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Verfahren zum Herstellen von Steinkohlenbriketts Die Herstellung von
Steinkohlenbriketts geschieht der Regel nach dadurch, daß man der Feinkohle Pech,
welches klebstoffartig wirkt, als Bindemittel zusetzt. Dieser Zusatz muß derart
sein, daß die Standfestigkeit des Briketts die erforderliche Höhe erreicht. Damit
verteuert sich das Brikett nicht unwesentlich. Obendrein ergibt sich aber noch ein
Mangel insofern, als durch die Beimengung des Pechs eine starke, die Verwendung
der Briketts hemmende Rauchentwicklung entsteht, ganz abgesehen davon, daß die Zumischung
von Pech mit allen den Fehlern behaftet ist, die dem Mischvorgang von zwei festen
Stoffen, in diesem Falle Kohle und Pech, innewohnen.
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Man hat deshalb schon immer danach getrachtet, das Pech durch ein
anderes, billigeres und die Rauchwirkung nicht unterstützendes Bindemittel zu ersetzen,
ohne aber einen erheblichen Erfolg zu erreichen. Ein solcher war auch nicht erzielbar
durch die Zusetzung solcher Mittel, die für sich allein brikettierbar sind, d. h.
durch Zusetzung bitumenreicher Brennstoffe, bei denen das Bitumen die Rolle des
Bindemittels übernehmen sollte.
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Die Erfindung hat nun ein neues Verfahren zum Gegenstande, das sich
darauf richtet, die Kohleteilchen in der Feinkohle nicht durch von dem Bindemittel
erzeugteZwischenschichten zu binden, sie also durch diese Zwischenschichten aneinanderzukleben,
sondern die Kohleteilchen an ihrer Oberfläche zu gelatinieren, so daß sie sich unter
dem Druck der Brikettpresse unmittelbar aneinanderbinden.
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Der Leitgedanke ist den Versuchen entnommen, die daraufhin abgestellt
waren, aus kohleartigen Brennstoffen ein brauchbares Material für die Herstellung
von Preßkörpern zu gewinnen. Man behandelte diese Brennstoffe, z. B. Steinkohle,
zu diesem Zwecke mit Phenolen (Oxybenzole, Kreosolgemische) oder auch mit organischen
Basen (z. B. Anilin, Naphthylamin, Pyridin, Piperidin und Chinolin) und erreichte
dabei tatsächlich ein Produkt, das sich unter der hydraulischen Presse bei mäßiger
Erwärmung zu einem festen, brauchbaren Werkstoff umwandeln ließ.
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Die Reaktion zwischen den Phenolen und organischen Basen einerseits
und Kohle andererseits zeigte sich in einer Quellung der Kohle, die sich anscheinend
bis zur Lösung steigern konnte. Jedenfalls zeigte sich in der Quellung eine Reaktion,
die einer Gelatinierung gleichkommt.
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Der Leitgedanke der Erfindung ist nun der; diese Gelatinierung nur
so weit zu treiben, daß im wesentlichen nur die Oberfläche der Kohleteilchen beeinflußt
wird, alsdann kommen die Teilchen unter Druck zur genügenden Anhaftung gegeneinander,
um ein standfestes, rauchschwaches Brikett zu bilden.
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Diese Oberflächenänderung der Kohle, die naturgemäß einen weit geringeren
Zusatz der obenerwähnten Reaktionsmittel erfordert als
dieHerstellung
von festen brauchbaren Kunstmassen, ist abhngig von- der Temperatur und der Zeit
-in der- Weise, däß der gewünschte Effekt um so schneller eintritt, je höher die'
Reaktionstemperatur ist. Die Temperatursteigerung wiederum ist begrenzt bzw." be=
dingt einerseits durch den Siedepunkt des Reaktionsmittels, anderseits durch die
Härte der Kohlenoberfläche bzw. der Kohlensubstanz. Die Reaktionsbedingungen lassen
sich daher graduell nur von Fall zu Fall ermitteln und festlegen.
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Es ist ein Brikettien#erfahren bekanntgeworden, bei welchem man zwecks
Vermeidung des Zusatzes von Bindemitteln die Kohle mit größeren Mengen Teeröl oder
Gasöl mischte und dann das Gemisch einer starken mechanischen Bearbeitung in Kollerläufern,
Walzen o. dgl. unterwarf, ehe man es der Brikettierpresse zuführte. Wenn auch in
dem hier benutzten Teeröl oder Gasöl Phenole und organische Basen enthalten sind,
so wird der von der Erfindung beabsichtigte Duellvorgang wegen der starken Verdünnung
der Phenole und organischen Basen nicht erreicht. Außerdem besitzt das bekannte
Verfahren den Nachteil, daß es infolge des großen Zusatzes an Gas- oder Teeröl den
Charakter des Brennstoffes grundsätzlich verändert. Dieser Übelstand tritt bei dem
angemeldeten Verfahren nicht ein. Außerdem liefert das bekannte Verfahren Briketts
von unzulässig hohem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen. Ferner wird die Gefahr
der Selbstentzündung durch die in Teer- oder Gasölen enthaltenen Benzole und Schwerbenzine
stark vergrößert. Schließlich fällt bei dem Verfahren nach der Erfindung jede besondere
mechanische Bearbeitung des Gemisches fort.
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Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Verwendung von an sich für
die Brikettierung ungeeigneten Hartpechen dadurch zu ermöglichen, daß man in das
Gemisch von Hartpech und Kohle mittlere. und schwerere Fraktionen der Teerdestillation,
z. B. Anthrazenöl, Kreosotöl u. dgl., einstäubt. Bei diesen Zusätzen handelt es
sich zum Teil auch um Phenole, die an sich für das Verfahren nach der Erfindung
geeignet wären. Bei dem bekannten Verfahren wird aber die Wirkung der Erfindung
weder erstrebt noch erreicht. Abgesehen davon, daß der bei diesem Verfahren vorgeschriebene
Zusatz dieser Stoffe (o,2 bis 0,5 °%) zu gering ist, wird der größte Teil
dieser Stoffe zur Auflösung des in dem Gemisch enthaltenen Hartpechs benutzt und
dieses dadurch gewissermaßen in ein mittleres Hartpech verwandelt, das in der Brikettierung
allgemein üblich ist.
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Es ist ein weiteres Verfahren in der Literatur vorgeschlagen worden,
bei welchem an Humussäure reiche oder mit dieser angereicherte Kohle- mit basischen
organischen Stof-' fen vermischt wird. Hierbei haben die organischen Basen dieselbe
Wirkung wie bei diesem Verfahren ebenfalls vorgeschlagene Erdalkalihydrate oder
deren basische Salze, indem sie auf Humuskohle verseifend wirken, d. h. es werden
zunächst durch Spaltung Huminsäuren gebildet, die durch überschüssiges Alkali oder
durch überschüssige organische Basen unter Bildung von Verbindungen neutralisiert
werden. Es handelt sich also um einen rein chemischen Vorgang, der seiner Natur
nach bei der erforderlichen Anwesenheit von Wasser viel leichter erfolgt als die
lediglich adsorptive Aufnahme von organischen Basen und Phenolen nach der vorliegenden
Erfindung. Infolgedessen wird der von der Erfindung bei der Behandlung von Steinkohle,
also humusarmer Kohle, erstrebte rein kolloidcheinische Vorgang der Quellung bzw.
Gelatinierung verhindert. Die organischen Basen spielen also bei diesem bekannten
Verfahren lediglich die Rolle eines Verseifungsmittels, während sie bei dem Verfahren
nach der Erfindung eine grundsätzlich andere Aufgabe, nämlich die einer Gelatinierung,
lösen.
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Es ist ferner bekannt, bei der Brikettierung von sehr wasserhaltigen
Ausgangsstoffen, wie Torf, Torferde, Moorerde o. dgl., Phenolzusätze anzuwenden,
und zwar in Anwesenheit von Steinkohlenpech als Bindemittel. Die hier zugesetzten
Phenole haben aber lediglich den Zweck, die Kapillarstruktur der wasserhaltigen
Ausgangsstoffe zu zerstören und damit die Entfernung des die Brikettierung wie auch
die Verwendung des Briketts ungünstig beeinflussenden Wassers zu bewirken. Die gelatinierende
Wirkung nach der Erfindung ist hierbei weder beabsichtigt noch erreichbar, zumal
bei dem bekannten Verfahren das Gemisch vor der Briketti-erung einer sehr hohen
Temperatur von 4oo° unterworfen wird, bei welcher die Phenole wieder ausgetrieben
werden, so daß sie für den Gelatinierungsvorgang nicht mehr in Frage kommen. Daß
an ein Verfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung hierbei nicht gedacht ist,
geht auch daraus hervor, daß ausdrücklich Steinkohlenpech als Bindemittel benutzt
wird.
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Zur Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung möge folgendes Ausführungsbeispiel
dienen: Trockene Feinkohle von einer Korngröße bis zu 5 rnm wurde mit Anilin im
Verhältnis 100 : 3 gemischt und im Trokkenschrank etwa 2o bis 3o Minuten auf ioo°
C konstant erhitzt. Danach ließ sich die Masse ohne weiteres zu festen Briketts
pressen.
Mäßiger Wasserzusatz ist nicht erforderlich, aber wie bei
allen Brikettierungsarten zweckmäßig. Etwaiges Abkühlen der Masse scheint ihre Preßfähigkeit
nicht zu beeinträchtigen, denn es gelang nach 8 tägigem Stehen noch Briketts von
ausreichender Festigkeit zu erzielen. Das Reaktionsprodukt besitzt mithin bezüglich
der Pressung die Eigenschaften der Braunkohle, d. h. sie läßt sich ohne weiteren
Bindeniittelzusatz verbrikettieren.