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Verfahren zur Herstellung von Kohlenheizölen Die Erfindung betrifft
die Herstellung eines Kohlenheizöles, also eines Brennstoffs, der aus einer Mischung
von geeigneten Ölen (flüssigen Kohlenwasserstoffen) und größeren Mengen Kohlenstaub
besteht.
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Es wurde schon frühzeitig erkannt, daß für die Herstellung eines solchen
Kohlenheizöles nur schwere, hoch viskose Öle verwendet werden können, weil aus weniger
viskosen, Ölen die Kohle sich nach kurzer Zeit wieder ausscheidet. Die Notwendigkeit
der Verwendung von Ölen hoher Viskosität bringt aber den Nachteil mit sich, daß
man nur verhältnismäßig geringe - Prozentsätze Kohle (z. B. 3o bis 40 °/o) beimischen
kann, weil bei höheren Kohlenzusätzen die erzielte Mischung zu dickflüssig wird,
um durch Pumpen befördert und in Düsen zerstäubt werden zu können.
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Man hat daher versucht, bei dünnflüssigen Ölen die Viskosität durch
besondere Peptisierungszusätze zu erhöhen. Die meisten der vorgeschlagenen Peptisierungsstoffe
gestalten das Herstellungsverfahren kompliziert und teuer. Außerdem bringen manche
Stoffe bestimmte Nachteile, z. B. Verstopfungsgefahr für die Brenndüse, mit sich.
Erfindungsgemäß wurde nun ein Verfahren ermittelt, welches die Herstellung eines
Kohlenöles von vielmonatiger Haltbarkeit mit Kohlenzusätzen von 5o bis 6o °1o ermöglicht
und bei welchem keine oder nur geringe Zusätze zur Erhöhung der Lyosorption erforderlich
sind. Das Verfahren ermöglicht die Verwendung von leicht viskosen Ölen oder schwer
viskosen Ölen unter Zusatz von leicht viskosen Ölen oder einer Mischung beider.
In allen Fällen handelt es sich um Öle mit einem gewissen, wenn auch nur geringen
Gehalt an leichten Kohlenwasserstoffen.
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Das neue Verfahren besteht darin, daß man bei Benutzung eines Öles
mit Gehalt an leichten Kohlenwasserstoffen die Behandlung des Gemisches in einer
bei hohem Druck mit Stoßwirkung und geringer Umfangsgeschwindigkeit (z. B, bis ao
m[Sek.) arbeitenden Vorrichtung, insbesondere einer Zahnradmühle, vornimmt, u%obei
das Gemisch ohne wesentliche Erwärmung und vorzugsweise während einer kurzen Zeit
verarbeitet wird: Es werden also hierbei Vorrichtungen zum Mischen benutzt, wie
sie bislang auf diesem Gebiet der Technik nicht zur Anwendung gelangten. Besonders
geeignet ist die unter dem Namen Molaroidmühle im Handel befindliche Mühle, bei
welcher das Material zwischen den Zähnen zweier gegenläufig ro-. tierender Zahnräder
hindurch und an zahnradartigen
Vertiefungen vorbeigeführt und geschleudert
wird. Hierbei genügt eine Behandlung von wenigen Minuten (z. B. io Minuten), um
ein stabiles Kohlenheizöl -herzustellen. Wie Versuche gezeigt haben, ist bei dem
neuen Verfahren die Vermeidung einer Erhitzung in der Mühle von besonderer Bedeutung.
Bekanntlich enthält der Kohlenstaub stets einen gewissen Wassergehalt, weshalb sich
die Kohlenoberfläche gegenüber Öl lyophob verhält. Anscheinend ist es auch auf die
Wirkung dieses in der Kohle enthaltenen Wassers zurückzuführen, daß sich die Kohleteilchen,
auch wenn sie noch so fein sind, aus dem Öl ausscheiden, wenn beim Mischvorgang
eine Erwärmung eintritt, wie dies bei bisherigen Verfahren und Mischvorrichtungen
der Fall ist. Vermeidet man diese Erwärmung durch Verwendung der von der Erfindung
vorgeschlagenen besonderen Mischvorrichtung, so wird bei- den gleichen Ölen das
Ausscheiden von Kohleteilchen bedeutend erschwert.
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Auch der hohe Druck und die Stoßwirkung der für das neue Verfahren
vorgeschlagenen Mischvorrichtung sind für die Erzielung einer innigen homogenen
Mischung wichtig, weil auf diese Weise die Oberflächenspannung der Kohle gegenüber
Öl heruntergedrückt wird.
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Bei den meisten in der Literatur vorgeschlagenen Verfahren hat man
Misch- oder Zerkleinerungsvorrichtungen empfohlen, die mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten
und einer entsprechenden Erwärmung arbeiten (z. B. Kreuzschlagmühlen mit looo m/Sek.
Geschwindigkeit). Mit solchen Apparaten sind auch in mehrstündigen Mahlprozessen
keine stabilen Kohlenöle zu erreichen.
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Bei anderen Verfahren werden zur Zerkleinerung bzw.Mischung gewöhnliche
Kugel- oder Rohrmühlen verwendet, bei denen ebenfalls Erwärmungen auftreten, die,
wie gefunden wurde, nachteilik sind. Ferner ist vorgeschlagen worden, die Mischung
von Kohle und Öl in gewöhnlichen Farbenmischmaschinen vorzunehmen, und zwar im Rahmen
von mit Stabilisierungsmitteln arbeitenden Verfahren. Bei derartigen Farbenmischmaschinen
sollen geringe Geschwindigkeit und geringer Druck, aber eine Erwärmung auf eine
Temperatur zwischen 65 und 95' C angewendet werden. Es fehlt also einerseits
bei diesem Verfahren die bei der Erfindung vorgesehene hohe Druck-, Schleuder- und
Stoßwirkung, während andererseits der Vorteil der geringen Geschwindigkeit durch
die gleichzeitig angewandte Erhitzung wieder aufgehoben wird. Bei dem neuen Verfahren
muß der Kohlenstaub auf einen geeigneten Feinheitsgrad trocken vorgemahlen werden:
Das Verfahren ist in 'wirtschaftlicher Weise sowohl für leicht viskose Öle wie auch
für hoch viskose Öle mit Zusatz an leichtviskosen Ölen verwendbar. Je nach der Art,
Herkunft und Zusammensetzung des benutzten Öles kann ein geringer Zusatz von Stabilisierungsmitteln
benutzt werden. Diese Zusätze können sehr viel geringer gehalten werden als bei
den bisherigen Verfahren, bei 'welchen es oft selbst mit erheblichen Zusätzen überhaupt
nicht möglich ist, aus dem vorhandenen Öl ein stabiles Kohlenheizöl herzustellen.
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Ausführungsbeispiel 45 Teile eines Steinkohlenteeröles wurden mit
55 Teilen Kohlenstaub einer westfälischen Kokskohle mit :21,3904 flüchtigen Bestandteilen
gemischt. Die Kohle war auf einen Feinheitsgrad vorgemahlen, daß beim Durchgang
durch ein 1o ooo-Maschen-Sieb etwa 10,3 °/o Rückstände verblieben.
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Das zur Mischung benutzte Steinkohlenteeröl hatte ein spezifisches
Gewicht bei 2o° C von 1;o63, einen Flammpunkt von 88° C, einen Brennpunkt von z25°
C, eine Viskosität von 1,5q.° E bei 23° C. Bis zu 2oo° destillieren über 7 °%.
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Dem Gemisch wurde ein ganz geringer Zusatz von Wollfett
(0,7/,) zugemischt.
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Ein Kohlenheizöl dieser Zusammensetzung erwies sich als genügend leichtflüssig
und gut pumpbar. Das Öl wurde in den Düsen einer .normalen Ölfeuerung verbrannt,
ohne daß sich an den Brennern bzw. den Düsen irgendwelche Ablagerungen oder Ausscheidungen
zeigten. Sechs Monate nach der Herstellung des Öles zeigte sich noch keine Ausscheidung
von Kohlenstaubteilchen.