei den Brennstoff materialien gemäß der GB-PS 13 49 270 handelt es sich um Produkte, die als Grillkohle im Haushalt eingesetzt werden sollen. Bei derartigen Grillkohlen kommt es nicht auf Eigenschaften an, deren Verbesserung Ziel der vorliegenden Erfindung ist, wie die Kaltfestigkeit und die Handhabbarkeit bei höheren Temperaturen.

Außerdem weisen die Brennstoffbriketts gemäß der Erfindung eine ganz bestimmte Zusammensetzung auf, die in der britischen Patentschrift nicht erwähnt wird und auch nicht nahegelegt wird.

Die US-PS 36 89 234 beschreibt ebenfalls ein brikettartiges Material, das zwar Polyvinylalkohol enthalten kann, ansonsten jedoch eine völlig andere Zusammen-Setzung aufweist So sollen die Brennstoffmaterialien gemäß der US-PS 36 89 234 12 bis 20TeUe eines Perchlorats enthalten, 8 bis 12 Teile eines Brennpuffers. Durch Verwendung dieser Substanzen werden Briketts erhalten, die sich in ihren Eigenschaften von Brennstoffbriketts gemäß der vorliegenden Erfindung weitgehend unterschieden.

Die Herstellung der in den vorsteht.iijen Patentschriften erwähnten brikettartigen Materialien ist kompliziert, außerdem entsprechen die dort beschriebenen brikettartigen Materialien nicht den hohen Anforderungen, die man an Brennstoffbriketts stellt bezüglich Wirkungsgrad, Trockenfestigkeit und Handhabbarkeit

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Brennstoffbriketts gemäß Hauptpatent 30 17 599 zu verbessern, ihre Verwendbarkeit zu fördern und insbesondere Briketts der angegebenen Art zur Verfügung zu stellen, die verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen und geringere Mengen an Zusatzmitteln enthalten.
Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen von Ansprach 1 gelöst Die Kennzeichen der Ansprüche 2 bis 4 geben besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Brennstoffbriketts eignen sich handelsübliche Polyvinylalkohole, die im allgemeinen durch Verseifung von Polyvinylacetat hergestellt werden. Es können Polyvinylalkohole mit den verschiedensten Polymerisationsgraden bzw. Viskositäten eingesetzt werden. Dia im Rahmen der Erfindung angegebenen Viskositäten werden an einer 4%igen wäßrigen Lösung bei 20° C bestimmt Besonders geeignet sind vollverseifte Polyvinylalkohole.

Im Rahmen der Erfindung geeignete handelsübliche Polyvinylalkohole werden z. B. von der Firma Höchst AG unter der Handelsbezeichnung »MOWIOL« vertrieben. In den am Anmeldetag zugänglichen Firmenprospekten »B 1 Das Mowiol-Sortiment« und »A I Zur Geschichte des Mowiol« (Fa. Hoechst AG G 1103 Ausgabe September 1976) werden derartige Polyvinylalkohole näher beschrieben.

so Die Verarbeitung des festen Brennstoffs, des kationischen Polyurethans und des synthetischen Bindemittels Polyvinylalkohol kann auf eine Art und Weise geschehen, wie sie im Hauptpatent beschrieben wird. Die erfindungsgemäßen Brennstoffbriketts können übliche feste Brennstoffe enthalten, besonders vorteilhaft sind jedoch Briketts auf der Basis von Steinkohle, insbesondere auf der Basis von Anthrazit.

Die Vorteile der Erfindung werden durch den Einsatz des kationischen Polyurethans und des Polyvinylalkohols als synthetischem Bindemittel erreicht. Es ist nicht erforderlich, noch weitere Bindemittel einzusetzen. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, zusammen mit den obengenannten Zusatzkomponenten noch weitere Bindemittel, sei es natürlicher oder synthetischer Art mitzuverwenden.

Es war besonders überraschend, daß die Brennstoffbriketts gemäß der Erfindung hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen, sehr raucharm sind und

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einen hohen Ausnutzungsgrad besitzen. Insbesondere die Kaltfestigkeit der Briketts ist verbessert so daß Brennstoffbnketts zugänglich sind, die sowohl bei normalen Temperaturen als auch bei höheren Temperaturen gut handhabbar sind. Die Erfindung erlaubt es, mit sehr geringen Mengen an Bindemittel und Zusatzmittel auszukommen; häufig reicht es aus, wenn man dem festen Brennstoff insgesamt nur etwa 1 Gew.-°/o Zusatzmittel und Bindemittel beimengt. Selbst geringere Mengen können noch eine Wirkung zeigen.

Folgendes Beispiel gibt die Herstellung von erfindungsgemäßen Brennstoffbriketts wieder:

Beispiel 1

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In einen Mischer fügt man nacheinander 100 kg Anthrazitbrikettierkohle, 1 kg eines kationischen Polyurethans, hergestellt nach Beispiel 1 des Hauptpatents 3017 599 und 2i;g eines voll verseiften Polyvinylalkohol^ Type MOWiOL 4-98 mit einer Viskosität von ca. 4 cP (Handelsprodukt am Tage der Anmeldung erhältlich bei der Fa. Hoechst AG).

Die Teüe werden 5 Minuten innigst vermischt und einer Doppelwalzenpresse zugeführt. Vor der Brikettierung wird die Mischung kurze Zeit mit Dampf geheizt

Die erhaltenen Briketts zeigen eine besonders hohe Raucharmut bei der Verbrennung, die Festigkeitswerte liegen nach 20 Minuten bei ca. 8C dN/cm². Der Kohlestoffgehalt im Rostdurchfall ist gering.

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Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffbriketts hergestellt aus einem Stoffgemisch, bestehend aus ca. 80 bis 99 Gew.-% eines im wesentlichen festen Brennstoffes, etwa 0,1 bis 19 Gew.-°/o eines natürlichen oder synthetischen Bindemittels sowie einem Zusatzmittel, wobei als Zusatzmittel ein kationisches Polyurethan in einer Dosierung von 0,1 bis 10Gew.-% verwendet wird, das in bekannter Weise erhalten worden ist durch Umsetzung einer monomeren, aliphatischen Dihydroxyverbindung, die an einem der die beiden Dihydroxygruppen verbindenden Atome einen aliphatischen Rest mit mindestens 10 Kohlenstoffatomen aufweist, mit einem Polyisocyanat und einem aliphatischen monomeren Diol, das tertiären Stickstoff enthält, und Überführung des tertiären Stickstoffs in den Ammoniumzustand, oder mit einem Polyisocyanat und einem entsprechenden aliphatischen monomeren Diol, in dem der Stickstoff bereits im Ammoniumzustand vorliegt nach Patent 3017 599, dadurch gekennzeichnet, daß als synthetisches Bindemittel Polyvinylalkohol verwendet wird.

2. Brennstoffbriketts nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von kationischem Polyurethan zu Polyvinylalkohol 1 :3 bis 3 :1 beträgt.

3. Brennstoffbriketts nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyvinylalkohol mit einer Viskosität von 0,003 pa ■ s bis 0,070 pa · s, gemessen an einer 4°/oigen wäßrigen Lösung bei 20° C, verwendet wird.

4. Brennstoffbriketts nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen vollverseiften Polyvinylalkohol verwendet.