DE3900644A1 - Wasserbestaendiges, brennbares agglomerat, verfahren zu dessen herstellung und bei diesem verfahren eingesetzte zusammensetzung - Google Patents
Wasserbestaendiges, brennbares agglomerat, verfahren zu dessen herstellung und bei diesem verfahren eingesetzte zusammensetzungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein wasserbeständiges, brennbares
Agglomerat.
Sie sieht auch ein Verfahren zu dessen Herstellung und
eine bei diesem Verfahren eingesetzte Zusammensetzung
vor.
Unter der Bezeichnung "brennbare Agglomerate" ist jede
physikalische Erscheinungsform feinteiliger, brennbarer
Materialien zu verstehen, die zu häuslichen oder industriellen
Zwecken leicht handhabbar und verwendbar sind.
Man kann als Beispiele kugelförmige Materialien oder
Eierbriketts, Briketts und Pellets nennen.
Die von der vorliegenden Erfindung betroffenen, feinteiligen,
brennbaren Materialien können sämtliche kohlenstoffreiche
Materialien sein, wie z. B. Feinkohle oder
Kohlenstaub, Holzkohlen-Feinkohle, Feinkohle von Kohlenkoks,
Feinkohle von Petrolkoks oder ein Gemisch dieser
Produkte. Diese Materialien und insbesondere die Feinkohle
und der Kohlenstaub werden in großer Menge durch
moderne Extraktions- und Waschverfahren, insbesondere
der Kohle, gebildet.
Unter den valorisierenden Verwendungen dieser Materialien
kann man vor allem deren Verwendung in Form von brennbaren
Agglomeraten nennen.
Es wurden bereits verschiedene Agglomerationstechniken
dieser Feinkohlen und Stäube empfohlen, die im allgemeinen
für die Sicherstellung einer ausreichenden Kohäsion
geeignete Additive oder Bindemittel zum Einsatz bringen.
Unter diesen Additiven oder Bindemitteln sind die am
häufigsten verwendeten Steinkohlen- bzw. Teerpech, Holzpech
oder Petrolpech, Bitumen, Lignosulfonate, Tone,
Polysaccharide und hierunter insbesondere die Stärken
und die Stärkederivate.
Das meistverwendete dieser Bindemittel ist unbestritten
Steinkohlen- bzw. Teerpech, jedoch unterliegt dessen Verwendung
heute aufgrund der zunehmend strenger werdenden
Anforderungen hinsichtlich des Umweltschutzes einer gewissen
Einschränkung.
In der Tat macht seine Verwendung es notwendig, daß die
so erhaltenen Agglomerate einer thermischen Behandlung
oder einer Dampfentfernung unterzogen werden, um deren
Konzentration an phenolischen Verbindungen herabzusetzen.
Diese Behandlung hat aber nun eine nicht vernachlässigbare
atmosphärische Verunreinigung zur Folge. Zudem führt
die Verbrennung dieser Agglomerate bei ihrer Verwendung
zu einer Freisetzung von für den Menschen schädlichen
Dämpfen, wenn die Dampfentfernung nicht vollständig ist.
Diese Nachteile haben bestimmte Länder dazu geführt, die
in Rede stehende Verwendung zu verbieten.
Die mit der Verwendung von Pech verbundenen Nachteile
finden sich bei der Verwendung von Bitumen als Bindemittel
wieder.
Um diesen Nachteilen abzuhelfen, wurde empfohlen, als
Bindemittel auf Lignosulfonate, insbesondere Ammoniumlignosulfonate,
zurückzugreifen.
Die wissenschaftliche Literatur, die die Verwendung dieser
Produkte betrifft, ist außerordentlich umfangreich,
und man kann als Beispiel die sowjetischen Patentschriften
9 83 147, 10 10 146 und 11 37 103, die EP-PS 00 97 486 und
DE-PS 32 27 395 oder auch die DD-PS 2 24 331 und die
US-PS 46 66 522 nennen.
Es stellte sich heraus, daß die Agglomerierungstechnik
mit Lignosulfonaten komplex ist und ihre Durchführung
eine große Beherrschung erfordert.
Es ist tatsächlich notwendig,
einesteils die Feinkohle bis auf einen exakten
Feuchtigkeitsgehalt zu trocknen, derart, daß das Lignosulfonate-Feinkohle-
Gemisch agglomeriert werden kann,
wobei ein Überschuß oder ein Mangel an Wasser diesen Arbeitsgang
unmöglich macht,
anderenteils die Lignosulfonate gemäß einem exakt
definierten Temperaturprofil zu polymerisieren, um sie
unlöslich zu machen und somit den Agglomeraten eine gute
Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser zu verleihen.
Die Dauer der letztgenannten thermischen Behandlung kann
sich aber nun bis zu 3 Stunden erstrecken, und die für
die Unlöslichmachung erforderlichen Temperaturen müssen
hoch sein und insbesondere entsprechend der Natur der
eingesetzten Lignosulfonate zwischen 270 und 450°C liegen.
Demzufolge ist diese Technik aus energetischer Sicht
kostspielig. Überdies ist sie auch eine nicht vernachlässigbare
Ursache für die atmosphärische Verschmutzung.
In der Tat erfolgt bei der thermischen Behandlung die
Freisetzung von schädlichen, schwefelsäurereichen Dämpfen.
Es wurde empfohlen, dieses Problem der Verschmutzung zu
lösen, indem man an den betroffenden Vorrichtungen verschiedene
Einrichtungen anbringt und insbesondere indem
man Vorrichtungen für die Kondensation der Dämpfe vorsieht.
Diese Vorrichtungen haben jedoch nur zur Folge gehabt,
das Problem der Verschmutzung gegen ein Korrosionsproblem
auszutauschen, das bekanntermaßen außerordentlich
schwierig beherrschbar ist, vor allem wenn es sich darum
handelt, an Schwefelsäure reiche Kondensate zu behandeln,
selbst wenn man als Material für die Agglomerationsvorrichtungen
Spezialstähle verwendet.
Auf jeden Fall und unabhängig von den in Betracht gezogenen
Lösungen machen die mit der Verwendung der Lignosulfonate
verbundenen Nachteile aus ihr eine kostspielige
Technik, wie dies vorstehend bereits hervorgehoben wurde.
Überdies besitzen die nach dieser Technik hergestellten
Agglomerate den Nachteil, während ihrer Verbrennung schwefelhaltige
Rückstände zu bilden, die sich insbesondere
in den Dämpfen wiederfinden.
Es wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, die nicht die
vorstehend erwähnten Nachteile aufweisen, die dem Pech,
dem Teer und den Lignosulfonaten eigen sind, bei denen
diese Bindemittel durch Tone und insbesondere durch
Bentonit ersetzt sind (US-PS 40 25 596 und DE-PS
16 71 365). Die nach diesen Techniken erhaltenen Agglomerate
besitzen jedoch nicht sämtliche erforderlichen physikalischen
Charakteristiken. Insbesondere ist ihre mechanische
Beständigkeit unzureichend und ihre Widerstandsfähigkeit
gegenüber Wasser mittelmäßig. Hieraus ergibt
sich, daß diese Verfahren nicht in die Praxis Eingang
fanden.
Es wurde auch vorgeschlagen, als Bindemittel auf Stärke
zurückzugreifen, die, allein verwendet oder im Gemisch
mit anderen Bindemitteln, wie es beispielsweise die US-PS
37 26 652 und die DE-PS 32 27 395 oder auch die EP-PS
00 97 486 lehren, zahlreiche Vorteile besitzt.
Ein hinsichtlich der Pelletisierung 1982 an der Universität
von Berkeley (These von K. V. S. Sastry und D. W.
Fuerstenau) durchgeführter Vergleichsversuch zeigte, daß
im Vergleich zu einer Asphaltemulsion oder zu Bentonit
die Stärke bei den folgenden Gebieten zu besseren Ergebnisssen
führte:
bei der Beständigkeit gegenüber mechanischem Druck,
bei der Abriebsbeständigkeit und
bei der Schlagzähigkeit.
bei der Abriebsbeständigkeit und
bei der Schlagzähigkeit.
Im übrigen und im Gegensatz zu den Lignosulfonaten erfordert
die Stärke keine spezielle Vorsichtsmaßnahme, was
die Feuchtigkeit der Vormischung Feinkohle-Bindemittel
vor der sog. Agglomerierungsstufe anbelangt.
Überdies kann die Stärke ohne Einschränkung in industriellen
Vorrichtungen eingesetzt werden, die ursprünglich
für die Verwendung von Pech oder Bitumen vorgesehen waren,
die die gegenwärtig am häufigsten verwendeten Bindemittel
sind, wobei ihre Anwendung keine zusätzliche Investition
erfordert. Überdies wird die Wartung der Einrichtungen
eingeschränkt.
Schließlich erzeugt die Verbrennung der mit Stärke gebundenen
Agglomerate keinen toxischen und/oder verunreinigenden
Dampf.
Dennoch - und dies stellt einen schwerwiegenden Nachteil
dar - besitzen die Agglomerate auf Basis von Stärke ganz
wie diejenigen auf Basis von Bentonit eine stark ausgeprägte
Empfindlichkeit gegenüber Wasser, die deren Lagerung
an der freien Luft unmöglich macht.
Zur Behebung dieses Nachteils hat man empfohlen, die
Stärke mit Pech, Asphalt oder Bitumen zu kombinieren
oder auch die Stärke mit Harzen vom Harnstoff-, Phenol-Formaldehyd-,
Melamin-Formaldehyd-, Keton-Formaldehyd-Typ
oder deren Gemische unlöslich zu machen.
Keine dieser Lösungen ist völlig zufriedenstellend, da
alle das Problem der Freisetzung toxischer und verunreinigender
Dämpfe während der Verbrennung der so erhaltenen
Agglomerate unberücksichtigt lassen.
Es wurde auch empfohlen, die Agglomerate mit einer wasserabweisenden
Schicht oder Haut durch Aufbringen eines
emulgierten Wachses zu umhüllen. Obgleich zwar originell,
ist eine derartige Lösung aufgrund der eingesetzten
Wachsmengen kostspielig und der den Agglomeraten auf diese
Weise verliehene Schutz gegenüber Feuchtigkeit kann
sich verschlechtern, wenn diese Agglomerate bei ihrem
Transport Schocks erleiden, die eine Zerstörung der
Schutzschicht bedingen.
Schließlich wurde empfohlen (siehe FR-PS 21 18 741),
brennbare Agglomerate mit Rübenmelasse oder auch sulfitischen
Laugen bzw. Sulfitlösungen und mit einem Alkalisalz der Methylkieselsäure
zu behandeln; es zeigte sich jedoch, daß die
so behandelten Agglomerate nicht zufriedenstellend sind,
da sie im Inneren keine Wasserbeständigkeit besitzen.
Demzufolge erlaubt es keines der bisherigen Verfahren,
unter wirtschaftlichen und ökologisch annehmbaren Bedingungen
brennbare Agglomerate zu erhalten, die gleichzeitig
zufriedenstellende mechanische Eigenschaften und eine
zufriedenstellende Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser
besitzen.
Ziel der Erfindung ist es somit, den Nachteilen des Standes
der Technik abzuhelfen und ein brennbares Agglomerat
bereitzustellen, das den verschiedenartigen Anforderungen
der Praxis besser entspricht als die bisherigen Agglomerate.
Die Anmelderin hat nun gefunden, daß dieses Ziel erreicht
werden kann, wenn die brennbaren Agglomerate der in Rede
stehenden Art im Inneren ihrer Masse verteilt:
einesteils ein organisches Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe der Stärken, der Stärkederivate, der Mehle, der Proteine, der Cellulosen, der Hemicellulosen und den Gemischen dieser Produkte, und
anderenteils ein wasserabweisendes Mittel auf Organosilicium-Basis
enthalten.
einesteils ein organisches Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe der Stärken, der Stärkederivate, der Mehle, der Proteine, der Cellulosen, der Hemicellulosen und den Gemischen dieser Produkte, und
anderenteils ein wasserabweisendes Mittel auf Organosilicium-Basis
enthalten.
Demzufolge ist das wasserbeständige, brennbare Agglomerat
auf Basis eines feinteiligen, brennbaren Materials gemäß
der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es, im Inneren
seiner Masse verteilt, wirksame Anteile jeweils zumindest
eines organischen Bindemittels, ausgewählt aus der Gruppe
der Stärken, der Stärkederivate, der Mehle, der Proteine,
der Cellulosen, der Hemicellulosen sowie der Gemische dieser
Produkte, und anderenteils zumindest eines wasserabweisenden
Mittels auf Organosilicium-Basis enthält.
Unter wirksamem Anteil ist derjenige Anteil zu verstehen,
der ausreicht, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Agglomerats ist das organische Bindemittel eine
Stärke oder ein Stärkederivat.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Agglomerats ist das wasserabweisende
Mittel auf Organosilicium-Basis eine Verbindung, deren
Struktureinheit durch die Formel
wiedergegeben wird, in der R und R₁, die gleich oder voneinander
verschieden sein können, Wasserstoff oder organische
Reste, ausgewählt unter Methyl-, Alkyl-, Fluoralkyl-, gegebenenfalls
substituierten Phenyl-, Vinyl- oder deren chlorierten
Derivaten, Alkoxy-, Acyloxy- und Alkylaminoresten,
bedeuten, wobei diese Verbindung vorteilhaft unter der
Gruppe der nicht-reaktiven Siliconöle, der Siliconharze,
der reaktiven Siliconöle, insbesondere hydroxyliert, alkyliert,
aryliert, hydroalkyliert, hydroaryliert, sowie
den Gemischen dieser Produkte und den Emulsionen, die
aus diesen Produkten hergestellt werden können, ausgewählt
ist.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Agglomerats ist das wasserabweisende
Mittel auf Organosilicium-Basis aus der Gruppe der Siliconate
der allgemeinen Formel
ausgewählt, worin
R₂ eine C₁-C₁₀-Alkyl-, C₂-C₁₀-Alkenyl- oder eine
Arylgruppe mit bis zu 10 C-Atomen bedeutet,
X für ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallatom steht und
X für ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallatom steht und
1n10,
wobei das Kaliumsiliconat bevorzugt ist.
Wenn das organische Bindemittel, das in die Konstitution
des erfindungsgemäßen Agglomerats eintritt, eine Stärke
oder ein Stärkederivat ist, bezeichnet man mit diesen
Ausdrücken
was die Stärke anbelangt, die nativen Stärken jeglichen Ursprungs in natürlicher oder Hybridform, die beispielsweise der Kartoffel, dem Maniok, dem Mais, dem wachsigen Mais bzw. der wachsigen Stärke, dem Mais mit hohem Amylosegehalt, dem Getreide bzw. Weizen bzw. Korn und Fraktionen bzw. Schnitten, die hieraus hergestellt sein können, der Gerste oder dem Sorghum entstammen,
was das Stärkederivat anbelangt, die auf physikalischem und/oder chemischen Weg modifizierten Stärken.
was die Stärke anbelangt, die nativen Stärken jeglichen Ursprungs in natürlicher oder Hybridform, die beispielsweise der Kartoffel, dem Maniok, dem Mais, dem wachsigen Mais bzw. der wachsigen Stärke, dem Mais mit hohem Amylosegehalt, dem Getreide bzw. Weizen bzw. Korn und Fraktionen bzw. Schnitten, die hieraus hergestellt sein können, der Gerste oder dem Sorghum entstammen,
was das Stärkederivat anbelangt, die auf physikalischem und/oder chemischen Weg modifizierten Stärken.
Vorteilhaft ist das organische Bindemittel eine gegebenenfalls
in kaltem Wasser durch eine physikalische Koch-Extrusions-Behandlung
und/oder Gelatinisierungsbehandlung
auf der Trommel bzw. Walze löslich gemachte, native
Stärke.
Bezogen auf das Gewicht der feinteiligen, brennbaren Materialien,
umfaßt das erfindungsgemäße Agglomerat vorteilhaft
einen Anteil von 0,2 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 7 Gew.-% an organischem Bindemittel,
einen Anteil von 0,005 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,025 bis 1,5 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-% an wasserabweisendem Mittel auf Organosilicium-Basis.
einen Anteil von 0,2 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 7 Gew.-% an organischem Bindemittel,
einen Anteil von 0,005 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,025 bis 1,5 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-% an wasserabweisendem Mittel auf Organosilicium-Basis.
Das erfindungsgemäße Agglomerat kann gegebenenfalls weitere
Bestandteile enthalten, wie z. B. Carbonate, ungelöschten
bzw. Ätzkalk oder gelöschten Kalk, Dolomit,
Alkalisilikate, Tone, Latices, Borax, Polyphosphate, Phosphate,
Milch und/oder Lactoserum bzw. Milchserum bzw. Molke in konzentrierter
bzw. kondensierter Form, Zement, Polyvinylalkohole und wärmehärtbare
Harze. Der Anteil dieser Bestandteile kann
15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des feinteiligen Materials,
betragen. Die Korngrößenverteilung dieser Bestandteile
soll vorzugsweise ähnlich derjenigen des feinteiligen
Materials sein.
Die Korngröße dieses feinteiligen, brennbaren Materials,
das den wesentlichen Bestandteil hinsichtlich des Gewichtsanteils
des erfindungsgemäßen Agglomerats darstellt,
liegt im allgemeinen zwischen etwa 1 µm und etwa 1 cm.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Agglomerats ist dadurch gekennzeichnet, daß
man
ein feinteiliges, brennbares Material, ein organisches Bindemittel der vorstehend definierten Gruppe und ein wasserabweisendes Mittel auf Organosilicium-Basis wählt,
das wasserabweisende Mittel mit entweder dem brennbaren Material oder dem organischen Bindemittel oder mit dem einen oder dem anderen dieser Produkte oder deren Gemisch mischt,
die so erhaltene Mischung einer Agglomerierungsbehandlung unterzieht.
ein feinteiliges, brennbares Material, ein organisches Bindemittel der vorstehend definierten Gruppe und ein wasserabweisendes Mittel auf Organosilicium-Basis wählt,
das wasserabweisende Mittel mit entweder dem brennbaren Material oder dem organischen Bindemittel oder mit dem einen oder dem anderen dieser Produkte oder deren Gemisch mischt,
die so erhaltene Mischung einer Agglomerierungsbehandlung unterzieht.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird lediglich ein Teil des wasserabweisenden
Mittels mit entweder dem brennbaren Material
oder dem organischen Bindemittel oder mit dem einen oder
anderen dieser Produkte oder deren Gemische gemischt, wobei
der andere Teil des wasserabweisenden Mittels auf
das der Agglomerierungsbehandlung entstammende Produkt
aufgebracht wird.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des
genannten Verfahrens stellt man eine Zusammensetzung her,
die das organische Bindemittel und zumindest einen Teil
des wasserabweisenden Mittels auf Organosilicium-Basis
enthält, führt man eine innige Mischung des feinteiligen,
brennbaren Materials und dieser Zusammensetzung durch
und unterzieht dieses Gemisch einer Agglomerierungsbehandlung,
wobei der etwaige von der Zusammensetzung nicht
umfaßte Teil des wasserabweisenden Mittels beispielsweise
auf das der Agglomerierungsbehandlung entstammende Produkt
aufgebracht wird.
Die bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzte Zusammensetzung
stellt im Rahmen dieser speziellen Anwendung ein neues,
industrielles Produkt dar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens unterzieht man das nach der Agglomerierungsbehandlung
erhaltene Agglomerat einer Wärmebehandlung
unter Temperaturbedingungen von im allgemeinen zwischen
etwa 80 bis 100°C und etwa 200°C.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Natur und die
Anteile der Bestandteile derart gewählt, daß das erhaltene
Agglomerat die vorstehend angegebenen Merkmale besitzt.
Im übrigen wird die bei dem genannten Verfahren angewandte
Agglomerierungstechnik ausgewählt aus der Gruppe der
Pelletisierung, der Druckverdichtung, der Extrusion und
der Formung. Diese Techniken sind ihrerseits bekannt
und werden beispielsweise in der EP-PS 00 97 486 beschrieben.
Zur Erhöhung der Abriebsbeständigkeit der Agglomerate im
Hinblick auf die Beschränkung der Bildung feinteiligen
Materials während der Handhabungen kann man auf deren
Oberfläche eine Schutzschicht oder -haut aufbringen.
Um diese Schutzhaut zu bilden, kann man auf eines der
Produkte der Gruppe zurückgreifen, die Acrylderivate,
Polyvinylalkohol, Alkalisilikate, Phosphatsalze, Cellulosederivate,
Styrol-Butadien-Harze und Sulfitlaugen
umfaßt. Bevorzugt verwendet man jedoch stärkeartige bzw. stärkehaltige
Produkte und insbesondere native oder modifizierte Stärken,
insbesondere auch hydrolysierte oder oxidierte
Stärken. Vorteilhaft können diese stärkeartigen Produkte
wasserbeständig gemacht werden, beispielsweise wie bekannt
mit Hilfe von Harzen des Harnstoff-Formaldehyd-,
Phenol-Formaldehyd-, Melamin-Formaldehyd-, Keton-Formaldehyd-Typs
und deren Mischungen.
Wenn ein Teil zumindest des wasserabweisenden Mittels
nach der Durchführung der Agglomerierungsbehandlung aufgebracht
wird, kann man dieses wasserabweisende Mittel
in die vorstehend beschriebenen Behandlungslösungen einbringen
oder man kann dieses direkt durch Befeuchten,
Besprengen oder Zerstäuben aufbringen.
Das erfindungsgemäße, brennbare Agglomerat besitzt außer
der Kombination der verbesserten mechanischen Eigenschaften,
die wenigstens denjenigen der Agglomerate des
Standes der Technik gleichwertig sind, eine ausgeprägte
Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, die
sich auf bevorzugte Ausführungsformen beziehen, näher
erläutert.
In einen Mischer bringt man einesteils 50 kg Feinkohle
mit einer Oberflächenfeuchtigkeit von 2,2% und einer
Korngröße von geringer 1 mm und anderenteils 3 kg
native Getreidestärke ein. Man erhitzt diese Mischung
auf 50°C und bringt dann hierzu 4,5 l Wasser ein. Man
mischt die so erhaltene Mischung ½ h unter Erhitzen,
indem man die Temperatur auf 90°C erhöht. Die mit der
unter der Bezeichnung "Speedy" bekannten Vorrichtung
gemessene Oberflächenfeuchtigkeit beträgt dann 2,3%.
Das Gemisch wird durch Druckverdichtung mit einer Presse
des Typs Sahut Conreur agglomeriert. Unter den Behandlungsparametern
trägt man Sorge für die Temperatur des
Gemisches, die zum Zeitpunkt der Agglomerierung etwa
70°C beträgt, den Einstelldruck, der 16,7×10⁵ N/m
linear beträgt, die Geschwindigkeit der Zonen der Presse,
die 5 U/min beträgt, und die Leistung der Presse, die
6 kW beträgt.
Man erhält auf diese Weise Kohlebriketts mit einer ausreichenden
Kohäsion in grünem Zustand, um transportiert
werden zu können. Sie werden nicht durch einen Fall aus
6 m Höhe beschädigt und besitzen eine gute mechanische
Festigkeit nach 1 h Trocknen bei Raumtemperatur.
Die Beständigkeit dieser Briketts, bestimmt mit einem
Kompressionsdruck-Meßgerät mit Gegengewicht, eingestellt
von der Soci´t´ Sahut Conreur, besitzt die folgenden
Werte:
in grünem Zustand|294,3 N | |
nach 24stündigem Trocknen bei Raumtemperatur | 686,7 N |
nach Wärmebehandlung von 1 h bei 100°C und 1 h bei 130°C | 1765,8 N |
Diese Briketts werden hierauf in kaltes Wasser getaucht.
Man stellt fest, daß sie sehr rasch desaggregieren. Einige
Minuten später besitzt das Agglomerat keine Kohäsion
mehr.
Diese Ergebnisse zeigen, daß es möglich ist, durch alleinige
Verwendung eines Bindemittels des stärkeartigen
Typs Agglomerate aus Feinkohle mit guten mechanischen
Eigenschaften zu bilden, die jedoch gegenüber Wasser
nicht beständig sind.
Man mischt in einem Mischer innig 50 kg Feinkohle mit
den gleichen Eigenschaften wie diejenigen der Feinkohle
des Beispiels 1 und 3 kg native Getreidestärke. Man erhitzt
das erhaltene Gemisch unter Rühren bis auf eine
Temperatur von 50°C. Hiernach gibt man 50 wasserabweisendes
Mittel vom Typ Rhodorsil Siliconate 51 T (von
RHONE-POULENC in den Handel gebrachtes Kaliumsiliconat
mit einem Trockensubstanz-Gehalt von etwa 49%), verdünnt
in 5 l Wasser, zu. Hiernach mischt man dieses Gemisch
während ½ h, indem man die Temperatur des Gemisches
auf 90°C bringt. Die Oberflächenfeuchtigkeit beträgt
dann 2,1%. Das Gemisch wird anschließend einer Agglomerierungsbehandlung
durch Druckverdichtung unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 unterzogen.
Man erhält so Feinkohle-Briketts mit einer ausreichenden
Kohäsion in grünem Zustand, um einen Transport zu überstehen.
Nach einem Fall aus einer Höhe von 6 m werden
sie nicht beschädigt. Sie besitzen nach 1 h Trocknen bei
Raumtemperatur eine gute mechanische Festigkeit.
Die Widerstandsfähigkeit dieser Briketts, gemessen wie
in Beispiel 1, besitzt die folgenden Werte:
in grünem Zustand|294,3 N | |
nach 24stündigem Trocknen bei Raumtemperatur | 784,8 N |
nach einer Wärmebehandlung von 1 h bei 100°C und 1 h bei 130°C | 1962,0 N |
Diese Briketts werden dann in kaltes Wasser getaucht.
Es wird selbst nach mehrmaligem Eintauchen kein Zerfall
beobachtet.
Die mechanische Festigkeit der Briketts bleibt nach deren
Verweilen in Wasser und nach einem einfachen Abtropfen
unverändert. Das Innere der Briketts besitzt keine Spur
von Feuchtigkeit.
Dieses Beispiel zeigt, daß die Zugabe von 5,6% nativer
Stärke und 0,047% Kaliumsiliconat, ausgedrückt als
Trockengewicht, bezogen auf das Gewicht der brennbaren
Feinanteile bzw. der brennbaren Feinkohle, es ermöglicht,
Agglomerate zu erhalten, die den Anforderungen der Technik
hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegenüber Wasser genügen.
Man gibt zu einem Gemisch aus Feinkohle und der gleichen
Stärke wie derjenigen von Beispiel 2 unter den gleichen
Bedingungen 100 g der Siliconemulsion Rhodorsil Emulsion
879, in den Handel gebracht von RHONE-POULENC, und unterzieht
die Mischung den gleichen Behandlungen wie die Mischung
des Beispiels 2. Die Oberflächenfeuchtigkeit beträgt
dann 1,5%.
Man erhält auf diese Weise Feinkohle-Briketts mit einer
Kohäsion in grünem Zustand, die ausreicht, um einen
Transport zu überstehen. Nach einem Fall aus 6 m Höhe
werden sie nicht beschädigt. Sie besitzen eine gute mechanische
Beständigkeit nach 1stündigem Trocknen bei Raumtemperatur.
Die Widerstandsfähigkeit dieser Briketts, gemessen
wie in Beispiel 1, besitzt die folgenden Werte:
in grünem Zustand|294,3 N | |
nach 24stündigem Trocknen bei Raumtemperatur | 657,3 N |
nach einer Wärmebehandlung von 1 h bei 100°C und 1 h bei 130°C | 1863,9 N |
Diese Briketts werden hierauf in kaltes Wasser getaucht.
Es wird selbst nach mehrmaligem Eintauchen kein Zerfall
beobachtet. Ihre mechanische Beständigkeit bleibt nach
deren Verweilen in Wasser und nach einem einfachen Abtropfen
unverändert. Das Innere der Briketts besitzt keinerlei
Spur von Feuchtigkeit.
Dieses Beispiel zeigt, daß die Zugabe von 5,6% nativer
Stärke und 0,11% eines Organosilicium-Derivats vom Typ
einer Emulsion reaktiver Siliconöle, ausgedrückt als
Trockengewicht, bezogen auf das Gewicht der brennbaren
Feinanteile bzw. Feinkohle, es ermöglicht, zu Agglomeraten
zu gelangen, die den Anforderungen der Technik hinsichtlich
ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit sowie
ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Wasser genügen.
Claims (12)
1. Wasserbeständiges, brennbares Agglomerat auf Basis
eines feinteiligen, brennbaren Materials, dadurch
gekennzeichnet, daß es, im Inneren seiner Masse verteilt,
jeweils wirksame Anteile enthält von
zumindest einem organischen Bindemittel, ausgewählt unter den Stärken, den Stärkederivaten, den Mehlen, den Proteinen, den Cellulosen, den Hemicellulosen und Gemischen dieser Produkte, und
zumindest einem wasserabweisenden Mittel auf Organosilicium-Basis.
zumindest einem organischen Bindemittel, ausgewählt unter den Stärken, den Stärkederivaten, den Mehlen, den Proteinen, den Cellulosen, den Hemicellulosen und Gemischen dieser Produkte, und
zumindest einem wasserabweisenden Mittel auf Organosilicium-Basis.
2. Agglomerat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserabweisende Mittel auf Organosilicium-Basis
eine Verbindung ist, deren Struktureinheit durch
die Formel
wiedergegeben wird, worin R und R₁, die gleich oder voneinander
verschieden sein können, Wasserstoff oder organische
Reste, ausgewählt unter Methyl-, Alkyl-, Fluoralkyl-, gegebenenfalls
substituierten Phenyl-, Vinyl- oder deren chlorierten
Derivaten, Alkoxy-, Acyloxy- und Alkylaminoresten,
bedeuten, wobei diese Verbindung vorzugsweise ausgewählt
wird aus der Gruppe der nicht-reaktiven Siliconöle, der
Siliconharze, der reaktiven Siliconöle, die insbesondere
hydroxyliert, alkyliert, aryliert, hydroalkyliert oder hydroaryliert
sind, sowie der Gemische dieser Produkte und der
Emulsionen, die aus diesen Produkten hergestellt werden
können.
3. Agglomerat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das wasserabweisende Mittel auf Organosilicium-Basis
aus der Gruppe der Siliconate der allgemeinen Formel
ausgewählt wird, worin
R₂ eine C₁-C₁₀-Alkyl-, C₂-C₁₀-Alkenyl- oder eine Arylgruppe mit bis zu 10 C-Atomen bedeutet,
X für ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallatom steht und1n10,wobei Kaliumsiliconat bevorzugt ist.
R₂ eine C₁-C₁₀-Alkyl-, C₂-C₁₀-Alkenyl- oder eine Arylgruppe mit bis zu 10 C-Atomen bedeutet,
X für ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallatom steht und1n10,wobei Kaliumsiliconat bevorzugt ist.
4. Agglomerat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das organische Bindemittel
entweder eine native Stärke jeglichen Ursprungs in natürlicher oder Hybridform, entstammend beispielsweise der Kartoffel, dem Maniok, dem Mais, dem wachsigen Mais bzw. der wachsigen Stärke, dem Mais mit hohem Amylosegehalt, dem Getreide bzw. Weizen und Fraktionen bzw. Schnitten, die hieraus hergestellt sein können, der Gerste oder dem Sorghum
oder ein Stärkederivat, bestehend aus einer auf physikalischem und/oder chemischen Weg modifizierten Stärke,
ist.
entweder eine native Stärke jeglichen Ursprungs in natürlicher oder Hybridform, entstammend beispielsweise der Kartoffel, dem Maniok, dem Mais, dem wachsigen Mais bzw. der wachsigen Stärke, dem Mais mit hohem Amylosegehalt, dem Getreide bzw. Weizen und Fraktionen bzw. Schnitten, die hieraus hergestellt sein können, der Gerste oder dem Sorghum
oder ein Stärkederivat, bestehend aus einer auf physikalischem und/oder chemischen Weg modifizierten Stärke,
ist.
5. Agglomerat gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Bindemittel eine gegebenenfalls
durch physikalische Koch-Extrusions- und/oder Gelatinisierungsbehandlung
auf einer Walze in kaltem Wasser löslich
gemachte, native Stärke ist.
6. Agglomerat gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß sie, bezogen auf das Gewicht
des feinteiligen, brennbaren Materials, enthält:
einen Anteil von 0,2 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 7 Gew.-% an organischem Bindemittel und
einen Anteil von 0,005 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,025 bis 1,5 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-% an wasserabweisendem Mittel auf Organosilicium-Basis.
einen Anteil von 0,2 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere 2 bis 7 Gew.-% an organischem Bindemittel und
einen Anteil von 0,005 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,025 bis 1,5 Gew.-% und insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-% an wasserabweisendem Mittel auf Organosilicium-Basis.
7. Verfahren zur Herstellung eines wasserbeständigen,
brennbaren Agglomerats gemäß einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß
man ein feinteiliges, brennbares Material, ein organisches Bindemittel und ein wasserabweisendes Mittel auf Organosilicium-Basis auswählt,
man das wasserabweisende Mittel entweder mit dem brennbaren Material oder mit dem organischen Bindemittel oder mit dem einen oder dem anderen dieser Produkte oder deren Gemisch mischt und
man das so erhaltende Gemisch einer Agglomerierungsbehandlung unterzieht.
man ein feinteiliges, brennbares Material, ein organisches Bindemittel und ein wasserabweisendes Mittel auf Organosilicium-Basis auswählt,
man das wasserabweisende Mittel entweder mit dem brennbaren Material oder mit dem organischen Bindemittel oder mit dem einen oder dem anderen dieser Produkte oder deren Gemisch mischt und
man das so erhaltende Gemisch einer Agglomerierungsbehandlung unterzieht.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß lediglich ein Teil des wasserabweisenden Mittels
entweder mit dem brennbaren Material oder mit dem
organischen Bindemittel oder mit dem einen oder anderen
dieser Produkte oder deren Gemische gemischt wird, wobei
der andere Teil des wasserabweisenden Mittels auf das
sich durch die Agglomerierungsbehandlung ergebende Produkt
aufgebracht wird.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine Materialzusammensetzung herstellt,
die das organische Bindemittel und zumindest
einen Teil des wasserabweisenden Mittels auf
Organosilicium-Basis enthält, führt man eine innige Mischung
des feinteiligen, brennbaren Materials und dieser Materialzusammensetzung
vornimmt und diese Mischung einer
Agglomerierungsbehandlung unterzieht, wobei der etwaige
von der Materialzusammensetzung nicht umfaßte Anteil
des wasserabweisenden Mittels auf das der Agglomerierungsbehandlung
entstammende Produkt aufgebracht wird.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man das nach der Agglomerierungsbehandlung
erhaltene Agglomerat einer Wärmebehandlung
unter Temperaturbedingungen von im allgemeinen
zwischen etwa 80 bis 100°C und etwa 200°C unterzieht.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die angewandte Agglomerierungstechnik
unter der Pelletisierung, der Druckverdichtung,
der Extrusion und der Formung ausgewählt
wird.
12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß man, wenn zumindest ein Teil
des wasserabweisenden Mittels nach der Durchführung der
Agglomerierungsbehandlung aufgebracht wird, ein Anfeuchten,
Besprengen oder Zerstäuben bzw. Pulverisieren vornimmt.
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