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Verfahren zum Behandeln von Steinkohlenteer Gegenstand der Erfindung
ist ein Verfahren zur Behandlung des Steinkohlenteers zwecks Abscheidung von Ammoniak
und Wasser.
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Bekanntlich gehen die bei der Destillation der Steinkohle entstehenden
Gase durch Apparate, in denen Teer und Ammoniakwasser niedergeschlagen werden, und
dieses Gemisch wird in Sammelbehälter geleitet, in denen ein Abklären zum Zwecke
der Abscheidung des Ammoniakwassers stattfindet, bevor der Teer destilliert oder
in den Handel gebracht wird.
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Bisher wurde im allgemeinen die Trennung des Teers von dem Ammoniakwasser
durch Zentrifugen bewirkt oder dadurch, daß man den Teer durch Dampf erwärmte, dessen
ZVärme auf den Teer durch eine Wand hindurch übertragen wurde, d. h. man verwendete
Heizschlangen, doppelte Böden, Heizkästen mit Rippen und andere gleichartige Vorrichtungen.
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren bezweckt die Erzielung
einer stärkeren Wirkung .des Dampfes, und im Zusammenhange damit einer besseren
Entwässerung des Teers. Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung Frischdampf in
die abzuklärende Masse eingeführt, so daß er auf diese unmittelbar einwirkt und
alle in ihm enthaltenen Kalorien nutzbar gemacht werden, wobei gleichzeitig jeder
Verlust an Warmwasser und Dampf vermieden wird. überdies wird durch den kondensierenden
Dampf der Teer gewaschen, so daß die Möglichkeit besteht, einen Teil der in ihm
enthaltenen Ammoniaksalze zu gewinnen.
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Die Einführung von Dampf wird unter besonderen Bedingungen bewirkt,
und zwar derart, daß die Eigenschaft von Flüssigkeiten ausgenutzt wird, die darin.
besteht, daß warme Flüssigkeitsschichten auf kalten Schichten derselben Flüssigkeit
schwimmen. Infolge dieser Eigenschaft werden in dem den flüssigen Teer enthaltenden
Behälter zwei deutlich unterscheidbare Zonen erzeugt, von denen die eine oberhalb
der Ebene der Dampfzufuhr liegt und somit eine wärmere Zone darstellt, während in
der anderen Zone eine schwächere Erwärmung lediglich durch Zuleitung aus der oberen
Zone stattfindet, so daß diese Zone sich infolge Ableitung durch die Wandungen weiter
abkühlt und der in ihr enthaltene Teer keine Neigung hat, sich mit dem Teer der
darüber lagernden wärmeren Zone zu vermischen. Die Temperatur des Teers wird immer
unter dem Siedepunkt seiner flüchtigen Bestandteile, d. h. zwischen 3o und 65°C,
gehalten.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung läßt man den Dampf in
den Teerbehälter durch ein gelochtes Rohr einströmen, das sich in einem gewissen
Abstande über dem Behälterboden befindet. Dieser Abstand wird unter Berücksichtigung
der Teerentnahme aus dem Behälter bestimmt.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel.
Dem
Behälter i wird der Rohteer durch das Rohr 2 zugeführt. An den Boden 6 des Behälters
schließt sich ein mit einem Ventil q. versehenes Abflußrohr 3 an. Im Behälter ist
ein mit einwärts gerichteten Lochungen versehenes Ringrohr 5 untergebracht. Dieses
Rohr liegt in einem gewissen Abstande vom Boden 6 und in geringem Abstande vom Mantel
und wird durch ein Zuleitungsrohr 7 mit Dampf gespeist. Unter dem Einfluß des aus
dem Rohr 5 austretenden Dampfes bildet in dem Gefäß i der durch das Röhr 2 zugeführte
Rohteer im Beharrungszustande zwei deutlich unterscheidbare Zonen, von denen die
obere, 8, oberhalb der Ebene des Rohres 5, in der der Dampf zuströmt, und die untere,
9, unterhalb des Dampfrohres 5 liegt. In der Zone 8 ist der Teer heiß, und die durch
den Dampf erhitzten Produkte haben die Tendenz aufzusteigen. Die Emulsion von Teer
und Wasser wird durch Aufnahme des aus dem Rohr 5 austretenden Dampfes erwärmt,
und der kondensierende Wasserdampf umgibt in außerordentlich feiner Verteilung die
Teertröpfchen, wodurch die Abscheidung begünstigt und die durch Absorption festgehaltenen
Ammoniaksalze ausgewaschen werden. In der Zone 9, die nur schwach durch Wärmezuleitung
aus der Zone 8 erwärmt wird, kühlt sich der Teer infolge Wärmeableitung durch die
Wände des Gefäßes weiter ab, so daß der in dieser kälteren Zone befindliche Teer
keinerlei Neigung zeigt, sich mit dem Teer in der Zone 8 zu vermischen.
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In der Zone 9 ist der Teer warm und in Ruhe, und die Oberfläche dieser
Zone ist vollkommen dünnflüssig, so daß die Wasserteilchen leicht an die Oberfläche
gelangten und sich bei io oberhalb der Zone 8 ansammeln können.
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Der Rohteer darf nicht zu kalt durch das Rohr 2 dem Behälter zugeführt
werden. Ist der Teer kalt, so leitet man ihn, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
durch ein gelochtes Rohr i i zu, das in genügendem Abstande oberhalb der Einführungsebene
des Dampfes, in der sich das Rohr 5 befindet, liegt. Hierbei kann der Teer sich
erwärmen, so daß :er sich nicht vor dem Ablaufventil q. anhäuft, ohne sich zu scheiden.
Das obenauf schwimmende Wasser kann auf beliebige Weise abgeführt werden, z. B.
wie die Abbildung zeigt, durch eine Reihe von Ventilen 12, die senkrecht übereinander
angeordnet sind, mit einem Abflußrohr 13 in Verbindung stehen, und von denen je
nach dem Flüssigkeitsstand in dem Behälter das eine oder andere geöffnet wird. In
der Praxis kann man die gelöchten Rohre 5 und i i durch je eine Reihe von Düsen
iersetzen. Ebenso kann man an Stelle des Wasserabflußrohres 13 mit Hähnen 12 ein
als Überlauf wirkendes Knierohr verwenden, dessen Ende in der Höhe der Flüssigkeitsoberfläche
liegt.
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Man kann das Verfahren stetig oder unterbrochen durchführen, d. h.
die Zuführung des Rohteers und das Abziehen des entwässerten Teers stetig oder unterbrochen
gestalten.
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Nach den vorliegenden Erfahrungen sind die Gestalt und die Abmessungen
des Behälters für die Bildung der beiden Zonen 8 und 9 kaum von Bedeutung. Die Zufuhr
des Dampfes kann mittels eines von Hand zu bedienenden Ventils so geregelt werden,
daß man die für die Scheidung günstigste Temperatur erhält. Gegebenenfalls kann
man jedoch die Dampfzufuhr auch mit Hilfe eines unter dem Einfluß der Temperatur
der Zone 8 stehenden Thermostaten regeln.. .
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Zwecks Vermeidung von Ammoniakverlusten durch Verdampfung muß der
Behälter i vollständig geschlossen sein. Man kann ihn an die Absaugvorrichtung für
das Rohgas oder an einen mit Wasser oder Schwefelsäure arbeitenden Wäscher anschließen.
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Durch das vorliegende Verfahren wird der Teer ebensogut entwässert
wie durch Zentrifugen. Das Verfahren ermöglicht die Gewinnung eines großen Teiles
der durch Absorption festgehaltenen Ammoniaksalze mit Hilfe des kondensierten Dampfes.
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Schließlich gestattet das neue Verfahren die vollständige Verwertung
der durch den Dampf zugeführten Wärme ohne Verlust von heißem Wasser oder Dampf,
und zwar mit Hilfe einer Anlage, die geringe Kosten macht und keine Bedienung erfordert.
Als Heizdampf kann man Kesseldampf oder Abdampf einer Kraftmaschine verwenden. Selbstverständlich
kann in der Praxis der Behälter in seinem unteren Teil mit den üblichen Heizkästen
ausgestattet sein, die dazu dienen, die Temperatur des ruhenden Teers längere Zeit
aufrechtzuerhalten, damit er dünnfüssig bleibt.