Verfahren zur Herstellung eines Heizmittels, insbesondere für die Einleitung der Verbrennung schwer entzündlicher Brennstoffe. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Holzkohle und ähnliche poröse Brenn stoffe in der Weise, zu verbessern, dass der praktische Heizeffekt und die Anbrenn- geschwindigkeit erhöht werden, um diese Brennstoffe insbesondere zur Einleitung der Verbrennung schwer entzündlicher Brenn sioffe, wie zum Beispiel Steinkohle oder Koks, geeignet zu machen.
Die Verbrennung von Holzkohle und Brennstoffen überhaupt wird bekanntlich dadurch eingeleitet, dass man diese vorerst durch Erwärmung auf die ihnen eigene Ver brennungstemperatur bringt und zur Weiter leitung des Verbrennungsprozesses den brenn baren Bestandteilen des Brennstoffes (meist C und H) sodann eine bestimmte Menge von Sauerstoff zuführt.
Wenngleich zur Fortführung der Ver brennung Sauerstoff an sich genügen würde, so steht dieser praktisch nur als sogenannter Luftsauerstoff zur Verfügung. Dieser wird der Atmosphäre entnommen, die jedoch nur zirka 21 % Sauerstoff, hingegen zirka 79 Stickstoff enthält. Da der Stickstoffgehalt der Luft für den Verbrennungsprozess keiner lei Bedeutung hat, so muss dem Brennstoff ein Vielfaches an Luft im Vergleich zu reinem Sauerstoff zugeführt werden, um jene Menge von Sauerstoff zu erhalten, die für die Verbrennung einer bestimmten Brenn stoffmenge unbedingt notwendig ist.
Durch die unnütze Erwärmung des Stickstoffanteils wird viel Wärme entzogen, so dass der Nutz effekt stets um vieles geringer erscheint, als er theoretisch nach der Formel C + 0, = C0_ sein müss,te.
Man hat verschiedentlich versucht, sauer stofferzeugende oder -abgebende Stoffe, zum Beispiel Chlorate, Perchlorate, Chromate, Oxyde und dergleichen mit Brennstoffen zu sammen zu verwenden, zum Beispiel in Form von zu Briketts verpressten Mischungen, um möglichst reinen und konzentrierten Sauer- Stoff für die Verbrennung zu erhalten. Aber abgesehen davon, dass der auf diese Art bereitgestellte Sauerstoff für den allgemeinen Gebrauch viel zu kostspielig wäre, sind die in Betracht kommenden Stoffe meist feuer gefährlich und neigen zur Explosion.
Es ist weiter bekannt, dass Holzkohle Sauerstoff aus der Luft schneller als Luft stickstoff und ungefähr in doppelter Menge aufzunehmen imstande ist. Hierauf beruht eine Anzahl von Verfahren zur Zerlegung der Luft in Stickstoff und Sauerstoff und zur Gewinnung des letzteren, indem man den von der Holzkohle bevorzugt adsorbierten Sauerstoff aus den Poren durch Erwärmen oder sonst in geeigneter Weise entbindet.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein getrock neter, praktisch wasserfreier, poröser Brenn stoff mit einem Strom von sauerstoffhaltigen Gasen bei erhöhter Temperatur bis zu etwa 100 C behandelt wird.
Wenn man beispielsweise Holzkohle mit Luft ohne vorherige Trocknung des Gutes in innige Berührung bringt, so findet nur eine beschränkte Aufnahme von Sauerstoff statt; zudem ist die Aufspeicherung zum grössten Teil nur vorübergehend, indem der Sauer stoff leicht wieder abgegeben wird. Der Grund für diese Erscheinung liegt darin, dass die Tension des in den ausgebrannten, paren- chymatischen Zellräumen befindlichen, durch den Luftdurchgang entstehenden wirbelnden Wasserdampfes, der aus hygroskopisch fest gehaltenem Wasser gebildet wird, viel zu hoch ist, um eine grössere und dauernde Fest haltung von Sauerstoff in der Holzkohle zu ermöglichen.
Es hat sich nun gezeigt, dass getrocknete praktisch wasserfreie poröse Brennstoffe in einem Strom von sauerstoffhaltigen Gasen, wie zum Beispiel Luft bei erhöhter Tempera tur, so grosse Mengen von Sauerstoff auf nehmen können, dass eine nachträgliche Ver brennung der in dieser Weise mit Sauerstoff behandelten Brennstoffe unter Erscheinungen verläuft, die der Verbrennung im reinen Sauerstoffstrom sehr ähnlich sind. Vorzugsweise lässt man die Behandlung mit dem Strom sauerstoffhaltiger Gase wäh rend einem längeren Zeitraum, zum Beispiel mehrere Stunden, vor sich gehen. Ferner hat es sich als besonders zweckmässig er wiesen, den Strom von sauerstoffhaltigen Gasen auf das Gut einwirken zu lassen, wäh rend es sich unter einem Überdruck, beispiels weise 4 bis G Atmosphären, befindet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Behandlung von zum Beispiel Holzkohle in abwechselnder Reihenfolge er wärmte Pressluft (etwa von einer Tempera tur von 70 bis 73 C) und kältere Pressluft (etwa von 5 bis<B>10'</B> C) verwendet.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung werden zum Beispiel mög lichst gleichförmige, holzapfelgrosse Stücke von Meiler- oder Retortenholzkohle auf ge eigneten Trockenanlagen bis zur vollständi gen Entfernung des hygroskopisch festgehal tenen Wassers vorgetrocknet. Das Gut wird sodann in einen Vorrichtung behandelt, von der eine Ausführungsform in der Zeichnung in Ansicht, teilweise im Schnitt, dargestellt ist.
Die Vorrichtung weist einen etwa. 3 Meter hohen, stehenden Eisenzylinder 1 auf, in den das vorteilhaft vorgewärmte, entwässerte Gut gebracht wird, und der oben und unten mittelst abnehmbarer Deckel 2 und 3 druck dicht verschliessbar ist. Der Zylinder 1 ist aus genietetem Kesselblech angefertigt und für einen Betriebsdruck von 12 Atm. bea.n- spruchbar. Im Innern besitzt er leicht aus nehmbare, dem Zylinderdurchmesser an gepasste, kreisrunde Siebe 10 aus perforier tem Stahlblech, die in gleichen Entfernungen von 250 bis 300 mm an entsprechenden Stützen 11 horizontal und übereinander am Zylinder 1 aufliegen.
Durch Rohre 4, 5, die durch die Deckel 2 bezw. 3 hindurchtreten, wird Luft in den Zylinder 1 eingeblasen. In den Zylinder sind weitere Rohre 8 vor gesehen, die mit Sicherheitsventilen 9 aus gestattet sind und durch die die Luft aus treten kann. Die Rohre 8 durchsetzen das Gut und die Siebe 10 und sind knapp ober halb der Siebe mit Löchern 6 versehen. Die Siebe 10 haben den Zweck, einerseits der Druckluft eine gleichmässigere Strömungs- balnl zu schaffen, anderseits das Gut in den untern Schichten von dem Eigendruck zu entlasten.
Nach der Füllung und nachdem der Zylinder in allen seinen Teilen. druckdicht verschlossen ist, wird begonnen Pressluft, die knapp vor Eintritt in den Zylinder durch eine geeignete Apparatur vollkommen von Wasser befreit und zugleich auf eine Tempe ratur von 70 C gewärmt wurde. mittelst eines Luftkompressors in einen Windkessel I? und von diesem in den Zylinder 1 einzu blasen.
Beginnen nun die auf 8 Atm. Spannung eingestellten Sicherheitsventile 9 in Funk tion zu treten, so wird für die ganze.Dauer des Durchblasens die die ganze Höhe des Zylinders durchflutende, die eingebettete Holzkohle in allen ihren Teilen durch dringende Pressluft in immer gleichbleiben der Spannung entweichen. Die Strömungs geschwindigkeit ist so zu bemessen, dass min destens das 150 bis 2.OOfache Zylindervolumen an Luft (gemessen bei 760 min und<B>0')</B> pro Minute zur Durchflutung gelangen soll.
Die 5 bis 6 Stunden währende Durchspülung mit Luft unter Druck kann entweder bei einer konstanten Temperatur von etwa 70 bis <B>80'</B> C stattfinden oder aber es können regel mässig wiederkehrende Pressluftströme von stark verschiedenen Temperaturen (warm, kalt) Anwendung finden. Zu diesem Zwecke wird ein zweiter Windkessel 13 für Kaltluft vorgesehen. Durch eine geeignete Anordnung von Ventilen können die Windkessel 12 bezw. 13 an ein Zuführungsrohr oder an beide Zuführungsrohre 4, 5 angeschlossen werden.
Nach der Durchspülung werden so wohl die Ventile 9, als auch die Zuführungs leitungen 4, 5 geschlossen und der Inhalt des Zylinders unter Druch zur allmählichen Ab kühlung gestellt.
Derart imprägnierte Kohle nimmt zum Beispiel pro 1 em3 280 cm' Sauerstoff auf, wii.hrend lufttrockene Kohle behaftet mit ihrem natürlichen Feuchtigkeitsgehalt und ohne Druckluftdurchflutung nur 14 bis 1,6 cm' Sauerstoff - gemessen bei<B>760</B> mm und 0 - aufzunehmen imstande ist. Durch die Anreicherung mit Sauerstoff wird be wirkt, dass die Verbrennung des Brennstoffes vollständiger erfolgt und vor allem, da.ss die Verbrennungsgeschwindigkeit sehr beträcht lich erhöht wird.
Die gewonnene mit Sauer stoff beladene Holzkohle kann selbst als Heizmittel verwendet werden, eignet sich aber eben wegen ihrer erhöhten Verbren nungsgeschwindigkeit vor allein zur Verwen dung als Unterzünder, (las lieissi zur raschen Einleitung der Verbrennung schwer entzünd licher Brennstoffe, wie Kohle oder Koks. Gleiches gilt von andern erfindungsgemäss mit Sauerstoff behandelten porösen Brenn stoffen, wie zum Beispiel Braunkohle, Koks, Grude, Torf und dergleichen.
Die in der angegebenen Weise erzielte Be ladung des porösen Brennstoffes mit Sauer stoff ist eine dauernde, das heisst es findet auch in längeren Zeiträumen nur eine ver hältnismässig geringe Sauerstoffabnahme beim Lagern statt. Zweckmässig kann das behandelte Gut noch durch Tauchung oder in sonstiger Weise mit Stoffen, wie Paraffin. Petroleum, Harz, Leim, Kautschuk, Gelatine, Öle, Alkalien, und dergleichen, sowie deren Gemische oberflächlich in Form eines dünnen Häutchens überzogen werden, welches als Gasabschluss, dient. Hierdurch wird die Sta bilität des Sauerstoffgehaltes noch erhölii.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann man gleichzeitig mit dem sauerstoffhaltigen Gas auch geringe Mengen von leicht brennbaren Stoffen. wie zum Beispiel Benzin, auf das Gut zur Ein wirkung bringen. Beispielsweise wird die entsprechend temperierte Pressluft mit gerin gen Mengen feinst zerstäubten Benzins aus einem Behälter 14, das durch Düsen 15, die knapp vor dem Eintritt in den Zylinder in der Mitte des Rohres angebracht sind und deren Mündung gegen den Pressluftstrom ge richtet sind, versetzt und dieses Gemisch auf die trockene Holzkohle mehrere Stunden hin durch unter einer Spannung von -1 bis G Atm. einwirken gelassen.
In diesem Falle wird der Pressluftstrom vorteilhaft auf seinem ganzen<U>W</U>ege geschlossen bezw. zurückgelei tet. Das Verfahren gemäss der Erfindung kann sich durch einfache und billige Be triebsführung auszeichnen, wenn der kosten los zur Verfügung stehende -Luftsauerstoff benützt wird, um poröse Brennstoffe in weit gehendem Ausmasse zu veredeln.