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Verfahren zum Herstellen von Generatorkoks Von Brennstoffen für Gasgeneratoren
verlangt man, daß sich an ihnen auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten das entsprechende
Gleichgewicht einstellt. Außerdem müssen sie hinreichend abriebfest sein, um eine
Verstopfung durch Grusbildung zu vermeiden. Generatoren, die bei stark veränderlicher
Belastung arbeiten, wie z. B. Fahrzeuggaserzeuger, verlangen einen Brennstoff mit
großer Zündausbre_-tungsgeschwindigkeit. Dabei ist vor allem wichtig, daß die Geschwindigkeit
der Zündausbreitung unabhängig von der Vorgeschichte des Brennstoffs ist, d. h.
der Brennstoff, der in der Nähe der Luftzuführung Temperaturen von goo° und darüber
angenommen hat, soll nach dem Erkalten ebenso schnell zünden wie frischer Brennstoff.
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Bekanntlich gilt Holzkohle immer noch als der beste Generatorbrenpstoff.
Ihrer Verwendung steht die geringe vorhandene Menge im Wege. Torfkoks und Braunkohlenkoks
werden ebenfalls benutzt. Störend sind hier die hohen Aschegehalte. Auf dem Gebiet
der Steinkohlen wurden Anthrazit und Steinkohlenschwelkoks vorgeschlagen. Beide
lassen sich weitgehend entaschen. Man hat auch schon versucht, Holzkohle mit Steinkohle
gemischt zu verschwelen. Schließlich ist ein Verfahren bekannt, bei dem feingemahlene
Steinkohlen entascht, bindemittellos brikettiert und verschwelt werden sollen.
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Von diesen Verfahren scheiden aus wirtschaftlichen Gründen von vornherein
für die Praxis diejenigen aus, bei denen Holz oder Holzkohle verwendet wird. Die
Produkte auf Basis Steinkohle zünden andererseits sehr schlecht, wie aus den unten
beschriebenen Messungen hervorgeht, die folgendermaßen durchgeführt wurden: Innerhalb
eines bestimmten,
von einer bestimmten Luftmenge durchströmten Volumens
des zu untersuchenden Brennstoffes bestimmter Körnung wurde zur Zündung eine definierte
Wärmemenge elektrisch entwickelt und die Zeit, im folgenden als Zündverzögerung
Z bezeichnet, in Minuten gemessen, die bis zum Erreichen einer gewissen Abgaszusammensetzung
verfloß. Sie wurde zunächst an der frischen, Z1, dann an der bei 875° entgasten
Probe Z2 ermittelt.
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Bei der gut zündenden Holzkohle war Z1 = Z,; _ 5. Die Zündung ist
also hier unabhängig von der Vorgeschichte. Bei dem schlecht zündenden Anthrazit
war Z, = 27, Z2 = -\.,. Der erhitzte Anthrazit zündete also überhaupt nicht mehr.
Die Z2 Werte für Schwelkoks lagen zwischen 20 und 5o, wobei allerdings die gut zündenden
Kohlen wegen geringer Abriebfestigkeit praktisch nicht brauchbar waren.
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Es wurde nun gefunden, daß man einen gut zündenden Generatorkoks mit
guter Abriebfestigkeit erhält, wenn man Mischungen von feingemahlenen backenden
und nichtbackenden Kohlen brikettiert und verschwelt. Die Korngröße der Kohleteilchen
soll kleiner sein als o,5 mm und soll vorzugsweise unter o,i mm liegen. Der Aschengehalt
wird zweckmäßig durch bekannte Aufbereitungsmaßnahmen gesenkt. Als nicht backende
Kohlen kommen solche in Frage, die von :Tatur aus kein Backvermögen besitzen, wie
Anthrazit, Braunkohle, Torf usw., gegebenenfalls nach vorheriger Verschwelung oder
Verkokung, oder an sich backende Kohlen, deren Backvermögen jedoch dußch eine thermische
Behandlung, wie z. B. Verschwelung, Verkokung, Luftoxydation, beseitigt ist. Die
Brikettierung kann mit Bindemittelzusatz bei niedrigem Preßdruck oder bindemittellos
bei hohem Druck durchgeführt werden. je mehr Magerungsmittel die Mischung enthält,
um so schneller zündet sie, um so zerreiblicher werden aber auch die Briketts. Die
ZündverzögerungZl für die frischen Briketts lag wegen des Gasgehaltes unabhängig
von der Zusammensetzung ziemlich gleichmäßig bei etwa 12. Die Wirkung des Magerungsmittels
wurde erst nach dem Entgasen, das bei 875° durchgeführt wurde, offenbar, wie die
nachfolgenden Beispiele zeigen. Eine weitere Verbesserung war in bekannter Weise
möglich durch kleine Zusätze von Alkali- oder Erdalkaliverhindungen in Größenordnung
von o,5 bis i Gewichtsprozent.
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-Man hat zwar bereits vorgeschlagen, für Fahrzeuggeneratoren geeigneten
Brennstoff durch Verschwelen bituminöser Steinkohle bei etwa 6oo bis 700-
herzustellen und dem Ausgangsmaterial bei zu hohem Blähvermögen natürliche Magerkohle,
Koksgrus oder künstliche, etwa durch thermische Vorbehandlung gemagerte Kohle zuzusetzen.
Ein Feinmahlen der Ausgangsmaterialien ist bei dem Verfahren nicht vorgesehen. Ferner
hat man vorgeschlagen, Schwelkoks für Fahrzeuggeneratoren dadurch herzustellen,
daß man einen bei 6oo` au; Braunkohle oder Torf erzeugten Schwelkoks der Körnung
8 nun und darüber mit feingemahlener Backkohle mischt, das Gemisch brikettiert und
einer zweiten Entgasung bei etwa der gleichen Temperatur unterwirft.
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Diese Verfahren führen jedoch nicht zti einem derartig zündwilligen
Generatorkoks, wie er nach (lern Verfahren der vorliegenden Erfindung gewonnen wird.
Von Bedeutung für die Herstellung eines zündwilligen Generatorkokses ist nämlich,
daß beide Mischungskomponenten, die backende und die nichtbackende Kohlt in pulverförmigem
Zustand, Korngröße am besten unter o,i mm, verwendet und miteinander innig vermischt
werden, worauf anschließend die Brikettierung und Entgasung erfolgt. Die Briketts
sintern nur, so daß ein Koks entsteht, der sich durch große Feinporigkeit auszeichnet
und dessen Poren nach Art der bekannten Schwaninistruktur miteinander in Verbindung
stehen. Mit den bekannten Verfahren läßt sich eine solche Struktur nicht erzielen.
Mischt man z. B. grobstöckiges backendes Material mit feinem magerem Material, so
geht ersteres bei der Back- bzw. Schweltemperatur in einen fließbaren Zustand über
und umhüllt und verklebt die >Vlagerkohleteilchen, so daß ein normaler relativ grobporiger
Koks mit nach außen abgeschlossenen Poren entsteht. Bei grobstöckigen mageren Bestandteilen
und feinkörniger Backkohle wirkt letztere beim Verschwelen lediglich als Bindemittel.
An der Struktur der grobstöckigen Teile wird nichts geändert, vielmehr deren Oberfläche
verklebt und verstopft. Sind beide Mischungskomponente grobstöckig, so tritt der
geschilderte Zustand erst recht ein.
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Der gemäß der vorliegenden Erfindung gewonnene Generatorkoks weist
eine gleichmüßige, äußerst feine Porenstruktur auf, so claß seine «'ärmeleitfäliigkeit
nur gering ist. Daraus ergibt sich die erhöhte Zündwilligkeit gegenüber den nach
den bekannten Verfahren hergestellten Kokssorten.
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Beispiel t Eine Kohle mit 2<>"-0 flüchtigen Bestandteilen wurde
gemahlen (ungefähr 70" <, < iooY), bei einem Druck von 3ooo kg,@clcni brikettiert
und verschwelt. Sie ergab Z2 = 33. Wurden der gleichen hohle 40°/0 Anthrazit von
ungefähr gleicher Feinheit beigemischt und wurde das Gemisch bei gleichem Druck
brikettiert, so sank Z2 auf den \\'ert 2(i.
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Beispiel 2 Wurden der im Beispiel i erwähnten gemahlenen Kohle 3o0;'0
eines gleich fein gemahlenen Kokses zugesetzt, der durch Verschwelen derselben hohle
bei 6oo" hergestellt war, so ging nach dem Brikettieren und Verschwelen Z., auf
den Wert 20 herunter.
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Beispiel a Setzte man derselben gemahlenen liolile 3o0;0 einer anoxydierten
hohle zii, die ini Ansgangszustand 320;'0 flüchtige Bestandteile enthielt, s<,
verminderte sich Z., auf den Wert is.
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Beispiel 4 Wurden der obigen Kohlf@ 3()" 0 einer bei 6o0- verschwelten
Braunkohle zugesetzt, so erhielt man Z2 -- 23.