CH372969A - Herstellung von Mischungen aus Feststoffen und thermoplastischen Bindemitteln - Google Patents

Description

  
 



  Herstellung von Mischungen aus Feststoffen und thermoplastischen Bindemitteln
Es ist bekannt, dass die Einwirkung von Wasser unter gewissen Umständen die Qualität von bituminösen Mischungen verbessert, und zwar sowohl durch bessere Umhüllung der Festteilchen als auch durch Erzielung einer gleichmässigeren Verteilung der Bindemittelfilme auf den Oberflächen der Festteilchen, was den Wirkungsgrad des Bindemittels und die Verklebung der Festteilchen miteinander erhöht.



   Zur Herbeiführung dieser Wirkung des Wassers wurden im allgemeinen folgende Wege beschritten: Anwendung von wässerigen Bitumenemulsionen, Zusatz von Haftmitteln (Netzmitteln) zum Bitumen und Einleitung von Dampf in bituminöse Gemische.



   Die Anwendung von Bitumenemulsionen erhöht die Kosten und führt nicht immer zu den gewünschten Resultaten. Auch der Zusatz von Netzmitteln verteuert das Mischverfahren und erfordert einen zusätzlichen Arbeitsgang zum Einmischen des Netzmittels in das Bitumen.



   Ein wichtiges Anwendungsgebiet bituminöser Mischungen ist die Brikettiertechnik. Der bei der Herstellung von Briketts immer angewendete Dampf wirkt durch das aus ihm kondensierte Wasser. Diese Wirkung des Wassers beruht darauf, dass es die Grenzflächenspannung (Oberflächenspannung) des Bindemittels (Pech) verringert und seine Ausbreitung durch Spreiten begünstigt, wodurch der Wirkungsgrad des Bindemittels erhöht wird (Spreiteffekt). Näheres über diese Vorgänge ist u. a. in der Arbeit   Grenzflächenvorgänge am System Wasser - bituminöse Bindemittel  , veröffentlicht in der Zeitschrift     Bitumen,    Teere, Asphalte, Peche  , 1954, Seiten 103 bis 107, und 1955, Seiten 12 bis 20, zu finden.



   Sehr deutlich wird diese Wirkung des Wassers bei der Brikettherstellung, wo es schon seit langer Zeit bekannt ist, dass Dampfzugabe zum Kohle-Pech Gemisch eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Pechs und damit eine Verringerung des Pechzusatzes bewirkt. Es hat sich aber gezeigt, dass das kondensierte Wasser in Form von Porenwinkelwasser zu Klumpenbildung von noch unbitumierten Teilchen führen kann, die eine vollständige Bituminierung der Oberfläche aller Festteilchen verhindert.



   Eine wirksamere Art der Vermischung von Festteilchen mit Bitumen, welche die individuelle Umhüllung auch kleinerer Teilchen mit dünnen Bitumenfilmen ermöglicht, besteht darin, dass der Knetvorgang ausgeschaltet wird und die Festteilchen im vor übergehenden Schwebezustand mit zerstäubtem Bitumen vermischt werden (Impact-Verfahren).



   Es hat sich auch dabei gezeigt, dass die Wirkung des Bindemittels unter gewissen Umständen durch die Einwirkung von Wasser auf das Mischgut verbessert werden kann. Zur besonders wirksamen Ausnutzung des Spreiteffektes muss hierbei jedoch angestrebt werden, dass Wasser (Dampf) und Pech gleichzeitig auf jedes einzelne Festteilchen treffen, damit die Spreitung schon erfolgt, bevor so viel Wasser zugegen ist, dass mehrere Kohleteilchen durch Porenwinkelwasser kapillar zusammengeballt werden, weil innerhalb der Zusammenballungen eine Bindemittelumhüllung der Einzelteilchen nicht stattfinden kann.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass dem unter hohem Druck stehenden, heissflüssigen Bindemittel überhitztes Wasser unter hohem Druck zugesetzt wird, und die Mischung beider Komponenten unter Druck auf das Mischgut gesprüht wird. Dies wird zweckmässig dadurch erreicht, dass ca. 1750 heisses Pech unter einem Druck von ca. 20 atü Sprühdüsen zugeleitet wird, und kurz vor den Düsen in die Heisspechleitung überhitztes Wasser von ebenfalls 1750 und ca.



  21 atü in das Bitumen eingedrückt wird.



   Die derart erzeugte Wasser-Pech-Emulsion wird am besten mit einer Sprühdüse zerstäubt. Unmittelbar nach Austritt aus der Düse wird das in der Emul  sion enthaltene überhitzte Wasser zum Teil in Dampfform übergehen, und die Dampfbläschen können mit dem Pechtröpfchen einen Schaum bilden, der aus besonders dünnen Pechhäutchen besteht. Das restliche, jetzt durch die Teilverdampfung auf 1000 abgekühlte Wasser trifft dann in Form kleinster Tröpfchen mit dem Pechschaum und gegebenenfalls verbliebenen Pechtröpfchen zusammen auf die getrockneten und   zweckmässig    auf ca.   95-100     erhitzten Festteilchen im Mischtrog. Die verbliebenen Pechtröpfchen können so leicht auf den mit Wasser benetzten Festteilchen spreiten.



   Da hierbei die Wassertröpfchen unmittelbar zusammen mit Dampf und Pech auf die Festteilchen auftreffen, besteht kaum die Gefahr, dass mehrere Teilchen durch   Porenwinkeiwasser    zu Klumpen zusammengeballt werden, bevor sie mit Pech in Berührung kommen. Es wird hier also eine weitgehende   Umhallung    der Festteilchen mit feinsten Pechfilmen ermöglicht.



   Bei der bisher üblichen Zugabe des gesamten Wassers in Dampfform muss das Festgut erheblich    unter der I Kondensafionstemperatur gehalten werden,    damit die gesamte Dampfmenge kondensieren kann und damit aktionsfähig wird, ohne dass durch die freiwerdende Kondensationswärme das Festgut über 1000 erwärmt wird, weil sonst eine weitere Dampfkondensation nicht mehr stattfinden kann. Beim er  findungsgemässen    Verfahren erfolgt die Zugabe der Hauptwassermenge in flüssiger Form. Dies erlaubt von Anfang an eine höhere Temperatur der Festteilchen. Dadurch wird das Pech beim Auftreffen auf die Festteilchen nicht so stark abgekühlt und übt seine Wirkung in entsprechend flüssigerem Zustand aus.



   Da die Durchführung des Verfahrens die Anwendung hohen Druckes verlangt, so erscheint es zweckmässig, das Verfahren in Verbindung mit dem oben erwähnten Mischprozess durchzuführen, in welchem das Festgut in einen vorübergehenden Schwebezustand versetzt und das unter hohem Druck stehende flüssige Bindemittel auf diese Schwebezone aufge   stäubt l. wird. Beim erfindungsgemässen Vorgehen er-    folgt dann die Zerstäubung des ebenfalls unter hohem Druck stehenden Gemisches aus Bindemittel und überhitztem Wasser.



   Als Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemässen   Verfahrens    wird nachfolgend seine Verwendung für die Kohlenbrikettierung an Hand der beiliegenden Zeichnung erläutert, die einen Quer  sclmitt    durch eine Anlage zur Herstellung von pressfertigem Brikettiergut darstellt.



   Die getrocknete und auf etwa 950 erwärmte Feinkohle wird in einem besonderen Mischbehälter 1 mit Hilfe von auf gegenläufig rotierenden Wellen 2 befestigten   Wurfschaufeln    3 hochgewirbelt, so dass sich eine Schwebezone 4 von Festteilchen bildet. In Druckdüsen 5 wird ein Gemisch gebildet, von etwa gleichen Teilen Pech von ca. 1750 bei etwa 20 atü Druck und überhitztem Wasser, von etwa gleicher Temperatur unter einem Druck von etwa 21 atü. Das heisse Pech fliesst durch die Leitung 6 zu den Düsen 5, und kurz vor den Düsen wird durch die Leitung 7 überhitztes Wasser in die Heisspechleitung eingedrückt. In die Leitung 7 ist ein Rückschlagventil 8 und ein Abschlussventil 9 eingebaut.

   Das Gemisch wird auf die Schwebezone 4 der Festteilchen gesprüht, und zwar in einer Menge, dass das pressfertige Brikettiergut etwa   4 Gew. %    Pech und etwa 4 Gew. % Wasser enthält.



   Das beschriebene Verfahren kann u. a. auch verwendet werden zur   Erzbrikettierung,    zur Herstellung von bituminösen Strassenbaumassen, Bodenbelägen, Platten usw.



   Gegenüber der bei den üblichen Mischverfahren angewendeten, getrennten Pech- und Dampfzugabe weist das erfindungsgemässe Verfahren noch folgende Vorteile auf: Die Zugabe des Wassers nicht in Dampf-, sondern in flüssiger Form erlaubt die Einbringung von kapillaraktiven Zusätzen zum Wasser, mit denen die Schaumbildung und die Spreitneigung verbessert und die Benetzung und Füllung der Poren (z. B. in Kohleteilchen) durch das Wasser begünstigt werden kann. Bei der Zugabe des Wassers in Dampfform wird dagegen praktisch destilliertes Wasser zugegeben. Es müssen in diesem Falle eventuelle Zusätze in das Bindemittel eingemischt werden, was viel umständlicher ist.



   Als thermoplastische Bindemittel eignen sich bituminöse Bindemittel, z. B. alle Arten Asphalte und Erdölrückstände, ferner Produkte aus der Teerdestillation wie Teer und Teerpech. Ferner eignen sich Paraffine, Harze, Kunststoffe usw.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von Mischungen aus Feststoffen und thermoplastischen, insbesondere bituminösen Bindemitteln, bei welchen das Bindemittel unter hohem Druck in die staubförmigen bis körnigen Feststoffe eingesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem unter hohem Druck stehenden heissflüssigen Bindemittel überhitztes Wasser unter dem Druck zugesetzt wird, und die Mischung beider Komponenten unter Druck auf das Mischgut gesprüht wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Festgut in einen vorübergehenden Schwebezustand versetzt wird, und dass in diesem Zustand die aufgelockerten Feststoffteilchen den zerstäubten Bindemittel- und Wasserteilchen ausgesetzt werden.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kemlzeichnet, dass dem zur Verwendung gelangenden Wasser Netzmittel zugegeben werden.

   PATENTANSPRUCH II Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I zur Überführung von Feststoffen in Briketts.