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Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für die Erzeugung von
Preßkohlen mit hohem Heizwert Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren
für Bindemittel, die für die Erzeugung von Prellkohlen mit hohem Heizwert erforderlich
sind. Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren besteht darin, daß natürlich
oder künstlich oxydierte Teere mit hydrierten oder wenig oxydierten Teeren gemischt
und, gegebenenfalls unter der Einwirkung eines oxydierenden Gasstromes, erhitzt
werden.
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Es sind Verfahren bekannt, bei denen z. B. die oxydierende Wirkung
von Manganoxyden zur Umbildung von Steinkohlenteeren o. dgl. benutzt wird. Das hat
aber den Nachteil, daß die Zusetzung eines Mineralstoffes not-«-endig wird.
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Auch ist es bekannt, Rohnaphtha oder andere Teerstoffe mit Petroleum
o. dgl, bei normaler Temperatur zu vermischen oder auch wasserlösliche Bindemittel
nach der Mischung und Kompression in ein unlösliches Bindemittel überzuführen. Alle
diese Verfahren liefern keine Bindemittel, die für die Erzeugung von Preßkohlen
mit besonders hohem Heizwert brauchbar sind.
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Wenn die Kohlen eine große Porosität besitzen, bietet ihre Brikettierung
besondere Schwierigkeiten. Daher kann der Staub von Koks und Halbkoks, von Braunkohlen
und Torf, von mehr oder weniger gebrannten Holzkohlen und aktivierten Kohlen schwer
zu Preßkohlen verarbeitet werden, die zur Verbrennung oder Vergasung verwendet werden
sollen. Man ist -darauf angewiesen, bedeutende Mengen von Bindemitteln anzuwenden,
um die nötige Bindekraft zu erzeugen. Der überschuß an Bindemitteln muß daher durch
Erhitzen entfernt werden.
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Die Herstellung ist beschwerlich, die Preßkohle teuer. Die Erhitzung
nach der Stückigmachung muß bis zu hohen Temperaturen getrieben werden und ,liefert
keine Erzeugnisse von erheblichem Wert. Die Verkokung kann sogar schädlich wirken,
wenn die Preßkohle selbst kein widerstandsfähiges Bindemittel zu bilden vermag.
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Aus diesen verschiedenen Gründen können die handelsüblichen Teere
der Steinkohle, der Braunkohle oder des Torfes allein oder im Gemisch mit festen
Stoffen keine befriedigende Wirkung ergeben.
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Im allgemeinen, bestehen diese Brikette im wesentlichen aus schweren
Kohlenwasserstoffen, deren Zersetzung unter Bildung leichterer Kohlenwasserstoffe
stattfindet, und zwar durch eine Art Sprengung, die sich bei höherer Temperatur
in eine Bildung von Teeren fortsetzt, wobei den auf :diese Weise brikettierten Brennstoffen
ihre guten Eigenschaften zum großen Teil genommen werden. Wenn man jedoch holzsaure
Teere verwendet, ermöglicht die leichte Zersetzung der oxydienen
Erzeugnisse,
die diese Stoffe enthalten, die Herstellung von Briketten bei niedriger Temperatur,
die zur Verbrennung geeignet sind. Diese Teere sind jedoch nur in begrenzter Menge.
verfügbar, und ihre Herstellung erweist sich mengenmäßig nicht einmal als ungenügend,
um die Brikettierung der gleichzeitig gebildeten Holzkohle zu sichern. Im übrigen
liefert ihre Zersetzung in der Hitze hauptsächlich Wasserdampf, ohne irgendwelche
Stoffe zu ergeben, die einen angemessenen Wert besitzen.
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Das Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für die Erzeugung
von Preßkohlen gemäß vorliegender Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß man
bei mäßiger Temperatur oxydierte holzsaure Teere auf Teere einwirken läßt, die fast
ausschließlich wasserstoffreich sind. Man verändert die Zusammensetzung der letzteren,
indem man die Bildung bedeutender Mengen von Wasserdampf hervorruft, wobei sich
gleichzeitig die Masse verdickt und ein oxydierter Teer entsteht, der sich vollkommen,
wie weiter unten beschrieben wird, zur Brikettierung poröser Kohlen eignet.
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Man mischt das so erhaltene Bindemittel in veränderlichem Verhältnis
(1o bis 6o °/o) mit den -Kohlen zweckmäßig unter gleichzeitigem Reiben und preßt
die Mischung, sei es in kaltem oder heißem Zustande, um widerstandsfähige Preßkohlen
oder granulierte Pulver zu erhalten. Durch das Brennen der Formlinge nach der Verpressung
bei niedriger Temperatur bildet sich zwischen 19o und 300°, ohne däß die Eigenschaften
des Brennstoffes wesentlich geändert würden, Wasserdampf und bei höherer Temperatur
zwischen 300 und 5oo° Essigsäure, Alkohol und Teer in solchen Mengen, daß
der Ertrag die Behandlungskosten decken kann.
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Wenn man an Stelle fast ausschließlich hydrierter Teere die oxydierten
Teere auf Teere wirken läßt, die vorher auf bekannte Weise oxydiert wurden (Behandlung
mit Luft, Ozon u. dgl.), erhält man schneller die Umwandlung des Ganzen in eine
Masse, die die geforderten Eigenschaften ,aufweist.
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Schließlich erleichtern gewisse, in die Masse eingebettete Oxyde (Eisenoxyd,
Kupferoxyd, :Wickeloxyd, verschiedene Metallsalze u. dgl.) erheblich die Entziehung
des Hydratwassers und erniedrigen_rauchden Schmelzpunkt der Asche. 1. Ausführungsbeispiel
Ein oxydierter Braunkohlen-, Steinkohlen-oder - Petroleumteer wird zu gleichen Teilen
mit-holzsaurem Teer zusammengemischt, der eine kleine Menge Eisensalz enthält. Hierauf
wird die- Mischung bis auf 2oo° erhitzt. - Es tritt alsdann eine starke Wra:sserdampfentwicklung
auf, die von einem starken Kochen begleitet ist, während sich die Masse immer mehr
verdickt und in einen Teer umwandelt, der sich durch Abkühlung verfestigen läßt
und dessen Schmelzpunkt sich nach Belieben, ie nach der Dauer der Behandlung, festlegen
läßt.
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Durch Verreiben dieses Teeres mit Tieftemperaturholzkohle zwecks Mischung
ergibt sich eint: Masse, die sich durch Pressen zwischen 40 und 30o kglcin brikettieren
läßt.
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Die auf diese Weise erhaltenen Preßkohlen werden langsam und fortschreitend
auf 300° erhitzt und auf dieser Temperatur erhalten, bis die Wasserdampfentwicklung
aufhört. Hierauf wird die Temperatur weiter erhöht, wodurch ein Entweichen von Kohlenwasserstoffen,
Essigsäure und Alkohol hervorgerufen wird, das bis zu einer Temperatur von etwa
:f50° anhält, wo es dann vollkommen aufhört.
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Auf diese Weise erhält man eine feste, widerstandsfähige Kohle von
einer Dichte zwischen 0,7 bis o,9, die sich sehr gut verbrennen läßt. 2.
Ausführungsbeispiel Ein Steinkohlenteer wird zu gleichen Teilen mit holzsaurem Teer
gemischt und die Mischung der Einwirkung strömender Luft zwischen 1,8o und 25o°
ausgesetzt, bis sich infolge einer starken Wasserdampfentwicklung die Masse in einen
Teer umgewandelt hat, der dem obenbenannten entspricht und der unter den gleichen
Bedingungen zur Brikettierung von Halbkoks, Braunkohle, Torf oder Holzkohle in gleicher
Weise verwendet wird. 3. Ausführungsbeispiel . Man mischt zu gleichen Teilen einen
Braunkohlen- oder Torfteer, einen Holzteer und einen holzsauren Teer und setzt das
ganze einer Temperatur zwischen 18o und 22o° in Gegenwart eines Metalloxydes, z.
B. F203, CuO oder \ i0, aus.
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Es tritt eine .starke .Wasserdampfentwicklung auf, wobei ein Teer
entsteht, der vollkommen zur Brikettierung pulverförmiger aktivierter oder nicht
.aktivierter Kohlen geeignet ist, und zwar unter Anwendung des im ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Verfahrens.
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Wenn man will, kann man schließlich die auf diese Weise erhaltenen
Kohlen auf eine höhere Temperatur erhitzen zu dem Zwecke, sie in widerstandsfähige.
Preßkohlen umzuwandeln, die für den Hausbrand oder für Schmiedefeuer verwendet werden
können.