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Verfahren zum Herstellen eines rauchlosen Brennstoffes Zahlreiche
Verfahren sind bereits für die Herstellung eines rauchlosen Brenntoffes aus Kohle
jeglicher Art vorgeschlagen worden, insbesondere durch Tieftemperaturdestillation
des vorher mit Hilfe eines Bindemittels, wie Pech, Teer, Schweröle, Sulfitablauge
usw. agglomerierten Brennmaterials.
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In der französischen Patentschrift 613 133
ist angegeben worden,
daß eine allmähliche Erhitzung notwendig ist, um durch Tieftemperaturdestillation
nicht verunstaltete und dichte Agglomerate aus mehr oder weniger an flüchtigen Stoffen
reichen Brennstoffen zu erzielen, wobei die Temperatur der Agglomerate allmählich
auf 6oo° gebracht wird, indem sie je nach der Art des Brennstoffes pro Minute um
0,5 bis 2° erhöht wird.
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Zu diesem Zweck wurde die Behandlung der Agglomerate in einer Mehrzahl
feststehender Kammern vorgeschlagen, in denen das Material unbeweglich enthalten
ist und durch innere Erhitzung mit Hilfe eines inerten Heizmittels destilliert wird,
das die Kammern hintereinander nach einem bestimmten methodischen Gesetz durchströmt.
Dieses Verfahren hat durch die innere Erhitzung mit Hilfe eines inerten überhitzten
Gases (wie z. B. Wasserdampf) den Vorteil, die Erhitzung gemäß einem vorher genau
bestimmten Allmählichkeitsgesetz regeln zu können, das sich der Beschaffenheit des
behandelten Brennstoffes genau anpaßt.
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Die Verfahren durch äußere Erhitzung, wenn sie auch den Vorteil der
Einfachheit besitzen-und in dehnbaren Anlagen ausgeübt werden können, konnten aber
bisher ohne große Schwierigkeiten nicht für die allmähliche Erhitzung benutzt werden.
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Bei dem Erhitzungsverfahren gemäß der Erfindung wird die Herstellung
des rauchlosen Brennstoffes aus Agglomeraten, die nach üblichen Verfahren hergestellt
werden, durch deren Destillation mit allmählicher Erhitzung mit regelbarer Geschwindigkeit
je nach der Art des Brennstoffes bewirkt, wobei sich .die Agglomerate in Kammern
von geringer Breite befinden, die zu einer Batterie vereinigt sind. In diesen Kammern
werden die Agglomerate unbeweglich gehalten und durch die äußere Erwärmung der Wände
mit Hilfe eines Heizmittels von beständiger Temperatur erhitzt. Die Wärmezufuhr
kann nach Belieben mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Vorrichtung geregelt
werden, um dadurch die allmähliche Erhöhung der je nach der dem Brennstoff angepaßten
Erhitzungsart zu bewirken.
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In jede Kammer wird ein nicht sauerstoffhaltiges Hilfsmittel (Wasserdampf
oder inertes Gas) mit passender Temperatur und in geeigneter
Menge
eingeführt, um die Temperatur der Kammer von der normalen Höhe (z.. B. 7oo°) aufs-
35o° herabzubringen, bevor das zu behandelnde- Material -eingebracht wird.
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Nach dem Einbringen des Materials wird die Menge des in jede Kammer
eingeführten Hilfsmittels allmählich verkleinert, so daß die Temperatur der Kammer
allmählich wieder steigen kann (auch stufenweise) je nach dem Erhitzungsgesetz des
zu behandelnden Brennstoffes; sie wird in einer Zeitspanne von 2 bis 18 Stunden
wieder auf 7oo bis 8oo° gebracht.
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Das Hilfsmittel, das, wie beschrieben, die vorherige Abkühlung einer
jeden Kammer und nachher durch Verminderung desselben das allmähliche Steigen der
Temperatur bewirkt, ist zu Anfang nur schwach mit Destillationsgasen durchsetzt
bis zum Einbringen des Brennstoffes und wird nachher mit den Destillationsgasen
vermischt.
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Während der ganzen ersten Zeitspanne, d. h. bis zum Einbringen des
Brennstoffes, wird dieses Hilfsmittel, das aus den Kammern Wärmeeinheiten aufgenommen
hat, durch eine besondere Vorrichtung abgeleitet.
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Während der zweiten Zeitspanne, d. h. während der Destillation des
zu behandelnden Materials, wird das Hilfsmittel, dessen Menge allmählich vermindert
und das schließlich gänzlich beseitigt wird, mit den durch die Destillation erzeugten
Gasen vermischt und durch eine zweite Vorrichtung nach der normalen Anlage für die
Kühlung und Kondensation abgeleitet, wo die primären öle zurückgewonnen werden,
während die unkondensierbaren Brenngase in einem Gasometer gesammelt werden.
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Bei gewissen Verkokungsverfahren ist es bekannt, daß man mit Hilfe
eines inneren Hilfsmittels, das in vorgeschriebenen Bedingungen strömt, die Wärme
aus einer .eben verkokten Masse in eine andere Masse übertragen kann, deren Verkokung
beginnen soll. Im vorliegenden Falle dient aber das Hilfsmittel nicht zum Übertragen
der Wärme aus einer verkokten in eine zu verkokende Kohlenmasse.
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Die Einführung dieses Hilfsmittels, dessen Temperatur konstant, vorbestimmt
und stets tiefer ist als die Temperatur des Mittels für die äußere Erhitzung, erzielt
die genau vorbestimmte Wirkung, daß die Temperatur der Destillationskammer herabgesetzt
wird, und zwar bis zu einer genau vorbestimmten Grenze, die für das Einbringen des
Brennstoffes geeignet ist, und daß diese Temperatur nach dem Einbringen des Brennstoffs
wieder erhöht wird, was ebenfalls nur in genau vorbestimmtem Maße erfolgt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfaßt die Anlage zwölf Ofen, die
wie die Kammern einer Koksofenbatterie angeordnet sind und von denen jeder eine
Tonne oder mehr enthalten kann. Diese Ofen werden durch Kanäle erhitzt, wo rückständige
Gase der Destillation mit einem Zuschuß an-Generatorgas verbrannt werden. Die Art
der Verbrennung in den Brennern wird ein für allemal geregelt.
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Der Boden eines jeden Ofens ist derart geneigt, daß das Einbringen
des Brennstoffes ohne harten Fall und das Ausbringen ohne Beschädigung der fertigen
Erzeugnisse erfolgen kann.
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Die Breite eines jeden Elements kann 12 bis 3o cm betragen.
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Die Wandstärke der seitlichen Wände wird so weit vermindert, als dies
die Festigkeit der ganzen Anlage zuläßt, und zwar deshalb, weil diese Wände beim
Erhitzen der Ofen ziemlich rasche Temperaturveränderungen gestatten müssen.
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Gemäß einer anderen Ausführung kann man ebenfalls rauchlosen Brennstoff
aus Braunkohle herstellen, indem man wie folgt verfährt: Die Braunkohle wird zunächst
in einem Tieftemperaturdestillationsofen bekannter Art destilliert, wodurch ein
Halbkoks entsteht. Nach Bedarf wird dieser Halbkoks nach Zerkleinerung mit einer
gewissen Menge bituminöser Kohle gemischt, die, vom Standpunkt des Bindevermögens
und der darin enthaltenen Alüchtigen Bestandteile aus betrachtet, passend gewählt
ist. Auch muß hierfür die Güte der behandelten Braunkohle in Betracht gezogen werden.
Das dadurch gewonnene Gemisch wird in Pressen zu Agglomeraten verarbeitet, wobei
übliche Bindemittel benutzt werden wie Pech, Teer, Asphalt, Sulfitablauge, Primärteer
der Kohle oder der Braunkohle, welcher vorher heiß oxydiert wird.
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Die auf diese Weise gewonnenen Agglomerate werden alsdann in der oben
angegebenen Weise behandelt.
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Die Menge und die Güte der bituminösen Kohle und des benutzten Bindemittels
hängen von der Güte der Braunkohle und von ihrem mehr oder weniger großen Gehalt
an bituminösen Bestandteilen ab.
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In gewissen Fällen, wenn man über Pressen verfügt, die einen sehr
hohen Druck ausüben können, kann das Bindemittel fortgelassen werden.
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Eine Braunkohlenart von folgender Beschaffenheit
| Asche . . . . . . . . . . . . . I3,6 oio |
| Flüchtige Bestandteile 49,904 |
| Kohlenstoff . . . . . . . . . 26,2 |
| Wasser . . . . . . . . . . . . =o,3 0/0 |
| 0 |
ist z. B. vorher durch rasche Erhitzung bis auf 5oö° destilliert worden. Der auf
diese Weise gewonnene Halbkoks ist mit einem Zusatz von 2o % bituminöser Kohle und
=o0/, Pech agglomeriert worden, und die Agglomerate
sind bis auf
7oo° gemäß einem passenden Allmählichkeitsgesetz erhitzt worden, wobei die Temperatur
von 7oo° nach etwa vier Stunden erreicht wurde.
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Die dadurch gewonnenen Agglomerate haben eine große Festigkeit und
sind sich alle gleich bezüglich der Gestalt und der regelmäßigen Verbrennung. Sie
können auch in dieser Beziehung vollkommen mit den Agglomeraten verglichen werden,
die mit Kohle hergestellt werden.
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Gemäß einer dritten Ausübungsart des Verfahrens kann die Herstellung
des rauchlosen Brennstoffes nicht durch Destillation von in Pressen hergestellten
Agglomeraten, sondern durch Destillation von agglomerierten Blöcken aus Braunkohle
mit oder ohne Bindemittel bewirkt werden, wobei die Blöcke vorher in geeigneten
Pressen hergestellt werden und nachher als kompakte Masse in den Ofen eingesetzt
werden.
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Beim Ausbringen aus dem Ofen können diese Blöcke zu Stücken oder zu
Briketten verarbeitet werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine Ausführung der Anlage für den Fall
der Behandlung von Agglomeraten von geläufigen Abmessungen. Sie zeigt auch verschiedene
Einzelanordnungen, die sich auf die Fälle beziehen, in denen auf große Massen oder
auf Blöcke eingewirkt werden soll.
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Fig. i ist ein Längsschnitt durch den eigentlichen Ofen.
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Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch einen Heizkanal.
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Fig.3 ist einsenkrechter Querschnitt durch eine Ofenanlage, aus dem
die Anordnungen der verschiedenen Teile ersichtlich sind.
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Fig. q. zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Ofen für den Fall
des Einbringens einer vorher agglomerierten gestampften Masse.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen im Schnitt und in Ansicht einen Rahmen, der
zur Aufnahme der Blöcke dient.
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Fig. 7 zeigt die Anordnung der Blöcke im Ofen.
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Der Ofen i besitzt einen geneigten Boden 2 und ist im oberen Teil
mit einer Ladeöffnung 3 versehen, durch die das zu behandelnde Material eingeführt
wird, was mit Hilfe von Selbstladern oder mit jeder andern geeigneten Einrichtung
erfolgen kann.
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Eine Tür q. gestattet das Ausbringen des Materials durch einfaches
Niedergehen.
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Die Gase für die äußere Erhitzung, Destillationsgase oder das Gemisch
aus Destillationsgasen und Generatorgas, gelangen durch eine Rohrleitung 5 zu den
Brennern 6 und werden in Heizkanälen 7 verbrannt, wodurch sie die Wände des Ofens
auf die gewünschte Temperatur bringen. Die verbrannten Gase sammeln sich in den
Kanälen 8 und g, durch die sie zu den Stellen für die Ausnutzung ihrer fühlbaren
Wärme (Trocknen, Agglomerieren) geleitet werden.
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Die Kühlgase, nicht sauerstoffhaltige Gase oder der Wasserdampf werden
durch eine Leitung io herbeigeführt und gelangen in den Ofen durch Öffnungen ii,
die in den Seitenwänden vorgesehen sind.
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Ein Schieber 12 gestattet es, die Menge des Gases vom Beginn bis zum
Schluß des Destillationsvorganges zu verändern und auf diese Weise eine allmähliche
Erhitzung zu erzielen.
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Der Ofen hat im oberen Teil eine Öffnung 13 in Verbindung mit einem
Schieber 1q. und mit Trögen oder Kanälen 15 und 16. Der Schieber 1q. gestattet es,
die neutralen, nicht mit Destillationsprodukten durchsetzten Gase zu ihrer Gebrauchsstelle
zu leiten.
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Vor dem Einbringen des zu behandelnden Materials werden die Kühlgase
und der Wasserdampf nach ihrer Gebrauchsstelle durch den Kanal 16 geleitet, während
bei der Erhitzung, wo sie mit den Destillationsgasen vermischt sind, eine einfache
Betätigung des Schiebers 1q. gestattet, die Gase im Kanal 15 zu sammeln und sie
zu einer Kondensationsanlage zu leiten.
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Wird die Kohle in Gestalt von gestampften Massen behandelt, so haben
die seitlichen Wände 17 des Ofens (Fig. q.) eine gewisse Neigung, derart, daß der
Durchgang des Dampfes um die eingebrachte Masse 18 herum möglich ist.
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Handelt es sich um die Behandlung von Blöcken, so werden die gepreßten
Blöcke i9 (Fig. 5 bis 7) in einen Rahmen 2o gebracht, der derart angeordnet ist,
daß das Hilfsmittel oder der Dampf zwischen den Blöcken strömen können.
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Nach der allmählichen Destillation, wie sie oben beschrieben worden
ist, wird die Kohlenmasse herausgebracht, gekühlt und gebrochen, wie dies bei Koksöfen
der Fall ist. Handelt es sich um Blöcke, so können diese ebenfalls nach Herausnahme
mit der Säge zu Briketten von gewünschter Größe verarbeitet werden, wie dies früher
für die rohen Teile aus Kalköfen der Fall war.