DE862896C - Verfahren zur oxydativen Behandlung fester Brennstoffe - Google Patents

Description

• Verfahren zur oxydativen Behandlung fester Brennstoffe Bei der Oxydation von Brennstoffen aller Art mittels Luft, Sauerstoff oder sonstigen Sauerstoff enthaltender Gase wird eine erhebliche Wärmemenge frei, die bei ungAindertem Zutritt des oxydierenden Gases zur Entzündung .des Brennstoffs führen kann, wie dies bekanntlich beim Lagern gewisser Kohlesorten an der Luft gelegentlich vorkommt. In neuerer Zeit ist man bestrebt, - diese Oxydation technisch nutzbar zu machen und sie so zu leiten, daß eine Zündung unterbleibt. Ziel des Verfahrens ist, zu Produkten zu gelangen, in denen der Sauerstoff unter Aufspaltung größerer Moleküle in die kleineren Teilmoleküle eintritt. Bei derAufspaltung wird ein Teil des Kohlenstoffs durch den Sauerstoff des oxydierenden Gases zu. Kohlensäure verbrannt, was dazu führt, daß bei der erheblichen Exothermie des Vorgangs die Gefahr der Entzündung besteht, wenn nicht durch besondere Maßnahmen die Sauerstoffaufnahme so geleitet wird, daß die Temperatur stets unter der Zündtemperatur bleibt. So hat man z. B. vorgeschlagen, beim Oxydieren mittels Luft deren Sauerstoffgehalt durch Zumischen inerter Gase so weit zu senken, daß diese die bei der Anlagerung von, Sauerstoff frei werdende Wärme abfahren können. Auch hat man die Oxydation des Brennstoffs in dünner Schicht mit äußerst geringen Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt, so daß die entwickelte Wärme hauptsächlich durch Abstrahlung aus dem System entfernt werden konnte.
• Es leuchtet ein, daß beide Arbeitsweisen nicht geeignet sind, Kohle in technischem Maßstab in Sauerstoffanlagerungsprodukte überzuführen, denn bei beiden Verfahren würde die Oxydation des Brennstoffs einen erheblichen Zeitaufwand erfordern, der je nach dem Umfang der Apparatur auf Tage oder sogar Wochen bemessen werden müßte. -Es wurde nun. gefunden; :daß man die Oxydation im Verlauf .einiger Stunden durchführen kann, ohne daß eine Zündung des Brennstoffs erfolgt, wenn man den zerkleinerten Brennstoff nicht, -wie bisher üblich, in trockener Form, sondern in 'wasserhaltigem Zustand der oxydierenden Behandlung unterwirft. Das-Wasser hat dabei .die Aufgabe eines Wärmeakzeptors, und ,da es unmittelbar mit den Teilchen des Brennstoffs in Berührung kommt, wird .die Wärme im Augenblick ihrer Entstehung abgeführt. Die Temperatur kann dabei niemals höher ansteigen als bis zu dem dem jeweiligen Druck entsprechenden Siedepunkt des-Wassers, weil beim Siedepunkt die bei ,der Oxydation entwickelte Wärme für die Verdampfung des Wassers benötigt wird. Man kann daher auch bei größeren Aggregaten die bei der Brennstoffoxydation erzeugte Wärme vorteilhaft zum Betrieb eines Dampfkessels benutzen und erhält, sobald man die Oxydation im geschlossenen Gefäß durchführt, gespannten Dampf.
• Die Wassermenge, mit der man den Brennstoff vor der Oxydation vermischt, hält man zweckmäßig zwischen 2o und 6o%, bezogen auf das Gewicht des Brennstoffs. Das bei der Oxydation verdampfende Wasser kann während derselben ersetzt werden, sei es durch Einspritzen, Eindüsen, Einnebeln oder durch Beladen des Oxydationsgases, z. B. Luft, mit Wasserdampf. Man wird von dieser -Maßnahme Gebrauch machen, wenn der Brennstoff mit geringem' Wassergehalt eingesetzt und das Wasser während des Prozesses zur Abführung der Reaktionswärme verbraucht wird.
• Es ist zweckmäßig, den Wassergehalt des Brenrlstoffs so zu bemessen, daß ein Zusammenballen der Brennstoffteilchen während der _ oxydierenden Behandlung unterbleibt.
• Die auf diese Weise gewonnenen anoxydierten Brennstoffe bilden die Voraussetzung für eine wirtschaftliche Herstellung von sogenannten re-gene= rierten Huminsäuren. Nach Beendigung der Oxydation ist nämlich der Brennstoff weitgehend in Alkalilauge löslich, wobei die ADkalisalze der Huminsäuren entstehen, aus denen durch Zusatz anorganischer Säuren die regenerierten Huminsäuren -abgeschieden werden können. Weiterhin können die nach dem oben beschriebenen neuen Verfahren oxydierten festen Brennstoffe unmittelbar oder auch die aus diesen auf die besagte Weise gewonnenen regenerierten Huminsäuren mit NH3, sei es- bei erhöhtem oder gewöhnlichem Druck, in wertvolle Düngemittel übergeführt werden. Schließlich sei noch-erwähnt, daß durch die gefundene in verhältnismäßig kurzer Zeit durchführbare oxydative Behandlung von Brennstoffen billige Ausgangsprodukte fair die Herstellung von Benzolcarbonsäuren geschaffen worden sind, für deren Gewinnung die oxydative Vorbehandlung von ausschlaggebender Bedeutung ist.
• Beispiel i -'Gasreiche Kohle mit- einem Gehalt-von 30'/o an flüchtigen- Bestandteilen wird- auf eine Korngröße unter 0,5 mm .gemahlen und mit 30% Wasser, bezogen auf das eingesetzte Kohlegewieht, vermischt. Die oxydative Behandlung der Kohle erfolgt bei i8o°- unter einem Druck von in at. Während der Oxydation wird zum Ersatz des verdampfenden Wassers zusätzlich Wasser eingenebelt, und zwar in einer Menge von insgesamt 2o°/o des Eigengerichts der Kohle. Die Sauerstoffaufnahme ist in i2 Stunden beendet. Das erhaltene Produkt ist wie die Kohle selbst von schwarzer Farbe, besteht aber aus wesentlich kleineren Molekülen als die Ausgangskohle. Die Einlagerung von Sauerstoff hat das Ausgangsprodukt insofern verändert, als das gewonnene Erzeugnis teilweise in Ammoniak, noch besser aber in: stärkeren Alkalien löslich ist. Beispiele Braunkahle, auf eine Korngröße von weniger als i mm gemahlen, wird mit 4o% Wasser versetzt. In einem Drehautoklav wird das feuchte Material auf 15o° erhitzt und bei 6 atü mit Luft behandelt, wobei auf i. t Braunkohle °stündlich etwa 20o cbm zur Anwendung kommen. Die Reaktion ist nach io Stunden beendet. Das Endprodukt hat schwarze Farbe. Es kann durch Kochen mit starker Natronlauge bis auf den als Asche verbleibenden Rückstand -in Lösung gebracht. werden. - Beispiel .3 Lufttrockener Torf mit einem Wassergehalt von 6o 1/o wird bei 13o° unter einem Druck von 3, atü mit Luft behandelt. Die Sauerstoffaufnahme ist nach 6 Stunden nur noch sehr gering und nach weiteren 3 Stunden beendet. Das Produkt ist in Wasser teilweise, in Ammoniak weitgehend und in siedender Natronlauge bis auf einen geringen Rückstand löslich.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: _ i, - Verfahren zur oxydativen Behandlung fester Brennstoffe mit Sauerstoff, Luft oder anderen sauerstoffhaltigen Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation in Gegenwart von Wasser durchgeführt wird.
2. 2: Verfahren nach Anspruch- i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Brennstoffs so gewählt wird, ,daß ein Zusammenballen der Brennstoffteilchen unterbleibt.
3. 3.. Verfahren na-eh Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die oxydative Behandlung unter Druck durchgeführt wird.
4. 4: Verfahren nach Anspruch ii bis 3., dadurch gekennzeichnet, daB man den Druck der jeweiligen Siedetemperatur .des Wassers anpaßt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet; daß das während der oxydativen Behandlung verdampfende Wasser fortlaufend ersetzt wird. -Angezogene Druckschriften: Roberts und- J e u.k n er , International Coal Carbonization, London 934 S: 2:3o und 23r.-