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Verfahren zur Behandlung von getrockneter Brikettier-Braunkohle .
in geschlossenen Behältern vor dem Verpressen Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Behandlung ..getrockneter Brikettierbraunkohle, das der Verbesserung
insbesondere der Festigkeitseigenstbaften und der Lagerbeständigkeit von Braunkohlenbriketts
dient.
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Es ist bekannt, daß bei der großtechnischen Trocknung -der Brikettierbraunkohle
die feineren Kohleteilchen schneller und die gröberen Kohleknorpel langsamer trocknen.
Nach der Trocknung enthält das Kohlengemisch von z. B. 1511, Durchschnittswassergehalt
übertrocknete und untertrocknete Bestandteile. Die Differenz des Wassergehalts zwischen
grobem und feinerem Korn wird allgemein mit Wasserspanne bezeichnet. Auf Grund der
Erkenntnis, daß sich die Brikettqualität mit abnehmender Wasserspanne verbessert,
hat man das Brikettiergut möglichst weitgehend zerkleinert, um die Unterschiede
in der Körnung und damit die Unterschiede im Wassergehalt des getrockneten gröbsten
und feinsten Gutes zu verringern, oder aber man hat das Grobe nach der Trocknung
ausgeschieden und nachgetrocknet. Die Lagerbeständigkeit, vor allem die Wasserbeständigkeit
der Briketts, die aus quellbaren Kohlen hergestellt werden, läßt sich jedoch durch
Verringerung .der Wasserspanne allein nicht genügend v erbessern. Es muß vielmehr
gleichzeitigt die sog. Alterung der heißen Kohle weit genug getrieben werden. Unter
Alterung ist hier .hauptsächlich eire Erscheinung gemeint, bei der ein Ausgleich
des Kapillarvvassergehaltes in den einzelnen Kohleteilchen und gleichzeitig eine
Verschlechterung der Benetzbarkeit der Kohleteilchen erfolgt.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, die Brikettierbraunkohle unter
den gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt der Briketts herabzutrocknen und vor dem
Verpressen den Endfeuchtigkeitsgehalt durch Befeuchten mit fremd zugeführtem Wasser
wiederherzustellen. Dazu kann noch eine gesonderte Behandlung mit Dampf treten.
Die Schwierigkeiten, die dieses Verfahren bereitet, sind bekannt. Es gelingt praktisch
nicht oder .nur zum Teil, :das hinzugegebene Fremdwasser an allen Kohleteilchen
gleichmäßig anzulagern, wodurch nach der Verpressung unerwünschte Festigkeitsminderungen
der Briketts während der Lagerung auftreten.
.Außerdem ist das Verfahren
der übertrocknung und nachfolgenden Wiederbefeuchtung weniger wirtschaftlich, weil
für die Übertrocknung die vorhandene Trockenheizfläche erheblich vergrößert und
in Betrieb gehalten werden muß.
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Es ist ein Verfahren zur Behandlung von losen Braunkohlen unter dem
Namen Fleißner-Verfahren bekannt, bei dem z. B. stückige Rohbraunkohle bei i 5o°
bis 25o° C mit Frischdampf von hohem Druck behandelt wird. Durch die damit zwangläufig
verbundene Anwendung eines diesen Temperaturen c -iit, sprechenden Sättigungsdafnpfdruckes
b t# soll das kohleeigene Wasser aus der Rohkohle erst dann entweichen, wenn diese
auf die dem Druck entsprechende Temperatur von i 5o' bis 25o' C gebracht und ihre
kolloidale Beschaffenheit zerstört ist. Die Briketts, die aus der nach diesem Verfahren
behandelten Braunkohle hergestellt werden, haben bekanntlich eine beachtliche Wasserbeständigkeit.
Auch soll nach einer mehrstündigen oder mehrmaligen Druckwasserdampfbehandlung eine
Kohle mit einem höheren Heizwert erhalten werden.
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Es ist auch schon ein Verfahren bekannt, bei welchem magere Kohlen,
insbesondere böhmische Braunkohlen, dadurch brikettierfähig gemacht werden, daß
die Kohle unmittelbar vor ihrem Brikettieren in einem geschlossenen Behälter möglichst
rasch und gleichmäßig ohne Gutritt von Luft und Wasserdampf auf höhere Temperaturen,
etwa 3So°, erhitzt wird. Durch diese Erhitzung soll so viel Bitumen freigemacht
«erden, wie als Bindemittel für die Herstellung der Briketts beim Pressen notwendig
ist. Es handelt sich hier also um ein Verfahren, bei dem schlecht brikettierbare
Kohle durch die hohe Erwärmung briketti.erfäliig gemacht werden soll, während das
vorliegende Verfahren sich in erster Linie auf gewisse deutsche Braunkohlenvorkommen
bezieht, die an sich gut brikettierbar sind, dagegen eine große Quellfähiäheit besitzen.
Es ist also bei diesem Verfahren zur Behandlung dieser auf den üblichen Brikettierwassergehalt
getrockneten Kohle nicht nötig, nachträglich eine hohe Erwärmung vorzunehmen, um
Bitumen aus der Kohle zii lösen, das dann als Bindemittel wirken soll.
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Es ist ferner ein Verfahren zur Behandlung von Brikettierkohle angegeben,
um die Wasserbeständigkeit gewisserBraunkohlenbriketts zu verbessern, das aber noch
nicht druckschriftlich vorveröffentlicht ist. Nach diesem Verfahren wird die auf
den üblichen Wassergehalt getrocknete Braunkohle einer Druckerhitzung mit Wasserdampf
unterworfen, wobei die Temperatur der Kohle etwa Zoo" erreicht. 7_u diesem Zweck
soll der Kohle wie beim Fleißner-Verfahren in einem geschlossenen Behälter Wasserdampf
von .4 bis ; atü zugeführt «-erden. Gegebenenfalls soll das Kühlgefäß von außen
beheizt und hierbei eine entsprechende Steigerung des Dampfdriiel;es auf .4 bis
5 atü erzielt werden.
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Alle diese vorstehend beschriebenen Verfahren erfordern also Temperaturen,
die erheblich höher liegen als die Temperatur, mit der di,e Kohle aus dein Trockner
kommt und die etwa in der Nähe des Siedepunktes von Wasser, also etwa bei > oo°
C liegt. Infolgedessen ist auch bei diesem Verfahren eine Erwärmung in Gegenwart
von höher gespanntem Dampf erforderlich. Diese Verfahren können auch mir absatzweise
durchgeführt werden und benötigen daher umfangreich, und verhältnismäßig teuere
Anlagen.
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Die Aufgabe, flie Kohle zur Herstellung lagerbeständiger Briketts
vorzubereiten, wird in einfachster und wirtschaftlichster Weise durch das neue Verfahren
gelöst, ohne daß ein Zusatz von Fremddampf oder von Fremdwasser und ohne @daß Druckerhitzung
erfolgt. Vielmehr wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die heiße Kohle nach dem
Trocknen in geschlossenen Behältern mehrere Stunden lang auf einer Temperatur von
mindestens SOD gehalten wird. Die vom Trockner kommende Kohle wird also unter möglichster
Vermeidung von Abkühlung einfach in einen geschlossenen Behälter gebracht und so
lange gelagert, bis der gewünschte Erfolg eingetreten ist. Es kann auch ein Behältei
angewendet werden, der durch Öffnungen so schwach gelüftet ist, daß z. B. beim Füllen
des Behälters der durch Verdrängen der ursprünglich eingeschlossenen Luft entstehende
geringe Überdruck mit ,dem Atoinsphärendruck ausgeglichen werden kann, ohne daß
hierbei eine dem Verfahren abträgliche Abkühlung der Kohle während ihrer Lagerung
eintreten kann. Durch diese Lagerung der Trockenkohle, die von den Trocknern kommt
und in den Behälter eingeschüttet wird, sind die Kohleteilchen mehr oder weniger
mit Luft umgeben und infolge des W" rineiiilialts der noch heißen Kohle gibt ein
Teil der Kapillaren zunächst Wasser in Form von Wasserdampf an die Luft im Behälter
ab, der dann von den trockneren Kapillaren aufgenommen wird. Dieser Ausgleich vollzieht
sich örtlich infolge der losen Schütturig der Kohle an allen Stellen innerhalb des
Behälters, so daß es gelingt, den Wasserausgleich ohne Zuführung fremder Wärmemengen
und ohne Fremddampf und ohne Druck durchzuführen. Vielmehr erfolgt dieser Feuchtigkeitsausgleich
innerhalb der Kohlenmenge durch rlen von der Kohle selbst entwickelten Wasserdampf
bzw.
kohleeigenes Wasser und nicht durch fremden Wasserdampf bzw. Fremdwasser. Von besonderer
Bedeutung ist, daß der Feuchtigkeitsausgleich innerhalb der heißen Kohle, die unter
möglichster Vermeidung von Abkühlung vom Trockner in :den gegen Wärmeverlust geschützten
Lagerungsbehälter gebracht und gelagert wird, vor sich geht. Nur unter Beachtung
.dieser Bedingung tritt das gewünschte ausreichende Altern der Kohle, d. h. neben
dem Feuchtigkeitsausgleich gleichzeitig die Verschlechterung der Benetzbarkeit ein.
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Es wurde nun weiter gefunden, daß sich die Alterung der Kohle nach
einer Funktion vollzieht, in der die Temperatur, die auf die Kohle einwirkt, und
diejenige Zeit, während der die Kohle dieser Temperatur ausgesetzt ist, die Hauptrolle
spielen. Nach dem neuer. Verfahren wird daher die getrocknete Kohle, die von den
Trocknern mit einer Temperatur kommt, die je nach Art des Trockners bei etwa go°
liegt, in der Weise behandelt, daß man sie im Wärmezustand in einem gelüfteten oder
geschlossenen und gegen Wärmeabgabe geschützten Behälter einer mehrstündigen Lagerung
unterzieht.
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Man hat zwar schon versucht, die mit einer Temperatur von etwa go°
C vom Trockner kommende Kohle nicht, wie üblich, auf etwa 40', sondern nur auf 7o°
C abzukühlen und bei .dieser Temperatur zu verpressen. Dieser Arbeitsgang hat nichts
mit dem neuen Verfahren zu tun, weil die Erhaltung der ursprünglichen Temperatur
von etwa 9o° C, die genügend lange Lagerungsdauer und ihre Bedeutung hinsichtlich
der Alterung nicht erkannt und auch nicht angewendet worden sind.
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Behälter in Gestalt von Sammel- oder Überlaufräumen sind bekannt,
in denen die getrocknete Kohle zwecks Kühlung und Feuchtigkeitsausgleich gelagert
wurde. Da der erstere Zweck so gut wie gar nicht, der zweite nur unvollkommen erfüllt
wurde, ist man mit Einführung .der Kühlhäuser davon vollkommen abgegangen. Die jetzt
noch bestehenden Sammelräume sind weiter nichts als Überlaufräume für diejenigen
und unter Wärmeverlusten vom Trocknet- herangeholten Kohlenmengen, die von den Kühlaggregaten
nicht geschluckt werden. Man hat bisher die Ansicht vertreten, d.aß das Lagern und
Schwitzen der.Kohle in diesen Sammelräumen schädlich sei, und hat die Sammelräume
mit der Zeit erheblich verkleinert oder ganz beseitigt. Das relativ schnelle Durchschleusen
der Kohle durch solche kleinen Sammelräume hat mit dem neuen Verfahren nichts zu
tun, bei welcchem bewußt eine längere Lagerung ,der Kohle unter möglichster Vermeidung
von Abküh-Jung, d. h. bei höheren Temperaturen, angewendet wird. . - -Nach dem neuen
Verfahren wurde eine stark quellfähige Braunkohle behandelt mit einem Anfangswassergehalt
von 55 Sie wurde zunächst in an sich bekannter Weise auf 15 % getrocknet. Am Ausfall
des Trockners hatte die Kohle eine Temperatur von go° C. Sie wurde unter Vermeidung
von Abkühlung in einen geschlossenen Bunker gebracht und dort 6 Stunden lang isotherm
gelagert, anschließend in bekannter Weise auf 4- .l0° C langsam abgekühlt
und verpreßt. Dabei entstanden Briketts von sehr gutem Aussehen, erheblicher Festigkeit
und Lagerbeständigkeit, während dieselbe Kohle ohne Anwendung des neuen Verfahrens
wenig feste und vor allein lagerunbeständige Briketts ergab. Der Grad der erzielten
Verringerung der Benetzbarkeit der Kohleteilchen kann dadurch festgestellt werden,
daß zwei Vergleichsbriketts, von denen das eine aus Kohle, die nach dem neuen Verfahren
behandelt wurde, und das andere in der bisher üblichen Weise hergestellt wird, in
ein Wasserbad gebracht werden. Es ist zweckmäßig, hierzu destilliertes Wasser zu
verwenden. Nach Einlagerung der Briketts wird in bestimmten Zeitabständen, z. B.
alle 3 Stunden, durch Augenschein festgestellt, inwieweit das Normalbrikett bereits
zerfallen und unbräuchbar geworden, während das nach dem neuen Verfahren hergestellte
Brikett je nach der Behandlungsdauer noch mehr oder weniger gut erhalten ist. Auf
diese Weise kann unschwer festgestellt werden, wie lange das Verfahren bei der jeweils
vorliegenden Kohlensorte anzuwenden ist, bis der gewünschte Erfolg eintritt.
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Bei Anwendung des neuen Verfahrens macht die Kohle in möglichst hoher
Eigenwärme eine Art Schwitzprozeß im kohleeigenen Wasser durch. Es ist bekannt,
daß heiße Trockenkohle, wenn sie aus der Trocknungsanlage kommt, in den Transportmitteln
der Brikettfabrik, z. B. in den Förderschnecken, nachverdampft und Schwitzwasser
abgibt. Nach der bisherigen Anschauung schiebt man den Schwitzwässern eine große
schädliche Wirkung zu und beseitigt sie mit besonderen Entlüftungseinrichtungen,
um zu vermeiden, daß Schwitzwässer in größeren Tropfen auf das Brikettiergut fallen.
Demgegenüber werden bei dem neuen Verfahren die Schwitzwässer systematisch zur Alterung
herangezogen. Sie sind also in Wirklichkeit nicht schädlich, sondern können durch
geeignete Behandlung mit dem Trockengut für die Alterung nutzbar gemacht werden.
Bei dem neuen Verfahren werden Methoden angewendet, von denen man sich in der Praxis
bisher nichts versprach.