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Verfahren zur Gewinnung eines als Brikettierungsmittel besonders geeigneten
Teers aus bituminösen Brennstoffen. Das bekannte Verfahren, aus Braunkohlen lediglich
durch Zusammenpressen Brikette herzustellen, vermag kein Endprodukt von hohem Heizwert
zu liefern. Erstens muß nämlich das Brikett einen mehr oder minder hohen. Wassergehalt
haben, da es sonst Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt und platzt. Zweitens enthalten
die Brikette noch alle diejenigen nicht brennbaren Körper, die auch in ier Rohkohle
sich vorfinden. Diese nicht brennbaren Bestandteile vermindern naturgemäß den Heizwert.
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Außerdem aber ist dieses Verfahren der einfachen Brikettierung nur
bei solchen Kohlen anwendbar, die infolge ihres hohen Gehaltes an Bitumen genügend
Bindekraft besitzen. Bei Kohlen anderer Beschaffenheit muß ein Bindemittel zugesetzt
werden.
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Um diese Notwendigkeit zu umgehen, wurde vorgeschlagen, die Kohle
so lange einer teilweisen Destillation zu unterwerfen, bis die leichtflüchtigen
Kohlenwasserstoffe entfernt und nur die schweren Kohlenwasserstoffe zurückgeblieben
waren. Da diese meist eine hohe Bindekraft besitzen, sollte dann dieKohle brikettierfähig
werden. Abgesehen davon, daß die Ausbeuteverhältnisse derartige Verfahren fast stets
zur Unwirtschaftlichkeit verurteilen, ist zu beachten, daß bei Anwendung teilweiser
Destillation gerade diejenigen Kohlenwasserstoffe der Kohle entzogen werden, die
ihr den hohen Heizwert verleihen und ein langflaminiges Verbrennen bewirken. Es
wurde auch versucht, Kohle mit Bindemitteln, die zuvor auf eine hohe Temperatur
gebracht waren, zusammenzupressen, wobei durch das heiße Bindemittel das Bitumen
in der Kohle erweicht und ein Zusammenbacken erzielt werden sollte.
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Daß irgendeines dieser Verfahren besondere Bedeutung gewonnen habe,
ist nicht bekannt geworden. Diese bekannten' Verfahren gehen von Irrtümern bezüglich
der chemischen Beschaffenheit der Kohlen aus, und diese Irrtümer kommen in der Unwirtschaftlichkeit
der Verfahren zum Ausdruck, dann aber auch darin, daß ein Endprodukt erzielt wird,
dem die Eigenschaften einer guten Flammkoh.ie und der hohe Heizwert fehlen; es sei
denn, daß diesem Übelstand durch die Beimengung entsprechend großer Bindemittelmengen,
die an sich schon hohen Heizwert besitzen, abgeholfen wird.
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Nun ist es aber bekannt, daß bei der Destillation von Kohle mit steigender
Temperatur verschiedenartige Phasen durchlaufen werden. So werden z. B. bei Temperaturen
bis zu 16o° neben Wasser fast ausschließlich ausgeschieden: Essigsäure, Kohlensäure,
Schwefelwasserstoff usw., also nur Bestandteile von gar keinem oder nur ganz geringem
Heizwert. Neuerdings ist dann bekannt geworden, daß bei weiterer Erhitzung auf Temperaturen
bis zu etwa 25o° und bei entsprechend langerEinwirkung dieser Temperatur, noch bevor
die leichten Kohlenwasserstoffe überdestillieren,
verzugsweise die
huminsaureii Verbindungen unter Wasserabspaltung und Abgabe von Kohlensäure zerfallen.
Diese Reaktion ist identisch finit der Zerstörung derjenigen organischen Verbindungen,
die zwar bei gewöhnlicher Trocknung der Kohle bis i io° (wie sie zu Untersuchungszwecken
üblich ist) ihr Wasser (Kristallwasser) abgegeben, aber bei Lagerung an der Luft
begierig -wieder U"asser aufnehmen. Das sind also diejenigen Körper, (-lie zu dem
vorerwähnten Zerfall der Brikette führen.
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Geht man nun bei der fraktionierten Destillation bituminöser Brennstoffe
in der Weise vor, daß man diese nach dem Trocknen lange Zeit bei etwa Zoo bis 26o°,
also dicht unterhalb der Phase der Teerbildung erhitzt, auch wenn keine flüchtigen
Bestandteile mehr entweichen, und sie erst dann durch Erhitzung bis auf etwa 35o°
einer Destillation unterwirft, so erzielt man eigenartige und bisher unbekannte
Ergebnisse.
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So erhält man einen Teer. der sich von den hisher bekannten leichten
Teeren unterscheidet. Er hat eine besonders hohe Bindekraft und eignet sich infolgedessen
unter gewissen Verhältnissen hauptsächlich als Bindemittel für Brikettierungszwecke.
Außerdem sind die Teermengen, die so gewonnen werden, größer, als sie bisher erhalten
wurden. Aber auch die verbleibende Kohle zeigt bisher nicht bekannte Eigenschaften,
sowohl in chemischer als auch in physikalischer Hinsicht, insofern, als sie, namentlich
int heißen Zustand, für Teer oder Teeröle sehr aufnahmefähig ist.
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Der so gewonnene Teer, sowohl wie der Destillationsrückstand unterscheiden
sich also wesentlich von denjenigen Erzeugnissen, die bei gewöhnlicher Destillation
der Kohle bei niederer Temperatur gewonnen werden, wobei es gleichgültig ist, ob
solche Destillation fraktioniert oder in einem Zuge ausgeführt wird.
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Diese Eigentümlichkeiten sind darauf zurückzuführen, daß in der langandauernden
ersten Destillationsphase bei etwa Zoo bis 26o° in der Kohle erhebliche intramolekulare
Umwandlungen sich vollziehen, die einer beträc@itlichen Anreicherung der Bitumina
gleichkommen.
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Mit dem wie vorbeschr ieben gewonnenen Teer zusammen (am besten im
heißen Zustand) vermahlen und verpreßt, ergibt der Rückstand ein Brikett von sehr
hohem Heizwert und vorzüglichen Brenneigenschaften.
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Die Ausführung des Verfahrens .gestaltet sich beispielsweise folgendermaßen:
Zunächst wird die Kohle getrocknet. Hierzu können Trockenvorrichtungen beliebiger
Bauart verwendet werden. Da ein bestimmter Feuchtigkeitsgehalt nicht innegehalten
werden muß, wie es bei der gewöhnlichen Brikettierung notwendig ist, kann das Trocknen
wirtschaftlicher und schneller durchgeführt -werden, als mit den heute für Brikettierungsanlagen
üblichen Trockenapparaten.
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Die getrocknete Kohle gelangt dann in Retorten- oder ähnliche Ofen,
die mit Vorlagen zum Auffangen @ler anderweitig verwertbaren Nebenprodukte (Essigsäure,
Stickstoff), insbesondere aber zum Auffangen des Teers, in bekannter Weise versehen
sind. Sofern beim Erhitzen der Kohle nicht kondensierbare, brennbare Gase (Kohlenwasserstoffgase)
übergehen, werden dieselben mit zum Beheizen verwendet.
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In diesen Üfen wird die Kohle zunächst genügend lange Zeit derjenigen
Höchsttemperatur unterworfen, die, ohne wesentliche Teerabsonderung, die angestrebte
intramolekiilare Umlagerung bewirkt. Alsdann -wird die Temperatur so -weit gesteigert,
bis und solange Teer der gewünschten Art übergeht. Die erstere Temperatur liegt
im allgemeinen zwischen Zoo und 26o° C, die weitere Temperatur zwischen 26o und
35o°.
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Die aus dem Ofen kommende Kohle ist sehr mürbe und brüchig, läßt sich
also sehr gut zum Brikettieren zerkleinern. Dieser Umstand ist von großer wirtschaftlicher
Bedeutung insofern, als bei vielen Kohlen die Zerkleinerung der Destillationsrückstände
schwierig und somit teuer ist.
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Die aus dem Ofen kommende und etwas abgekühlte Kohle kann dann noch
- am besten im heißen Zustand -, mit dem gewonnenen Teer zusammen, in geeigneten
Mahlgängen vermahlen und dann in bekannter Weise brikettiert werden.
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Die Brikette haben eine sehr hohe Heizkraft, verbrennen mit nur -wenig
rauchender Flamme und sind außerordentlich Wetter- und lagerbeständig.
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Zunächst mag es scheinen, als sei es wirtschaftlicher, nach dem bisherigen
Brikettierungsverfahren zu arbeiten, da das vorgeschlagene Verfahren komplizierter
ist. Bei genauer Prüfung ergibt sich aber ein anderes Bild. Erstens läßt sich die
Trocknung bedeutend wirtschaftlicher gestalten, sodann werden erhebliche Kosten
bei der Zerkleinerung gespart und endlich wird ein Brikett erzielt, das zufolge
seines hohen Heizwertes und seiner vorzüglichen Brenneigenschaften einen bedeutend
höheren Marktwert hat als das gewöhnliche Brikett. Was in den Abgasen von Wert ist,
kann außerdem als Nebenprodukt gewonnen -werden (als essigsaurer Kalk, schwefelsaures
Ammoniak o. dgl.), soweit es nicht bereits im Gang des Verfahrens als Heizmaterialergänzung
oder als Bindemittel Verwendung findet.
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Das Verfahren ist anwendbar außer auf
Braunkohlen,
besonders auch auf Torf, ferner auf manche Arten von Steinkohle und gewisse
Holzarten, wobei besonders die Aufarbeitung von Holzabfällen zu Briketten
in Betracht kommt. -'