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Verfahren zur Gewinnung von Teer und festem Schwelkoks Im Patent 735
726 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Teer und festem Schwelkoks durch Schwelen
eines Gemisches von festen kohlenstoffhaltigen Stoffen, wie z. B. Kohlen, mit von
leichten Ölen freien Druckhydrierungserzeugnissen von Kohlen oder ölhaltigen Rückständen
der Druckhydrierung von Kohlen, Teeren oder Mineralölen beschrieben, wobei man die
zerkleinerten kohlenstoffhaltigen Stoffe unter Zusatz der Druckhydrierungserzeugnisse
zu einer festen Masse verpreßt und bei Temperaturen von etwa 55o° oder darunter
schwelt.
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Im Zusatzpatent 738 621 ist beschrieben, daß der Asphaltgehalt in
den genannten Druckhydrierungserzeugnissen oder -rückständen vor ihrer Zumischung
zu den zerkleinerten festen kohlenstoffhaltigen Stoffen mindestens 25 0/0, zweckmäßig
mehr als 5o%, bezogen auf den Aschegehalt, und mindestens 2'10 der Mischung beträgt.
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Im Zusatzpatent 745 161 ist eine Ausführungsform der erwähnten Verfahren
beschrieben, nach der die zerkleinerten kohlenstoffhaltigen Stoffe mit einer solchen
Menge der genannten Druckhydrie= rungserzeugnisse oder -rückstände versetzt werden,
daß beim Mischen, das vorzugsweise bei Temperaturen von 5o bis i5o° ausgeführt wird,
feste zusammenhängende Stücke (Knollen) entstehen, die darauf verschwelt werden.
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Nach dem weiteren Zusatzpatent 736 97i sollen im Falle der Verwendung
von asphalthaltigen
Druckhydrierungserzeugnissen oder -rückständen,
die unter so milden Bedingungen erhalten wurden, daß nur ein teilweiser Aufschluß
der Ausgangsstoffe erfolgte, weniger als 0,4 Gewichtsteile, zweckmäßig 0,o5 bis
0,3o Gewichtsteile, des Hydrierungserzeugnisses oder -rückstandes auf i Gewichtsteil
des Gemisches angewandt und die Mischung in krümeliger Form der Schwelung oder Verkokung
unterworfen werden.
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Nach dem weiteren Zusatzpatent 910 887 werden die Druckhydrierungserzeugnisse
oder -rückstände zusammen mit Gemischen von backender Steinkohle mit nichtbackender
Steinkohle oder Braunkohle, Torf oder teilweise entgaster Kohle oder mit mehreren
solchen Stoffen brikettiert und verschwelt oder verkokt.
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In den genannten Patenten ist ferner beschrieben, daß man vorteilhaft
in der Weise arbeitet, daß eine Anlage zur Druckhydrierung von Kohle mit einer Schwel-
bzw. Verkokungsanlage derart verbunden wird, daß die von den leichter siedenden
Anteilen befreiten Druckhydrierungserzeugnisse oder -rückstände zur Herstellung
der Mischungen für die Schwelung oder Verkokung und die bei der Schweleng oder Verkokung
erhaltenen Teere nach Abtrennung der leichter siedenden Anteile, gegebenenfalls
zusammen mit hochsiedenden Druckhydrierungserzeugnissen, zum Anpasten der Kohle
für die Druckhydrierung verwendet werden.
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Es wurde gefunden, daß man bei der Herstellung der zu entgasenden
Preßlinge, Stampfkuchen, Stücke (Knollen) u. dgl. mit Vorteil neben den Hydrierungserzeugnissen
oder -rückständen auch noch sogenannte Hilfsbindemittel, insbesondere nicht bituminöse
Bindemittel, wie z. B. Sulfitablauge, Stärkekleister, Leime oder ähnliche Stoffe,
benutzen kann. Diese Arbeitsweise kommt beispielsweise im Falle der Anwendung des
Spülgasverfahrens zur Entgasung in Betracht. Das Hilfsbindemittel kann vor, während
oder nach dem Zusatz des Hydrierungserzeugnisses oder -rückstandes der Kohle zugesetzt
werden. Im allgemeinen erfolgt der Zusatz bei gewöhnlicher oder schwach erhöhter
Temperatur bis ungefähr i50°. Bei diesen Temperaturen kann auch die Pressung des
Gemisches vorgenommen werden, wobei Drucke von 5o bis 200o kg/cm2 und mehr angewandt
werden können.
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Die Hydrierungserzeugnisse oder -rückstände können zur Erhöhung ihres
Schmelzpunktes durch Schleudern oder Destillation weitgehend von flüssigen und leicht
schmelzenden Bestandteilen befreit werden, wobei sie je nach der Menge des abgetriebenen
Öles auf Schmelzpunkte von 6o bis i50° und höher gebracht werden. Den Hydrierungserzeugnissen
und -rückständen können auch zur Erhöhung ihres Schmelzpunktes Asphalte oder Peche,
wie Urteerpech oder Hochtemperaturteerpech, zugesetzt werden, wobei der Zusatz vor
oder nach dem Abschleudern oder Abtreiben der leichter siedenden Öle erfolgen kann.
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Bei Verwendung der Hilfsbindemittel kann die Menge der verwendeten
Druckhydrierungserzeugnisse oder -rückstände niedrig liegen, und zwar genügen im
allgemeinen zur Zumischung, bezogen auf das fertige Gemisch, o,5 bis 15%, zweckmäßig
i bis io 0/0. Die Menge des verwendeten Hydrierungserzeugnisses oder -rückstandes
hängt einerseits von der Art der Kohle und andererseits von der Art des Hydrierungserzeugnisses
oder -rückstandes ab, wobei z. B. bei bitumenarmen Kohlen, wie Anthrazitkohle, etwa
io bis 15% eines Hydrierungsrückstandes mit io% Feststoffgehalt, bei Gasflammkohlen
etwa 5 bis 12 0% und bei Fettkohlen etwa o,5 bis 50/a des genannten Rückstandes
in Frage kommen. In dem Maße, wie der Feststoffgehalt im Rückstand steigt, können
auch die Mengen des zuzusetzenden Hydrierungsrückstandes entsprechend steigen. So
kann z. B. bei einem Feststoffgehalt von 50% im Hydrierungsrückstand die Zusatzmenge
io %, bei einem Feststoffgehalt von 30% die Zusatzmenge 18% betragen.
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Die Hydrierungserzeugnisse oder -rückstände können in flüssiger oder
fester Form zugegeben werden, indem man sie entweder in geschmolzener Form aufspritzt
oder in gemahlener Form staubförmig zusetzt.
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Die aus den Gemischen erhaltenen Formlinge (Briketts) können bei 5o
bis 20o° noch getrocknet werden und gelangen alsdann in die Schwel- bzw. Verkokungskammer,
in der die Entgasung bei etwa 50o bzw. etwa iioo'd durchgeführt wird.
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Zur Beeinflussung des Ascheschmelzpunktes können auch noch die in
dem Hauptpatent angeführten Stoffe, wie mineralische Zusätze, wie Ton, Schlacke,
Eisenerze oder ähnlich wirkende Stoffe. zugesetzt werden. Weiter können auch Kohlemischungen,
wie magere und fette Steinkohlen, oder Steinkohle und Braunkohle oder Torf oder
auch ganz oder teilweise entgaste Kohle, wie Grude oder Koksklein, verwendet werden.
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Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß man mit geringen
Mengen des Hydrierungserzeugnisses oder -rückstandes größere Mengen festen Koks
erzeugen kann als ohne Anwendung des Hilfsbindemittels. Weiter hat es den Vorteil,
daß man mit der Zugabe des zuzusetzenden Hydrierungserzeugnisses leicht an der unteren
Grenze der Menge bleiben kann, die für die Koksbildung notwendig ist. Dies ist insbesondere
bei Anwendung des Spülgasverfahrens deshalb wichtig, weil bei Anwendung größerer
Mengen Druckhydrierungserzeugnisse ein Zusammenkleben der einzelnen Preßlinge beim
Entgasen zu befürchten ist, wodurch das Nachrücken der Preßlinge im Ofenschacht
in Frage gestellt wird. Gleichzeitig wird aber durch das Hilfsbindemittel die Festigkeit
der Preßlinge so erhöht, daß der Abtrieb beim Aufbringen auf den Schwel- oder Verkokungsofen
und im Ofenschacht gering bleibt, so daß ein Verstopfen des Schachtes vermieden
wird. Beispiel i Der bei der Druckhydrierung von Steinkohle aus dem Hochdruckofen
entnommene, Feststoffe (Asche, Katalysator und nicht aufgeschlossene Kohle) enthaltende
Hydrierungsrückstand wird in einer Schlange auf etwa 4001' erhitzt und in eine Säule
entspannt,
wobei etwa 2o bis 25 0/0 öl abdestillieren. Der nun etwa 38% Feststoffe und 62%
Schweröl und Asphalt enthaltende Rückstand wird unten aus der Säule abgelassen und
hat einen Erweichungspunkt von 85°. 3 Teile dieses Rückstandes werden mit 97 Teilen
einer oberschlesischen Gasflammkohle gut gemischt, und hierauf werden 4% einer eingedickten
Sulfitablauge zugesetzt. Aus dem Gemisch werden in einer Eierbrikettpresse unter
Anwendung eines Druckes von etwa 400 kg/cm2 Briketts hergestellt. Diese werden bei
ioo bis 2oo° getrocknet und in einen Schwelofen gebracht. In diesem wird unten Spülgas
mit etwa goo° eingeleitet, wobei der Koks eine Temperatur von etwa 65o bis 700°'
erreicht. Der Koks ist gut graphitiert und sehr hart. Die einzelnen Briketts backen
beim Schwelen nicht zusammen. Beispiel 2 Getrocknete und gemahlene Gasflammkohle
wird im Verhältnis i : i mit einer Teerölfraktion, die zwischen Zoo und 300'° siedet,
zu einer Paste angerieben. Die Paste wird bei q.10° und 3oo at Druck in einem Hochdruckofen
in Gegenwart von Wasserstoff behandelt. Auf i cm3 der Paste werden 300 cm3
Wasserstoff gleichzeitig in den Ofen gegeben. Das erhaltene Produkt wird entspannt
und das darin enthaltene Öl durch Erhitzen auf 35o° zum Teil abgetrieben. Der Rückstand
zeigt einen Erweichungspunkt von i20°. Auf i Teil eingesetzte trockene Kohle werden
o,85 Teile Rückstand und o, i i Teile öl gewonnen. 85 Teile Rückstand werden nun
mit 15 Teilen Schwelpech vermischt; das Gemisch besitzt einen Erweichungspunkt von
950.
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Auf 94 Teile einer oberschlesischen Gasflammkohle von der Backzahl
8 (oberschlesische Methode) werden 6 Teile des oben beschriebenen Gemisches aus
85 Teilen Hydrierrückstand und 15 Teilen Schwelpech hinzugemischt und außerdem 5
®/o einer eingedickten Sulfitablauge (r,35 spezifisches Gewicht) zugegeben und bei
einer Temperatur von 50 bis 8o° gut durchgeknetet. Hierauf wird das Gemisch in einer
Eierbrikettpresse bei einer Temperatur von etwa 8o bis ioo° und einem Druck von
Zoo kg/cm2 gepreßt. Die hierbei erhaltenen Preßlinge sind auch im frisch gepreßten
Zustand sehr fest und können ohne Nachbehandlung sofort in einem Schwelofen in bewegter
Schicht, z. B. im kontinuierlichen Spülgasofen, verschwelt werden. Ein Zerfall der
Briketts in der Vorwärme- oder Schwelzone des Spülgasofens tritt nicht ein. Der
gewonnene Koks ist gut graphitiert und hat eine Abriebfestigkeit von 82% und enthält
nur 6% Kleinkoks von unter io mm. Aus dem Schwelgas wird zunächst bei 25o° das Schwelpech
abgeschieden, das, wie oben beschrieben, ganz oder zum Teil dem Hydrierrückstand
zur Herstellung des Brikettiermittels zugesetzt wird.