DE1097949B

DE1097949B - Process for the production of pressure- and abrasion-resistant moldings from raw peat

Info

Publication number: DE1097949B
Application number: DEE5664A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Colmerauer; Dipl-Ing Karl Heimberg; Dr Gustav Huebner; Dipl-Ing Hans Kronholz
Original assignee: Rheinstahl Eisenwerke Muelheim Meiderich AG
Current assignee: Rheinstahl Eisenwerke Muelheim Meiderich AG
Priority date: 1952-06-24
Filing date: 1952-06-24
Publication date: 1961-01-26

Description

Verfahren zur Herstellung von druck- und abriebfesten Formlingen aus Rohtorf Rohtorf, wie beispielsweise Schwarztorf, enthält beim Abstechen im allgemeinen etwa 85 bis 90 0/0 Wasser, welches größtenteils in dem Torf kolloidal verteilt und im wesentlichen durch Huminsäuren gebunden ist. Bei Lufttrocknung derartigen Rohtorfes in Gestalt von Soden sinkt deren Wassergehalt bis auf etwa 30 bis 40 %, und der Heizwert derartiger nur verhältnismäßig geringe Festigkeit besitzender Torfstücke beträgt etwa 3500 bis 3800 kcal/kg. Diese Lufttrocknung bedingt außerordentlich lange Trocknungszeiten und große Trocknungsflächen sowie mehrmaliges Umwenden bzw. Umsetzen der Soden.Process for the production of pressure-resistant and abrasion-resistant moldings Raw peat Raw peat, such as black peat, generally contains when tapping about 85 to 90% water, which is largely colloidal and distributed in the peat is bound essentially by humic acids. With air drying of such raw peat in the form of sods, their water content drops to about 30 to 40%, and the The calorific value of such peat pieces with only relatively low strength is about 3500 to 3800 kcal / kg. This air drying is extraordinary long drying times and large drying areas as well as repeated turning or Moving the sods.

Bei Warmtrocknung, welche mit verhältnismäßig hohen Trockn.ungskosten verknüpft ist, läßt sich der Wassergehalt des Torfes auf etwa 15 bis 20'% herabdrücken, und der Heizwert beträgt ungefähr 4200 kcal/ kg, ohne daß jedoch dadurch die sonstigen Eigenschaften des Torfes, wie insbesondere seine verhältnismäßig schlechten Festigkeitseigenschaften, verändert bzw. verbessert werden.With warm drying, which with relatively high drying costs is linked, the water content of the peat can be reduced to about 15 to 20%, and the calorific value is about 4200 kcal / kg, without, however, the others Properties of peat, in particular its relatively poor strength properties, can be changed or improved.

Man hat infolgedessen auch schon vorgeschlagen, den aus der Warmtrocknung des Torfes anfallenden Staub und Grus mit dem zu verarbeitenden Rohtorf zu vermischen, alsdann zu pressen und anschließend warm zu trocknen und zu brikettieren, wobei die Erzeugnisse gleichfalls einen Wassergehalt von etwa 15 bis 20 % bei einem Heizwert von etwa 4200 kcal/kg besitzen, jedoch bessere Festigkeitseigenschaften aufweisen. Dieses Verfahren ist jedoch sehr umständlich und verhältnismäßig kostspielig und erfordert bedeutende Mittel für die Errichtung der Anlagen, so daß es keine Verbreitung in der Technik gefunden hat.As a result, it has already been suggested that from warm drying to mix dust and gravel from the peat with the raw peat to be processed, then to press and then to dry and briquette warm, whereby the products also have a water content of about 15 to 20% with a calorific value of about 4200 kcal / kg, but have better strength properties. However, this method is very cumbersome and relatively expensive and requires significant funding for the construction of the facilities so that there is no diffusion found in technology.

Es ist ferner bereits bekannt, Rohtorf mittels mechanisch erzeugter Schwingungen zu behandeln, die durch feste, in Schwingungen versetzte Körper hervorgerufen und von diesen festen schwingenden Körpern auf die Torfmasse während ihres Durchflusses durch diese Einrichtungen übertragen werden. Bei diesen Einrichtungen sind nun aber Leistung bzw. Durchsatz sowie insbesondere der Wirkungsgrad der aufgewandten Schwingungsenergie verhältnismäßig gering, so daß diese Einrichtungen bisher in nennenswertem Umfang in der Praxis keine Anwendung gefunden haben. Gleiches gilt für einen nicht vorveröffentlichten Vorschlag, welcher sich darauf richtet, hierbei hochfrequente Schwingungen anzuwenden.It is also already known to use mechanically generated raw peat Treat vibrations caused by solid, vibrating bodies and from these solid vibrating bodies onto the peat mass as it flows through transmitted through these facilities. However, these institutions are now Power or throughput and, in particular, the efficiency of the applied vibration energy relatively low, so that these facilities have so far been significant have not found any application in practice. The same applies to one that has not been pre-published Proposal aimed at using high-frequency vibrations.

Gemäß einem weiteren bekannten Verfahren soll mit Wasser gemischte Rohtorfmasse in einer Zentrifugalpumpe so weit aufgeteilt werden, daß ein pumpbarer flüssiger homogenisierter Brei entsteht, der durch die Pumpe in einer Förderleitung zu einem Sammelbehälter oder zu einem Trockenfeld weitergedrückt werden soll.According to another known method, mixed with water Raw peat mass can be divided so far in a centrifugal pump that a pumpable liquid, homogenized pulp is produced, which is fed into a delivery line by the pump should be pressed further to a collecting container or to a drying area.

Die Erfindung hat sich nun .die Aufgabe gestellt, druck- und abriebfeste Formlinge aus Rohtorf unter Behandlung des Torfes in einer Zerkleinerungselemente enthaltenden, Druckstöße erzeugenden Pumpe und anschließender Formung und Trocknung herzustellen. Erfindungsgemäß erfolgt dies dadurch, daß der Rohtorf vor seiner Formung und Trocknung mit seinem natürlichen Feuchtigkeitsgehalt von 85 bis 90% durch eine an sich bekannte Kreiselpumpe geleitet wird, welche mit einer Vielzahl von sich laufend öffnenden und schließenden Kammern im Stator und im Rotor versehen ist, durch die laufend Drosselzonen gebildet werden, wobei der Torf hydrodynamischen Druckwellen von 10000 bis 200000 Hz ausgesetzt und in einen thixotropen Gelzusband übergeführt wird.The invention has now set itself the task of producing pressure-resistant and abrasion-resistant moldings from raw peat by treating the peat in a pump which contains crushing elements and generates pressure surges, followed by shaping and drying. According to the invention, this takes place in that the raw peat, with its natural moisture content of 85 to 90%, is passed through a known centrifugal pump, which is provided with a large number of continuously opening and closing chambers in the stator and rotor, before it is formed and dried, through which throttle zones are continuously formed, whereby the peat is exposed to hydrodynamic pressure waves of 10,000 to 200,000 Hz and converted into a thixotropic gel bond.

Die Behandlung des Rohtorfes erfolgt also in solchen Kreiselpumpen, welche mit einem oder mehreren Vielkammersystemen ausgerüstet sind und Drosselstufen besitzen, so daß in diesen Pumpen hydrodynamische Druckwellen erzeugt werden. Als Beispiel für eine derartige Kreiselpumpe sei die in der einschlägigen Technik bekannte Supratonmaschine genannt. Bei der Behandlung des stichfeuchten Rohtorfes in derartigen Kreiselpumpen erfolgt eine Fibrillierung der Torffasern, wobei diese geöffnet werden und das in ihnen absorbierte Wasser frei gemacht wird. Durch die Fibrillierung und feine Dispergierung der festen Teilchen unter deren völliger Benetzung und innigster Vermischung miteinander und mit dem frei gemachten Wasser werden infolge der Bindung des Wassers an die Oberfläche der festen Teilchen unter Annäherung sowohl der Grenzflächenspannungen .der festen Teilchen untereinander, als auch zu der Oberflächenspannung des Wassers, die molekularen Nahkräfteinnerhalb der Mischung zu derart gesteigerter Wirksämkeit gebracht, daß die Mischung dadurch in einen plastischen formbaren thixotropen Gelzustand, d. h. in den Zustand eines kolloidartigen, submikroskopischen Netzwerkes (vergleiche Lexikon der Physik von Franckh) ; übergeführt wird, aus welchem, unmittelbar oder mittelbar, durch anschließende Trocknung standfeste, gegen -äußere Beanspruchungen widerstandsfähige Körper entstehen.The raw peat is treated in such centrifugal pumps, which are equipped with one or more multi-chamber systems and throttle stages possess, so that hydrodynamic pressure waves are generated in these pumps. as An example of such a centrifugal pump is that known in the relevant technology Called the Supraton machine. When treating the damp raw peat in such Centrifugal pumps fibrillate the peat fibers, opening them up and the water absorbed in them is made free. Through the fibrillation and fine dispersion of the solid particles with their complete wetting and most intimate Mixing with each other and with the released water will be a result of the binding of the water approaching the surface of the solid particles both the interfacial tensions of the solid particles with one another, as well as to the surface tension of the water, the local molecular forces within the mixture brought to such increased effectiveness that the mixture thereby becomes plastic malleable thixotropic gel state, d. H. in the state of a colloidal, submicroscopic Network (compare Lexikon der Physik von Franckh); is convicted, from which, Directly or indirectly, through subsequent drying, stable, against -external Resilient bodies are created.

Für den Fall, daß die in dem Rohtorf enthaltene Flüssigkeitsmenge für die Schwingungsbehandlung und für die Überführung der Mischung in den Gelzustand ausnahmsweise nicht ausreichen sollte, können geringe zusätzliche Flüssigkeitsmengen zur Durchführung des Verfahrens beigegeben werden. Auch können, sofern es wünschenswert ist, um den Anteil von Paraffin-Kohlenwasserstoffen des Torfes zu erhöhen, entsprechende Mengen derartiger Kohlenwasserstoffe oder anderer geeigneter, ähnlich wirkender Stoffe der zu behandelnden Rohtorfmischung zugegeben werden.In the event that the amount of liquid contained in the raw peat for the vibration treatment and for the conversion of the mixture into the gel state if in exceptional cases not sufficient, small additional amounts of liquid can be used to carry out the procedure. Also can, provided it is desirable is to increase the proportion of paraffin hydrocarbons in the peat, appropriate Amounts of such hydrocarbons or other suitable, similarly acting Substances of the raw peat mixture to be treated are added.

Durch die erfindungsgemäße Schwingungsbehandlung und die dadurch bedingte feine Dispergierung gelingt es in überraschend einfacher und billig durchzuführender Weise, aus Rohtorf äußerst widerstandsfähige Formlinge beliebiger gewünschter Gestaltung und Größe mit geringem Wassergehalt herzustellen, welche auf Grund ihrer überraschend guten mechanischen Eigenschaften die Anwendungsgebiete des Torfes in den bisherigen Bereichen verbessern und in weiteren Bereichen erschließen.By the vibration treatment according to the invention and the resulting fine dispersion is surprisingly easier and cheaper to carry out Way, extremely resistant moldings of any desired design made from raw peat and size with low water content, which is surprising because of their good mechanical properties the areas of application of the peat in the previous Improve areas and develop them in other areas.

So sind diese Formlinge in hervorragender Weise als Brennstoff geeignet, und zwar auch in solchen Fällen, welche bisher dem Torf und den daraus hergestellten Torfbriketts wegen ihrer schlechten Festigkeitseigenschaften verschlossen waren. So können die erfindungsgemäß hergestellten Torfformlinge- ohne Änderung der Feuerungen in Öfen, Kesseln, Generatoren, Schwelanlagen und ähnlichen Feuerstätten verwendet werden, die bisher mit stückfesten hochwertigen Brennstoffen betrieben wurden, wobei sich noch der weitere Vorteil ergibt, daß diese Torfformlinge einen geringen Asche- und Schwefelgehalt besitzen, so daß hierdurch bedingte Nachteile und Übelstände vermieden werden und daß beispielsweise in Schwelanlagen durch den geringeren Phenolanteil sonst entstehende Schäden und Kosten wegfallen.These briquettes are ideally suited as fuel, even in those cases which have hitherto been the case with peat and the peat made from it Peat briquettes were closed because of their poor strength properties. The peat moldings produced according to the invention can thus be used without changing the furnaces used in ovens, boilers, generators, smoldering systems and similar fireplaces are that were previously operated with solid high-quality fuels, with there is also the further advantage that these peat moldings have a low ash content and have sulfur content, so there are disadvantages and disadvantages can be avoided and that, for example, in smoldering systems due to the lower phenol content Otherwise damage and costs are eliminated.

Dadurch, daß infolge der Schwingungsbehandlung wesentliche Mengen des kolloidal gebundenen Wasseranteiles des Torfes in oberflächengebundenes Wasser umgewandelt werden, kann bei der Lufttrocknung der Formlinge auch dieser Wasseranteil durch Kapillarwirkung entweichen, so daß die luftgetrockneten Formlinge einen Wassergehalt besitzen, welcher den Wassergehalt der in üblicher Weise getrockneten Soden unterschreätet; dies macht sich um so mehr bemerkbar, je größer die Abmessungen der Formlinge sind, d. h. je kleiner und damit ungünstiger das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Formlinge ist. Versuche haben bewiesen, daß sich im allgemeinen bei dem neuen Verfahren Wassergehalte der Formlinge von nur etwa 25 %, gegebenenfalls sogar von nur 20 bis 15 % und auch darunter ergeben.The fact that, as a result of the vibration treatment, significant quantities the colloidally bound water content of the peat in surface-bound water converted, this water content can also be used when air drying the briquettes escape by capillary action, so that the air-dried moldings have a water content have, which falls below the water content of the usually dried sods; this is all the more noticeable, the larger the dimensions of the bricks are, d. H. the smaller and therefore more unfavorable the ratio of surface to volume the briquettes is. Tests have shown that in general with the new Process Water contents of the briquettes of only about 25%, possibly even of result in only 20 to 15% and even less.

Die hohe Festigkeit der luftgetrockneten Formlinge und ihr günstiges Verhalten beim Trocknen ermöglicht es, Formlinge der gewünschten Gestaltung und Größe, z. B. auch als Bauelemente, wie Ziegel, Boden-und Wandplatten, Dachplatten, Dachziegel, oder auch für andere Verwendungszwecke in einfachster und billiger Weise herzustellen, wobei j e nach dem Verwendungszweck dem der Schwingungsbehandlung zu unterziehenden bzw. unterzogenen Torf auch noch weitere geeignete Stoffe, wie faserige Stoffe, pulverförmige Füllstoffe, wasserabweisende, dichtende oder auch bindend wirkende Zusätze zugegeben werden können. Auch ist es möglich, in die Formlinge Bewehrungseinlagen einzubetten.The high strength of the air-dried bricks and their inexpensive Behavior during drying enables molded products of the desired design and shape Size, e.g. B. also as building elements, such as bricks, floor and wall panels, roof panels, Roof tiles, or for other purposes in the simplest and cheapest way to produce, depending on the intended use that of the vibration treatment to be subjected or subjected to peat also other suitable substances, such as fibrous materials, powdered fillers, water-repellent, sealing or also binding additives can be added. It is also possible in the moldings Embed reinforcement inserts.

Ein bedeutsames Anwendungsgebiet des Erfindungsgegenstandes besteht ferner in der Verwendung der nach dem neuen Verfahren hergestellten Torfformlinge nach anschließender Verkokung derselben als stück- und abriebfester, entsprechend poriger und entsprechend schwer verbrennlicher, asche- und schwefelarmer Hüttenkoks für Hochöfen, Niederschachtöfen, Kupolöfen od. dgl. Man hat zwar früher schon vorgeschlagen, Hüttenkoks aus verkokten Torfformlingen herzustellen. Infolge der geringen Festigkeitseigenschaften des bisherigen Torfkokses hat dieser jedoch praktisch keinen Eingang in die Hüttenwerke finden können, Im Gegensatz hierzu haben die gemäß der Erfindung hergestellten Torfformlinge, deren Gestalt und Abmessungen den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend gewählt werden können, nach ihrer Verkokung, in der sie ihre Grundform beibehalten, so gute Eigenschaften, daß sie den beispielsweise in Schachtöfen an Koks gestellten Beanspruchungen durchaus genügen und daß sie sich gegebenenfalls auch für andere Verwendungszwecke eignen.There is a significant field of application of the subject matter of the invention also in the use of the peat moldings produced by the new process after subsequent coking of the same as piece and abrasion resistant, accordingly porous and therefore difficult to burn, low-ash and low-sulfur metallurgical coke for blast furnaces, low shaft furnaces, cupolas or the like. Manufacture of metallurgical coke from coked peat moldings. As a result of the low strength properties However, the previous peat coke has practically no input into the smelting works can find, In contrast to this, the peat moldings produced according to the invention, the shape and dimensions of which are selected according to the respective needs can, after their coking, in which they retain their basic shape, have such good properties, that they can withstand the stresses placed on coke in shaft furnaces, for example suffice and that they may also be suitable for other purposes.

Weiterhin erstreckt sich die Erfindung noch darauf, dem gemäß der Erfindung durch Schwingungsbehandlung aufbereiteten Rohtorf vor seiner Trocknung in geeigneten Mischvorrichtungen weitere gegebenenfalls angefeuchtete Stoffe, wie insbesondere Feinerze, metallurgische Rückstände od. dgl., gegebenenfalls unter Zugabe von für metallurgische Prozesse erforderlichen Zuschlagstoffen, wie Kalk,. Dolomit, Alkalien od. dgl., innig zuzumischen und erst daran anschließend als Formlinge, vorzugsweise Torf - Erz - Formlinge, zu trocknen.Furthermore, the invention also extends to the according to the Invention of raw peat processed by vibration treatment before it is dried in suitable mixing devices further, optionally moistened substances, such as in particular fine ores, metallurgical residues or the like, optionally under Addition of additives required for metallurgical processes, such as lime. Dolomite, alkalis or the like, to be mixed in intimately and only then as moldings, preferably peat ore bricks to dry.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dem aufzubereitenden und zu entwässernden-ROhtQrf vor seiner Schwingungsbehandlung die oben angegebenen weiteren Stoffe nebst den etwa für diese Stoffe erforderlichen zusätzlichen Flüssigkeitsmengen beizugeben, diese Mischung alsdann der erfindungsgemäßen Schwingungsbehandlung zu unterwerfen und die so behandelte Mischung als Formlinge zu trocknen. .Another embodiment of the invention consists in the to be processed and the ROhtQrf to be drained before its vibration treatment, the above other substances in addition to the additional quantities of liquid required for these substances add this mixture to the vibration treatment according to the invention subject and to dry the mixture treated in this way as moldings. .

Bei .diesen Verfahren entstehen durch Lufttrocknung Formlinge, welche einen Wassergehalt von unter 10 % und sogar unter 5 % aufweisen und die sich infolgedessen in hervorragender Weise zur metallurgischen Weiterverarbeitung, beispielsweise durch reduzierendes Glühen und anschließendes Verhütten, öder auch durch unmittelbares Verhütten eignen.In this process, air-drying results in briquettes, which have a water content of less than 10% and even less than 5% and which as a result in an excellent way for further metallurgical processing, for example by reducing annealing and subsequent smelting, or even by direct Suitable for smelting.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A process for the production of pressure and abrasion-resistant moldings from raw peat, in which the raw peat is passed through a pump which contains crushing elements and generates pressure surges prior to shaping and drying, characterized in that the raw peat with its natural moisture content of 85 to 90% is passed through a known centrifugal pump, which is provided with a multitude of continuously opening and closing chambers in the stator and rotor, through which throttle zones are continuously formed, the peat being exposed to hydrodynamic pressure waves of 10,000 to 200,000 Hz and turning into a thixotropic Gel state is transferred.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the peat mixture prepared by the hydrodynamic pressure waves before their Drying in suitable mixing devices with other, possibly moistened, devices Substances such as fibrous substances, in particular powdered fillers and / or water-repellent, sealing or binding additives are intimately mixed and only then is dried as moldings.

3. The method according to claim 1, characterized in that the raw peat to be treated further before the treatment Substances, such as fibrous substances, in particular powdery fillers and / or water-repellent, sealing or binding additives as well as those for all of these substances required additional amounts of liquid are added and the hydrodynamic Pressure wave treated mixture is dried as moldings.

4. Procedure according to claims 1 to 3, characterized in that fine ores, metallurgical residues or the like, optionally with the addition of for metallurgical Processes required additives are used.

5. Procedure according to the Claims 1 to 4, characterized in that the moldings are then attached to their Drying to be coked.

6. The method according to claims 1 to 3, characterized in that that the briquettes produced from the prepared peat mixture on one the normal water content below, preferably of only about 25% and below, be air dried.

7. The method according to claims 2 to 4, characterized in that that the od from the prepared mixture of peat and fine ore. Like. Manufactured Moldings to a water content below 10%, preferably below 5%, air-dried will. Considered publications: German patent specifications No. 742 647, 715 065, 712641, 350374; Hausding: »Peat extraction and peat utilization«, 3rd edition, 1917, pp. 146 to 148. Older patents considered: German Patent No. 875 041.