DE958554C - Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels fuer die Brikettierung von zerkleinerten Brennstoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Bindernittels für die Brikettierung von zerkleinerten Brennstoffen Schon seit langem ist man bestrebt, feinkörnige Brennstoffe unter Verwendung von Pech als Bindemittel zu brikettieren. Der hierzu notwendige Bedarf an Teerpech schwankt im Mittel zwischen etwa 6,5 bis 7%, bezogen auf das Kohle-Pech-Gemisch. Diese Pechmenge soll ausreichen, um alle oberflächlichen Teile des zu brikettierenden Stoffes mit einer dünnen Haut des geschmolzenen Bindemittels zu überziehen.
• Um den Verbrauch an Pech als Bindemittel niedrig zu halten, hat man als verfahrensmäßige Maßnahmen die Verwendung besonders feinkörniger Brikettierkohle oder aber die Erhöhung des Brikettierdruckes empfohlen. Ferner hat die Erfahrung gelehrt, daß der Wassergehalt der Feinkohle einen Gehalt von etwa 6% nicht übersteigen darf. Bei den, bisher bekannten Verfahren zum Brikettieren von zerkleinerten Brennstoffen ergaben sich Mißerfolge häufig dadurch, daß der zu brikettidrende Grundstoff zu feucht war und sich nur die wenigsten Bindemittel zum Brikettieren feuchter Brennstoffe praktisch eignen. Um einwandfreie Briketts zu erhalten, war es in solchen Fällen nötig, den Grundstoff vorher zu trocknen.
• Gemäß der Erfindung gelingt das Brikettieren von vorzugsweise bis zur Staubfeinheit zerkleinerten aschehaltigen Brennstoffen, wie Kohlenschlamm, Koksgrus, Koksgrusschlamm, Braunkohle, Torf, Lignite, Ölschiefer, Berge, Schlämme aus Kläranlagen, ohne daß eine vorherige Entfernung des Feuchtigkeitsgehaltes erforderlich ist, zu normgerechten Briketts. So kann beispielsweise auch nasser Flotationsschlamm verarbeitet werden. Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung eines Bindemittels für die Brikettierung von zerkleinerten, feuchten oder angefeuchteten Brennstoffen unter Verwendung von Steinkohlenteerpechen und einer aromatischen. zyklis-chen Verbindung in der Weise, daß Steinkohlenteerpeche mit einem Erweichungspunkt von höchstens 6o,' K.S., die mit einem Kohleaufschluß behandelt oder durch Verblasen hergestellt sind und denen gegebenenfalls Fluxmittel zugegeben werden, mit geringen Mengen fester aromatischer Verbindungen mit höchstens drei Ringen zusammengeschmolzen werden und die so gewonnene Teerpechschnielze, gegebenenfalls nach Erkalten und Wiederaufschmelzen, innig mit den kalten Brennstoffen gemischt und das Gemisch geformt wird.
• Der Kohleaufschluß wird dadurch hergestellt, daß ein Hartpech mit einem Erweichungspunkt nach K r ä m e r - S a r n o w von mindestens ioo' C mit Teeröl gefluxt und sodann mit Kohlenstaub versetzt wird. Das erhaltene Gemisch wird auf Temperaturen nicht über 2oo' C erhitzt. Durch diese thermische Behandlung wird die Kohle »aufgeschlossen« und, ohne daß sich dabei eine chemische Reaktion im besonderen Ausmaß abspielt, in eine kolloidale- Lösung Übergeführt. Durch Änderung der Verfahrensweise (z. B. durch Arbeiten unter Druck oder Erhöhung der Reaktionsternperatur) kann dieser Prozeß des Kohleaufschlusses modifiziert werden.
• In der Literatur beschreibt Prof. Dr. M a 11 i -s o n in einer Arbeit (»Steinlcohlenteerpech«, Zeitschrift: Straßen- und Tiefbau, 1948, S. 238, linke Spalte) den Kohleaufschluß wie folgt,: » . . . Zu den artfrernden organischen Zusatzstoffen gehören - außer natürlichen und künstlichen Harzen -. vor allem hochmolekulare Stoffe, die unmittelbar aus der Steinkohle stammen. H. T e i c h m a n n (Rütgerswerke A.G.). E v a n s und P i c k a r d (South Metropolitan Gas Company) und A. J e rrk -n e r (Mannesmann) zeigten, daß man gepulverte Steinkohle mit Anthracenöl oder Teer bei 35o,' aufschließen und in cine kolloidale Lösung überführen kann. Dieser Prozß ist grundsätzlich verschieden von dem Kohleextraktionsverfahren. nach l' o t t und B r o c h e , bei dem die Kohle mit Tetralin-Kresol oder einem anderen wasserstoffreichen Lösungsmittel unter Druck und Hitze aufgeschlossen wird. Bei der Kohleaufschließung mit Anthracenöl handelt es sich nicht um eine reduzierende Aufschließung, sondern um ein Auflösen hochmotekularer, quellender Kohlebestandteile in kolloidaler Form in dem Teeröl. Auf diese Weise kann man Peche mit erheblich vergrößert-er Plastizitätsspanne herstellen. Solche Sonderpeche können bei Zimmertemperatur knetbar elastisch sein und doch erst bei go' und höher erweichen ... « Die Zusatzmenge der Teerpechschmelze kann je nach dem Grundstoff i bis 3o11/o betragen. Die Temperatur der Schmelze beträgt vor dem Eintragen. in die Ausgangsstoffe zweckmäßig bis züi etwa ioo' C. Voraussetzung für die Wirksamkeit des Verfahrens ist, daß der Grundstoff einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, der praktisch unbegrenzt ist und z. B.. bei Torf bis zu go Gewichtsprozent gehen kann. Infolge des ausgezeichneten Dispergiervermögens der Teerpechschmelze in feuchten oder zusätzlich angefeuchteten Bren-nstoffen ist die Verteilung dieses Bindemittels an den einzelnen Teilchen der Grundstoffe derart intensiv, daß der Bedarf an diesem Bindernittel gering ist, wodurch das Brikettieren gegenüber den sonst üblichen Verfahren weitgehend verbilligt wird. Die jeweils zu verwendende Menge der Schmelze ist ohne weiteres durch 'Versuche feststellbar.
• Nach der Formgebung, bei der infolge der ausgezeichneten Eigenschaften der Schmelze geringere Drücke als früher angewendet werden brauchen. werden die Briketts getrocknet'. Diese Trocknung kann entweder durch Lagerung an der Luft, in Trocken-kammern, in, öfen oder auf Luftherden vorgenommen werden, Die Trockenzeit ist erstaunlich kurz. So verlieren z. B. Kohleschlammbriketts bei Lufttrocknung in 24 Stunden etwa 3o Gewichtprozent Wasser. Die Ausgangsstoffe' brauchen während des Mischens und beim Formen nicht ,varmgehalten zu werden. Die Grundstoffe brauchen nicht einheitlich zu sein, sie können vielmehr aus verschiedenen Ausgangsbrennstoffen bestehen, so daß Brennkörp5r mit neuartigen Eigenschaften entstehen. Beispielsweise kann Kohlenschlamm mit Koksgrus gemischt werden.
• '#Venn die Grundstoffe zu trocken und/oder nicht benetzbar sind, müssen sie mit Wasser und gegebenenfalls mit einem Netzmittel behandelt werden. Mit besonderem Vorteil kann als Netzmittel, das gleichzeitig Wasser mit einbringt, das im Kokerei-bzw. Gaswerksbetrieb aus dem Rohgas nach der Kompression und Gasentschwefelung im Nachkühler beim Senken der Gastemperatur von etwa 8o bis 85' auf etwa 2o bis 2,31 C vor der Benzolabscheidung aüfallende sonst wertlos wäßrige Kondensat verwendet werden. Dieses Kondensat ist ammoniak- und schwefelwasserstofffrei, enthält aber ansonsten neben Spuren von Maschinenöl noch Verbindungen cyclischer Natur, die zum Teil im Kondensat emulgiert sind und ihm ein milchigtrübes Aussehen verleihen. Gegebenenfalls kann der Gehalt des Gaskonderisats an solchen cyclischen Kohlenwasserstoffen durch- Zusatz von hochsiedenden Steinkohlenteerprodukten, wie Naphtalin, Anthracen oder Phenanthren, erhöht werden. Ein solches Netzmittel muß z. B. bei dem Grundstoff Ruß angewendet wetden. Die verwendeten Peche sollen einen Erweichungspunkt von höchstens 6o' (K.S.) besitzen oder bei höherem Erweichungspunkt auf einen solchen unter 6o' gefluxt sein.
• Nicht zu verwechseln ist dieses Gaskondensat mit dem gleichfalls in der Kokerei anfallenden Gaswasser. Das Gaswasser wird aus dem Kokereiroh,gas abgeschieden, welches den Koksofen mit einer Temperatur bis zu 3ool-C verläßt. Das Rohgas enthält außer den permanenten Gasen mehr oder weniger leicht kondensierbare Dämpfe, ferner Flüssigkeitströpfchen und auch feste Teilchen, nämlich den durch Kracken entstandenen Kohlenstoff und mitgerissene Kohleteilchen. Das Rohgas wird zunächst gekühlt, wodurch eine Kondensation der mitgeführten Dämpfe unter Niederschlagung von Teer und Gaswasser eintritt. Die Entstehung der Bezeichnung »Gaswasser« wird in dein Buch von L u n g e - K ö h 1 e r »Die Industrie des Steinkohlenteers und des Ammoniaks«, igi2, Bd. 1, S. 77, wie folgt erklärt: »Die wichtigste Quelle für Ammoniakwasser war früher der Reinigungsprozeß, dem das Leuchtgas ausgesetzt wird, und daher nennt man es meist Gaswasser.« Nach Müller-Graf, »Kurzes Lehrbuch der Technologie der Brennstoffe«, i(y39, 5. i6o, enthält das Gaswasser'das hygroskopische und das aus dem Sauerstoff der Kohle entstandene Konstitutionswasser. Darin gelöst ist der größte Teil des Ammoniaks, des Schwefelwasserstoffs und deren Verbindungen Ammoniumsulfid, -karbonat, -sulfat, -cyanid, -rhodanid usw.
• Vergleicht man diese Eigenschaften des Gaswassers mit denen des Gaskondensats, so werden sofort die Unterschiede dieser beiden Produkte hinsichtlich ihrer stofflichen Zusammensetzung, bedingt durch die verschiedene Entstehungsweise, klar.
• Nach der Foringebung ist dafür Sorge zu tragen, daß keine zusätzliche Feuchtigkit an den Formling herantritt. Nach dem Trocknen und Verfestigen sind die Formlinge wetterbeständig.
• Die Verwendung des neuartigen Bindemittels erhöht die Porosität und den- Heizwert des trockenen Briketts. Außerdem trägt es zum praktisch restlosen Verbrennen der brennbaren Stoffe bei. B e i s p i e 1 Ein Kohlenschlamm mit einem Wassergehalt von 34 Gewichtsprozent wird mit 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Trockensubstanz, einer auf etwa go' C erwärmten flüssigen Teerpechschmelze, die in dünnem Strahl zuläüft, dispergiert. Nach dem Dispergieren wird die Masse geformt. Hierbei ist die Anwendung eines Druckes, der etwa i kg/cm2 übersteigt, nicht erforderlich. Die Formlinge werden in Trockenkammern bei etwa 6o' C etwa 8 Stunden oder auf Luftherden etwa 2o Stunden lang getrocknet und verfestigen sich dabei. Die fertigen Briketts entsprechen der Norm.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE- i. Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für die Brikettierung von zerkleinerten, feuchten oder angefeuchteten Brennstoffen unter Verwendung von Steinkohlenteerpechen. und einer aromatischen cyclischen Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß Steinkohlenteerpeche mit einem Erweichungspunkt von höchstens 600 K. S., die mit einem Kohleaufschluß behandelt oder durch Verblasen hergestellt sind und denen gegebenenfalls Fluxmittel zugegeben -,verden, mit geringen Mengen fester aromatischer Verbindungen mit höchstens drei Ringen zusammengeschmolzen werden und die so gewonnene Teerpechschmelze, gegebenenfalls nach Erkalten und Wiederaufschmelzen, innig mit den kalten Brennstoffen gemischt und das Gemisch geformt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung von bei der Druckbehandlung des gereinigten Kokereigases anfallenden Gaskondensat als Netz- und Befeuchtungsmittel. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 186 396, 800 572; französische Patentschriften Nr. 52o -;oß, 746 567, 548 623.