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Verfahren zur Herstellung von aschenarmer Braunkohle Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aschearmer Braunkohle durch Behandeln
mit sauren Gasen, Auswaschen, Trocknen und gegebenenfalls Verschwelen oder Verkoken.
Die Erfindung besteht darin, daß die zerkleinerte Rohkohle auf einen Wassergehalt
von weniger als 30'/0, vorzugsweise weniger als :2o%, vorgetrocknet wird.
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Es ist bereits bekannt, Kohle durch Behandeln mit sauren Gasen, Auswaschen
und Trocknen zu entaschen. Bei diesem Verfahren findet aber keine Vortrocknung der
zerkleinerten Rohkohle statt. Es hat sich nun gezeigt, daß bei Anwendung des bekannten
Verfahrens auf Rohbraunkohle sich der Nachteil ergibt, daß ein sehr schwer filtrierbares
Produkt erhalten wird, was den Massendurchsatz außerordentlich behindert und umfangreiche
Anlagen erfordert. Demgegenüber führt die Behandlung der erfindungsgemäß vorgetrockneten
Braunkohle zu außerordentlich leicht benetzbaren und filtrierbai en Zwischenprodukten.
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Man hat ferner vorgeschlagen, Braunkohle zwecks Entsalzung mit säureanhydridhaltigen
Gasen unter Druck mit gesättigten oder überhitzten Dämpfen oder Gasen zu behandeln.
Dieses Verfahren erfordert eine umfangreiche
und kostspielige Apparatur
sowie einen erhöhten Aufwand an Wärme. Demgegenüber wird das Verfahren gemäß der
Erfindung bei gewöhnlichem Druck durchgeführt und bedarf praktisch keiner Wärmezufuhr.
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Die Feinheit, auf welche die Braunkohle zerkleinert werden muß, liegt
immer unter i mm Korngröße, und zwar meist erheblich; sie ist, abgesehen von der
Art der Braunkohle, grundsätzlich nicht so sehr von der Behandlung mit den sauren
Gasen, als vor allem von der Auswaschung der löslich gemachten Aschebestandteile
bestimmt. Der Zeitpunkt, zu dem die endliche Zerkleinerung auf den für die Auswaschung
erforderlichen Feinheitsgrad erfolgt, ist daher beliebig und kann vor oder nach
der Trocknung, eventuell sogar nach der Behandlung mit den sauren Gasen liegen.
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Die Hauptstufe des Verfahrens ist verfahrenstechnisch in sehr verschiedener
Weise durchführbar, da die Behandlung der vorbereiteten Rohbraunkohle mit einem
sauer wirkenden Gas verhältnismäßig nur geringe Einwirkungsdauer erfordert. Gibt
man beispeilsweise in ein größeres mit Chlor gefülltes Gefäß das zwanzigfache des
Chlorgewichts an Braunkohle mit beispielsweise i3 % Wassergehalt und schüttelt ein-
bis zweimal um, so ist das Chlor auch durch Geruch nicht mehr wahrnehmbar. Nur wenig
langsamer erfolgt die Einwirkung von Chlorwasserstoff, schwefliger Säure, Stickoxyden
u: a., so daß es sich durchweg um Reaktionszeiten handelt, die nach Bruchteilen
von Minuten zählen. Es genügt daher, die Kohle durch einen Turm fallen zu lassen,
durch den das saure Gas im Gegenstrom oder im Gleichstrom geführt wird. Besonders
glatt verläuft die Umsetzung, wenn sie in einem Drehrohr durchgeführt wird, wobei
hohe Durchsätze erzielt werden können; aber auch jede andere an sich bekannte Art
des Zusammenbringens von festen Körpern mit einem Gas führt in gleicher Weise zum
Ziel.
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Dabei bedarf es in der Regel keiner Erwärmung der Braunkohle oder
des Gases. Nur wenn besonders hohe Durchsätze erzielt werden sollen oder wenn die
Reaktion an einzelnen Stellen besonders beschleunigt werden muß, ist eine mäßige
Vorwärmung angebracht. Durch die Einwirkung des sauren Gases auf die Braunkohle
findet eine leichte Temperatursteigerung statt, die beim Chlor am größten ist.
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Der Verbrauch an Chlorwasserstoff, schwefliger Säure u. dgl. entspricht
genau dem Gehalt der Braunkohle an Basen, die praktisch vollständig in Chloride
bzw. Bisulfite u. dgl. übergeführt werden. Chlor, Stickoxyde u. dgl. greifen in
geringem, mit steigender Temperatur zunehmendem Maße auch die organische Substanz
an und zeigen dementsprechend einen etwas höheren Verbrauch als die Umwandlung der
Basen allein erforderte. Dieser :Mehrverbrauch läßt sich aber durch Vermeidung von
höheren Temperaturen, richtige Bemessung des Wassergehalts der Braunkohle, Anwendung
des Gases in Verdünnung mit Luft oder einem inerten Gas, wie Stickstoff, Kohlendioxyd,
Wasserstoff u. a., unter ioo/o des Gesamtverbrauchs drücken. Die Dosierung des sauren
Gases erfolgt zweckmäßig so, daß ein um so größerer Überschuß über die Berechnung
der Menge angewandt wird. je schnellere Umsetzung und je vollständigere Entaschung
erreicht werden soll, bei Chlor und anderen mit der organischen Kohlesubstanz in
Reaktion tretenden Gasen in den Grenzen, die diese Nebenreaktionen setzen. Bei Chlorwasserstoff,
schwefliger Säure u. dgl. vermag eine zu reichliche Bemessung des Überschusses nicht
schädlich zu wirken.
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Die erfindungsgemäß behandelte Braunkohle ist sehr gut benetzbar und
überraschend gut filtrierbar. Dementsprechend kann die Waschung in beliebiger Weise
z. B. auch in mehreren Stufen erfolgen, je nachdem in welcher Konzentration die
Waschlaugen anfallen sollen und welcher Auswaschungsgrad erreicht werden soll.
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Die Gründlichkeit der Auswaschung bestimmt natürlich mit den Restaschegehalt,
da die letzten Anteile vergleichsweise schwerer auszuwaschen sind.
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Die ausgewaschene und wieder getrocknete Braunkohle hat, abgesehen
von dem geringer gewordenen Aschegehalt, auch im physikalischen Verhalten im Vergleich
zur ursprünglichen Rohkohle erheblich abweichende Eigenschaften, die sich unter
anderem in einer wesentlich größeren Brikettierbarkeit kundtun, auch im völlig trockenen
Zustand. Es wurden Briketts erzielt, die weder bei der X'ortrocknung noch bei der
Verschwelung Risse zeigten, unter Bedingungen, bei denen die entsprechend behandelte
ursprüngliche Braunkohle so rissig wurde, daß das Brikett beim leisesten Druck zerfiel.
Die #'erschwelbarkeit und Verkokbarkeit der entaschten Braunkohle ist bis auf eine
geringe Verschiebung des Verhältnisses von Koks : Teer : Gas unverändert; etwaige
Reste an Chlor gehen dabei ins Teerwasser, während Koks, Teer und Gas chlorfrei
sind.
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Bei der Behandlung schwefelhaltigerBraunkohle mit Chlor sinkt der
Schwefelgehalt auf die Hälfte bis 2/3, bei der entsprechenden Behandlung mit Chlorwasserstoff
auf 3/4 bis 5/6
des urspründglichen Gehaltes. Mit schwefliger Säure wird kein
Schwefel entzogen, doch hat diese Arbeitsweise den besonderen Vorteil, daß aus den
Ablaugen die schweflige
Säure durch Kalkzusatz als CaS O;; gefällt
und dieses zur Wiedergewinnung der schwefligen Säure z. B. durch Glühen verarbeitet
werden kann, so daß ein in sich geschlossener Prozeß vorliegt.
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Beispiel Wernsdorfer Braunkohle mit 13'/o Wassergehalt und 4,2% Gesamtschwefel
sowie 9,3% Asche, auf Trockensubstanz bezogen, wurde als rohes Pulver im Gegenstrom
mit 7,7 Gewichtsteilen Chlor auf loo Gewichtsteile Rohkohle bei gewöhnlicher Temperatur
in einem kurzen Drehrohr behandelt. An der Chloreintrittsseite erwärmte sich die
Kohle auf etwa 5o bis 6o°. Die Gesamtberührungszeit betrug etwa 1 bis 2 Minuten.
An der Gasaustrittsseite war Chlor auch in Spuren nicht nachweisbar, es kondensierten
sich lediglich Tröpfchen, die als Salzsäure höher Konzentration erkannt wurden.
Nach gründlicher Auswaschung betrug der Aschegehalt 1,2%; der Schwefelgehalt 2,9%,
beides bezogen auf Trockensubstanz.
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Die gleiche Kohle ergab nach der Behandlung mit trockenem Chlorwasserstoff
und gleicher Auswaschung ebenfalls einen Aschegehalt von 1,2%, aber einen Schwefelgehalt
von 3,5 0/0.
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Durch Behandlung mit schwefliger Säure wurde ein Aschegehalt von 1,4%
erzielt, während der Schwefelgehalt auf 4,4% anstieg, entsprechend der Gewichtsverminderung
durch die entzogene Asche.
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Wird das saure Gas in geringerer als der nach dem Basengehalt der
Asche berechneten Menge angewandt, so geht die Entaschungswirkung entsprechend zurück.
Eine solche Arbeitsweise kann, da die gute Benetzbarkeit der Kohle in vollem Maße
erhalten bleibt, für diesen Zweck allein von Bedeutung sein. Eine teilweise Entaschung
kann damit verbunden werden. Ferner kann das Verfahren Anwendung finden, um die
genannten sauren Gase aus Gemischen mit anderen Gasen zu entfernen. Es muß dann
naturgemäß das Verhältnis von Gas zu Kohle so gehalten werden, daß das Abgas den
gewünschten Reinheitsgrad erreicht. Entaschte Kohle kann dabei als Nebenprodukt
gewonnen werden. Bei der Entfernung von Chlor aus chlorhaltigen Gasen kann aber
auch, zumal bei erhöhten Temperaturen, durch Zulassen einer weitgehenden Reaktion
des Chlors mit der organischen Substanz eine viel weitergehende Ausnutzung der Kohle
erfolgen, wobei als Nebenprodukt eine stark chlorhaltige organische Substanz anfällt.