-
Verfahren zum Entwässern von Rohtorf, Kohlenschlamm u. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Entwässerung von Frischtorf, Kohlenschlamm u.
dgl., insbesondere auf ein Verfahren zurre Auspreßbarmachen dieser Stoffe.
-
Man hat schon vorgeschlagen, die Auspreßbarkeit des Frischtorfes zu
vergrößern, indem man ihn mit einem trockenen Pulver, vorzugsweise trockenem Torf,
vermischt; aber dieses Verfahren ist nicht ökonomisch, weil der Frischtorf nur etwa
io °f" Trockensubstanz enthält und man. um den Frischtorf auspreßbar zu machen,
mindestens eine Menge von 1o °j" des Gewichtes der auszupressenden Masse an getrockneter
Torfsubstanz hinzufügen muß.
-
Auch hat man vorgeschlagen, beim Pressen des Frischtorfes die Preßflächen
mit Vorsprüngen u. dgl. zu versehen, um die Verteilung des Preßlings leichter zu
machen, und diese Vorsprünge durch Siebauflagen u. dgl. zwecks besserer Entwässerung
de: Preßlings wasserdurchlässig auszubilden.
-
Bei diesem und anderen Verfahren muß hoher Druck angewandt werden,
wenn man den Frischtorf bis zu einem Wassergehalt von 65 bis ; o "J" abpressen will.
-
Es ist bekannt, daß der sogenannte kolloidale Zustand des Frischtorfes
durch Erhitzung oder durch Behandlung mit Salzen, Säuren u. dgl. verringert werden
kann, und gleichfalls ist es bekannt, daß man bei Durchgang eines elektrischen Stromes
durch den Frischtorf Wasser bei einem der Pole aus dem Torf abscheiden kann.
-
Das Verfahren nach der Erfindung besteht nun darin, daß man das zu
entwässernde Material vor oder während des Pressens mit einer großen Anzahl kleiner
Löcher versieht und die an der Innenseite dieser Löcher grenzende Schicht dieses
Materials in an sich bekannter Weise durch Erhitzung und/oder durch Behandlung mit
Säuren, Salzen oder anderen diese Wirkung ausübenden Stoffen wasserdurchlässiger
macht.
-
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird der aus einer gewöhnlichen
Torfmischmaschine kommende gemahlene Frischtorf, der dann vorzugsweise die Form
eines Stranges, flachen Kuchens oder Bandes besitzt, in irgendeiner Weise mit einer
großen Anzahl von Löchern versehen. Werden dann die Innenflächen dieser Löcher durch
irgendein Hilfsmittel dermaßen geändert, daß die Torfteilchen dieser Innenflächen
nicht mehr stark wasserbindend sind, besser gesagt, wasserdurchlässig werden, so
wirken die Löcher wie Entwässerungsröhrchen. Wird der Frischtorf dann unter eine
Presse gebracht, so ergibt sich, daß diese kleinen Löcher während der Pressung merkwürdig
lange als Entwässerungskanälchen wirksam
bleiben. Dadurch wird der
Prellgradient weit verringert, daß mit einem geringen Druck ein guter Erfolg erzielt
werden kann.
-
Die Erhitzung der Oberfläche der Löcher geschieht vorzugsweise mittels
durch dieselben geführter heißer Luft, durch Anwendung eines elektrischen Stromes
oder durch Dampf, der evtl. überhitzt sein kann.
-
Das Anbringen der kleinen Löcher kann z. B. so geschehen, daß der
strang-, band- oder wurstförmig aus dem Mundstück der Mischmaschine kommende Frischtorf
durch eine geeignete Walze läuft, welche derart eingerichtet ist, daß in den Kuchen
oder Wurst eine sehr große Anzahl kleiner Löcher oder Schlitze gestochen werden.
Man wird dabei vorteilhaft von zwei Stechwalzen Gebrauch machen können, wobei die
untere Walze von unten nach oben Löcher oder Schlitze sticht und die obere von oben
nach unten. Auch können die beiden mit Stiften oder Messern versehenen Walzen voneinander
isoliert angeordnet und die beiden Rollen oder nur die Stifte oder Messer mit einer
Wechselstrom-oder Gleichstromquelle verbunden werden. Abhängig von den zwischen
den Stiften oder Messern gewählten Abständen wird man die Potentialdifferenz zwischen
den beiden Rollen bestimmen. Das Stechen der Löcher bzw. der Schlitze kann auch
durch erhitzte Stifte oder Messer geschehen. Während der kurzen Zeit, in der die
Stifte oder Messer sich in dem Frischtorf befinden, muß eine starke Wärmeentwicklung
stattfinden, wodurch die Innenflächen der Löcher, welche in den Frischtorf gestochen
werden, ihre wasserbindenden Eigenschaften verlieren und wasserdurchlässig werden.
Es wurde wahrgenommen, daß die Wasserabscheidung auf elektrischem Wege mit Hilfe
von Wechselstrom erzielt werden kann. Führt man nämlich im Frischtorf zwei Wechselstromelektroden
ein, dann wirkt der Frischtorf, vermutlich erst einige Augenblicke nach dem Anfang
des Stromdurchganges, wie ein Gleichrichter, wobei nur ein Teil der Sinuskurve des
Stromes hindurchgelassen wird. Der Tonerde enthaltende Frischtorf wirkt dann wie
eine Aluminiumzelle, die, wie bekannt ist, Wechselstrom in einen intermittierenden
Gleichstrom umwandelt.
-
Bei dem Verfahren mit Hilfe der Stechvorrichtung wird durch die im
Torf entwickelte oder die dem Torf zugeführte Wärme des entwickelten Dampfes die
wasserbindende Eigenschaft des zwischen den Stiften oder Messern liegenden Frischtorfes
verringert, während außerdem, besonders bei Anwendung von Gleichstrom, an dem negativen
Pol eine spontane Abscheidung von Wasser aus dem Frischtorf stattfindet. Sind die
Stifte auch nur wenige Sekunden bei einem Stiftabstand von 3 mm und bei Anwendung
eines Wechselstromes von 220 Volt mit dem Frischtorf in Berührung gewesen, so haben
in dieser kurzen Zeit schon die Innenflächen der Löcher ihre wasserbindenden Eigenschaften
größtenteils verloren.
-
Wird ein gewöhnlicher durchstochener Frischtorfkuchen in einer Säure-
oder Salzlösung getränkt, dann wird dadurch der sogenannte kolloidale Zustand der
Innenflächen der gestochenen Löcher zerstört. Versuche haben gezeigt, daß man dann
sogar in der Lage ist, aus einer Tonne Frischtorf mit 87 bis cgo °/" Wassergehalt
so viel Wasser auszupressen, daß ein Kuchen mit nicht mehr als 4.5 °/" Feuchtigkeitsgehalt
übrigbleibt, so daß aus einer Tonne Frischtorf, welche ursprünglich goo kg Wasser
enthielt, mehr als 818 kg Wasser ausgepreßt werden.
-
Es liegt auf der Hand, daß man durch geeignete Maschinen das natürliche
Moor auch ohne Benutzung einer Mischmaschine zerschneiden und die Schnittstücke
durch eine geeignete Walze hindurchlaufen lassen kann, wodurch dann die gegrabenen
oder gestochenen Soden perforiert oder zu dünnen Streifen oder Klümpchen umgeformt
werden. Es ist also nicht unbedingt notwendig, den Frischtorf, wie es bisher üblich
war, in einer Mischmaschine zunächst zu einem Brei oder Kuchen zu vermahlen. Es
leuchtet ein, daß es mit sehr geringen Kosten verknüpft ist, die Frischtorfmasse
eine Walze passieren zu lassen und in die Masse Löcher oder Schlitze zu drücken
oder sie in Streifen oder Klümpchen zu zerlegen.
-
Wenn man aus dem Frischtorf Briketts für Handelszwecke herstellen
will, kann man in dazu bestehenden Pressen den sehr nassen Frischtorf von 9o °/"
Wassergehalt erst vorpressen bis z. B. 85 "/" oder weniger Feuchtigkeitsgehalt und
ihm dadurch eine größere Konsistenz geben. Man kann die auf solch eine Weise gepreßten
Soden dann durch eine Preßwalze laufen lassen und diese mittels elektrischer Energie
oder durch Säuren oder durch andere, die wasserbindenden Eigenschaften des Frischtorfes
zerstörenden Mittel besser auspreßbar machen und diese Soden dann z. B. bis auf
einen Feuchtigkeitsgehalt von 70 oder 6o "/" oder noch darunter auspressen, wonach
man sie abermals eine Stechwalze passieren läßt und dann auf .4o oder 45 "1" Wasser
auspreßt. Durch eine geringe .Nachtrocknung wird dann ein Handelsprodukt erhalten.
Die Dicke der zum Verkauf angefertigten Soden kann groß oder klein gewählt werden
durch Aufeinanderlegung einiger vorgepreßter Soden mit nachfolgender Pressung.
-
Erfindungsgemäß kann man nun die Auspreßbarkeit von Frischtorf auch
vergrößern
durch Hineinbringen von Frischtorf in eine Preßform,
worin zwei oder mehrere Preßstempel arbeiten, welche mit vielen wasserdurchlässigen
Stiftchen, Platten oder Röhrchen versehen sind oder Bürsten mit stählernen Borsten
ähneln, und dabei die Preßstempel mittels Dampf erhitzen, evtl. unter Erhitzung
der Preßform selbst.
-
Hat man dann außerdem die Räume zwischen den stählernen Stiften, Platten
oder Röhrchen des Preßstempels und evtl. auch die Seitenwände mittels kleiner Öffnungen
entwässernd gemacht, dann wird es möglich sein, den durch die genannten mit Dampf,
Elek-1rizität,heißem Wasser oder in anderer Weise erwärmten Preßstempel und durch
die evtl. warme Preßforin erhitzten Frischtorf mittels Druckes auszupressen. Die
zugeführteWärme, die durch die warmen Preßstempel, gegebenenfalls auch durch die
Wände strömt, wird durch die an den Preßstempeln sitzenden stählernen Nadeln, Lineale
oder Röhrchen bis in den Torf geführt, wodurch der Frischtorf innerhalb sehr kurzer
Zeit mittels der vielen Wärmebahnen auch bis in die inneren Teile der auszupressenden
Masse auf höhere Temperatur gebracht wird, so daß ein großer Teil des Wassers, das
in dem Frischtorf vorhanden ist, frei wird und dann entlang oder durch die Stifte,
Platten oder Röhrchen ablaufen @ kann. Nach Entfernung des Preßstempels wird dann
ein Torfkuchen zurückbleiben, der sehr viele Kanäle, Kanälchen oder Schlitze enthält,
die eine wasserdurchlässige Wand haben. Wenn gewünscht, kann dieser Torfkuchen weiter
in einer gewöhnlichen Preßform mit perforierten Wänden zu einem sehr niedrigen Feuchtigkeitsgehalt
ausgepreßt werden.
-
Bei Verwendung der beschriebenen Verfahren kommt es oft vor, daß unmittelbar
unter der wasserdurchlässigen Schicht eine feste Torfschicht gebildet wird, die
das Wasser schwer hindurchläßt. Erfindungsgemäß kann das Entstehen dieses festen
Kuchens verhindert «-erden, indem die Wasserzufuhr zu der Entwässerungsfläche durch
Entwicklung von Dampf im Innern der Torfmasse befördert wird, vorzugsweise unter
gleichzeitiger Anwendung von äußerem Druck.
-
Die Folge dieses Verfahrens ist, daß das Wasser, das durch den Frischtorf
schon bei Anwendung von einem sehr geringen Druck losgelassen wird, aus der ganzen
Torfmasse gleichmäßig sofort nach dem Freikommen abfließen kann, ohne dabei schwer
durchlässige Schichten zu treffen, so daß die Torfmasse während der Entwässerung
so gleichmäßig wie möglich verdichtet wird und die Entwässerung bei Anwendung von
einem geringen Druck viel weiter fortgesetzt werden kann, als es bei den bis jetzt
bekannten Verfahren der Fall ist.
-
Es wurde gefunden, daß man zur Entwicklung des Dampfes in der auszupressenden
Torfmasse vorteilhaft von elektrischem Strom Gebrauch machen kann.
-
Zur Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung möge das folgende
Beispiel dienen: Ein viereckiger metallener Preßraum hat Seitenwände, in welchen
Wasser durchlassende üffnungen, z. B. Schlitze oder kleine Löcher von etwa o,5 bis
o,8 mm Durchmesser o. dgl., angebracht sind. In dem Raum ist ein oder sind mehrere
Stempel auf und ab bewegbar angebracht, und an einem oder mehreren Stempeln sind
eine Anzahl Röhrchen in der Weise angebracht, daß sie beim Heruntergehen durch ebenso
viele Öffnungen in den Grenzflächen des Raufries hinaustreten können, diese dabei
zu gleicher Zeit fast abschließend. Die Röhrchen sind am unteren Ende verjüngt,
während die zylindrischen Wände der Röhrchen sowie die Wände der Preßform mit Offnungen
von etwa o,5 bis o,8 mm versehen sind. In den Preßraum wird nun ein Klümpchen Frischtorf,
etwa zoo g wiegend, gebracht, worauf die Wand des Preßgehäuses sowie die mehr nach
innen liegenden Röhrchen mit der \ ulleitung eines Drehstromnetzes verbunden werden
und die Röhrchen, welche am dichtesten bei der Wand des Preßgehäuses liegen, mit
der Phase des Wechselstromnetzes, worin ein Vorschaltwiderstand aufgenommen ist,
verbunden werden. Wird der Stempel oder werden die Stempel nun vorwärts bewegt und
kommen die Röhrchen in den Torf, dann wird nach Einschaltung des Stromes eine starke
Wärmeentwicklung an den Kontaktstellen von Torf und Metall stattfinden. Diese Wärmeentwicklung
hat zur Folge, daß an den erwähnten Kontaktstellen der Frischtorf Wasser durch Verdampfung
verliert, j a auch eine \ aßverkohlung des Torfes stattfindet, so daß eine dünne,
wasserdurchlässige Schicht gebildet wird. Für ein hinderliches Mitspülen von Torfteilchen
und eine Verschmutzung der Filterflächen besteht dann keine Gefahr mehr. Überdies
wird durch diese Wärmeentwicklung an den Grenzflächen Dampf entwickelt. Dieser Dampf
preßt das im Frischtorf. vorhandene Wasser vor sich aus zu den Stellen, wo der Widerstand
am geringsten ist, und dort fließt dann das Wasser ab.
-
Wird der Stempel oder das Stempelaggregat vorwärts bewegt, dann fließt
immer mehr Wasser zu den Entwässerungsöffnungen, wo sich aber ein Ultrafilter aus
naßverkohltem Torf befindet. Man bedenke hierbei, daß die Torfmasse an den metallenen
Kontaktflächen entlang gleitet, so daß auch vor den siebartigen
)ffnungen
ein Ultrafilter aus halbtrockenem und maßverkohltem Materie, das an der Grenzfläche
(Metall-Torf) gebildet ist, zu liegen kommt. Man kann beobachten, daß durch die
wasserdurchlässigen Öffnungen der Seitenflächen zuerst nahezu kaltes, ziemlich klares
Wasser herausfließt. Sobald die unteren Öffnungen der Röhrchen durch die Öffnungen
des Gegenstempels passiert sind, kommt auch durch diese Entwässerungswege Wasser
zum Vorschein. Dieses Wasser ist infolge des mechanischen Druckes und des Dampfdruckes,
durch die höher liegenden Entwässerungsflächen in das Innere der Röhrchen gedrungen.
-
Es wurde gefunden, daß gemahlener, sehr weit zersetzter Frischtorf
mit einem Wassergehalt von ungefähr 9o °/a in der oben beschriebenen Weise innerhalb
eines Zeitraumes von weniger als zwei Minuten zu einem Wassergehalt von 62 °/a entwässert
werden konnte (es wurden also 737 bis iooo Teile des ursprünglich anwesenden Wassers
entfernt), wobei der Preßdruck am Ende des Versuches nicht größer war als etwa i
kg pro Quadratzentimeter. Weitaus der größte Teil des Wassers wurde hierbei frei
mit einer Temperatur von etwa 2o° C, welche am Ende der Entwässerung bis etwa
55' C anstieg, wobei die Temperatur erst am Ende der Pressung höher wurde,
Man hat schon vorgeschlagen, Pressen zum Entwässern von feuchtem Gut zu erhitzen,
wobei aber keine vergrößerte wasserdurchlässige Oberfläche vorgesehen war, so daß
das Wasser einen langen Weg innerhalb des zu pressenden Materials zurücklegen mußte
und somit der nach der vorliegenden Erfindung erzielte Fortschritt nicht erreicht
wurde. Die Erfindung ist nicht auf ihre Anwendung auf Frischtorf, Kohlenschlamm
u. dgl. beschränkt. Im allgemeinen kann sie auf alle Stoffe angewendet werden, in
die in oben beschriebener Weise flüssigkeitsdurchlässige Flächen angebracht werden
können.