DE965571C - Verfahren zur Gewinnung von Harzen und Wachsen aus Kohle durch Behandlung mit ueberhitztem Wasserdampf unter gleichzeitiger teilweiser Entschwefelung und Heizwertverbesserung der Kohle - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Harzen und Wachsen aus Kohle durch Behandlung mit überhitztem Wasserdampf unter gleichzeitiger teilweiser Entschwefelung und Heizwertverbesserung der Kohle Manche Braun- und Schwarzkohlen enthalten unterschiedliche Mengen harz- und wachsartiger Stoffe, deren technische Gewinnung von beträchtlichem wirtschaftlichem Wert sein kann. Zu den wachsartigen Stoffen gehört beispielsweise das Montanwachs, das in deutschen Braunkohlen vorkommt. Harze mit kopalähnlichen Eigenschaften können aus YaIlourna-Braunkohle ausgezogen werden. Auch in manchen der niedriggrädigen Kohlen des indopakistanischen Gebietes ist das Vorkommen rötlicher bis dunkelbrauner Harze festgestellt worden. Zur Gewinnung der Harze und Wachse sind schon eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden. So hat man grubenfeuchte Braunkohle mit auf 25o° erhitztem Wasserdampf behandelt und die Kohle unter gleichzeitiger mäßiger Feuerung zur Verkokung gebracht. Das so erhaltene rohe Montanwachs mußte dann weitergereinigt werden, beispielsweise durch Destillation mit Wasserdampf unter vermindertem Druck. An Stelle des überhitzten Wasserdampfes wurden auch andere erhitzte Gase, wie Kohlendioxyd, Wasserstoff usw., verwendet; sämtlichen dieser Verfahren haftet der Nachteil an, daß das Wachs leicht eine unerwünschte Zersetzung erleidet und daß als Rückstand eine wertlose Retortenkohle anfällt, die für eine weitere technische Ausnutzung verloren ist. Bei anderen Verfahren wird die Kohle mit organischen Lösungsmitteln ohne und mit Zuhilfenahme von Wasserdampf extrahiert; diese Verfahren sind jedoch kostspielig und daher häufig unwirtschaftlich. Die ebenfalls bekannte elektrostatische Abtrennung der Harze oder Wachse aus der Kohlenpreßmasse ist nicht in allen Fällen anwendbar; auch sind die Harze oder Wachse durch Kohle meist so verunreinigt, daß eine anschließende Extraktion erforderlich ist.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, daß gepulverte Kohle der Einwirkung überhitzten Dampfes unterhalb der Verkokungs- oder Verschwelungstemperatur - vorzugsweise innerhalb eines Temperaturbereiches zwischen Zoo und 300° C - ausgesetzt wird.
• Bei dieser Behandlung destillieren die Harze mit dem Dampf über, und zwar in einer depolymerisierten, chemisch veränderten Form. Mittels fraktionierter Kondensation können sie als flüssige, halbfeste und feste Körper erhalten werden, die ihrerseits weiter zur Herstellung von Lacken und Firnissen, Emails und anderen technisch brauchbaren Erzeugnissen verwendet werden können.
• Die Destillation kommt bereits bei einer Temperatur von 150'C in Gang und wird oberhalb 2oo° lebhaft, bis die Reaktion nach 4 bis 5 Stunden bei 28o + 5° nahezu beendet ist. Setzt man die Behandlung mit überhitztem Dampf fort, so destillieren bei Temperaturen zwischen 28o und 300° C weitere Mengen eines halbfesten, dunklen Harzes über.
• Darüber hinaus wurde gefunden, daß bei dem oben beschriebenen Verfahren ein Teil des Schwefels, der in den meisten pakistanischen Kohlen in organisch gebundener Form und als Pyritschwefel vorkommt, in Form von Schwefelwasserstoff abgetrieben wird, der seinerseits nach bekannten Verfahren zu elementarem Schwefel oder Schwefelsäure verarbeitet werden kann. So wurde z. B. von einer Kohle mit 3,6°/o Gesamtschwefel ein nutzbarer Kohlerückstand erhalten, der nur noch 2,5 °/o Schwefel enthielt und überdies im Gegensatz zu dem dunkelbraunen, glanzlosen Ausgangskohlepulver von glänzendem, pechschwarzem Aussehen war. Der Heizwert des Rückstandes betrug 6891o kcal/kg gegenüber 675o kcal/kg des Ausgangsmaterials. Fortgesetztes Erhitzen der Kohlesubstanz auf Temperaturen unterhalb ihrer Zersetzungstemperatur - also auf 3oo bis 33o° C - verringerte den Schwefelgehalt auf unter 10/,. Die Dauer des Erhitzens hängt sehr stark davon ab, in wie enge Berührung die Kohleteilchen mit dem überhitzten Dampf kommen.
• Mittels der Erfindung können also nicht nur Harze und Wachse in technisch brauchbarer Form aus Kohle gewonnen werden, sondern die Kohle wird auch durch die teilweise Entfernung des Schwefels wesentlich verbessert. An Hand folgender Beispiele der analytischen Daten ursprünglicher und behandelter Kohle nach lostündigem Erhitzen wird weiter gezeigt, daß die Kohle durch das erfindungsgemäße Verfahren ganz allgemein hochwertiger wird.

  Flüchtige Asche Fester

  Feuchtigkeit Heizwert S

  Substanz Kohlenstoff

  °@o °/o

  ' °/o °/o kcal/kg °/o

  Ausgangskohlepulver ....... 3,1 38,6 7,91 504 6750 3,6

  Behandelter Kohlerückstand 2,0 5,5 z2,7 7g,91 6891o

  2,5

  Bemerkung: 1oo Teile Kohlepulverergaben 82,7Teile Kohlerückstand und insgesamt 8,2 Teile verändertes Harz.
• Um das Wesen der Erfindung weiter zu erläutern, sind in den Tabellen noch analytische Daten der Kohle nach 1o- und 2ostündiger Behandlung mit überhitztem Wasserdampf aufgeführt. Beispiel-In einer Retorte mit Dampfeinleitungsrohr, Temperatur-Kontrollvorrichtung und einem Abzugsrohr, das mit einer Vorrichtung zur fraktionierten Kondensation und drei Sammelbehältern verbunden war, .Ton denen die beiden ersten mit wassergekühlten Kondensatoren ausgestattet waren, wurde 1 kg ge-,ulv erte Makerwalkohle in einer Schichthöhe von etwa 1o cm indirekt auf ioo° C vorgewärmt. Sodann wurde überhitzter Dampf ir die Retorte eingeleitet, der die Temperatur auf 28o° C steigerte und sie auf dieser Höhe :L 5° C hielt. Beim Erhitzen unter diesen Bedingungen begannen sich bereits bei 16o° C reichlich Dämpfe zu entwickeln, die depolymerisierte Harz-und Wachssubstanzen überführten. Nach etwa 4 Stunden war die Destillation der depolymerisierten Harze nahezu beendet. In dem ersten Sammelbehälter befand sich eine dunkle, halbfeste, in dem .zweiten eine mittlere und in dem letzten eine leichte Fraktion. Die Dampftemperatur wurde dann auf 300 ± 5° C erhöht und die Dampfbehandlung weitere 6 Stunden fortgesetzt. Im Verlauf dieser Zeit destillierten weitere Mengen eines dunklen, halbfesten Produktes über, während die Kohle unter Schwefelwasserstoffentwicklungzunehmend entschwefeltwurde. Der nach dieser Behandlung erhaltene Kohlerückstand war von pechschwarzem, glänzendem Aussehen und betrug 79,101'. des Ausgangsmaterials, berechnet als feuchtigkeitsfreie Substanz. Das Gesamtgewicht des überdestillierten Harzes betrug feuchtigkeitsfrei 9,7 der feuchtigkeitsfreien Kohlemenge.

  Tabelle 1

  Analytische Daten unbehandelter und behandelter Kohle ,

  Makerwal- (Pundschab-) Kohle

  Elementaranalyse

  H20 Substanz Flüchtige Feste Kohle Asche (feuchtigkeitsfreie Substanz) Heizwert

  C H O N S

  °/o °/o °/o °/o °/o °/o °/o °/o °/o kcal/kg

  Ausgangskohlepulver . . 5,0 40,8 44,6 9,6 69,8 4,9 z1,7 1,3 4,2 66oo

  Kohlerückstandl) ..... 3,3 8,3 72,9 15.9 74,5 2,1 3.1 1,2 3,1 6700

  Kohlerückstand11) ..... 2,8 7,6 74,2 15,9 75,0 1,9 3,3 1 1,2 2,8 6750

  ') Nach lostündiger Behandlung mit überhitztem Dampf. . loo Teile Kohlepulver lieferten 79,1 Teile Kohlerückstand

  und insgesamt 9,7 Teile veränderte Harz- und Wachsstoffe (berechnet als feuchtigkeitsfreie Substanz).

  2) Nach 2ostündiger-Behandlung mit überhitztem Dampf. loo Teile Kohlepulver lieferten 78,5 Teile Kohlerückstand

  und insgesamt 10,3 Teile veränderte Harz- und Wachsstoffe (berechnet als feuchtigkeitsfreie Substanz).

  Tabelle 2

  Analytische Daten unbehandelter und behandelter Kohle

  Meting- (Sind-) Kohle

  Elementaranalyse

  H20 Flüchtige Feste Asche (feuchtigkeitsfreie Substanz) Heizwert

  Substanz Kohle

  C H O N S

  _@ 0 / 0 1 / 0 % 0 / 0 ' 0/0 0 / 0 1 / 0 1 / 0 1 / 0 kcal/kg

  Ausgangskohlepulver . . 20,7 44,5 20,4 14.6 57,1 4,7 1919 1,2 2,48 5380

  Kohlerückstandl) ..... 3,2 14,5 58,7 23,7. 63,8 2,4 7,1 1,3 1,67 598o

  Kohlerückstand2) ..... 4,4 7,7 58,7 29,3 65,5 1,4 2,1 o,9 o,87 6240

  1) Nach lostündiger Behandlung mit überhitztem Dampf. loo Teile Kohlepulver lieferten 76,5 Teile Kohlerückstand

  und insges«mt 7,4 Teile veränderte Harz- -und Wachsstoffe (berechnet als feuchtigkeitsfreie Substanz).

  2) Nach 2ostündiger Behandlung mit überhitztem Dampf. loo Teile Kohlerückstand lieferten 71,1 Teile Kohlerückstand

  und insgesamt 7,8 Teile veränderte Harz- und Wachsstoffe (berechnet als feuchtigkeitsfreie Substanz).

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1.
2. Verfahren zur Gewinnung von Harzen und Wachsen aus Kohle durch Behandlung mit überhitz, Wasserdampf unter gleichzeitiger teilweiser Entschwefelung und Heizwertverbesserung der Kohle, dadurch gekennzeichnet, daB die Behandlung ohne zusätzliche Verkokung oder Verscb-#velung bei Temperaturen von Zoo bis 33o° C ausgeführt und die erhaltenen Harze, Wachse sowie der Schwefelwasserstoff nach bekannten Verfahren aufgearbeitet werden.. L. "erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich:züt, daB die Kohle vor der Behandlung mit überhitztem Wasserdampf bis auf eine Teilchengröße von 2o bis 6o Maschen BSS zerkleinert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB die Kohle vor der Behandlung mit überhitztem Wasserdampf auf ioo° vorgewärmt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 101373, 116 453, 320 o56, 295 296; österreichische Patentschrift Nr. 59 665; Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Vol. 6, S. 522 (Patent 753 o92).