-
Verfahren zum Entsalzen von Brennstoffen Bei der Entsalzung von Brennstoffen
kommt es im wesentlichen auf die Beseitigung der wasserlöslichen bzw. der den Aschenschmelzpunkt
herabsetzenden Bestandteile an.
-
Es ist bekannt, daß man Salze aus minderwertigen Brennstoffen durch
Auswaschen mit Wasser oder Säuren entfernen kann. Diese Verfahren haben den Nachteil,
daß die Brennstoffe (Torf, Braunkohle u. dgl.) zerkleinert und in den meisten. Fällen
sogar pulverisiert werden müssen, um sie entsalzen zu können, und daß zur Durchführung
dieser Verfahren große Säure- und Wassermengen nötig sind. Die zugeführte Flüssigkeit
muß dann bei der Trocknung der Brennstoffe wieder zusätzlich entfernt - werden.
Durch diesle Maßnahmen werden die Verfahren umständlich und teuer.
-
Die Verfahren, soweit sie sich mixt der Entsalzung durch Auslaugung
mit Wasser befassen, führen nicht zu einem befriedigenden Ergebnis, da die wasserlöslichen
Satte nur zu einen. kleinen Teil, höchstens bis zu etwa 500/6, in ihrer Ursprungsform
in der Kohle vorliegen. Der übrige Teil. wird erst durch die bei den Verbrennungsvorgängen
stattfindenden c'hemisc'hen Vorgänge gebildet. So kommt z. B. Pyrit neben anderen
Schwefelverbindungen in der Kohle vor, und ein nicht unbedeutender Teil der Alkalien
ist an Huminsäure als Humat gebunden. Durch die Einwirkung des Sauerstoffs bei der
Verbrennung entstehen dann erst die entsprechenden wasserlöslichen Sulfate in der
Asche aus den vorher in der Kohle biefindlichen nicht wasserlöslichen Verbindungen.
Daher ist es nichtmöglich, diese Stoffe bei der Behandlung der Brennstoffe mit Wasser
zu entfernen.
-
Bei den Verfahren, die mit Säuren arbeiten, macht die Entfernung der
Säuren in jedem Fall Schwierigkeiten. Die flüssige Säurebehandlung kann inuner nur
eine Oberflächenwirkung sein. Die Säure dringt nicht in die Kohle ein und kann daher
nicht wirken. Zudem ist die Entfernung der Säure nur mit sehr großem Wasserüberschuß
und dann auch immer noch wehr unvollkommen möglich. Der Gehalt der Kohle an Säure
hat nachteilige Folgen für Kraftmaschinen und Feuerungsanlagen,
da
die Säuren die Werkstoffe angreifen.
-
Es ist auch nicht mehr neu, zur Herstellung von Briketts aus Braunkohle
mit verhältnismäßig hohem Prozentsatz an wasserlöslichen Anteilen die Braunkohle
unter Druck mit gesättigten oder überhitzten Dämpfen oder Gasen zu entsalzen. Als
Ausgangsstoff für dieses Verfahren kommt feinkörnige Braunkohle in Betracht, die
dann nur noch zum Brikettieren geeignet ist. Diese bekannte Druckbehandlung erfordert
außerdem Drucke von 25 bis 3o atü und hat dazu noch den Nachteil, daß Kohlegut
kolloidal in Lösung übergeht und mit dem Abwasser abläuft.
-
Es wurde gefunden, daß man die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch
vermeiden bann, daß man den Brennstoffen ein Säureanhydrid zuführt, das dann von
der Kohle adsorbiert wird und mit dem bereits vorbandenen Wasser eine Säure bildet.
Die innere Oberfläche der Kohle ist für Adsorptionen sehr zugänglich. Zu dieser
Behandlung eignen sich in erster Linie anhydridhaltige Gase, wie sie z. B. beim
Verbrennen von sch:tv efelhaltigen Substanzen durch die Bildung von Schwefeldioxyd
entstehen. Leitet man diese Gase in. bzw. durch grubenfeuchte Brennstoffe (Braunkohle,
Torf, Schwelkoks). so entsteht aus dem physikalisch und chemisch gebundenen Wasser
und dem Schwefeldioxyd innerhalb der Kohle schweflige Säure, die den gesamten Brennstoff
durchsetzt. Hierdurch wird eine bessere und vollständigere Entsalzung erreicht,
als dies durch unmittelbaren Zusatz von Säuren möglich ist. Die zum großen Teil
aus organischen Säuren i Huminsäuren) und Alkalien bestehenden Salze werden durch
Säure, in diesem Fall schweflige Säure, in leicht wasserlösliche Verbindungen übergeführt.
Die m einem geschlossenen Gefäß behandelten Brennstoffe werden nunmehr zur Entfernung
des säurebaltiben Wassers unter Zusatz von wenig oder ohne Zusatz von Wasser mit
gesättigtem oder überhitztem Dampf behandelt, wobei außer der Entfernung der flüssigen
Bestandteile durch die Einwirkung von höheren Temperaturen eine Zersetzung der nichtverbrauchten
schwefligen Säureeintritt, die dann beim Entspannen des Druckgefäßes als Schwefeldioxyd
entweicht.
-
Die kombinierte Behandlung der Brennstoffe mit säureanhydridhaltigen
Gasen und mit gesättigten oder überhitzten Dämpfen oder Gasen unter Druck im Sinne
der Erfindung zeichnet sich durch große Einfachheit aus. In einem Gefäß findet in
einem Arbeitsgang eine Entsalzung und eine Trocknung des Gutes und die Entfernung
der unverbrauchten gebildeten Säure statt. Die hohle braucht bei dem Verfahren weder
pulverisiert zu werden noch ist ein Wasserüberschuß zur Entfernung der Salze und
der Säuren notwendig. Darüber hinaus erhält man eine möglichst salzfreie Kohle,
die praktisch frei von Säure ist.
-
Durch das unmittelbare Auswaschen mit Wasser sind Verluste bei der
Entfernung der löslichen organischen Bestandteile nicht zu vermeiden, die in vielen
Fällen sehrerheblich sein können. Dieser Nachteil wird durch die Behandlung der
Brennstoffe nach dem neuen Verfahren in geschlossenen Gefäßen ausgeschaltet.
-
Außerdem bringt die Verwendung von sonst lästigen Abgases. zum Veredeln
salzhaltiger Brennstoffe unter Benutzung des bereits vorhandenen Wassers zur Säurebildung
und Entfernung der Salze einen wesentlichen Fortschritt gegenüber den bereits bekannten
Verfahren reit sich.
-
Bei der Verwendung von säureanhydridlialtigen Abgasen kann noch eine
Ausnutzung der Wärme der Abgase zum Vorwärmen der Kohle erfolgen.
-
Das neue Verfahren trägt gleichzeitig zur Lösung des schwierigen und
wichtigen Schwefelproblems bei. Durch die Hitze-Druck-Behandlung und die anschließende
Druckentspannung wird das Schwefeldioxyd, das zu einer wirksamen Entsalzung im überschuß
angewandt werden muß, zerstört, und es verbleibt eine basische Asche, die nunmehr
den naturgegebenen flüchtigen Schwefel des jeweiligen Brennstoffes beim Verbrennungsvorgang
bindet.
-
Bevor die Nachbehandlung im Sinne des neuen Verfahrens die Wiederentfernung
der zugeführten Säure bewirkt, hat sie noch eine Wirkung, die die Säurebehandlung
zunächst unterstützt. Die zugeführten Säureanhydride bleiben nämlich auch trotz
der Gasform zum Teil an der Oberfläche des Gutes und verbinden sich nicht
vollständig mit dem Kohlewasser. Setzt man das Gut im Anschluß an die Einwirkung
des Säureanhydrids unter Dampf und Druck, so werden auch diese Reste des Säureanhydrids
zur Lösung gebracht, und die Nutzwirkung wird eine vollständige.
-
Endlich bleibt auch bei stückigem - Brennstoff das Gefüge im wesentlichen
erhalten, da gegenüber der bekannten Druckbehandlung hier auf Grund der vorausgegangenen
Säurebehandlung Drucke von 5 bis i o atü genügen, wodurch eine schonende Behandlung
gegeben ist. Außer diesem wirtschaftlich wichtigen Vorteil der Benötigung geringerer
Drucke hat die vorangehende Säurebehandlung einen technischen Vorteil. Bei der Druckbehandlung
nach dem bekannten Verfahren ist die Entsalzungswirkung
unvollkommen,
weil der Trocknungsvorg ,ang gleich einsetzt und die trocknende Kohle mit ihren
frei werdenden Restvalenzen Salze adsorbiert. Wird nun die höhle auf höhere Temperatur
gebracht und die Adsorptionskraft zerstört, , so ist nicht mehr genügend Wasser
in der Kohle vorhanden, um die Salzre aufzunehmen und abzufahren. Es ist aber wichtig,.
durch die Vorbehandlung mit Säure schon die Adsorptionskraft zu zerstören, wodurch
die Salze frei werden und abgeführt werden können.