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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 19. März 1952 Bekanntgemacht am 12. Juli 1956Registration date: March 19, 1952. Advertised on July 12, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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 B'indemittels zu überziehen.For a long time one has endeavored to be fine-grained Briquetting fuels using pitch as a binder. The need for this tar pitch fluctuates on average between about 6.5 to 7%, based on the coal-pitch mixture. This amount of pitch should be sufficient to cover all superficial parts of the material to be briquetted with a thin skin of the melted binder to cover.

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.In order to keep the consumption of pitch as a binder low, one has as a procedural Measures the use of particularly fine-grained briquetting charcoal or an increase in the Briquetting pressure recommended. Experience has also shown that the water content of the fine coal may not exceed a content of about 6%.

Bei den bisher bekannten Verfahren zum Brikettieren von zerkleinerten Brennstoffen, ergaben sich Mißerfolge häufig dadurch, daß der zu brikettierende 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.The previously known methods for briquetting comminuted fuels resulted Failures often due to the fact that the base material to be briquetted was too moist and only the Very few binders are practically suitable for briquetting moist fuels. To be flawless To obtain briquettes, it was necessary in such cases to dry the raw material beforehand.

Gemäß der Erfindung gelingt das Brikettieren von vorzugsweise bis zur Staubfeinheit zerkleinerten aschehaltigen Brennstoffen,fwie 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.According to the invention, briquetting of preferably comminuted to a fineness of dust succeeds fuels containing ash, such as coal sludge, coke breeze, coke breeze sludge, lignite, peat, Lignite, oil shale, mountains, sludge from sewage treatment plants without prior removal of the Moisture content is required to standard-compliant briquettes. So can for example wet flotation sludge can be processed.

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Erfmdungsgemäß erfolgt die Herstellung eines Bindemittels für die Brikettierung von zerkleinerten, feuchten oder angefeuchteten Brennstoffen unter Verwendung von Steinkohlenteerpechen und einer aromatischen zyklischen Verbindung in der Weise, daß Steinkohlenteerpeche mit einem Erweichungspunkt von höchstens 6o° K. S., die mit einem Kobleaufschluß behandelt oder durch. Verblasen hergestellt sind und denen gegebenenfallsAccording to the invention, a binder for the briquetting of comminuted, moist or moistened fuels using coal tar pitches and an aromatic cyclic compound such that coal tar pitches having a softening point of not more than 60 ° K. S., which are treated with a coble digestion or by. Fade away are made and where applicable

ίο Fktxmittel zugegeben werden, 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.ίο Fktxmittel are added with small amounts solid aromatic compounds with a maximum of three rings are fused together and the tar pitch melt obtained in this way, if necessary after cooling and remelting, intimately with the cold fuels are mixed and the mixture is formed.

Der Kohleaufschluß wird dadurch hergestellt, daß ein Hartpech mit einem Erweichungspunkt nach Krämer-Sarnow 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 Reaktionstemperatur) kann dieser Prozeß des Kohleauf- Schlusses modifiziert werden.The coal digestion is produced by using a hard pitch with a softening point According to Krämer-Sarnow, fluxed with tar oil of at least 100 ° C and then with coal dust is moved. The mixture obtained is' heated to temperatures not exceeding 200.degree. Through this thermal treatment "unlocks" the coal and, without a chemical reaction taking place to any particular extent, converted into a colloidal solution. Through A change in the procedure (e.g. by working under pressure or increasing the reaction temperature) can In the end to be modified.

In der Literatur beschreibt Prof. Dr. M a 11 i s ο η in einer Arbeit (»Steinkohlenteerpech«, Zeitschrift: Straßen- und Tiefbau, 1948, S. 238, linke Spalte) den Kohleaufschluß wie folgt: » . . . ZuIn the literature, Prof. Dr. M a 11 i s ο η in a work (»Steinkohlenteerpech«, magazine: Straßen- und Tiefbau, 1948, p. 238, left column) the coal exploration as follows: ». . . to

den artfremden organischen Zusatzstoffen gehören — außer natürlichen und künstlichen Harzen -— vor allem hochmolekulare Stoffe, die unmittelbarthe alien organic additives include - apart from natural and artificial resins - especially high molecular weight substances that are directly

' aus der Steinkohle stammen. H. Teichmann (Rütgerswerke A.G.), Evans und Pickard (South Metropolitan Gas Company) und A. J e η k η e r (Mannesmann) zeigten, daß man gepulverte Steinkohle mit Anthracenöl oder Teer bei 350° aufschließen und in eine kolloidale Lösung überführen kann. Dieser Prozß ist grundsätzlich verschieden von dem Kohleextraktionsverfahren nach Pott und Broche, 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 hochmolekularer, quellender Kohlebestandteile in kolloidaler Form in dem Teeröl. Auf diese Weise kann man Peche mit erheblich vergrößerter Plastizitätsspanne herstellen.' Solche Sonderpeche können bei Zimmertemperatur knetbar elastisch sein und doch erst bei 8o° und höher erweichen . . .«'come from the coal. H. Teichmann (Rütgerswerke A.G.), Evans and Pickard (South Metropolitan Gas Company) and A. J e η k η e r (Mannesmann) showed that powdered Digest hard coal with anthracene oil or tar at 350 ° and convert it into a colloidal solution can. This process is fundamentally different from the Pott coal extraction process and Broche, in which the coal is hydrogen-rich with tetralin-cresol or another Solvent is digested under pressure and heat. When breaking up coal with anthracene oil it is not a reducing decomposition, but a dissolution of high molecular weight, swelling coal components in colloidal form in the tar oil. That way you can one can produce pitches with a considerably larger plasticity range. ' Such special bad luck can occur with Be kneadable elastic at room temperature and only soften at 80 ° and higher. . . "

Die Zusatzmenge der Teerpechschmelze kann je nach dem Grundstoff 1 bis 30% betragen. Die Temperatur der Schmelze beträgt vor dem Eintragen in die Ausgangsstoffe zweckmäßig bis zu etwa ioo° C. Voraussetzung für die Wirksamkeit des Verfahrens ist, daß der Grundstoff einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, der praktischunbegrenzt ist und z. B: bei Torf bis zu 90 Ge- wicht'sprozent gehen kann. Infolge des ausgezeichneten Dispergiervermögens der Teerpechschmelze in feuchten oder zusätzlich angefeuchteten Brennstoffen ist die Verteilung dieses Bindemittels an den einzelnen Teilchen der Grundstoffe derart intensiv, daß der Bedarf an diesem .Bindemittel 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. The amount of molten tar pitch added can be 1 to 30%, depending on the raw material. the The temperature of the melt before it is introduced into the starting materials is expediently up to about 100 ° C. Requirement for effectiveness of the method is that the base material has a certain moisture content which is practically unlimited and z. B: with peat up to 90 weight percentage can go. Due to the excellent dispersibility of the tar pitch melt The distribution of this binder is on in moist or additionally moistened fuels the individual particles of the base materials so intensely that the need for this .Binder is low, which means that briquetting is largely cheaper than the otherwise customary processes will. The amount of melt to be used in each case can easily be determined by experiments.

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 Trockenkammern, in Öfen oder auf Luftherden vorgenommen werden. Die Trockenzeit ist erstaunlich kurz. So verlieren z. B-. Kohleschlammbriketts bei Lufttrocknung in 24 Stunden etwa 30 Gewichtprozent Wasser. Die Ausgangsstoffe brauchen während des Mischens und beim Formen· nicht warmgehalten zu werden. Die Grundstoffe brauchen nicht einheitlich zu sein, sie können vielmehr aus verschiedenen Ausgangsbrennstoffen bestehen, so daß Brennkörper mit neuartigen Eigenschaften entstehen. Beispielsweise kann Kohlenschlamm mit Koksgrus gemischt werden.After the shaping, in which as a result of the excellent Properties of the melt require lower pressures than before, the briquettes are dried! This drying can either be carried out by storage in the air, in Drying chambers, ovens or air cookers. The dry season is amazing short. So lose z. B-. Coal sludge briquettes approx. 30 percent by weight when air-dried in 24 hours Water. The starting materials do not need to be kept warm during mixing and molding. The raw materials need not to be uniform, they can rather consist of different starting fuels, so that fuel bodies with novel properties are created. For example, coal sludge can be used with Coke burrs are mixed.

Wenn 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 Kokereibzw. Gaswerksbetrieb aus dem Rohgas nach der Kompression und Gasentschwefelung im Nachkühler beim Senken der Gastemperatur von etwa 80 bis 85° auf etwa 20 bis 23⁰ C vor der Benzolabscheidung anfallende sonst wertlos wäßrige Kondensat verwendet werden. Dieses Kondensat ist ammoniak- und scbwefelwasserstofffrei, 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 Gaskondensats an solchen cyclischen no Kohlenwasserstoffen durch Zusatz von hochsiedenden Steinkohlenteerprodukten:, wie Naphtalin, Anthracen oder Phenanthren, erhöht werden. Ein solches Netzmittel muß z. B. bei dem Grundstoff Ruß angewendet werden. Die verwendeten Peche sollen einen Erweichungspunkt von höchstens 6o° (K. S.) besitzen oder bei höherem Erweichungspunkt auf einen solchen unter 6o° gefluxt sein.If the base materials are too dry and / or not wettable, they must be treated with water and, if necessary, with a wetting agent. It is particularly advantageous as a wetting agent that simultaneously brings in water that is present in the coke oven and / or coke oven. Gasworks operation from the raw gas after compression and gas desulfurization in the aftercooler when lowering the gas temperature from about 80 to 85 ° to about 20 to 23 ⁰ C before the benzene separation, otherwise worthless aqueous condensate can be used. This condensate is free of ammonia and hydrogen sulfide, but apart from traces of machine oil it also contains compounds of a cyclic nature, some of which are emulsified in the condensate and give it a milky appearance. If necessary, the content of such cyclic hydrocarbons in the gas condensate can be increased by adding high-boiling coal tar products such as naphthalene, anthracene or phenanthrene. Such a wetting agent must, for. B. can be used in the raw material soot. The pitch used should have a softening point of at most 60 ° (KS) or, if the softening point is higher, it should be fluxed to below 60 °.

Nicht zu verwechseln ist dieses Gaskondensat mit dem gleichfalls in der Kokerei anfallenden Gas- iac wasser. Das Gaswasser wird aus dem, Kokereirohgas abgeschieden, welches den Koksofen mit einer Temperatur bis zu 3¹OO⁰ C verläßt. Das Rohgas enthält außer den permanenten Gasen mehr oder weniger leicht kondensierbare Dämpfe, ferner Flüssigkeitströpfchen und auch feste Teilchen,This gas condensate is not to be confused with the gas iac water that is also produced in the coking plant. The gas is separated from the water, Kokereirohgas which leaves the coke oven with a temperature of up to 3 ¹ ⁰ OO C. In addition to the permanent gases, the raw gas contains more or less easily condensable vapors, as well as liquid droplets and solid particles,

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■ 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 dem Buch von Lunge-Köhler »Die Industrie des Steinkohlenteers und des Ammoniaks«, 1912, Bd. I, S. 177, wie folgt erklärt: »Die wichtigste Quelle für Ammoniakwasser war früher der Reinigungsprozeß, dem das Leuchtgas ausgesetzt wird, unid daher nennt man es meist Gaswasser.« Nach Müller-Graf, »Kurzes Lehrbuch der Technologie der Brennstoffe«, 1939, S. 160, 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. ■ namely the carbon produced by cracking and the particles of coal carried along. The raw gas is first cooled, which leads to condensation of the vapors carried along with the precipitation of tar and gas water. The origin of the term "gas water" is explained in the book by Lunge-Köhler "Die Industrie des Steinkohlenteer und des Ammoniaks", 1912, Vol. I, p. 177, as follows: "The most important source of ammonia water used to be the cleaning process, to which the luminous gas is exposed, unid therefore it is mostly called gas water. «According to Müller-Graf,» Kurzes Lehrbuch der Technologie der Brennstoffe «, 1939, p. 160, the gas water contains the hygroscopic water and the constitution water resulting from the oxygen in the coal. Most of the ammonia, hydrogen sulfide and their compounds ammonium sulfide, carbonate, sulfate, cyanide, rhodanide etc. are dissolved in it.

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.If one compares these properties of the gas water with those of the gas condensate, then immediately the differences between these two products in terms of their material composition, due to the different origins, of course.

Nach der Formgebung ist dafür Sorge zu tragen, daß keine zusätzliche Feuchtigkit an den Formling herantritt. Nach dem Trocknen und Verfestigen sind die Formlinge wetterbeständig.After shaping, care must be taken that no additional moisture gets on the molding approach. After drying and solidification, the moldings are weatherproof.

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.The use of the new binder increases the porosity and the calorific value of the dry Briquettes. In addition, it contributes to the practically complete burning of the combustible substances.

example

Ein Kohlenschlamm mit einem Wassergehalt von 34 Gewichtsprozent wird mit 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Trockensubstanz, einer auf etwa 90⁰ C erwärmten flüssigen Teerpeohschmelze, die in dünnem Strahl zuläuft, dispergiert. Nach dem Dispergieren wird die Masse geformt. Hierbei ist die Anwendung eines Druckes, der etwa ι kg/cm² übersteigt, nicht erforderlich. Die Formlinge werden in Trockenkammern bei etwa 6o<° C etwa 8 Stunden oder auf Luftherden etwa 20 Stunden lang getrocknet und verfestigen sich dabei. Die fertigen Briketts entsprechen der Norm.A coal slurry having a water content of 34 weight percent with 5 weight percent, based on dry substance, a heated to about 90 ⁰ C liquid Teerpeohschmelze which tapers in a thin stream, dispersed. After dispersing, the mass is shaped. It is not necessary to use a pressure which exceeds about ι kg / cm ^2. The moldings are dried in drying chambers at about 6o <° C for about 8 hours or on air ovens for about 20 hours and solidify in the process. The finished briquettes meet the norm.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Process for the production of a binder for the briquetting of crushed, moist or moistened fuels using coal tar pitches and an aromatic cyclic compound, characterized in that coal tar pitches with a softening point of at most 60 ° K.S., treated with a coal digestion or are produced by blowing and to which flux agents are optionally added with small amounts of solid aromatic compounds with a maximum of three rings are melted together and the tar pitch melt obtained in this way, if necessary after Cooling down and melting again, intimately mixed with the ■ cold fuels and the mixture is shaped.

2. The method according to claim 1, characterized by the use of in the pressure treatment of the purified coke oven gas accumulating gas condensate as a wetting and humidifying agent.

Considered publications:

German Patent Nos. 186396, 800572; French patent specification No. 520 508,
746567, 548623.