DE631094C - Verfahren zur Umwandlung von aus Brennstoffklein mit bituminoesen Bindemitteln gepressten Formlingen in Presslingkoks - Google Patents

Verfahren zur Umwandlung von aus Brennstoffklein mit bituminoesen Bindemitteln gepressten Formlingen in Presslingkoks

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DE631094C DES107580D DES0107580D DE631094C DE 631094 C DE631094 C DE 631094C DE S107580 D DES107580 D DE S107580D DE S0107580 D DES0107580 D DE S0107580D DE 631094 C DE631094 C DE 631094C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B1/00Retorts
    • C10B1/02Stationary retorts
    • C10B1/04Vertical retorts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  • Verfahren zur Umwandlung von aus Brennstoffklein mit bituminösen Bindemitteln gepreßten Formlingen in Preßlingkoks Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von aus Brennstoffklein mit bituminösen Bindemitteln gepreßten Formlingen in Preßlingkoks unter Gewinnung von Leichtöl und heizkräftigem Gas-in einem von einem Spülgase durchströmten, außenbelieiz -ten Retortenraum, bei dem aus Halbkoks mit phenolhaltigen bituminösen Bindemitteln, vorzugsweise phenolreichen Teeranteilen, gepreßte Formlinge unter Einführung eines Spülgases reduzierender Natur in den Retortenraum verkokt werden, wobei während der Verkokung sowohl die Bewegungsrichtung der Formlinge wie auch die Strömungsrichtung des Spülgases reduzierender Natur mit der Richtung des iin Retortenraum durch die Außenbeheizung erzielten Temperaturanstieges übereinstimmt (Gleichstromprinzip).
  • Eine besonders vorteilhafteAusführung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß, während der erwähnte Spülgasstrom reduzierender Natur einen Teil des Retortenraumes bis zu einer Gasabzugstelle in Richtung des Temperaturanstieges strömend, d. h. im Gleichstrome mit der Bewegungsrichtung der zu verkokenden Preßlinge durchzieht, in einen heißeren Teil, vorzugsweise in den heißesten Teildes Retortenraumes, ein Spülgas oder ein mit Öldämpfen gemischtes Spülgasgemenge, z. B. mit Öldämpfen gesättigtes Eigengas, mit oder ohne Zusatz von Wasserdampf so eingeführt wird, daß es diesen Teil des Retortenraumes ebenfalls bis zu einer Gasabzugstelle gegen die Richtung des Temperaturanstieges und der Bewegung der Preßlinge strömend durchzieht.
  • Bekannt ist ein Verfahren, bei welchem im Gegensatz zum Verfahren gemäß der Erfindung Rohkohle verarbeitet wird, die auf eine 5oo° G nicht übersteigende Temperatur in lotrecht stehenden Retorten erhitzt wird, die sowohl von der zu verarbeitenden Rohkohle wie auch von einem entsprechend vorerhitzten Rohgase von oben nach unten durchzogen und außerdem von außen durch heiße Rauchgase, welche gleichfalls von oben nach unten ziehen; umspült und beheizt werden; das Einleiten der Heizgase oben in die geschlossenen Retorten erfslgt hierbei an den Stellen höchster äußerer Erhitzung. Es wird also hier die selbstverständliche Wirkung, daß die Teniperatur des Verkokungsgutes in den Retorten gegen das Austrittsende allmählich zunehmen muß, durch die gleichzeitige Wirkung der Außen- und Innenheizung erreicht. Der wesentliche Unterschied in der Arbeitsweise besteht darin, daß, während gemäß dem bekannten Verfahren die Temperatur der Retorte in dem Falle, - wenn -man die Innenheizung fortlassen, also z. B. in das Innere der Retorte kalte Gase einführen @ würde, gegen das Austrittsende der Retorte fallen Würde, bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Temperatur gegen das Austrittsende' der Retorte auch in dem Falle ansteigt, wenn man kaltes Spülgas anwendet.
  • Die fortschrittliche Wirkung im Vergleich zu dem obenerwähnten bekannten Verfahren ergibt sich einerseits aus dem Unterschiede in der Wirkung der Außenbeheizung und anderseits aus dem Unterschiede in den zu verkokenden Stoffen.
  • Der wesentliche Unterschied in der Wirkung der Außenbeheizung ergibt sich daraus, daß im Falle des bekannten Verfahrens der Temperaturunterschied zwischen den außen wirkenden Rauchgasen bzw. der Retortenwand einerseits und dem Verkokungsgute anderseits am Beginne der Verkokung, also in der Retorte oben, am größten und bei deren Abschluß, also am Austrittsende der Retorte, am kleinsten ist. Die Anwendung dieses anfangs bedeutenden Temperaturunterschiedes ist nur möglich, wenn Rohkohle verkokt wird, für welche man kein besonderes Gewicht auf die Erhaltung der Stückgröße legt. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist aber auf die Verkokung von Preßlingen gerichtet, mit der Sonderbestimmung, daß die Preßlinggestalt bei dem Vorgange einwandfrei erhalten bleibe. Würde man hierbei die Beheizung gemäß dem in Rede stehenden bekannten Verfahren anwenden, so würden die Preßlinge am Beginne des Verkokungsvorganges wegen der plötzlichen Gas- und Dampfentwicklung bersten. Dieser Übelstand ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung grundsätzlich beseitigt, da dasselbe zwangsweise zu einer allmählichen Erhitzung des Verkokungsgutes führt und damit einhergehend die gas- und dampfförmigen Erzeugnisse aus den Preßlingen nur allmählich entweichen läßt. ' Die weitere fortschrittliche Wirkung des Verfahrens gemäß der Erfindung ergibt sich dadurch; daß bei dem obenerwähnten bekannten Verfahren nicht die pulverförmigen Destillationserzeugnisse von Brennstoffen, vorteilhaft Halbkokspulver in mit bituminösen Bindemitteln brikettierter Gestalt, sondern die rohen Brennstoffe selbst der Wärmebehandlung unterzogen werden. Dieser Unterschied ist gerade mit Rücksicht auf die besonderen Ziele des Verfahrens gemäß der Erfindung ausschlaggebend, wonach außer der Verbesserung der Brennstoffpreßlinge selbst, also außer der Umwandlung derselben in Preßlingskoks besonderer Güte, aus den bei der Verschwelung derselben verkokten und ein die Preßlinge festigendes Koksskelett ergebenden bituminösen Bindemitteln durch Aufspaltung und Reduzierung der Teerbestandteile auch die Nebenerzeugnisse Gas und Leichtöl erhalten werden sollen. Nun besitzt aber insbesondere Halbkoks bekanntlich eine sehr starke katalytische Wirkung, die für die zur Erzielung der obigenErgebnisse erforderliche Reaktion zwischen den Gasen und den Kohlenwasserstoffdämpfen vorteilhaft ist, und wenn dieser als Katalysator wirkende Halbkoks wie beim Verfahren gemäß der Erfindung in mit den. bituminösen Stoffen brikettierter Form von vornherein benutzt wird und nicht etwa wie bei dein bekannten Verfahren, bei welchem Rohkohle verarbeitet wird, im Laufe der Verschwelung erst allmählich entsteht, so hat man zunächst den Vorteil, daß die Wirkung des Katalysators für die ganze Zeitdauer der Wärmebehandlung gesichert ist und nicht nur für einen Teil derselben zur Geltung kommt, und- außerdem ergibt sich der weitere Vorteil, daß infolge der innigen Mischung des Kokspulvers mit dem bituminösem Bindemittel als Katalysatorfläche die ganze unendlich große innere Fläche der Poren der Preßlinge zur Geltung kommt, aus denen die Teerdämpfe im Laufe des Verfahrens allmählich entweichen. Der Halbkoks ist allerdings am wirksamsten, wenn aller Teer bereits entwichen, aber keine weitere Überhitzung erfolgt ist. Die letztere vermindert- nämlich durch Graphitbildung und andere Inkohlungsvorgänge die wirksame Oberfläche. Kola man Kohle, so steht, wie bereits erwähnt, dieser wirkungsvollste Halbkoks erst zur Verfügung, wenn bereits aller Teer entwichen ist. Bei dem vorliegenden Verfahren werden die abdampfenden Phenole und Krakprodukte immer mit den reduzierenden Spülgasen gemischt der Katalyse des teerfreien, also wirkungsvollsten Halbkokses unterworfen, der dem aufzuspaltenden Gut im Preßlinge stets frisch beigegeben ist. Der in den Preßlingen immerfort zugeführte frische Halbkoks wirkt mit seiner katalysierenden Oberfläche besonders durch Begünstigung der Aufspaltung des phenolreichen teerigen Bindemittels. wobei der entstehende naszierende Wasserstoff die Phenolreduktion bereits in Zonen so niedriger Temperatur beschleunigt, in welchen sonst dieser aktive Wasserstoff nicht vorhanden wäre. Die bei solchen Spaltungen immer mit entstehende aktive Kohle beteiligt sich gleichfalls an der Phenolreduktion.
  • Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen Brennstoffe unterEinführung eines Spülgases reduzierender Natur verkokt werden. Bei diesen Verfahren ist jedoch keine Außenbeheizung vorgesehen. Eben darum wird sich hier das Spülgas um so mehr abkühlen müssen, je «-eiter es vordringt, während im vorliegenden Falle gerade das Gegenteil eintritt. Auch sollen mit diesen bekannten Verfahren rohe Brennstoffe behandelt werden, während nach der Erfindung Preßlinge aus Halbkoksklein mit phenolhaltigem bituminösem Bindemittel verkokt «-erden. Die Anwesenheit des Halbkokses während des gesamten Veredlungsvorganges wirkt, wie bereits dargelegt-wurde, insbesondere auf den erwünschten Leichtölanfall günstig und erleichtert alle erforderlichen Gasreaktionen durch Oberflächenkatalyse.
  • Nach weiteren bekannten Verfahren, die ebenfalls ohneAußenbeheizung arbeiten, bläst man Gase beliebiger Art so in eine heiße 'Zone des Destillationsraumes ein, daß sie einenTeil des letzteren gegen die Bewegungsrichtung des wärmebehandeltenStoffes durchstreichen. Erfindungsgemäß soll aber durch die Retorte mindestens bis zu einer Gasabzugstelle stets Spülgas reduzierender Natur in Richtung der Gutbewegung und des durch die Außenbeheizung^erzielten Temperaturanstieges, also im Gleichstrome ziehen, während ein anderes Gas von der entgegengesetzten Seite her zur selben Gasabzugstelle, also gegen die Richtung der Preßlingbewegung streicht. Will man nämlich neben Preßlingkoks möglichst viel Leichtöl und zugleich eine gewisse Menge Starkgas bestimmten Heizwertes erhalten, so wird dieser dreifache Zweck durch die ausschließliche Anwendung des Gleichstromprinzips nicht immer erreichbar sein. In diesem Falle ist es angezeigt, gleichzeitig mit dem von den kälteren Zonen des Destillationsraumes hinziehenden Spülgas in eine entsprechend heiße Zone, zweckmäßigerweise in die Zone der höchsten Temperatur, ein Spülgas mit hinreichendem Gehalt an schweren, spaltungsfähigen Kohlenw ässerstoffen einzublasen. Geeignet hierfür ist das mit Öldämpfen gesättigte Eigengas oder ein ähnlich beschaffenes Fremdgas, z. B. Teerdämpfe führendes Generatorgas. Derartige Gase werden, die glühende Kokszone im Gegenstrome durchziehend, durch Verkrakung ihres Schwerkohlenwasserstoffgehaltes karburiert und erfahren einen Zuwachs ihres Volumens und Heizwertes. Der gleichzeitig abgeschiedene Kohlenstoff schlägt sich auf der Oberfläche des Preßlingskokses nieder und erhöht seine Festigkeit. Diese Gase können nach Bedarf gänzlich oder teilweise durch Wasserdampf ersetzt werden.
  • Endlich ist ein Verfahren bekannt, welches Dampf allein durch die Retorte in der Richtung der Gutbewegung führt. Die Einführung von Dampf steht aber im Gegensatz zur Arbeitsweise nach der Erfindung, bei welcher in der Richtung des Temperaturanstieges ein Spitgas reduzierender .Natur ziehen soll, weil der Wasserdampf bei Gluthitze oxydierend auf Kohle wirkt und die erwünschten Wirkungen nicht herbeiführen könnte.
  • Die lediglich nach dem Gleichstromprinzip arbeitenden Verfahren sollen beispielsweise die Abb. i und z veranschaulichen, in welchen A eine Retorte darstellt, durch welche die Preßlinge in der Richtung des Temperaturanstieges wandern. Diese Retorte wird durch Verbrennung des bei 1a eingeführten Heizgases und durch seine auf Spiralbahn aufsteigenden und bei r abziehenden Rauchgase von außen beheizt. Zur durchweg im Gleichstrom durchzuführenden Spülung wird in die Zone von ?oo° C der Retorte bei s ein reduzierendes Gas, z. B. Generatorgas, eingeblasen. Dieses Gas sowie die .Sch-,velgase und Dämpfe derPreßlinge durchziehen dieRetorte in der übereinstimmenden Richtung des Temperaturanstieges und der Preßlingbewegung, wobei die erwünschten Reaktionen zwischen dem reduzierenden Gase und den Teerdämpfen stattfinden. Der Spülstrom endet in der Zone von 75o° C, wo bei t die Reste des eingeblasenen Gases, finit den gas- und dampfförmigen Destillations- und Reaktionserzeugnissen gemischt, aus der Retorte gesaugt werden. Die rohen Preßlinge werden durch einen Verschluß in aufgegeben, und der fertige Koks wird durch einen Verschluß n aus dem Destillationsraum genommen. Bereits in den Zonen mit Temperaturen über 5oo° C beginnt die Gasentwicklung durch Krakvorgänge und mit steigenderTemperatur durch Wirkung reduzierender Gase auch die Phenolreduktion, welche bereits bei 75o° C praktisch beendigt wird. Da die zu verkokendenPreßlinge ausschließlich oder größtenteils aus Schwelerzeugnissen bestehen, kann ihre Verkokung nicht genügend reduzierendes Gas liefern, und es ist erforderlich, die notwendige Menge von außen zu ergänzen, was von der Aufgabeseite her erfolgt. Dieses zugeführte Gas strömt also in der Richtung der Preßlingbew egung und des Temperaturanstieges. Der Reduktions- und Krakvorgang wird einerseits immer mit der Ausscheidung elementaren Kohlenstoffes aus Kohlenwasserstoffen einhergehen, welcher sowohl innerhalb der Preßlinge als Bindemittel wie auch an deren Oberfläche zur Anlagerung gelangt, und anderseits mit der Abspaltung von Krakgasen hohen Heizwertes, welche sich dem Spülgase beimischen und dessen Volumen und Heizwert vermehren. Der Zuwachs des Heizwertes wird um so augenfälliger, je weniger heizkräftig das eingeblasene Spülgas war. Durch richtige Bemessung der Menge eines solchen Spülgases und durch - entsprechende Temperaturführung hat man es in der Hand, als Nebenerzeugnis Gas zu erhalten, welches den Stadtgasnormen entspricht.
  • Die mit gleichzeitigem Einblasen im Gleich-und Gegenstrome gekennzeichnete Arbeitsweise ist beispielsweise in den Abb. 3 und 4. veranschaulicht, wo die im Gegenstrom zu führenden Spülstoffe bei v in den DestillationsraumAeingeblasen werden. Diese Stoffe sowie deren Reaktionserzeugnisse ziehen zwangsläufig im Gegenstrome in die Destillationszonen niedrigerer Temperatur, wo sie bei t abgesaugt werden; an der gleichen Stelle werden auch die im Gleichstrom ziehenden Reste der bei s eingeblasenen reduzierenden Gase sowie die denselben beigemischten gas-und dampfförmigen - Destillations- und Reaktionserzeugnisse abgesaugt. Die Bezugsbuchstaben haben im übrigen die gleiche Bedeutung wie in den Abb. i und 2.
  • Unter Umständen kann es angezeigt erscheinen, das Spülgas an verschiedene Stellen des Destillationsraumes einzuführen, wobei auch die Möglichkeit besteht, das Spülgas im ganzen oder seine Bestandteile einzeln oder in entsprechenden Verhältnissen miteinander vermischt vorzuwärmen. Soll z. B. im Gleichstrome ein Spülgas eingeblasen werden, welches eine entsprechende Menge Teerdämpfe enthält, so ist entweder die Einführung in eine Zone vorzunehmen, deren Temperatur über dem Taupunkte der Teerdämpfe liegt, oder das Spülgas vor der Einführung in kältere Zonen so weit zu überhitzen, daß eine Verdichtung an den Preßlingen unterbleibt. Die Verdichtung von Teer oder Öl an den rohen Preßlingen sollte jedenfalls vermieden werden, weil der aus dem Kondensat später entstehende Koks die einzelnen Preßlinge miteifanderverkleben würde, was leicht zum Hangen der Beschickung führt und die Preßlinge verunstaltet.-Ausführungsbeispiel RohstoffederPreßlingdarstellung: a) Halbkokspulver mit o bis 3 mm Korngröße, das Schwelprodukt einer Braunkohle aus _ dem Eozän, b) eine Teerfraktion mit über 300° C liegendem Siedebeginn, welche etwa 5094 Phenole enthält, c) Kalkhydratmehl-Mischungsverhältnis in Prozenten: a) Halbkokspulver 830/" b) Teer 16'10, c) Kalkhydratmehl i°/0.
  • Die sonach hergestellten Preßlinge wurden unter Gaszufuhr im Gleichstrome bei allmählich bis 750° C ansteigender Temperatur so verkokt, daß sowohl das eingeblasene Gas wie auch die gas- und dampfförmigen Destillationserzeugnisse durch die Zone mit der besagten Temperatur ziehen mußten. Der Destillationsraum war unbewegt, während sich die Preßlinge in der Richtung des Temperaturanstieges fortbewegten. Eingeblasen wurde auf je ioo kg Preßlinge 15 m3 Generatorgas. Ausgebracht wurden aus iöokg rohen Preßlingen 9i kg Preßlingkoks mit einem Heizwerte von 65oo kcal/kg, 4 kg Teer mit einem Siedebeginn von über 2oo° C, 2,5 kg bis 2oo° C übergehendes Öl und 22 m3 Gas mit einem Heizwerte von 4ooo kcal,'in3.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Umwandlung von aus Brennstoffklein mit bituminösen Bindemitteln gepreßten Formlingen in Preßlingkoks unter Gewinnung von Leichtöl und heizkräftigem Gas in einem von einem Spülgase durchströmten, außenbeheizten Retortenraum, dadurch gekennzeichnet, daß aus Halbkoks mit phenolhaltigen bituminösen Bindemitteln, vorzugsweise phenolreichen Teeranteilen, gepreßte Formlinge unter Einführung eines Spülgases reduzierender Natur in den Retortenraum verkokt werden, wobei während der Verkokung sowohl die Bewegungsrichtung der Formlinge wie auch die Strömungsrichtung des Spülgases reduzierender Natur mit der Richtung des im Retortenraume durch die Außenbeheizung erzielten Temperaturanstieges übereinstimmt (Gleichstromprinzip).
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß, während der Spülgasstrom reduzierender Natur einen Teil des Retortenraumes bis zu einer Gasabzugstelle in Richtung des Temperaturanstieges strömend, d. h. im Gleichstrom mit der Bewegungsrichtung der zu verkokenden Preßlinge durchzieht, in einen heißeren Teil, vorzugsweise in den heißesten Teil des Retortenraumes, ein Spülgas oder ein mit Öldämpfen gemischtes Spülgasgemenge, z. B. mit Öldämpfen gesättigtes Eigengas,- mit oder ohne Zusatz von Wasserdampf so eingeführt wird, daß es diesen Teil des Retortenraumes ebenfalls bis zu einer Gasabzugstelle gegen die Richtung des Temperaturanstieges und der Bewegung der Preßlinge strömend durchzieht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgase, insbesondere diejenigen, die den Retortenraurn im Gleichstrom zu durchziehen haben, in den Retortenraum an verschiedenen Stellen des durch die Außenbeheizung längs der Retorte erzielten Temperaturanstieges verteilt eingeführt werden, derart, daß die einzelnen Gasströme jeweils in eine Zone des Retortenraumes eintreten, deren Temperatur noch über dem Taupunkte der in .dem betreffenden Spülgase enthaltenen Dämpfe, z. B. Teerdämpfe, liegt. .. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mit Öldämpfen gemischtem Spülgas dasselbe im ganzen oder seine Einzelbestandteile gesondert mindestens so «reit vorgewärmt werden, daß die dampfförmigen Bestandteile sich beim Eintreten in den Retortenraum an den Preßlingen nicht niederschlagen können.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972468C (de) * 1954-11-27 1959-07-30 Silamit Indugas Gaswerksofenba Gaserzeugungsverfahren
DE1129926B (de) * 1956-03-05 1962-05-24 Didier Werke Ag Verfahren und Einrichtung zum Entgasen kleinkoerniger Brennstoffe
DE1279640B (de) * 1958-08-25 1968-10-10 Otto & Co Gmbh Dr C Verfahren zum Schwelen oder Verkoken von stueckigem Brennstoff

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