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Verfahren zur Brikettierung von Steinkohlen Bei der Brikettierung
von Steinkohle unter Verwendung von Pech als Bindemittel arbeitet man im allgemeinen
in der Weise, daß die Robfeinkohle mit gemahlenem Pech gemischt und diese Mischung
in einem Krietwerh m.it überhitztem Dampf behandelt wird, wonach das so vorbereitete
Gemisch anschließend in Pressen zur Verarbeitung kommt. Die Knetwerke sind eiserne
Zylinder mit im Innern angebrachten Rührarmen, die das Gut innig durchmischen und
auf seiner Wanderung vom Eintritt bis zum Ausgang umwälzen. Bei kalt eintretender
Kohle haben die Mischwerke im allgemeinen eine größere Höhe als bei vorgewärmtem
Gut. Dem Knetprozeß fällt ,die Aufgabe zu, das Bindemittel zu erweichen und vor
allem den niedrigviskosen Zustand des Bindemittels für die Dauer der Mischung mit
der Kohle aufrechtzuerhalten, uni möglichst viele Kohleteilchen mit dem Bindemittel
in Berührung zu bringen. Bei den heute üblichen Verfahren zur Brikettierung von
Steinkohle unter Verwendung von Pech als Bindemittel benötigt man etwa 6 bis 81/o.
Pech, um Briketts von guten Oualitäten herzustellen.
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Da der Preis des Pechs ein Mehrfaches von dem der Kohle beträgt, hängt
die Wirtschaftlichkeit der Brikettfabrikation naturgemäß' in hohem Maße von
einem
möglichst sparsamen Verbrauch. des Bindemittels ab. Durch das Auftreten neuer Pechverbraucher
auf dem Markt, insbesondere für die Hydrierung von Pech und Elektrodenkohlenerzeugung,
ist eine starke Verknappung und ein Mangel an Pech entstanden. Die Haus'brandvensorgung
mit Briketts muß `aber sichergestellt wenden.
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Man hat daher schon auf verschiedene Weise versucht, den Pechverbrauch
herabzusetzen. Ein Vorschlag geht dahin, die Dampftemperatur im Knetwerk zu erhöhen.
Weiterhin sind aus der Literatur die Verweilzeiten des Mischgutes im Knetwerk von
io Minuten bekanntgeworden. Diese beziehen sich jedoch auf das kalt aufgegebene
Gemenge. Es. ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Formstücken aus zerkleinerter
Holzkohle mit Holzteer als Bindemittel bekannt, bei dem so lange geknetet wind,
bis die Elastizität der Mischung .im wesentlichen vernichtet ist. Abgesehen davon,
daß bestimmte Angaben über die Knetdauer nicht gemacht werden, besteht der Zweck
dieses Verfahrens darin, das Luftvolumen in dem feinen lockeren Holzkohlenpulver
zu entfernen, da dieses' -Luftpolster bei der Verpressung einen zu großen Widerstand
bietet und den Formling nach der Verdichtung auftreibt. Ein anderes Verfahren, welches
als Basenauprozeß bezeichnet wird, mischt feste Brennstoffe mit flüssigen Kchlenwiasserstoffen
und unterwirft diese Mischung in der Kälte einer intensiven mechanischen Behandlung,
die zum Ziele hat, das Öl in die Kohle einzuarbeiten. Hierdurch soll erreicht wenden,
daß das Öl die bituminösen Anteile aus der Kohle extrahiert. Die flüssigen Kohlenwasserstoffe,
die an sich keine Bintdekraft besitzen, erhalten dies also erst @durch einen rein
chemischen Vorgang,, der durch die lange mechanische Behandlung vorbereitet wird.
Bestimmte Angaben über -die Zeitdauer dieser Bearbeitung werden nicht gemacht.
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Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß eine bedeutende Herabsetzung
des Pechverbrauchs bei der Brikettierung von Steinkohle bei gleichbleibender Festigkeit
:der gewonnenen Briketts erzielt werden kann, wenn man @die Mischdauer im Knetwerk
gegenüber der bisher üblichen verlängert ünd auf einen für die betreffende Kohle
jeweils durch Versuche zu ermittelnden Höchstwert einstellt. Es wurde nämlich festgestellt,
daß die Mischarbeit der Knetwerke in der heutigen Größe unvollkommen ist; das Mischgut
wird bei den bekannten Knetwerken bereits zu einem Zeitpunkt ausgetragen und.verpreßt,
in dem :das Bindemittel erst ungenügend in der Kohle verteilt ist. Steigert man
dagegen erfindungsgemäß ,die Mischdauer im Knetwerk, so ward. durch die längere
Mischarbeit eine vermehrte Anzahl von Berührungsflächen zwischen Kohle und dem geschmolzenen
Pech geschaffen, und das Brikettiergut erfährt hierdurch diejenige Vorbereitung,
die notwendig ist, um das Höchstmaß an Haftwirkung zwischen den einzelnen Kohleteilchen
bei einem Mindestverbrauch an Bindemitteln zu erreichen. Durch die erfindungsgemäße
Verlängerung der Verweilzeit des Mischgutes im Knetwerk wird der Pech"erbrauch -um
15 bis :25'/@ und mehr herabgesetzt bei gleichbleibender Festigkeit der Briketts.
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Die günstigste Durchmischungszeit hängt von den jeweilügen Arbeitsbedingungen,
den Fabrikationseinrichtungen und den zur Verarbeitung -kommenden Rohstoffen ab
und muß von Fall zu Fall durch Versuche festgestellt werden; sie läßt sich für jedes
M Maschinenaggregat -durch allmähliche Steigerung der Mischdauer bis zu -dem Maximum
an Wirkung bei Mindestverbrauch an Pech leicht ermitteln.
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In zahlreichen Betriebsversuchen wurde festgestellt, .daß die vollkommenste
Ausnutzung der Bindekraft des Pechs dann erreicht wird, wenn die Mischdauer bei
der Arbeitsweise mit vorgewärmter Kohle etwa zo bis 15 Minuten und bei nicht vorgewärmter
Kohle etwa 2o bis 25 Minuten beträgt. Die Verweilzeit des Mischgutes im Knetwerk
darf jedoch nicht zu sehr erhöht werden; denn durch zu lange Mischdauer kann die
entgegengesetzte Wirkung eintreten, wenn idie Zufuhr des - überhitzten Dampfes unverändert
beibehalten wird. Das Mischgut verliert dann durch zu weitgehende Austrocknung seine
sämige Beschaffenheit und büßt an Bindekraft ein. Es handelt sich also hierbei nicht
um einen Einfluß, der von der Mischungsseite hervorgerufen wird, sondern um Nebenwirkungen,
die verfahrensmäßig bedingt sind.
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Erfindungsgemäß wird bei der Brikettierung von Brennstoffen, insbesondere
Steinkohle, unter Verwendung von bekannten Bindemitteln, wie Pech, S,ulfitablauge,
Asphalt usw., daher .in der Weise gearbeitet, daß die Verweilzeit ,des Mischgutes
im Knetwerk bei vorgewärmter Kohle etwa io bis 15 Minuten und bei nicht vorgewärmter
Kohle etwa 2o. bis 25 Minuten beträgt.
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An Hand eines Zahlenbeispiels soll das erfindungsgemäße Verfahren
für den Fall der Brikettierung von Steinkohle mit Pech als Bindemittel näher erläutert
werden.
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Die Mischzeit hängt von dem Rauminhalt des Knetwerkes und von der
Produktionsleistung .der Presse .ab. Beträgt z. B. die Höhe des zylindrischen Knetwerkes,
vom Überlauf bis zum Abschluß in den Verteiler gerechnet, 1,5 m und der Durchmesser
i,i m, so ergibt sieh einRauminhalt von 1,425 cbm. Bei einer Leistung -der Presse
von 13,5 t je Stunde errechnet sich eine Mischzeit von 5 Minuten, wobei i cbm Kohle-Pech-Gemisch
dem Gewicht von o,8 t gleichgesetzt ist. Unter Benutzung dieses Knetwerkes wurden
bei Vorwärmung der Kohle und einem Pechverbrauch von 711/o Briketts mit 6o '/o Trommelfestigkeit
gewonnen.
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Durch Versuche wurde festgestellt, daß die günstigste Verweilzeit
in diesem Fall io Minuten betrug. Demzufolge mußte, um das erfindungsgemäße Verfahren
zur Durchführung zu bringen, der Knetw erkinhalt verdoppelt werden. Dies wurde in
einfacher Weise dadurch erreicht, daß die Höhe des Knetwerkes auf etwa 3 m heraufgesetzt
wurde. Der Pechverbrauch betrug jetzt nur noch 5,5 °/o bei gleichbleibenden Oualitätender.anfallenden
Briketts.
Das .erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Verbindung
mit der an sich bekannten flüssigen Heißbrikettierung der Kohle angewandt werden;
hierbei wird das flüssige Pech direkt in das Knetwerk eingespritzt, und es kann
hierdurch eine weitere Pechersparnis erzielt werden.