-
Verfahren zur.Aufbereitung von Staubkohle nach Trent zur Gewinnung
einer aschearmen Kohle in Form fester Körner. Es sind eine ganze Anzahl von Verfahren
zur Behandlung stark aschehaltiger Kohle bekannt, bei denen die Kohle staubartig
zerkleinert und in einem Bade, das aus mit Öl o. dgl. gemischtem Wasser besteht,
einem Rührvorgange unterworfen wird. Mit dieser Behandlung wird bezweckt, die Kohleteilchen
von den stark aschehaltigen Teilchen unter Ausnutzung der Erscheinung der wahlweisen
Anziehung zwischen 01 und Kohle zu trennen: Der nachstehend beschriebene
Versuch zeigt, daß die Wirkung des Oles auf die Kohle verschiedene Formen annehmen
kann, die für die verschiedenen obenerwähnten Behandlungsverfahren charakteristisch
sind und sich deshalb für die Klassifizierung der betreffenden Verfahren gut eignen.
Stellt man durch Verrühren von fein gepulverter Kohle in Wasser eine Suspension
her und fügt zu dieser nach und nach unter fortgesetztem Rühren flüssiges Mastzt
zu, so läßt sich zunächst nichts Besonderes feststellen. Solang man rührt, bleibt
das Bad homogen, und wenn man die Kohlenmasse abzieht, erhält man nach dem Trocknen
einen Staub, der in physikalischer Beziehung fast identisch mit dem als Ausgangsmaterial
benutzten Kohlenstaub ist. Vermehrt man nach und nach die Menge des zugegebenen
.Masuts, bis man etwa ein Fünftel des Gewichts der Kohle erreicht, so bildet die
Kohle mit dem Öl. plötzlich ein Konglomerat, das sich von dem Wasser trennt und
auf den Boden des Behälters niedersinkt. Bei eingehenderer Untersuchung der verschiedenen
Versuchsphasen kann man feststellen, daß sich während der ersten Periode an die
Kohlekörnchen, besonders wenn die Kohlekörnchen entsprechende Abmessungen auf-«-eisen,
sehr kleine Ölteilchen ansetzen, die sie nicht vollständig einhüllen, oder wenn
dies doch der Fall sein sollte, auf ihrer Oberfläche nur eine äußerst feine Haut
bilden, deren Stärke und sonstige Eigenschaften nicht ausreichen, um das Zusammenbacken
der verschiedenen Kohleteilchen untereinander zu bewirken. Dagegen kann man in dem
Augenblick, wo das Zusammenballen sich vollzieht, feststellen, daß sämtliche Kohleteilchen
vollständig von einer hinreichend dicken Ölhaut umgeben sind, und das Ergebnis zeigt,
daß die Dicke der Ölschicht genügt, um das Zusammenballen zu kleinen Massen, die
die Größe von Haselnüssen erreichen können, zu bewirken. Sammelt man, sei es durch
Absetzenlassen des Gemisches, sei es durch Einblasen von Luft, die die Kohle an
die Oberfläche bringt, oder durch Schäumung die Kohle, der nur eine geringe Ölmenge
einverleibt ist, d. h. also bevor es beim allmählichen Hinzufügen von Öl zum Zusammenballen
kommt, so zeigt sich, daß diese Kohle nach dem Trocknen stets denselben Grad der
Verteilung aufweist, wie ihn das Ausgangsmaterial zeigte, oder daß, wenn ja eine
gewisse Verbindung zwischen den die zusammengeballten Klümpchen bildenden Kohlekörnchen
stattgefunden haben sollte, diese Klümpchen außerordentlich
leicht
zerreiblich sind. Sammelt man dagegen das Produkt nach dem Stadium der Zusammenballung,
so ergibt sich, daß es aus mehr oder weniger großen Körnern besteht, die eine weiche
Konsistenz besitzen, die gewöhnl@,ich nicht über die der Butter hinausgeht. Überläßt
man das Produkt sich selbst, so daß es sich setzt, so zeigt es die Neigung, eine
Masse zu bilden, die in physikalischer Beziehung etwa mit Gänseleberpü ree zu vergleichen
ist. Im übrigen sinkt das sich nach dem Stadium der Zusammenballung bildende Produkt
im allgemeinen auf den Boden des Gefäßes, in dem die Behandlung vorgenommen wird.
-
Die Verfahren zur Behandlung von Staubkohle durch Rühren in einem
Bade von mit Ö1 gemischtem Wasser können scharf eingeteilt werden nach dem Gesichtspunkt,
ob die Behandlung sich die Erscheinungen zunutze macht, die vor dem Stadium der
Zusammenballung auftreten, oder diejenigen, die nach diesem Stadium vor sich gehen.
-
Die Verfahren der ersteren Art sind diejenigen, bei denen das Bindemittel
in einem Verhältnis von z bis ro Prozent des Gewichts der Kohle zugefügt wird. Vom
Gesichtspunkte der Wirtschaftlichkeit ist es natürlich vorteilhaft, unbeschadet
des erstrebten Ergebnisses so wenig 01 wie möglich anzuwenden. Es ist festgestellt,
daß bei einem Verhältnis von i bis 2 Prozent die sich an die Kohle ansetzenden Ölteilchen
genügen, um beim Einblasen eines fein verteilten Luftstromes auf den Kohleteilchen
kleine Luftblasen haften zu lassen und sie festzuhalten, derart, daß die gesamte
Kohle in Flocken-oder Schaumform an die Oberfläche geführt wird, während die Aschenbestandteile,
an denen das 0I nicht haftet, auf den Boden des Behälters sinken. Man nennt diese
Verfahren Schaumschwimmverfahren. Die an der Oberfläche des Bades in Form von Schaum
gesammelte Kohle zeigt nach dem Trocknen das Aussehen eines Pulvers, dessen Feinheitsgrad
genau derselbe ist wie der des ursprünglich in das Bad eingeführten Erzeugnisses.
Wenn ja eine leichte Zusammenballung festzustellen sein sollte, so ist sie auf alle
Fälle nur vorübergehend, und die gebildeten Massen sind sehr leicht zerreiblich.
Diese staubförmige Kohle kann nur durch Herstellung von Briketts nutzbar gemacht
werden. Dazu ist es erforderlich, ein Bindemittel im Verhältnis von im allgemeinen
etwa io Prozent zuzusetzen. Es ist bereits vorgeschlagen «-orden, die Schaumschwimmverfahren
in der Weise zu verbessern, daß man den für die spätere Bildung von Briketts nötigen
Bindemittelzusatz beifügt, noch während die Kohle sich im Bade befindet. Man hat
hierfür Steinkohlenteerpech oder ein entsprechendes, aus Erdöl gewonnenes Erzeugnis,
Harz oder ähnliche Körper in Vorschlag gebracht, die bei gewöhnlicher Temperatur
fest oder sehr zähflüssig sind. Fügt man einem Bade, das die von ihren Aschenbestandteilen
getrennte Kohle in Schaumform enthält, einen der genannten Stoffe zu, die durch
Schmelzung, Erwärmung oder Lösung in geeigneten Mitteln genügend flüssig gemacht
sind, um die Verteilung in dem Bade in Form sehr kleiner Tröpfchen sowie das Anhaften
in dieser Form an den Kohleteilchen, an denen bereits sehr kleine Ölmengen haften,
zu sichern, und fährt man mit dem Umrühren fort, so erhält man unmittelbar aus dem
Bade ein Erzeugnis, das ohne weiteres brikettiert werden kann, da es das Bindemittel
in der erforderlichen Menge enthält. Wie es aus dem Bade kommt, hat das Erzeugnis
das Aussehen eines Schaumes, der im wesentlichen ebenso aussieht wie der bei Abwesenheit
des eigentlichen Bindemittels gewonnene Schaum.
-
In diesem Zustande läßt sich das Erzeugnis überhaupt nicht verwerten,
es sei denn, daß man es zunächst in einer Brikettpresse oder einer ähnlichen Einrichtung,
die das in den Zwischenräumen befindliche Wasser austreibt, einer Zusammenpressung
unterwirft, wodurch man eine zu handhabende transportfähige Masse gewinnt.
-
Die Verfahren der zweiten Art gehen von der Behandlung jenseits des
Stadiums der Zusammenballung aus, d. h. die dem Bade zugefügten ölartigen Stoffe
finden in einem Verhältnis in der Größenordnung von 2o Prozent des Gewichts der
Kohle Anwendung. Sie sind bekannt unter dem Namen vTrent-Verfahr.ene. Bei dieser
Art der Behandlung hüllen die öligen Stoffe jedes einzelne Kohleteilchen vollständig
ein, und die Ölschicht ist so dick, daß die Teilchen sich unter Bildung von Körnern,
die die Größe einer Haselnuß erreichen können, zusammenballen. Die einzelnen Körner
oder Klümpchen besitzen die Konsistenz von Butter und zeigen als ganze Masse die
Neigung, infolge des natürlichen Setzvorganges .ein Konglome- i rat zu bilden, das
das Aussehen von Gänseleberpüree hat. Dies Künglomerat enthält fast das gesamte
Öl des Bades sowie eine gewisse Menge Wasser. Es sammelt sich am Boden des Behälters
und wird durch Absieben von den Aschenbestandteilen getrennt, die sich gleichfalls
am Boden vereinigen, aber, da sie durch das Öl nicht zusammengeballt werden, die
Form eines sehr zähflüssigen Schlammes behalten. Die auf diese Weise gewonnene Kohlen-»Butter«
ist in dieser Form sehr schwierig zu handhaben. Sie
wird nach dem
Abtropfenlassen und Auspressen des Öles im allgemeinen zur Herstellung von Briketts
benutzt.
-
Die vorliegende Erfindung hat eine Verbesserung des Trentschen Verfahrens
zum Gegenstande, die es ermöglicht, unmittelbar aus dem Bade Kohle in ohne weiteres
nutzbarer Form zu gewinnen. Diese Kohle, die ein ganz neuartiges Erzeugnis bildet,
stellt sich in Form von Körnern dar, die ungefähr die Größe und Konsistenz von Getreidekörnern
besitzen, Ein derartiges Erzeugnis kann ohne weiteres gehandhabt werden; insbesondere
läßt es sich mittels der für die Förderung von Getreide üblichen Saugfördervorrichtungen
behandeln, ohne Staub zu verursachen. Demgegenüber sind die Erzeugnisse, wie sie
nach dem Schäumungs- oder Schwimmverfahren sowie auch nach dem Trent-Verfahren gewonnen
werden, wenn sie aus dem Bade kommen, viel schwieriger zu handhaben, derart, daß
sie in der Regel nicht ohne weiteres nutzbar gemacht werden können, vielmehr noch
einer Nachbehandlung bedürfen. Der zusammengesetzte, in Form großer harter Körner
gewonnene Brennstoff, wie er sich bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ergibt,
kann ohne weiteres für alle Zwecke Verwendung finden, für die gewöhnliche Kohle,
insbesondere Förderkohle, benutzt wird. Derartiger Kohle gegenüber bietet das neue
Erzeugnis den erheblichen Vorteil, daß es sehr arm an Asche und sehr reich an flüchtigen
Bestandteilen ist und daß es sich sowohl in kleinen wie auch in großen Mengen sehr
bequem handhaben läßt. Außerdem bietet es den erheblichen Vorteil, daß es sich leicht
in großen Mengen stapeln läßt.
-
Das neue Erzeugnis wird unter Anwendung eines Öles gewonnen, das während
des Rührvorganges verhältnismäßig flüssig ist, nach dem Zusammenballen aber, d.
h. wenn die Körner sich bilden, sehr zähflüssig wird. Diese Bedingungen können auf
verschiedene Weise erreicht werden. Als Beispiele seien folgende genannt: Man benutzt
ein in der Kälte sehr dickflüssiges Öl (schweres Masut), und zwar bei einer Temperatur,
die über der Temperatur der Umgebung liegt, derart, daß die Flüssigkeit lediglich
während des Butterprozesses erhöht wird. Es ist bei dieser Gelegenheit darauf hinzuweisen,
daß die stark viskosen Öle wegen ihrer Viskosität sowie wegen der schlechten Beschaffenheit
der bei ihrer Verwendung unter normaler Temperatur gewonnenen Brennstoffklümpchen
im allgemeinen als ungeeignet für das Verfahren zur Veredelung von Brennstoff verworfen
werden.
-
Der Erfinder hat festgestellt, daß man mit derartigen schwerflüssigen
Ölen sehr gute Ergebnisse erzielt, wenn man sie, statt sie in der Kälte zu verwenden,
bei höherer Temperatur benutzt. Diese Temperaturerhöhung ist im übrigen begrenzt,
wenn man nicht Gefahr laufen will, sehr kleine Brennstoffklümpchen zu erhalten,
die im Augenblick der Bildung zu lose sind Lind das Bestreben haben, zu einer einheitlichen
teigigen Masse zusammenzukleben.
-
Die genaue Temperatur, die zweckmäßig angewendet wird, und die Art
und Weise der Erzielung der Temperatur sind Fragen des besonderen Falles. Die günstigste
Temperatur kann beispielsweise. dadurch erzielt werden, daß man dem zu behandelnden
System zu einer beliebigen Zeit vor dem Verbuttern eine gewisse Menge heißen Wassers
zusetzt, das häufig in Fabriken beispielsweise als Kondenswasser abfällt, oder indem
man etwas Frischdampf einführt oder schließlich die durch heiße Gase gelieferte
Wärme ausnutzt.
-
Die Anwendung der günstigsten Temperatur bietet noch den Vorteil,
den Butterprozeß zu beschleunigen.
-
Der Erfinder hat festgestellt, daß das so gebildete Konglomerat »festes
Brennstofföl« bei der Abkühlung hart wird.
-
Als geeignete viskose Öle seien beispielsweise genannt die schweren
Mäsute (aus Mexiko, Rumänien usw. stammend), die von ihren leichten Bestandteilen
befreiten Steinkohlenteeröle, ferner verhältnismäßig dünnflüssige Öle, die durch
eine geeignete Behandlung vor ihrer Benutzung dickflüssig gemacht sind.
-
Ein zweites Mittel, das geeignet ist, ein Öl für das Verfahren gemäß
der Erfindung geeignet zu machen, besteht darin, daß man das Öl einer geeigneten
Behandlung unterwirft, die es bei gewöhnlicher Temperatur so flüssig läßt, daß es
bequem gehandhabt werden kann, und daß der Butterprozeß das gewünschte Resultat
ergibt, die aber nach Verlauf einer gewissen Zeit eine Erhöhung der Viskosität zur
Folge hat. Als derartige Behandlung kommt beispielsweise die katalytische Oxydierung
gewisser Masute in Frage, bei der hauptsächlich die in den Masuten enthaltenen ungesättigten
Derivate beeinflußt werden. Diese Behandlung hat eine Härtung der öligen Masse zur
Folge, die nicht unmittelbar eintritt, sondern nach und nach, und die es ermöglicht,
daß das ")Buttern@s in gewöhnlicher Weise in der Kälte vorgenommen werden kann.
-
Schließlich kann man die Wirkung der Temperaturerhöhung mit derjenigen
einer chemischen härtenden Behandlung vereinigen, indem man in jedem besonderen
Falle den Mengenverhältnissen des benutzten Öles, der
Art der behandelten
Kohle o. dgl. sowie den besonderen Eigenschaften, die dem agglomerierten Produkt
erteilt «-erden sollen, Rechnung trägt.
-
Die Erfindung ist besonders von Bedeutung für die Petroleum und andere
Öle erzeugenden Länder, wo das Verfahren ein praktisches 1Tittel zur Nutzbarmachung
der betreffenden Öle, insbesondere der schweren Anteile der Erdöle (Brennöle, Masut),
darstellt. Zu diesem Zwecke werden die betreffenden Öle nach dem im vorstehenden
beschriebenen Verfahren der Kohle einverleibt, wodurch sich das beschriebene Erzeugnis
in Form kleiner harter, leicht zu handhabender Körner ergibt. Man ist auf diese
Weise der Notwendigkeit enthoben, die flüssigen Brennstoffe in großen Behältern
zu lagern. Dabei kann man die Vorräte vor Brandgefahr dadurch schützen, daß man
die gewonnenen Kohlekörner unter Wasser aufbewahrt.