BE893247A

BE893247A - Suspension aqueuse de charbon

Info

Publication number: BE893247A
Application number: BE0/208140A
Authority: BE
Inventors: E Ferroni; G Gabrielli; P Baglioni; F Ferrini; E Carniani
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1981-05-21
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1982-11-19
Also published as: IT1211049B; JPS57202387A; IT8121885A0; ZA823135B; SU1554764A3; JPH0337595B2; BR8202978A

Description


  "Suspension aqueuse de charbon" Suspension aqueuse de charbon 

  
La présente Invention concerne une suspension

  
 <EMI ID=1.1> 

  
concerne une suspension aqueuse de charbon extrêmement concentrée qui peut être utilisée soit pour faciliter le transport du charbon soit directement comme combustible.

  
L'art antérieur suggère un grand nombre de procédés pour préparer des suspensions aqueuses de charbon.

  
Le brevet U.S. n[deg.] 3 762 887 décrit une suspension de charbon dontles tailles particulaires correspondent aux tamis Tyler de module 4 à 325 (4,699 mm à 0,043 mm) dans laquelle la concentration du charbon atteint un maximum de
69% en volume .

  
Dans la suspension du brevet U.S. en question, la plupart des particules de charbon ont une taille correspondant aux tamis Tyler de module compris entre 4 et 28 (entre

  
 <EMI ID=2.1> 

  
La suspension du brevet U.S. ci-dessus a sensiblement deux inconvénients, à savoir des particules.de charbon qui sont le plus souvent de taille plut8t grande et une concentration en charbon relativement faible. Ces deux Inconvénients,-et particulièrement le premier, signifient que la suspension ne peut être utilisée directement comme combustible que dans un équipement spécial tel que des brûleurs à cyclone et que, par conséquent, elle ne peut être utilisée dans les équipements classiques de combustion.

  
Il faut également remarquer que même avec un équipement spécial de combustion, c'est-à-dire avec un temps d'arrêt prolongé du type décrit jusqu'à présent, 11 existe

  
 <EMI ID=3.1> 

  
lé en même temps que la fumée et/ou les cendres en cas d'un mauvais fonctionnement pour une raison quelconque.

  
La demande de brevet allemande n[deg.] 2 823 568 décrit une suspension aqueuse de charbon ayant une taille

  
 <EMI ID=4.1> 

  
La préparation de cette suspension est toutefois compliquée ' du rait que, lorsque ladite préparation est effectuée simultanément avec la séparation des produits Inertes du charbon par l'action d'un poly-électrolyte qui charge électriquement les particules de charbon d'unefaçon différente des particules Inertes, le charbon doit être dispersé dans l'eau à une concentration ne dépassant pas 10 % en poids, avec comme conséquence que, après la séparation des produits inertes, la suspension du-charbon doit être concentrée,avec des Inconvénients facilement inimaginables produits par le faible rendement du filtre dQ aux particules fines de charbon et par les coûts de la séparation relativement élevés.

  
D'une façon tout à fait surprenante, les auteurs de la présente Invention ont découvert que les In- .  convénlents de l'art antérieur décrits jusqu'ici pouvaient être facilement palliés en choisissant les particules de charbon dans deux gammes dimensionnelles différentes appropriées, et en ajoutant àla suspension un polyélectrolyte

  
 <EMI ID=5.1> 

  
mique particulière.

  
Selon l'invention, la suspension de charbon comprend des particules d'un premier groupe ayant une taille

  
 <EMI ID=6.1> 

  
ayant une taille moyenne comprise entre 1/6 et 1/20 de la taille moyenne des particules du premier groupe, la taille moyenne des particules d'un groupe quelconque donné étant telle correspondant à 50% de la distribution cumulée de la masse de ce groupe donné.

  
Les particules du premier groupe représente au

  
 <EMI ID=7.1> 

  
en poids de la totalité des particules.

  
Comme la courbe de distribution granulométrique cumulée représente la résultant de deux fraction (c'est-àdire des deux groupes séparés de particules de charbon) elle doit montrer, quand elle est portée sur une échelle, blloga-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
valeurs représentant les tailles moyennes des fractions constituantes, zone plate désignant une partie de la courbe où la dérivée, quand elle es calculée sur une échelle blloga-

  
 <EMI ID=9.1> 

  
préférence Inférieure ou égale à 0,1 et mieux égale à zéro.

  
La distribution granulométrique cumulée doit par conséquent être telle, qu'il y ait toujours deux tailles particulalres dl et d2 situées entre les diamètres moyens des deux fractions, pour lesquelles la valeur numérique de l'expression cl-après :

  

 <EMI ID=10.1> 


  
est Inférieure à 0,4, de préférence.Inférieure ou égale à 0,1 et encore mieux égale à zéro.

  
(%CM1) et (%CM2) Indiquent les pourcentages totaux de la masse des particules ayant une taille inférieure

  
 <EMI ID=11.1> 

  
La valeur numérique de l'expression est nettement indépendante de l'unité de mesure (micromètre ou millimètre)avec laquelle les tailles particulalres sont exprimées.

  
En plus du charbon ayant les tailles ci-dessus, la suspension de charbon selon la présente Invention contient un polyélectrolyte anionique non-tenslo-actif, comprenant

  
en particulier des groupes aromatiques polynucléaires substitués par des radicaux alkyle, et ayant un poids moléculaire supérieur à 500 et de préférence compris entre 800 et 3000. En particulier, les sels cationiques monovalents des acides

  
 <EMI ID=12.1> 

  
culaire d'environ 2000 peuvent être cités, et parmi ceux-ci, les composés chimiques connus sous les marques "DAXAD 15"

  
 <EMI ID=13.1> 

  
Lamberti S.p.A.. La quantité de polyélectrolyte dans les suspensions est comprise généralement entre 0,1 et 1% en poids, de préférence entre 0,3 et 0,5% en poids et encore

  
 <EMI ID=14.1> 

  
totale. Il est Important de noter que le polyélectrolyte est ajouté de préférence sous la forme d'une solution aqueuse concentrée. La solution de polyélectrolyte est ajoutée soit à l'eau avant la dispersion des particules de charbon des deux groupes, soit à la suspension aqueuse des particules

  
de charbon du second groupe, quand celle-cI. est préparée par exemple par broyage humide, avant l'addition des particules du premier groupe.

  
La suspension selon l'invention peut contenir également un stabilisant du type gel organique choisi de préférence parmi les polysaccharldes tels que ceux connus sous le nom de "ELZAN" de Kelco.

  
Le stabilisant, à raison de 0,01 à 0,03% en poids de

  
la suspension totale et, de préférence, à raison de 0,02%

  
en poids, peut être ajouté en même temps que le polyélectrolyte ou après celui-ci. 

  
Le stabilisant n'est de préférence utilisé que lorsque la suspension de charbon doit être utilisée après une période prolongée. Celle-ci dépend de la nature du charbon et, par exemple, cette période peut être de l'ordre de 1 mois. Il est Important de noter que la suspension aqueuse de charbon selon la présente invention comprend également des produits Inertes quelconques accompagnant le charbon. De cette façon, le procédé pour préparer la suspension de charbon selon la présente Invention diffère des autres procédés qui exigent une séparation préalable des produits Inertes, les suspensions charboneau n'étant préparées qu'après cette dernière opération. Par conséquent, les produits inertes ne constituent pas un obstacle à la préparation d'une suspension fluide, stable, très c oncentrée.

  
La concen tration de la suspension peut atteindre même des valeurs très élevées, par exemple 80% en poids, ou davantage de charbon.

  
En ce qui concerne le type d'eau à utiliser pour préparer la suspension de charbon selon la présente Invention,les inventeurs ont découvert d'une façon tout à fait surprenante que cette eau peut être d'un type quelconque, et ainsi de l'eau normalement douce ou de l'eau déminéralisée ou même de l'eau salée contenant jusqu'à 40 g/1, ou davantage, de sels dissous, et en particulier de l'eau de mer, peuvent être utilisées.

  
 <EMI ID=15.1> 

  
selon la présente Invention a été décrit en partie jusqu'ici, et comprend les stades essentiels, suivants :

  
1) broyage du charbon à deux niveaux de tailles particulaires,

  
 <EMI ID=16.1> 

  
humide (c'est-à-dire en présence d'eau) pour obtenir soit les deux groupes de particules de charbon dans le cas du broyage à sec/des bouillies aqueuses des deux groupes de particules de charbon dans le cas de broyage par vole humide, le broyage étant cependant effectué de préférence à sec pour obtenir les particules de taillas plus grandes, et par vole humide pour obtenir les particules de tailles plus petites; le polyélectrolyte peut être présent pendantle broyage par vole humide. 

  
2) Mélangeage des deux groupes de particules dansas proportions décrites, une fois préparés tous deux à sec ou tous deux par voie humide.

  
3) Addition du polyélectrolyte soit à l'eau soit, si seules

  
les particules de charbon de tailles plus petites sont préparées par vole humide, à la suspension auqueuse desdites particules de charbon de tailles plus petites.

  
4) Addition de quantités appropriées soit des deux groupes

  
mélangés de particules de charbon à la solution aqueuse de

  
 <EMI ID=17.1> 

  
charbon de tailles plus petites contenant le polyélectrolyte.

  
5) Eventuellement addition du stabilisant soit avec le polyélectrolyte, ou après l'addition de celui-ci, mais avant l'addition des particules de charbon mélangées des deux groupes ou des particules de tailles plus grandes, soit une fois que les deux groupes de particules de charbon ont été déjà Introduits dans l'eau.

  
La présente Invention est Illustrée par les exemples descriptifs et non limitatifs ci-après.

  
Exemples de suspensions de charbon préparées selon la présente Invention 
 <EMI ID=18.1> 
 <EMI ID=19.1> 
 
 <EMI ID=20.1> 
 
 <EMI ID=21.1> 
 
 <EMI ID=22.1> 
 Les figures 1 et 2 montrent les formes possibles de

  
la courbe des pourcentages cumulés par rapport à la taille particulaire reportée sur une échelle log-log.

  
L'axe des ordonnées représente %CM et 1\axe des

  
 <EMI ID=23.1> 

  
1

Claims

REVENDICATIONS

1) le broyage de charbon à deux niveaux de tailles particulaires, ledit broyage étant effectué soit à sec soit par vole humide (c'est-à-dire en présence d'eau) pour obtenir soit les deux groupes de particules de charbon dans le cas de broyage à sec, soit des bouillies aqueuses des deux groupes de particules de charbon dans le cas du broyage

par vole humide, le broyage étant toutefois réalisé de préférence à sec pour obtenir les particules de tailles plus granddes, et par vole humide pour obtenir les particules de tailles plus petites; les polyélectrolyte peut être présent pendant le broyage humide.

1. Suspension aqueuse de charbon. caractérisée par le fait qu'elle comprend des particules de charbon dans <EMI ID=24.1>

divisées en deux groupes de tailles différentes, et qu'elle renferme également un polyélectrolyte et éventuellement un stabilisant.

2) Le mélangeage des deux groupes de particules dans les proportions décrites une fois préparés tous deux

à sec ou tous deux par vole humide.

2. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les particules de charbon du premier groupe ont une taille moyenne comprise entre

3) L'addition du polyélectrolyte soit à l'eau soit, si seules les particules de charbon de tailles plus petites sont préparées par vole humide, à la suspension aqueuse desdites particules de charbon de tailles plus petites. 4) L'addition ,en quantités appropriées soit des deux groupes mélangés de particules de charbon à la solution aqueuse de polyélectrolyte, soit des particules de charbon de tailles plus grandes à la suspension aqueuse des particules de charbon de tailles plus petites contenant le polyélectrolyte.

3. Suspension aqueuse de charbon selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les particules de charbon du second groupe ont une taille moyenne comprise entre 1/6 et 1/20 de la taille moyenne des particules du premier groupe.

4. Suspension aqueuse de charbon selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les particules du premier groupe représentent au moins 40% en poids de la totalité des particules.

5. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 4, caractérisée par le fait que les particules du pre-

des particules.

6. Suspension aqueuse de charbon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la courbe de distribution granulométrique cumulée, quand elle est portée sur une échelle bllogarithmlque, comprend une zone plate située entre les valeurs représentant les tailles moyennes des deux groupes de particules de tailles différentes.

7. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la courbe de distribution granulométrique cumulée est telle, qu'elle comprend deux

diamètres moyens des deux groupes de particules, pour lesquelles la valeur numérique de l'expression <EMI ID=28.1>

ment.

8. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 7, caractérisée par le fait que la valeur numérique de

9. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 8, caractérisée par le fait que la valeur numérique de l'expression (a) est zéro.

10. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le polyélectrolyte est anionique et non-tenslo-actlf.

11. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le polyélectrolyte anionique non-tenslo-actlf comprend des groupes aromatiques polynucléaires substitués par des radicaux alkyle.

12. Suspension aqueuse de charbon selon les re vendications 10 et 11, caractérisée par le fait que le polyélectrolyte a un poids moléculaire dépassant 500 et, de préférence, compris entre 800 et 3000.

conque des revendications 1, 10, 11 et 12, caractérisée par

le fait que le polyélectrolyte est choisi parmi les sels cationiques monovalents des acides alkylnaphtalène-sulfonlques polymérisés ayant un poids moléculaire d'environ 2000.

14. Suspension aqueuse de charbon sebn l'une quelconque des revendications 1, 10, 11 et 13, caractérisée par le fait que la quantité de polyélectrolyte est comprise entre 0,1 et 1%, et de préférence entre 0,3 et 0,5 % en poids de la suspension totale.

15. Suspension aqueuse de charbon selon la revendica-

tale.

16. Suspension aqueuse dé charbon selon la revendl-cation 1, caractérisée par le fait que le stabilisant est présent en une quantité comprise entre 0,01 et 0,03% en poids de la suspension totale.

17. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 16, caractérisée par le fait que le stabilisant

sion totale.

18. Suspension aqueuse de charbon selon l'une quelconque des revendications 1, 16 et 17, caractérisée par le fait que le stabilisant est un gel organique, de préférence un polysaccharide.

19. Suspension aqueuse de charbon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'eau est de l'eau salée.

20. Suspension aqueuse de charbon selon la revendication 19, caractérisée par le fait que l'eau salée est de l'eau de me r.

se de charbon selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait qu'il comprend :

5) L'addition éventuelle du stabilisant soit avec le polyélectrolyte, ou après l'addition du polyélectrolyte, mais avant l'addition des particules de charbon mélangées des deux groupes ou des particules de tailles plus grandes, soit

été déjà introduits dans l' eau.