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Verfahren zur wirtschaftlichen Verwertung fossiler Brennstoffe, Wie
Torf und Braunkohle. Von den für Industriezwecke in Betracht kommenden Brennstoffen
bildet meist die Steinkohle die Grundlage für die Bewertung. Braunkohle und Torf
in ihrer ungleichmäßigen Zusammensetzung und ihrem wechselnden physikalischen Verhalten
bieten keine Grundlage für eine von Wechselfällen unabhängige Anwendung. Braunkohle
und Torf müssen daher Verbesserungen erfahren, wenn sie zu den vollwertigen Brennstoffen
zählen sollen.
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Die Umwandlung von Torf in Braunkohle und dieser in Steinkohle ist
in langen Zeiträumen vor sich: gegangen. Welcher Art die Vorgänge bei der Umwandlung
gewesen sind, glaubt man erforscht zu haben. Sicher ist, daß die Umwandlungen ohne
die vermittelnde Tätigkeit des Wassers nicht denkbar sind. Sowohl für die Dauer
der Einwirkung wie für die Wirksamkeit des Wassers eignet sich am besten die Verlegung
von Vorgängen zur Beeinflussung der Eigenschaften genannter Brennstoffe in das Anstehende,
indem man wenigstens die Vorgänge sich einleiten läßt.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, Braunkohle oder Torf im Anstehenden
Chemikalien zuzuführen, wie sie in der l',Iatur zur Herbeiführung der Umwandlungen
gedient haben könnten. Zweifellos müssen es lösliche Chemikalien gewesen sein. An
derartigen Verbindungen sind. in erster Linie leicht lösliche Karbonate und Sulfate
in der Natur fast überall vorkommend, imeist auch Nitrate, so da.ß diese oder verwandte
Verbindungen in erster Linie für die Vorbehandlung der in Betracht kommenden fossilen
Brennstoffe geeignet erscheinen.
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Als spezifische Chemikalien der bezeichneten Art sind insbesondere
die Karbonate, Bikarbonate, Sulfate und Nitrate der Alkalien zu bezeichnen.
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Der Vorgang der Zuf'ü'hrung der Chemikalien ist denkbar einfach: Bei
den zutage stehenden Lagern oder Lagerstätten wird in den Zeiten zunehmender Niederschläge
mit einer Düngerstreu- oder mit einer Jauchemaschine das Pulver oder die Lösung
der Chemikalien ausgestreut (ausgegossen). Das Ausstreuen kann natürlich auch von
Hand geschehen.
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Bei Lagerstätten, welche nicht zutage treten, werden die Laugen durch
Bohrungen über dem Hangenden verteilt.
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Die Menge der anzuwendenden Chemikalien wird sich im wesentlichen
aus dem Aschegehalt des Torfes -oder der Braunkohle, wie dem Grade der Zersetzung
der organischen Bestandteile bestimmen. Grundsätzlich kann die Menge der in der
Vorbehandlung angewendeten Chemikalien zwischen % bis % Prozent der Trockensubstanz
liegen. Immer aber ist zu berücksichtigen, daß nur leicht dissoziierbare Verbindungen
in Frage kommen, also keine Chloride.
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Ein so vorbereiteter Brennstoff eignet sich, solange die Gewinnung
zu einer Zeit stattfindet, ehe wiederum weitergehende Bindungen oder feste Umlagerungen
stattgefunden haben, ganz besonders zu einer Nachbehandlung bei der Gewinnung mit
geeigneten
Chemikalien basischer Natur, insbesondere mit ungesättigten
Oxyden. Als geeignete Oxyde gelten z. B. ungelöschter Kalk (Ca O), ebenso Magnesia
(Mg O) und andere Erdalkalioxyde. Ferner kainmen in Betracht S 0z oder S 03.
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Die Vorbehandlung im Anstehenden bezweckt durch die, Zuführung leicht
dissoziierbarer Verbindungen die Entstehung eines gelartigen Breies. Als leicht
d'issoziierbare Verbindungen kommen Karbonate, Nitrate und Sulfate, insbesondere
der Alkalien, vielfach auch der Erdalkalien in Betracht.
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Ein so vorbereiteter, wasserhaltiger, fossiler Brennstoff wird in
weiterer Behandlung nach seiner Gewinnung besonders leicht auf die Zusätze anderer
Chemikalien reagieren, indem diese weiteren Zusätze, wenn sie z. B. aus gebranntem
Kalk (oder gebrannter Magnesia oder auch aus einem - Gemisch beider) bestehen, Umsetzungen
hervorrufen, die doppelte Wirkung haben können.
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Der ungelöschte Kalk kann sich mit Wasser sättigen und dann mit den
vorhandenen Karbonaten durch Bindung von CO. als Kalk ausfallen. Hierdurch entsteht
neben der vorhandenen breiigen Phase eine feste Phase, die gleichzeitig eine flüssige
Phase bedingt. Damit wird die Einleitung zu einer Phasentrennung gegeben, welche
die Grundlage der Trocknung darstellt.
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Es ist keineswegs notwendig, daB sich der Vorgang des Ausfällens von
Kalk als Karbonat bis zur völligen Trennung der dispersen flüssigen Wasserphase
mit den geringen gelösten Mengen der Alkalien von der dispersen festen Phase der
Torffaser (Zellulose) immer wiederholt, es genügt die Einleitung der Vorgänge mit
geringsten Mengen. Alsdann bewirkt das gestörte Gleichgewicht zwischen den Phasen
die Fortsetzung des Vorgangs.
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Infolgedessen können die angewandten Mengen auf ein Minimum (etwa
1Jbis t Prozent) der Trockensubstanz beschränkt werden.
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Die Wirkung des geringen Zusatzes an gebranntem Kalk oder gebrannter
Magnesia oder einer :Mischung von beiden Chemikalien kann auch noch anderer Art
sein.
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Im Torfbrei bilden Wasser, Zellulose und sonstige Verbindungen ein
geschlossenes System. In diesem bewirkt die Bindung des Quellwassers durch die genannten
Zusätze eine Störung des Wassergleichgewichtes. Da die Zellulose durch die Vorbehandlung
im Anstehenden in einem Teil ihres Gefüges bereits als gelöst gelten kann, so ist
bei Torf die Abspaltung von Wasser aus der Zellulose zur Herstellung des Wassergleichgewichtes
in dem vorhandenen System denkbar. Da diese Abspaltung weitere Störungen des Gleichgewichtes
mit sich bringt, so genügt die Einleitung einer Störung, also geringste Mengen,
um die erforderliche Phasentrennung herbeizuführen.
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Nach diesen Ausführungen beruht das Wesen der Erfindung darauf, daß
die Wirkungen wesentlich bedingt werden durch chemische Einwirkungen, welchen der
Brennstoff vor der eigentlichen Behandlung und Gewinnung ausgesetzt ist.
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Die gemeinsame Wirkung zwischen der Behandlung im Anstehenden mit
leicht dissoziierbaren Verbindungen und der nachfolgenden Behandlung finit ungesättigten
Oxyden der Erdalkalien kann noch anderer einfacherer ,Tatur sein.
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Die vorhandenen Humate bilden unter Aufnahme von Alkalien einen Gelbrei,
der durch Zusatz von Erdalkalien vollkommen gesättigt %vird. Aus diesem Torfbrei
scfieiden sich die dispersen Phasen nach den einfachen Gesetzen der Physik, so daß
sich die Wasserphase durch einfaches Abtropfen auf Grund des Schwergewichts von
der verbleibenden festen Phase trennt. Die Einleitung dieses Vorgangs soll durch
die Anwendung des Oxyds erleichtert und gesteigert werden, zumal die WärnTeentwicklung
sekundäre Wirkung ausüben kann.
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Die Verbindungen können jede für sich oder in Vereinigung miteinander
angewendet werden. Praktische Versuche zeigen, womit die beste Wirkung erzielt wird,
welche der Verschiedenartigkeit der Fossilien entsprechend jeweils festgestellt
werden muß.
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Die Trennung.zwischen Vorbehandlung im Anstehenden und dem, Zusatz
der Chemikalien bei der Gewinnung bezweckt, wie bereits ausgeführt, die Herstellung
eines gelartigen Zustandes, in welchem die Phasentrennung unter Einwirkung anderer
Chemikalien vor sich gehen soll.
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Es hat sich nun zwar gezeigt, daß bei genauer Bemessung der Zusätze
der »gelartige Zustand« schon in der Misch- und Knetinaschine augenblicklich entstehen
kann.
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Die Trennung in der Einwirkung der Cheinikalien auf den wasserhaltigen
fossilen Brennstoff bezweckt aber, daß der nicht aufgeschlossene, sterile Brennstoff
für die Einwirkung weiterer Chemikalien mit physikalischen Folgeerscheinungen vorbereitet
wird.