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Verfahren zur Behandlung von fein zerteiltem kohlenstoffhaltigem material.
Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni igi i die Priorität
auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 20. Juli 1921
beansprucht. Die Erhn clung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von fein
zerteiltem kohlenstoffhaltigem Material derjenigen Art, bei welchem das Material
in Wasser aufgeschwemmt und unter tüchtigem Rühren mit einem Bindemittel, z. B.
flüssigem Kohlenwasserstoff, versetzt in einen Balligen Zustand übergeht, wobei
die aschebildenden Verunreinigungen (Gangart) und das Wasser abgestoßen werden.
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Man hat bereits -vorgeschlagen, Kohle, Erze u. dgl. von ihren Verunreinigungen
zu trennen, indem man das fein zerteilt: Gut mit geringen Mengen Öl versetzt, in
Wasser aufschwemmt und Luft durch die Masse hindurchleitet. Es bildet sich dadurch
an der Oberfläche ein Schaum, der vorzugsweise diejenigen Bestandteile enthält,
die sich leicht mit einem Ölhäutchen überziehen. Im Gegensatz hierzu werden bei
vorliegendem Verfahren durch Zusatz größerer Mengen 01
zum im Wasser verteilten
kohlehaltigen Gut und Umrühren der Masse ballige Körper gebildet, die im wesentlichen
aus Kohlenstoff und öl bestehen. Es ist auch bekannt, fein zerkleinerte kohlenstoffhaltige
Gemenge in enicin Wasserbade unter Zusatz von öl zu behandeln, wobei Kohlenstoffteilchen
sich mit Ü1 zusammenballen und diese Ölkohleballungen durch ein im Behälter angeordnetes
Sieb von der nicht mit an der Ballung teilnehmenden Gangart, welche durch das Sieb
hindurch auf den Behälterboden fällt, abgesiebt und so eine Trennunvon kohlenstoffhaltigen
Teilchen und Gangart erzielt werden kann.
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Der Betrieb nach diesem "erfahren ist aber ein wenig leistungsfähiger,
da e r intermittierend ist, und die Scheidung unvollkommen, weil die auf dem Siebe
sich ablagernden Olkohleballungen den Durchgang der Gangart durch das Sieb behindern.
Man hat auch schon versucht, in einem mit einem Siebboden versehenen Gefäß eine
ballig breiige Masse aus fein zerkleinerter Kohle und Gangart und 01 mit
einem Wasserstrom und Rührung zu behandeln, wobei durch die Rührung und den geregelten,
von oben nach unten durchtretenden Waschwasserstrom ein Auswaschen der Gangart erzielt
werden soll und die etwa
ausgewaschene -Menge Gangart -durch
den S-ebboden h_ndurchtreten soll, während die Öhlkohlemasse darüber verbleibt.
Die Abscheidu g der Gangart ist hierbei aber sehr unvollkommen.
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Die Erfindung will durch Regelung des Wasserzuflusses nicht nur in
bekannter Weise die Balligen Körper indem fließenden Wasser in der Schwebe erhalten,
sondern auch das Wasser dauernd unter Abführung der Gangteilchen als Träger zur
Förderung der geballten Masse aus dein Behälter im kontinuierli--he:l Betriebe verwenden.
Es soll also im Sinne der bekannten Schwemmverfahren . fein zerteiltes, in Wasser
in der Schwebe gehaltenes, kohlehaltiges Gut und Öl durch Rührarme in innige
Berührung miteinander gebracht werden, wobei die ganze Flüssigkeit, also das
Öl und das Wasser, durch eine Reihe von Rührabteilen des Behälters vom Wasser
zickzackförmig hindurchgeführt wird und die dabei gebildeten Ölkohlekugeln aus dem
letzen Abteil des Behälters ins Freie abgeschwemmt werden.
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Auch die Behandlung von in Wasser schwebenden feinen Erzteilchen mit
Öl ist zur Abtrennung von Gangart beschrieben worden. Dies hat aber nur die Konzentration
des Erzes an bestimmten Bestandteilen zur Folge, wogegen durch das vorliegende Verfahren,
das in seinen Einzelheiten von dein bekannten Verfahren verschieden ist, ein hochwertiger
Brennstoff gewonnen werden soll.
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Durch Patent der Erfinderin ist ein Verfahren bekannt, um eine große
Menge der erwähnten Verunreinigungen zu entfernen, wobei die feinen Teilchen in
Wasser aufgeschwemmt _und in Gegenwart des Kohlenwasserstoffö_s durchgerührt werden.
wob: i das öl sich mit den feinen Teilchen zu einer dichten I Masse oder einer Mehrzahl
von Bällen wechselnder Größe vereinigt, welche nicht leicht abzunehmen sind, weil
sie nicht durch das fließende Wasser getragen werden. Zweck- . mäßig ist es. eine
einzige Mischkammer anzuwenden, welche in verschiedene Abteilungen zerlegt wird,
wobei in jeder Abteilung eine ! Rührung stattfindet, Bei einersolchenVorrichtung
werden Kohle, Wasser undÖlintestimmtem Maße und für eine bestimmte Zeit in jeder
Abteilung gerührt und gelangen dann unter der Wirkung, der Wasserströmung in j die
folgende Abteilung, und wenn sie die letzte Abteilung verlassen, haben sich die
Kohlenstoffteilchen mit dem Öl oder sonstigen Bindemittel-zu Ballen vereinigt, die
die Form ungefähr kt4geliger- Körper, von im wesentlichen. gleicher Größe haben.
Diese Ballenwerden - durch das abfließende Wasser über einen Überlauf aus der Mischkammer
abge--schwemmt und' auf einen Aufnehmer zwecks Abspüleas und Sammelns niedergeschlagen.
Das Wasser mit den darin schwimmenden Verunreinigungen wird auf diese Weise von
den kugeligen Körpern aus Öl und Kohle getrennt, die eine dichte, plastische Beschaffenheit
haben und im wesentlichen frei von aschebildenden-Substanzen sind.
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In der Zeich-lung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Ausführung des Verfahrens dargestellt.
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Ein Behälter i besitzt einen Einlaß 2 für eine Aufschwemmung fein
pulverisierter Kohle in Wasser. Ein Einlaßrohr 3 für Öl oder ein ähnliches Bindemittel
ist am Behälter angebracht. Die dem Behälter zugeführte Kchle wird zweckmäßig im
nassen Zustande in geeigneter Apparatur gemahlen, und zwar auf eine Korngröße, daß
sie durch ein Sieb mit 200 oder mehr Maschen per Quadratzoll hindurchgeht. Die Kohle
und das Wasser treten in die erste Kammer q. des Behälters.
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Der Behälter ist durch Scheidewände 5, 6, 7, 8 in Kammern q., 9, 1
o, i i und 12 geteilt, welche gleichmäßige oder verschiedene Größe haben können.
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In dem Behälter ist eine Welle 13, die durch eine Riemenscheibe
14. angetrieben wird und eine Mehrzahl von Rührschaufeln 1-5 trägt. Eine Gruppe
solcher Schaufeln befindet sich in jeder der Kammern q., io, 9, io, ii und 12. Die
in die erste Kammer eintretenden Materialien werden dort zum Teil durcheinandergemischt,
und die Durchflußgeschwindigkeit ist so reguliert, daß jedes Materialteilchen-in-.dieser-
Kammer eine bestimmte Zeit bleibt, ehe.es-durch-die Öffnung 16 in die nächste Kammer
-9 -eintritt. - Nachdem -in dieser Kammer_9_-.eine neue Umrührung stattgefunden
hat, tritt das Gemisch aus Öl, Kohle und Wasser-.mit den. darin verteilten -Verunreinigungen
durch- die Öffnung 17 in die Kammer io, in welcher-eine neue Rührung stattfindet,
dann durch-die Öffnung 18 in die Kammer i i und durch die .Öffnung i9 in die Kammer.
12. Ehe das Material die letzte Kammer erreicht hat, hat das. Öl die feinen Kohleteilchen
eingehüllt und umgeben, und eine Vielzahl solcher Teilchen -ist- zu Ballen von im
wesentlichen gleicher Größe und kugeliger Form vereinigt,. während die Gangart und
ein großer Teil des Wassers abgestoßen ist. Die Gangart wird vom Wasser mit den
Ballen über die Austragkante herausgeschwemmt und durch Absiebung mit dein Wasser
von den Ballen getrennt.
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Bei der Behandlung bituminöser Kohle von ungefähr Zoo Maschen Korngröße
kann man, um kugelige -Ballen von ungefähr 1,2 cm zu erzielen, das Rührwerk mit
ungefähr 1:25 Umdrehungen
in der Minute betreiben, wobei die Durchgangszeit
etwa So Minuten beträgt. Natürlich hängt die Drehungsgeschwindigkeit der Ballen
und die Behandlungszeit in weitem Maße von der Art des angewandten Rührwerks ab,
and die Zahlenangaben beziehen sich nur auf ein bestimmtes mit Nutzen angewandtes
Ausführungsbeispiel. Je nach der Art des Rührers, der Mischkammern und anderen Umständen
können diese Angaben in weitem Maße wechseln. Die in der Rührvorrichtung entstehenden
Ballen sind bei verschiedenen Arten kohligen Materials verschieden, aber bei der
Behandlung bituminöser Kehle hat sich gezeigt, daß die Ballen alle von ungefähr
gleichmäßiger Größe sind und einen Durchmesser von annähernd 1,2 cm haben, wenn
die angegebene Behandlungsweise stattfindet.
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Jeder Ballen besteht aus einer Vielzahl einzelner, kugeliger Teilchen,
welche getrennt mit dünnen Schichten von absorbiertem t31 überzogen sind. Die Ballen
sind in weitem Maße frei von Aschebildnern und enthalten nur wenig Feuchtigkeit,
die gewöhnlich zwischen io und 15 Prozent schwankt. Bei der Behandlung von Anthrazit
sind die Ballen gewöhnlich etwas kleiner, aber ebenfalls von kugeliger Form und
einem Durchmesser von ungefähr o,6 cm. Die Kohle und das Öl müssen dem Behälter
in regulierten, genau bestimmten Mengen zugeführt werden, und zwar wird zweckmäßig
dem Behälter ein Kohlenwasserstoff, beispielsweise Brennöl, im Verhältnis von einem
Gewichtsteil 01
auf zwei Gewichtsteile Kohle zugesetzt. Die Menge des Wassers
ist nicht wesentlich, obgleich zweckmäßig so viel Wasser zugesetzt wird, daß die
Kohle frei aufgeschwemmt bleibt. Aus dem Behälter i w °_rden die zusammengeballten
Massen durch das Wasser abgeführt und gelangen durch eine Rinne 2o auf ein endloses,
wanderndes Sieb 21. Dieses Sieb wird von zwei drehbaren Walzen 22 getragen, und
die auf das Sieb fallenden Ballen werden durch dieses nach vorwärts geführt und
in einen Behälter 23 abgeworfen. Das Wasser und die darin schwebenden Verunreinigungen
der Gangart fließen durch das Sieb in den Trog 24 und werden durch das Rohr 24'
in einen Absetzbehälter 25 geleitet oder gewünschtenfalls frei abgeführt. In dem
Absetzbehälter 25 sammeln sich die aschebildenden Substanzen am Boden, und das Wasser
kann dann wieder in dem Behandlungsapparat benutzt werden. In diesem Falle wird
alles mit dem Wasser etwa entweichende t31 für neuen Gebrauch wiedergewonnen.
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Während des Laufs der zusammengeballten Massen über das Sieb 21 von
der Rinne 2o bis zum Aufnahmebehälter 23 wird zweckmäßig eine Reinigung vorgenommen,
indem ein Wasserregen durch ein Rohr 26 durch das Sieb hindurch auf die zusammengeballten
Massen zur Einwirkung gebracht wird. Dadurch werden etwa vorhandene oberflächliche
Verunreinigungen abgespült und das Produkt gereinigt. In gleicher Weise kann ein
Wasserregen auf das rücklaufende Trumm des endlosen Siebes 21 geleitet werden, um
dieses Sieb zu reinigen.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei der Behandlung gewisser Kohlensorten
es zu-«-eilen erwünscht ist, das 0l an verschiedenen Stellen des Behälters zuzuleiten,
anstatt die ganze Masse in die erste Kammer einzuführen.