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Verfahren zur Herstellung von-Bliketts.
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Innere. der Retorte beschickte, zerkleinerte Kohle gleichmässig und allmählich erhitzt und gleichzeitig gemischt und'durch die Retorte befördert wird. Von der Retorte F geht die teilweise karbonisierte Kohle oder der erhaltene-Rückstand durch einen Entlader und Über- bringer g, dann durch ein Mahlwerk K, in dem das Material pulverisiert oder in eine fein verteilte Form übergeführt wird. Dann geht es in einen Apparat L, der Mittel zum Mischen enthält, so dass das Material etwa durch Zusatz von Bindemitteln auf den gewünschten Flüchtig- keitsgehalt gebracht werden kann, um darauf in eine Presse zur Brikettierung des Materials zu gelangen.
Die früher erwähnte Beimischung wird dem pulverisierten oder fein verteilten Material in dem Apparat L beigefügt ; Von der Presse werden die Briketts in die zweite Retorte U gebracht, die in einem zweiten Ofen I angeordnet ist. In dieser Retorte findet eine zweite Destillation statt. Es sind hiebei Mittel vorgesehen ; um die Dämpfe und gasförmigen Produkte. aus der Retorte abzuziehen, wie das später noch näher angegeben wird.
Der Ofen I ist mit Mitteln, z. B. mit Zügen E versehen, in welchen geeignete Gas-und Heissluftbrenner znr Erhitzung der Retorte U angeordnet sind. Es ist jedoch klar, dass auch andere Mittel zur Erhitzung der Retorte vorgesehen werden können, falls das gewünscht wird.
Nach Beendigung des Destillationsprozesses werden die Briketts als vollständig geschmolzene, zusammenhängende Blöcke aus der Retorte herausgenommen. Man kann die Briketts entweder bevor oder, nachdem sie aus der Retorte herausgenommen sind, teilweise abkühlen lassen. worauf sie gelöscht oder in anderer Weise auf normale Temperatur abgekühlt werden.
Die Periode, während deren die Kohle sich in der Retorte F befindet, sowie die während dieser Periode auf die Beschickung wirkende Hitze, werden'bestimmt und geregelt, so dass der flüchtige Gehalt der Kohle auf den gewünschten Betrag z. B. annähernd zwischen 30j0
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Um das Abziehen der Gase und Dämpfe zu erleichtern, sind geeignete, mit den Retorten F und U verbundene Absaugmittel j I vorgesehen, deren Funktion darin besteht, jederzeit einen ausgeglichenen Druck in jedem an sie angeschlossenen Teil aufrechtzuerhalten.
An beiden Retorten sind geeignete Gasauslässe für den Abzug und für die. Wiedergewinnung der Nebenprodukte vorgesehen.
Die Gase und Dämpfe, welche während der Erhitzung der Kohle in den Retorte F und U entstehen, werden wie bereits angegeben durch die Absaugmittel Jf abgezogen und durch irgendeine geeignete Kondensations-oder Destilliermethode in Nebenprodukte, z. B. in Teer und Ölprodukte N, Ammoniak 0, Benzol und Homologe P, Heizgas R'und Handels-
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Erhitzung der Retorfen F und U ausgenutzt werden.
Bei Ausführung des Verfahrens wird die Kohle von. A zunächst im Mahlwerk 'zer- kleinert oder pulverisiert. Die zerkleinerte oder pulverisierte Kohle wird dann durch den Trichter C in die Retorte F des Ofens D gebracht. Infolge der Misch-und Fördervorrichtung ( ? in der Retorte F wird die Kohle durchaus gleichmässig und fortschreitend pr) 1itzt.' Die Dauer und Stärke der Erhitzung der Kohle in der Retorte F hängt von der Beschaffenheit der Kohle ab, d. h. sie hängt von dem. Fiuchtigkeits- und Feuchtigkeitsgehalt oder von beiden ab.
Sie hängt ferner davon ab, welche Menge der flüchtigen Stoffe am Ende des anfänglichen Destillationsprozesses in der Kohle gewünscht wird..''.'-'
Die Absaugmittel M ziehen während der Erhitzung in der Retorte F die Feuchtigkeit und die'gasförmigen Produkte ab, von denen die letzteren reich an Kohlenwasserstoffen sind, die durch die üblichen Kondensier-und Destillierverfahren in gewünschter Weise getrennt werden können. Die Trennung kann z. B. in Leuchtgas oder in Gas für Holzzwecke und in Teer und Ölprodukte, Ammoniak und andere Nebenprodukte erfolgen, wie das zuvor angegeben wurde.
Die Art der Erhitzung, die in der zweiten Retorte Für die aus der Presse kommenden Briketts Anwendung findet, hängt im wesentlichen von der gewünschten Beschaffenheit des Endbriketts ab sowie von der Menge der Nebenprodukte. Es ist jedoch mindestens eine Temperatur von 7640 C zu empfehlen und 10100 C wegen des Ertrages an Nebenprodukten vorzuziehen.
Es ist daher'zu beachten, dass die in der zweiten Retorte benutzte Temperatur sich je nach der besonderen gewünschten Hitzcbehandlung ändert. Die Temperatur kann von 764 C bis 1093"C und mehr wechseln, je nachdem z. B. gewünscht wird, den hoch flüchtigen Teil der Bindemittel zu destillieren oder zusätzliche Nebenprodukte zu erhalten, wie z. B. Ammoniak, die bei den niederen Temperaturen nicht gewonnen werden.
Ein nach dem vorliegenden Verfahren erzeugtes Brikett ist rauchlos, dauerhaft in der Struktur und kann einer groben Behandlung widerstehen. Es behält auch während der Verbrennúng seine Form. In seinen Verbrennungseigenschaften ist es der Anthrazitkohle ähnlich, doch wird es unter denselben Zugbedingungen rascher verbrannt, als Anthrazit. Es ist feinkörnig, dicht'und nur wenig porös. Die letztere Eigenschaft ist jedoch dem'blossc'n Auge nicht sichtbar, wenn das Brikett gut gemacht ist.
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Der Zweck der Erhitzung m der Retorte U ist,. wie schon angegeben wurde, der, viele oder im wesentlichen alle im Brikett enthaltenen flüchtigen Stoffe zu destillieren. Durch die Erhitzung werden daher die Elemente, d. h. die flüchtigen Stoffe ausgeschaltet, welche während der Verbrennung Rauch und Russverbreiten.
Die bis jetzt handelsüblichen Briketts,, welche nit Hilfe von Kohlenwasserstonbinde- mitteln hergestellt wurden, haben den Übelstand, dass sie nicht rauchlos sind. Durch das vorliegende Verfahren wird ein Handel. sbrikett hergestellt, für dessen Formung zeitweise ein Bindemittel benutzt, wird, der vorher erwähnte Übelstand wird jedoch dadurch beseitigt, dass die zweite Destillation in der Retorte ausgefülhrt wird, durch welche der im Brikett enthaltene flüchtige-Stoff--sei es der flüchtige Stoff des Bindemittels oder der flüchtige Stoff. der'in der teilweise karbonisierten Kohle oder in der Mischung enthalten ist, aus der das Brikett gemacht wurde-zum wesentlichen Teil entfernt wird.
Es wird mit andern Worten ein rauchloses'Brikett durch zeitweise Anwendung eines Bindemittels hergestellt, das später durch die ein Zusammenhaften bewirkenden Eigenschaften des Briketts selbst ersetzt wird.
Durch das vorliegende Verfahren werden daher rauchlose Briketts erhalten, die genügend flüchtigen Stoff und genügende Porosität haben und die verhältnismässig frei brennen, wie in einem offenen Feuer ohne künstlichen Zug.
Der sich'ergebende Rückstand ist bisher als teilweise karbonisierte Kohle bezeichnet worden. Dieser Rückstand und die Briketts selbst können auch als konzentrieiter Brennstoff bezeichnet werden, weil ein wesentlicher Teil der darin enthaltenen flüchtigen Stoffe durch die Destillation oder Erhitzung in der Retorte. F ausgeschieden und weil der Gehalt anKohlenbestandteilen als Folge der Erhitzung wesentlich vergrössert worden ist.
Wenn ein Brikett in der obenbeschriebenen Weise hergestellt und der zweiten Destillation unterworfen wird, so ist zu bemerken, dass eine Schrumpfung stattfindet, obwohl'die Form des Briketts ungeändert bleibt. Mit andern Worten ist also das schliesslich gewonnene Brikett kleiner als das ursprünglich in den Ofen gebrachte Brikett, es ist auch härter in der Struktur und das Bindemittel ist als besonderes Element verschwunden. Dem Endbrikett kann eine glatte Oberfläche gegeben werden und es ist verhältnismässig rein in der Handhabung.
Zur Ausführung dieses Verfahrens werden etwa 850/o des Kohlenrückstandes der ersten Destillation, der etwa 100/0 flüchtigen Stoff enthält, mit etwa 15"/ Rohkohle von hohem Flüchtigkeitsgehalt (etwa 360/0) gemischt. Die beiden Brennstoffe werden innig gemischt und pulverisiert, worauf genügend Wasser hinzugefügt wird, um durch Mischung einen Brei zu erhalten, der die Brikettierung der Mischung unter Druck gestattet.
Diese Brikette können von jeder'gewünschten Form und Grösse gemacht werden und sie sind genügend fest in der
Struktur, um sie zu handhaben, bis sie in die zweite Retorte eingeführt werden können, Sie werden dann auf annähernd 7640 C. bis 10930 C erhitzt und hierauf herausgenommen und abgekühlt, wie das zuvor ausgeführt wurde.
Wie festgestellt wurde, bleibt bei der Destillation von Kohle die Masse plastisch, bis die Teerdämpfe reichlich entfernt worden sind, sicherlich bis der flüchtige Stoff auf weniger als. 200/o im Rückstand reduziert worden ist. Ein Brikett, das etwa 200/0 flüchtigen Stoff oder mehr enthält und von diesem Rückstand gemacht wird, wird seine Form nicht behalten. wenn es der Destillation unterworfen wird.
Wenn Kohle teilweise destilliert wird, so dass der Flüchtigkeitsgehalt darin auf etwa zwischen 17% und 11 ho oder weniger reduziert wird, dann kann diese teilweise destillierte Kohle (unter Hinzufügung von Kohlenwasserstoff, wenn der Flüchtigkeitsgehalt der teilweise destillierten Kohle geringer ist, als es für das darauf zu destillierende'Brikett gewünscht wird) zu Briketts geformt werden, die ungefähr 11% bis 17 % flüchtigen Stoff haben. Diese Briketts behalten ihre Form während der darauffolgenden Destillation, die ausgeführt wird, um einen beträchtlichen Teil des flüchtigen Stoffes aus dem Brikett zu entfernen.
Es wird deshalb die Destillation unterbrochen, und zwar an einer Stelle zwischen diesen beiden Grenzen, worauf das Material in die gewünschte Form gebracht und die Destillation bis zu dem gewünschten Grad fortgesetzt wird. Während dieser letzten Destillationsstufe sind die Destillationsprodukte hauptsächlich Gase und Dämpfe, die abgehen, ohne die zellige Struktur übermässig -zu entwickeln oder das Brikett zu zerbröckeln und es ist daher der Brennstoff nach der Schrumpfung in seiner Struktur nicht wesentlich geändert. Aus der zweiten Destillation wird ein fester, frei brennender Brennstoff erhalten.
Während der zweiten Destillation entstehen einige kleine Poren, die von der Entfernung eines Teiles der flüchtigen Stoffe herrühren, die nicht nur in-dem Bindemittel. sondern auch in dem Material des Körpers, d. h. in der teilweise karbQnisierten'JEohle enthalten sind, die zu der
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170/0 flüchtigen Stoff enthält ; b) aus Mischungen von zwei oder mehreren Kohlen, Roh-oder teilweise karbonisierte Kohle, die ungefähr ll"/o bis 170/o flüchtigen, Stoff enthalten,- . c) aus Mischungen von Kohle oder Kohlen, roh oder teilweise karbonisiert, und Koks. wobei die Mischung etwa 11% bis 170/0 flüchtigen Stoff enthält ;
d) aus Mischungen gewisser Rohkohle oder Kohlen mit Pech oder andern Kohlen- wasserstoffbindemitteln od. dgl., aus Mischungen von teilweise karbonisierter Kohle mit Pech oder andern Kohlenwasserstoffbindemitteln od. dgl., aus Mischungen von teilweise karbonisierter Kohle und Koks mit Pech oder andern Kohlenwasserstoffbindemitteln od. dgl. aus Mischungen von gewisser Rohkohle oder Kohlen und Koks mit Pech oder andern Kohlenwasserstoffbindemitteln od. dgl., wobei in diesen Mischungen der gesamte flüchtige Stoff etwa 11"/o bis 17"/o ausmacht und wobei durch das Verfahren erreicht wird, dass die Briketts aus diesen Brennstoffen unter Druck geformt werden, bevor sie in die Retorte eingebracht werden, worauf sie erhitzt werden ;
um aus den so hergestellten Briketts einen wesentlichen Teil des flüchtigen Gehaltes zu destillieren und die so hergestellten Briketts gleichzeitig durch die eigenen, ein Zusammenhaften bewirkenden Eigenschaften zu binden.
Der Gehalt an flüchtigem Stoff in der zur Herstellung der Brikette benutzten Mischung kann von den vorgenannten Grenzen etwas abweichen. Das ergibt sich aus dem verschiedenen Aschegehalt der Kohle und aus den besonderen Eigenschaften der jeweiligen Kohle. Der geforderte Gehalt kann indessen für jede Kohle leicht bestimmt werden und die wesentlichen Kennzeichen der Erfindung werden nicht geändert. Der Gehalt an Wasser ist in den Teil des erforderlichen Gehaltes an flüchtigen Stoff für die zweite Destillation nicht eingeschlossen.
Um eine Vorstellung von dem Charakter der Briketts zu geben, die aus einer besonderen Kohle erhalten werden, sei als Beispiel das folgende angeführt :
Wird eine 360/o flüchtige-Stoffe enthaltende Kohle verarbeitet, die ein spezifisches Gewicht von l'e) hat, so wird durch die, einleitende Destillation bei niedriger Temperatur der Gehalt an flüchtigem Stoff auf annähernd 100/0 in dem Kohlenrückstand reduziert, der bei dieser Stufe ein spezifisches Gewicht von etwa 0#8 hat. Das Material wird dann zerkleinert und mit etwa 100/0 Kohlenteerpech innig gemischt, worauf diese Mischung unter Druck in Briketts geformt wird, die ungefähr 16#% flüchtigen Stoff enthalten.
Diese Briketts werden dann in die zweite Retorte eingebracht und es wird die Destillation bei etwa 1010 C durchgeführt, worauf man die Briketts langsam bis 764 C abkühlen lässt. Dann werden die Briketts aus der Retorte herausgenommen und durch Ablöschen vollständig gekühlt. Nach der Lufttrocknung hat das Brikett einen flüchtigen Gehalt von 21/20/0 einen Kohlengehalt von ungefähr 900/0 und ein spezifisches Gewicht von 1#53. Durch Versuche mit verschiedenen andern oben genannten Mischungen wurde-gefunden, dass mit verschiedenen Flüchtigkeitsgehalt in der Brikettmischung Briketts hergestellt werden können, die dem oben beschriebenen mehr oder weniger ähnlich sind und die alle ein spezifisches Gewicht von 1. 3 oder mehr haben.
Durch das Verfahren ist es gelungen, gute Briketts durch die Benutzung eines Bindemittels aus Kerosin, Kohlenteer, gewissen Arten von Petroleumöl.
Asphaltpech und aus Rückständen der Benzoldestillation herzustellen, wobei das Ergebnis von allen Mischungen verhältnismässig ähnlich ist. Der benutzte Ausdruck Rohkohle"solt eine Kohle bezeichnen, die ein Äquivalent der teilweise karbonisierten Kohle ist, die in ähnlicher Weise wie die teilweise karbonisierte Kohle behandelt werden kann und die bei'dem vorliegenden Verfahren mit befriedigendem Erfolg an Stelle der teilweise karbonisierten Kohle benulzt werden kann. Diese benutzbare Rohkohle kann leicht durch Versuch. mit irgendeiner andern zur Hand befindlichen Kohle festgestellt werden.
Es ist klar, dass die beschriebene Erfindung auf verschiedenen Wegen und mit verschiedenen Apparaten ausgeführt werden kann. ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.
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