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Verfahren zur Herstellung von Briketts aus feuchten Brennstoffen,
Erzen und deren Abfällen Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Einsparung von
Bindemitteln bei der Herstellung von Briketts aus feuchten Brennstoffen, Erzen und
denen Abfällen vor, wobei als Bindemittel eine Teerpechschmelze verwendet und das
zu brikettierende Gut wärmebehandelt wird. Die Teerpechschmelze wird nach einem
nicht zum Stande der Technik gehörenden Verfahren aus Steinkohlenteerpechen mit
einem Erweichungspunkt von höchstens 60° C nach K. S., die mit einem Kohleaufschluß
behandelt oder durch Verblasen hergestellt sind und denen gegebenenfalls Fluxmittel
zugesetzt werden, durch Zusammenschmelzen mit geringen Mengen fester aromatischer
Verbindungen mit höchstens drei Ringen gewonnen.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Zuführung der flüssigen Teerpechschmelze
in die Brikettmasse unter Wärmebehandlung des zu brikettierenden Gutes in der Weise,
daß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur vorgenommen wird, die unter der Verdampfungstemperatur
des Wassers liegt. Bei Vorliegen einer erkalteten Teerpechschmelze wird diese zerkleinert
und anschließend dem Brikettiergut zugegeben, das einer Wärmebehandlung unterworfen
wird. Das fertige Brikettiergut kann ferner, beispielsweise unter Verwendung eines
Abrolltellers, granuliert werden.
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Die bisher bekannten Verfahren zum Brikettieren von Brennstoffen oder
Erzen arbeiten nicht selten mit Emulsionen als Bindemittel. So kann beispielsweise
mit einer Emulsion vom Typ Wasser-in-Pech brikettiert werden, während demgegenüber
bei der erfindungsgemäß verwendeten Teerpechschmelze ein wasserfreies, emulgatorloses
Bindemittel vorliegt, dessen Verwendung demgegenüber eine weitere Ersparnis bedeutet.
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Es ist auch schon eine Pech-Öl-Wasser-Emulsion vorgeschlagen, wobei
die großen Mengen von im Brikettiergut vorhandenen Emulsionswasser vor dem Verpressen
bis auf einen Gehalt von 2 bis 4% entfernt werden. Im Gegensatz hierzu wird bei
dem Verfahren der vorliegenden Erfindung mit einer wasserfreien Teerpechschmelze
in Gegenwart fester polycyclischer Verbindungen und ohne Zusatz eines Emulgators
gearbeitet. Da hierbei kein Emulsionswasser in das Brikettiergut gelangt, ist die
Entfernung der sich sonst zusätzlich bildenden Brüden mit Hilfe von Preßluft, deren
Einblasen zwangläufig ein Sinken der Temperatur zur Folge hat, nicht notwendig.
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Weiter ist die Verarbeitung von weichem Petrolpech als Bindemittel
für die Brikettierung von Kohle und ähnlichem Material vorgeschlagen worden, wobei
es im Verhältnis von 55% Petrolbitumen und 4511/o Wasser, also als Emulsion, in
einer besonders ausgeführten Apparatur und unter leichter Erwärmung An-Wendung finden
soll. Auch in diesem Fall wird durch das Emulsionswasser der Petrolpechemulsion
eine beträchtliche Feuchtigkeitsmenge zusätzlich der zu brikettierenden Kohle zugeführt;
während die Teerpechschmelze ein wasserfreies Bindemittel darstellt.
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Schließlich werden nach einem anderen bekannten Verfahren mit Hilfe
von Bindemitteln Granalien hergestellt, welche anschließend in einer Trockenvorrichtung
erhitzt, getrocknet und gehärtet werden. Nach dem Verfahren der Erfindung wird dagegen
das Mischgut (Grundstoff und Bindemittel) gegebenenfalls von überschüssigem Wasser
befreit und bei einer Temperatur, welche etwa 10° C über dem Erweichungspunkt des
Bindemittels liegt, brikettiert. Ein Sprengen der Hülle der Briketts durch verdampfendes
Wasser kann bei Ausübung des neuen Verfahrens nicht erfolgen.
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Ferner ist die Verwendung von Naphthalin beim Brikettierungsprozeß
unter Verarbeitung bei erhöhten Temperaturen in der Patentliteratur beschrieben.
So wird ein Verfahren mit einem Zusatz von Pech und Naphthalin als Bindemittel für
das zu brikettierende Material vorgeschlagen. Das Wesentliche bei diesem Verfahren
ist die Verwendung von überhitztem Dampf (t = 200 bis 300° C), wodurch das Naphthalin
verflüssigen und sich zwischen den Teilchen des Brikettiergutes in Dampfform verteilen
soll. Dem zu brikettierenden Gut wird zunächst die Feuchtigkeit entzogen, sodann
wird es durch die hohen Temperaturen mit dem Bindemittel in eine trockene, teigförmige
Masse verwandelt,- aus welcher Briketts im warmen Zustand gepreßt werden. Bei einem
anderen Verfahren soll der zu hohe Pechverbrauch durch Zu-
Sätze
von unter anderem Naphthalin verringert werden, welches in Dampfform dem kalten
Brikettiergut zugeführt wird. Bei der dabei stattfindenden Kondensation soll die
gesamte Oberfläche der Kohle und des Peches -mit Naphthalin überzogen werd,-n, wobei
gleichzeitig der Erweichungspunkt und Schmelzpunkt des Peches erniedrigt werden
soll, was gewisse Vorteile, wie günstigere Verteilung des Peches bei niedrigerer
Knettemperatur, mit sich bringe. Bei dem Verfahren nach der Erfindung dienen die
in der Teerpechschmelze enthaltenen polycyclischen Verbindungen (Naphthalin, Anthracen,
Phenanthren') dagegen zur Erhöhung der Aufnahmefähigkeit der Teerpechschmelze durch
das zu brikettierende feuchte Gut, welches, wenn es zu trocken ist, gegebenenfalls
mit Gaskondensat als Benetzungsmittel vorbehandelt werden kann. Keinesfalls wird
mit Dampftemperaturen gearbeitet, welche über dem Siedepunkt des Naphthalins liegen.
Ferner wird bei dem neuen Verfahren größter Wert auf einen gewissen Feuchtigkeitsgehalt
der Grundstoffe gelegt, der zur Ausführung des Verfahrens notwendig ist, während
bei einem der bekannten Verfahren durch die hohe Überhitzung des angewendeten Dampfes
eine zu starke Kondensation des Dampfes und damit eine als schädlich angesehene
Befeuchtung der mit Naphthalin gemengten lIasse verhindert werden soll. Bei dem
anderen der beiden vorerwähnten Verfahren werden Dampf und Naphthalin (ebenfalls
in Dampfform) dem im Mischkneter befindlichen Kohle-Pech-Gemisch zugeführt, während
das Naphthalin bei dem neuen Verfahren bereits mit dem Pech zusammen als Teerpechschmelze
dem Brikettiergut zugeleitet wird. Eine Erniederung des Erweichungs- und Schmelzpunktes
des Peche, wie bei dem bekannten Verfahren ist weder bezweckt noch notwendig, weil
bei dem neuen Verfahren nicht mit Brikettpech von normgemäßem Erweichungspunkt (60
bis 75° C), sondern mit einer Teerpechschmelze, deren Erweichungspunkt unter 60°
C liegen muß, gearbeitet wird. Im allgemeinen beträgt der Erweichungspunkt der Teerpechschmelze
etwa 40 bis 45° C und die Temperatur im Mischkneter etwa 55° C gegenüber 70° C bei
den anderen bisher bekannten Verfahren. Während das Naphthalin bei den bekannten
Verfahren das Pech als Bindemittel teilweise ersetzen soll, den Erweichungspunkt
des Peches erniedrigen und die Oberfläche des Brikettiergutes anlösen bzw. gelatinieren
soll, findet bei dem neuen Verfahren die Ausbildung einer wäßrig-dispersen Form
der vereinigten Pech-Naphthalin-Schmelze beim Zusammentreffen mit dem feuchten Brikettiergut
statt. bei dessen Durchführung eine erhebliche Verminderung des Bindemittelbedarfs
zu beobachten ist. Das Steinkohlenteerpech der Teerpechschmelze kann teilweise oder
ganz durch andere aromatische Teerpeche, wie Waschölpech, Cumaronharzpech u. dgl.,
ersetzt werden. Ferner kann die Beimengung von Hartpechdestillat oder Redestillat
erfolgen. Ferner kann dein Brikettiergut mit der Teerpechschmelze eine geringe Menge
Sulfitablauge zugeführt werden.
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Der technische Fortschritt des neuen Verfahrens besteht in einer Senkung
des Bedarfes an Teerpechschmelze, die bis zu 30% und mehr betragen kann. Gegenüber
den mit Brikettpech als Bindemittel arbeitenden Verfahren ergeben sich noch größere
Ersparnisse, bezogen auf den Teerpechverbrauch. Ferner besteht ein weiterer Vorteil
des neuen Verfahrens darin, daß es in den bestehenden Brikettfabriken ohne wesentliche
Änderung der vorhandenen Anlagen durchgeführt werden kann. Außerdem erfolgt eine
Verminderung des Dampfverbrauches, da die Temperatur im Mischkneter erheblich gesenkt
«-erden kann. Zudem steigt der Durchsatz der Brikettierpressen infolge Gewichtszunahme
der Brikett.
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Diese Verhältnisse werden durch nachstehende: Beispiel für die Kohlebrikettierung
veranschaulicht: Eine feinkörnige Brikettierkohle mit einem Wassergehalt von 1,2%
wird in einer Drehtrommel unter Zuhilfenahme von, Dampf mit einer Teerpechschinelze
(80% Brikettpech vom E. P. 60° C nach K. S. -I- 20% Rohanthracen) benetzt. Das Wasserdampf-Teerpeclischmelze-Gemisch
hat eine Temperatur von etwa 1-10' C. Beim Zusammentreffen mit der Kohle kühlt sich
dieses Gemisch ab, wobei sich der Dampf entspannt. Die Temperatur im Mischkneter
liegt etwa 10° C über dem Erweichungspunkt der Teerpechschmelze, und zwar etwa bei
50 bis 55" C. Der Wassergehalt des Kohle-Teerpeelisclimelze-Geinisches beträgt
vor der Brikettpresse 3,6%. Die Briketts verlassen die Tischpressen in warmem Zustand
und können verladen werden. Die Gewichte der Briketts erfahren eine Zunahme von
10%. Der Verbrauch an Teerpechschmelze beträgt 3,4%. Neben der Senkung des Bindemittelverbrauchs
von früher 6,5% Brikett-Pech 65' C nach K. S. auf 3,4% Teerpechschmelze erfolgt
eine Verminderung des Dampfverbrauchs durch Senkung der Temperatur im Mischkneter
von 70° C auf 50 bis 55° C. Außerdem steigt der Durchsatz der Pressen um 10% infolge
Gewichtszunahme der Briketts.
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Nachstehend folgen Beispiele für das Brikettieren von Erzen, wobei
die Pechgrundlage der Teerpechschmelze aus Hartpechdestillat oder Redestillat in
Verbindung mit Cumaronharz und Brikettpech besteht. Beispiel 1 8511/o eines Eisen-Feinerzes
wurden in einem Knetwerk mit 5% einer Bindemittelschmelze, bestehend aus 10% Hartpechdestillat,
511/o Rohanthracen_, 5 % Cumaronharz 5/65, 80% Brikettpech, E. P. nach K. S. = 65°
C, in heißem Zustande versetzt. Der Wassergehalt der Mischung betrug etwa 100;o.
Beispiel 2 90% Kupferkies mit einer Körnung bis 50 min werden mit 6% Koksabrieb
bis 10 inm und 4% einer kalten, vorzerkleinerten Teerpechschmelze (51/o Rohanthracen,
7% Waschölpech, 6% Hartpechdestillat, 5% Cumaronharz 5/65, 770/a Brikettpech 65°
C nach K. S.) unter Anfeuchten mit 8% Wasser einer Pralltellermühle zugeführt, gemahlen
und gemischt. Die Mischung wird dann in einem Knetmischer heiß bis 70°C fertiggestellt
und mit einer Brikettpresse stückig gemacht.
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Beispiel 3 84% Schwefelkies von guter Kornfeinheit wurden mit 5% Bindemittel
der Zusammenzetzung 10% Hartpechdestillat, 5 % Rohanthracen_, 5% Cumaronharz 5/65,
80% Brikettpech. E. P. nach K. S. = 65° C, unter Erwärmung verknetet. Wassergehalt
der Mischung = 11%.
Die Zusammensetzung der Teerpechschmelze selbst
kann weitgehend variiert werden. So kann sie unter anderem aus 70% Brikettpech (65°
C nach K. S.), 201/o Waschölpech, 51/o Rohphenanthren und 5% Cumaronharz 5/65 bestehen.
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Die gemäß Beispiel 2 verwendete Pralltellermühle bekannter Bauart
weist ein Schleuderrad und einen Prallteller auf, die entgegengesetzt und mit voneinander
abweichender Geschwindigkeit umlaufen. In dieser Mühle wird das aufgegebene Gut
gleichzeitig zerkleinert und innig gemischt. Die die Pralltellermühle verlassende
Mischung ist an sich so weitgehend gemischt und homogenisiert, daß der Knetmischer
nur noch die Aufgabe hat, das Brikettiergut auf die erforderliche Temperatur zu
erwärmen. Wird die Erwärmung des Brikettiergutes vor der Pralltellermühle vorgenommen,
so kann die Mischung schon beim Verlassen der Pralltellermühle stückig gemacht werden.
Das Brikettieren braucht nicht mit Hilfe von Brikettpressen zu erfolgen, es kann
auch im Granulieren unter Zuhilfenahme von beispielsweise einer Abrollschale oder
eines Abrolltellers bestehen. Jedenfalls richtet sich das Stückigmachen nach dem
späteren Verwendungszweck, der beispielsweise im Schwelen, Verkoken, Vergasen, Rösten,
Sintern oder im Aufgeben auf einen Hochofen bestehen kann.