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Verfahren zur Entwässerung von feuchten Brennstoffen Es ist von großer
praktischer Bedeutung, das Wasser aus feuchten Brennstoffen, wie Kohlearten, insbesondere
Braunkohle, Teeren, Mineralölen, Torf, Holz u. dgl., zu entfernen. Besonders wichtig
ist dies, wenn die Stoffe einer Behandlung mit Wasserstoff oder wasserstoffabgebenden
Gasen unter Druck bei höherer Temperatur zwecks Gewinnung wertvoller, insbesondere
niedrigsiedender Flüssigkeiten unterworfen werden sollen, weil hierbei kein überflüssiges
Wasser bei der Reaktion vorhanden sein soll. Man hat die Entwässerung nach verschiedenen
Methoden zu erreichen versucht, z. B. durch Schleudern, Pressen, Extraktion u. d'gl.,
jedoch meist unvollständig oder umständlich. Man hat z. B. schon vorgeschlagen,
die Feuchtigkeit aus Braunkohle dadurch auszutreiben, daß man das Ausgangsmaterial
völlig mit einem hochsiedenden öl bedeckt, einige Zeit auf etwa 25o° erhitzt, das
öl alsdann abtreibt und schließlich die zurückbleibende Kohle zwecks Austreibung
der anhaftenden ölteile mit überhitztem Wasserdampf behandelt.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man das Wasser in sehr einfacher Weise
.entfernen kann, wenn man die feuchten festen Brennstoffe zusammen mit anderen,
unter den Arbeitsbedingungen flüssigen Brennstoffen oder die feuchten flüssigen
Brennstoffe auf Temperaturen über 20o° erhitzt unter Anwendung solcher den jeweiligen
Dampfdruck des Wassers überschreitender Drucke, d'aß die Abscheidung desselben praktisch
vollständig in flüssiger Form erfolgt. Das Wasser scheidet sich hierbei zum großen
Teil schnell ab und kann flüssig abgelassen werden. Es ist u. U. zweckmäßig, um
eine vollständige Trocknung zu erzielen, in zwei oder mehreren Stufen zu arbeiten.
Die angewandte Energie kann teilweise durch Regeneration wiedergewonnen und zur
Vorwärmung u. dgl. verwendet werden.
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Eine besondere technische Bedeutung hat das Verfahren bei der Veredelung
von Kohlearten, Teeren, Mineralölen u. dgl. mittels Wasserstoff.oderwasserstoffabgebenden
Gasen unter Druck und bei hoher Temperatur, da die Ausgangsmaterialien hierbei entweder
vollständig oder bis auf einen bestimmten Wassergehalt getrocknet und gleichzeitig
bis in die Nähe der Reaktionstemperatur vorgewärmt werden. Auch die Wärme des abgeschiedenen
Wassers kann ausgenutzt werden, z. B. zur. Vorwärmung frischer Reaktionsteilnehmer.
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Die Trocknung und Abscheidung des Wassers kann noch unter Anwendung
anderer Hilfsmittel beschleunigt werden, wie durch Rühren, Zentrifugieren, abwechselnde
Bewegung und Stagnieren, elektrische Feldwirkung, beschleunigende Zusätze u. d'gl.
Zweckmäßig
erfolgt die Erhitzung im Dauerbetrieb, z. B. in einem
Schlangenrohr, aus dem das Produkt in einen Abstreifer tritt, in dem sich die Trennung
vollzieht. Als besonderer Vorzug des beschriebenen Verfahrens ist hervorzuheben,
daß im Gegensatz z. B. zu der Trocknung durch heiße Gase u. dgl. die zu behandelnde
Substanz nicht verändert wird.
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Man kann das Verfahren auch dann mit Vorteil anwenden, wenn sich das
Wasser z. B. bei Behandlung einer sauerstoffhaltigen Kohle mit Wasserstoff unter
Druck und bei höherer Temperatur bei der Reaktion erst bildet.
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Es ist zwar schon bekannt, feuchte flüssige Brennstoffe auf Temperaturen
zwischen 120 bis i 4o' unter Druck zu erhitzen; indessen verschiebt sich aber gerade
in dem Temperaturgebiete zwischen i2o bis 1q.0° und 2oo° das Verhältnis der spezifischen
Gewichte von Wasser und öl in einer für die Abtrennung des Wassers in flüssiger
Form besonders günstigen Richtung, so daß bei den von uns beanspruchten Temperaturen
oberhalb 200° und den entsprechenden Drucken der Emulsionscharakter des Wasser-Öl-Gemisches
überraschenderweise vollständig aufgehoben ist.
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Es ist ferner bekannt, aus Teeren das mechanisch beigemengte Wasser
durch mäßiges Erhitzen in offenen Gefäßen, das sog.enannte Hydratwasser, durch stärkeres
Erhitzen unter Kondensation der Dämpfe von Wasser und Leichtöl zu entfernen. Bei
der letztgenannten Arbeitsweise entweichen Wasser und Öle als Dampf, der wieder
kondensiert werden muß, während bei dem vorliegenden Verfahren unmittelbar flüssiges
Wasser abgeschieden wird. Durch die Anwendung von Druck werden hierbei unerwünschte
Zersetzungen vermieden.
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Beispiel Rohbraunkohle mit 5o% Wassergehalt wird mit derselben Gewichtsmenge
Teer versetzt und bis 32o° bei einem z. B. durch mechanische Pressung erzeugten
Druck von Zoo Atm. erhitzt. Nachdem das sich rasch abscheidende Wasser entfernt
ist, wird das vorgewärmte Produkt der weiteren Behandlung mit Wasserstoff unter
Druck `zwecks Herstellung wertvoller Kohlenwasserstoffe zugeführt.
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Zweckmäßig und wirtschaftlich ist es hierbei, den zu dem Entwässerungsverfahren
erforderlichen Wärmebedarf ganz oder zum Teil aus den bei der Kondensation der Druckhydrierungsprodukte
gewonnenen Wärmemengen zu decken.
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In gleicher Weise kann ein Braunkohlenrohteer mit 5o% Feuchtigkeit
getrocknet werden. Man kann diesen in einem ersten Arbeitsgang auf einen Wassergehalt
von io bis 15 % bringen und in einer zweiten Stufe vollständig trocknen.
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Wird derselbe Teer unter sonst gleichen Bedingungen nur auf i2o bis
iq.ö° erhitzt, so findet praktisch keine Entwässerung statt da die Differenz der
Dichte des Teers und des Wassers bei dieser Temperatur und dem angewandten Druck,
wie sich gezeigt hat, zur Aufhebung des Emulsionscharakters des Wasser-öl-Gemisches
nicht ausreicht.