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Verfahren zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit von Braunkohlenbriketts
Gewisse Braunkohlenarten ergeben Briketts, die bei Beregnung oder unter der Einwirkung
warmer, feuchter Luft zermürben, besonders in gesetzter Ladung. Diese Erscheinung
kann dazu führen, daß diese Briketts am Bestimmungsort ganz oder teilweise zerfallen
ankommen, so daß ihr Handelswert stark herabgesetzt, wenn nicht auf Null gesunken
ist. Gute Briketts dagegen überstehen in üblich gekühltem Zustand den Versand auch
bei Beregnung ohne oder ohne erhebliche Beschädigung.
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Das Problem, aus derartiger besonders im Geiseltal vorkommender Braunkohle
wetterfeste Briketts herzustellen, hat die Fachleute seit langem beschäftigt. U.
a. hat man, vorgeschlagen, die fertigen Briketts mit einer dünnen, lackartigen Schicht
zu überziehen. Ein anderer Vorschlag geht dahin, die Brikettierkohle über das übliche
Maß von etwa 150,1Ö Wassergehalt hinaus zu übertrocknen und sie dann wieder zu befeuchten.
Neben diesen beiden praktisch brauchbaren Verfahren sind zahlreiche andere Vorschläge
ohne praktische Bedeutung geblieben.
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Untersuchungen auf Wetterbeständigkeit sind aber auch sonst schon
an Braunkohle durchgeführt worden, und zwar insbesondere an solchen Kohlen, die
nach dem Verfahren von F 1 e i s s n e r getrocknet sind. F 1 e i s s -n e r hat
sich die Aufgabe gestellt, stückige, vor allem aus der Steiermark stammende Kohle
zu trocknen, ohne daß die Kohle ihre Stückigkeif verliert. Er hat diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß die Kohle unter Dampfdruck so lange erhitzt wird, bis das gesamte
Stück durch und durch auf die gewünschte Trocknungstemperatur von zweckmäßig i oo
bis 18o' C erwärmt ist, wobei der Dampfdruck verhindert, daß während dieser Anwärmezeit
Wasser aus der Kohle entweicht. Wenn die Kohle einige Zeit hindurch der zum Trocknen
nötigen Temperatur ausgesetzt war, tritt ein Teil des Kohlenwassers in flüssiger
Form aus, ein anderer Teil entweicht durch fortschreitendes Erniedrigen des Dampfdruckes.
Man ist bemüht gewesen, dieses Trocknungsverfahren auch für mitteldeutsche mulmige
Braunkohle anzuwenden, hat aber bisher keinen praktischen Erfolg gehabt, vor allem
wegen der auftretenden sehr großen Schlammwassermengen.
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Immerhin haben die Untersuchungen über das Fleissner-Verfahren und
die nach seiner
Vorschrift unter Anwendung von Druckdampf getrocknete
Kohle gezeigt, daß eine nach F 1 e i s s n e r getrocknete Kohle ebenso wie aus
ihr hergestellte Briketts eine erhöhte Wetterbeständigkeit zeigen. Man nimmt an,
daß dieses Ergebnis auf einer Verminderung ; der Quellfähigkeit infolge teilweiser
Umwandlung der Huminsäure in Humine beruht.
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Man hat ferner festgestellt, daß insbesondere auch eine Kohle, die
nach F 1 e i s s n e r unter Druckdampf bis auf oo!o Wasser getrocknet und danach
noch der Einwirkung von Druckdampf unterworfen wurde, praktisch nur etwa 2 bis 4.%
Wasser wieder aufnimmt, gegen weitere Wasseraufnahme und gegen Zerfallen aber eine
bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit zeigt.
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Das gleiche, Ergebnis hat die Behandlung einer Kohle, die unter Druckdampf
getrocknet wird, wenn so hohe Temperaturen angewendet werden, daß eine gewisse Anschwelung
der Kohle eintritt. In diesem Fall schließen bei Unterbrechung der Destillation
im Anfangsstadium die teerbildenden Stoffe die Kapillaren der Kohle und verhindern
somit den Wasserzutritt zum eigentlichen Kohlegerüst 'huminösen Ursprungs. Diese
Schutzschicht kann nur durch längeres Kochen unter Wasser teilweise zerstört werden,
und :erst dann kann die Kohle etwas Wasser aufnehmen.
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Diese Untersuchungen an unter Druckdampf, also bei wassergefüllten
Kapillaren, besonders schonend getrockneter Kohle konnten den Fachmann nicht erkennen
lassen, wie in üblicher Weise, also in Röhren- oder Tellertrocknern oder mit Feuergasen
oder direktem Dampf, getrocknete Kohle, die keine wetterbeständigen Briketts ergibt,
behandelt werden muß, damit wetterbeständige Briketts erzeugt werden können; denn
es liegt auf der Hand, daß eine Kohle, deren Kapillaren sich bei der Trocknung von
außen nach innen fortschreitend entleert haben und in geleertem Zustand noch längere
Zeit einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt gewesen sind, sich anders verhalten muß als
eine Kohle, die bei der Trocknung nach F 1 e i s s n e r mit gefüllten Kapillaren
bis auf die Trockentemperatur erhitzt und dann erst entwässert ist, wobei sich die
Kohlestücke gleichsam wie ein Schwamm zusammengezogen und das Wasser ausgepreßt
haben. Es bedurfte einer erfinderischen Leistung, um zu erkennen, daß es gelingt,
wetterbeständige Briketts aus solchen Braunkohlen zu erzeugen, die bei gewöhnlicher
Verarbeitung nur nichtwetterbeständige Briketts ergeben, wenn die in üblicher Weise,
d. h. nicht mit Druckdampf, auf den üblichen Wassergehalt von etwa 15 % getrocknete
Kohle nachträglich einer Druckdampfbehandlung unterworfen wird, die so eingerichtet
wird, daß die Kohle nicht über 200° C warm wird, damit kein Anschwelen eintritt.
Bei dieser Druckdampfbehandlung bewahrt die Kohle im wesentlichen ihren Wassergehalt
bis auf den geringen Unterschied, der sich aus dem Unterschied der Kohletemperatur
bei Ein- und Ausfüllung ergibt.
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Entsprechend der Erkenntnis des Erfinders erstreckt sich der Patentschutz
auf die Druckdampfbehandlung einer auf übliche Weise, d. h. ohne Anwendung von Druckdampf
gemäß F 1 e i s s n e r getrockneten Braunkohle, nicht dagegen auf die Druckdampfbehandlung
solcher Trockenkohle, die nach dem Verfahren von F 1 e i s s n e r, d. h. unter
Anwendung von Druckdampf, getrocknet ist.
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Man kann z. B. Zusatzdampf von z. B. 4,5 atü auf die in einem mit
einem Wärmeschutz versehenen Druckfaß befindliche getrocknete Kohle von z. B. z
5 % Wasser einwirken lassen. Die Kohle erwärmt sich dabei schnell auf etwa i5o'
C. Diese Temperatur läßt man längere Zeit, z. B. 3 bis 5 Stunden, einwirken. Man
entspannt sodann, wobei die Kohle sich schnell auf wenig über ioo° C abkühlt. Man
kühlt weiter durch Absaugung auf Unterdruck oder durch Luftkühlung in üblichen Brikettkohlenkühlern
und preßt die Kohle von üblicher Temperatur, etwa 2o bis 50° C.
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Man kann den Dampfdruck im Gefäß auch dadurch erzeugen, daß man die
getrocknete Kohle kühl oder mit der Temperatur, wie sie die Trockner verläßt, einfüllt,
das .Gefäß schließt und z. B. mit Dampfmantel erhitzt. Dann bildet sich der nötige
Dampfdruck im Gefäß aus der getrockneten Kohle selbst. Enthält z. B. ein 2o-cbin-Druckgefäß
io t Trockenknorpel mit 15 % Wasser, so entwickelt mittelbare Erhitzung durch
einen Dampfmantel durch Verdampfung von etwa 25 kg Wasser = 1/4% Wasser, bezogen
-auf i o t Kohle, den beispielsweise erwünschten Druck von etwa 5 atü aus der Kohle
selbst, ohne daß man Fremddampf in das Gefäß gibt.
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Beim Anwärmen mit direktem Dampf nimmt die Trockenkohle Wasser auf,
bis sie mit z. B. 5 atü Dampf im Gleichgewicht steht. Beim Entspannen gibt sie praktisch
die gleiche Menge Wasser selbsttätig wieder ab.
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Die notwendige Reaktionszeit hängt von der Höhe des angewendeten Druckes
und von der Natur der Kohle ab; sie ist größer bei kleinerem Überdruck, geringer
bei hohem Druck, z. B. 2o atVi, wobei die Kohle etwa 200° C heiß wird.
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Briketts aus wasserempfindlichen Kohlen, die bei bisher üblicher Behandlung
beginnenden Zerfall nach 6- bis 8stündiger Wässerung anzeigten, erwiesen sich nach
z. B. 36stündiger Lagerung im Wasser als unverändert, nachdem
die
Trockenkohle vor der Verpressung 5 Stunden bei 4,5 atü mit Wasserdampf behandelt
worden war.
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Der erhebliche technische Fortschritt des Verfahrens liegt darin,
daß man normale Handelsbriketts aus Kohle erzeugt, welche sonst nur regen-, wetter-
und bruchempfindliche Briketts ergibt.
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Bei Anwendung mit einem guten Wärmeschutz, versehener Druckgefäße
ist der benötigte Dampfaufwand sehr gering und beträgt nur wenige Prozent des Gutes.'
Bei vorzüglichem Wärmeschutz und jeweiliger Benutzung des Entspannungsdampfes- zum
Vorwärmen und Unterdrucksetzen der nächsten Ladung kommt- er nahe an Null. Bei der
verfahrensmäßigen Druckerhitzung mit nachfolgender Absaugung zwecks Abkühlung erfüllen
die beim Verfahren benötigten Druckgefäße zugleich die Aufgabe des Brikettkohlenkühlers,
woraus sich ergibt, daß der zusätzliche Gesamtaufwand an Apparate- und Arbeitskosten
gering ist. '