CS198101B2 - Process for water removal from mixture of coal with water - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování vody ze směsi, složené v podstatě ze zplyňovacího uhlí a vody. Zplyňováním uhlím se zde rozumí uhlí získané zplyňovacím postupem známým z výroby plynné směsi obsahující kysličník uhelnatý a vodík, která se provádí nedokonalým spalováním těžkých uhlovodíků pomocí plynů obsahujících kyslík.

Známé způsoby zplyňování jsou, kromě jiných, způsoby zplyňování firem Shell a Texaco. Tyto způsoby jsou popsány například v Hydrocarbon Processing 46, 11 (Petrochemical Handbook Issue] 1967, str. 227, Ind. Eng. Chem. 48, 7, str. 1118—1122, v britském patentovém spisu 734 475 a 780 120 a v US patentovém spisu 2 914 418.

Zplyňovací uhlí vyrobené těmito známými způsoby má povrch, stanovený metodou BET, 600 až 150Q m²/g a objem mikropórů (dusíkovou metodou] 0,8 až 4 ,ml/g, objem makropórů (Hg-porosimetrem) 1,5 až 5 ml/ /g a absorpci oleje 2 až 6 ml/g.

Při zplyňování se znlyňovací uhlí z výsledné plynné směsi obvykle odděluje vypíráním, pomocí například vodní clony, jehož výsledkem je vodní suspenze, obsahující 0,3 až 4 hmotnostní % zplyňovacího uhlí. V praxi se zplyňovací uhlí odděluje od vody, jednak ÚOělěm získání uhlí, jež má cenné vlastnosti a může se používat například jako absorpční uhlí. Při oddělování zplyňovacího uhlí od vody .se používají obvykle rozpouštědla nemísitelná s vodou, například toluen a minerální oleje. Po oddělení vody se směs rozpouštědla a v ní vzniklé shluky sazí rozdělí na obě složky odpařením rozpouštědla. Tyto způsoby jsou popsány například v britském patentovém spisu 741 135. Nevýhodou těchto způsobů je velká hořlavost a riziko vznícení rozpouštědla, obvykle také ztráty rozpouštědla, a skutečnost, že účinné vypírání výsledných aglomerátů nelze do postupu zařadit jednoduchým způsobem. Kromě toho tyto způsoby vyžadují poměrně vysoké investiční a provozní náklady.

V praxi se z nedostatku jiného způsobu ovšem dělá maximum pro omezení nebezpečí uvedeného způsobu a ztráty rozpouštědla. V literatuře byl popsán mechanický způsob zahušťování suspenze uhlí, například poskytující pasty s obsahem pouze 6 až 10 hmotnostních % uhlí, který však lze provádět pouze s použitím značného^ množství aditiv (viz například holandská zveřejněná patentová přihláška 7 203 046). Po granulování se tato pasta dále vysouší odpařením vody, například v proudu horkého vzduchu.

Nevýhodou uvedeného způsobu však je, že vede к velké spotřebě energie na 1 kg uhlí. Další nedostatek se projevuje v tom, že je velmi obtížné zahustit vodnou suspenzi zplyňovacího· uhlí na uspokojivou koncentraci sedimentací, odstřeďováním nebo filtrací za tlaku nebo bez · tlaku, což se týká zejména případů suspenzí zplyňovacího uhlí s povrchem, stanoveným metodou BET, nejjméně 600 m2/g.

Účelem vynálezu je nalezení způsobu odstraňování vody z vodní suspenze zplyňovacího uhlí, při kterém by bylo· odstraněno nebezpečí vznícení rozpouštědla a ztráty rozpouštědla a dosáhlo se snížení spotřeby energie, úspory investičních a provozních nákladů a zvýšení · koncentrace zplyňovacího· uhlí ve výsledném produktu.

Podstata způsobu odstraňování vody ze směsi zplyňovacího uhlí o měrném povrchu 600 m²/g až 1500· m²/g s vodou o· koncentraci zplyňovacího· uhlí v rozsahu 0,2 až 10 hmotnostních % spočívá podle vynálezu v v tom, že se směs vytlačuje dynamicky pomocí pásového filtračního lisu · a vrstva směsi spolu s· pásy lisu, mezi kterými je vrstva směsi při odstraňování vody uložena, mění v průběhu cyklu odstraňování vody třikrát až padesátkrát směr a je ohýbána v úhlu nejméně 90°, přičemž koncentrace zplyňovacího' uhlí ve výsledné směsi je v rozsahu 12 až 25 hmotnostních %.

Způsob odstraňování vody podle vynálezu má ve srovnání se způsoby dosud známými výhody, spočívající v tom, že není potřeba rozpouštědla a že se dosáhne zahuštění vodní suspenze na koncentraci zplyňovacího· uhlí v rozsahu 12 až 25 hmotnostních %, což je koncentrace dvakrát až čtyřikrát vyšší než koncentrace dosažitelná dosud známými postupy, takže je třeba odpařovat menší množství vody a dosáhne se výrazné úspory energie. Rovněž investiční a provozní náklady jsou u způsobu podle vynálezu nižší než· u postupů dosud známých.

Jedna z výhod způsobu podle vynálezu spočívá také v tom, že uhelná hmota vycházející z dynamického vytlačovacího zařízení je tak · konzistentní, že ji lze snadno granulovat nebo· jinak tvářet. Další výhodou je, že získané granule mají dostatečnou tvarovou stálost, aby vzdorovaly mechanické dopravě, a lze je sušit ve stacionární nebo průběžné sušárně bez deformace nebo slepování během· těchto úprav. Výsledné granule mají kromě toho bez potřeby další úpravy dostatečnou tvarovou stálost pro· použití jako· tvarované uhlí.

Další výhodou je, že výsledný uhelný koncentrát lze podle potřeby čistit· jednoduchým způsobem před dynamickým vytlačováním nebo během něho· nebo po· něm. Konečně · způsob podle vynálezu má tu výhodu, že nevyžaduje přísadu aditiv, jako pojiv nebo¹ flokulačních činidel, k vodní uhelné suspenzi.

Dynamickým vytlačováním se zde rozumí postup, při němž se částice posouvají tak, že pod ylivem různé orientace posuvných sil zaujímají různou vzájemnou polohu.

Filtrační lis používaný pro· řadu jiných účelů není vhodný pro způsob podle vynálezu. Rovněž šnekový lis, například dvoušnekový lis, v praxi neuspokojil, · . _ ačkoliv krátkodobě dává uspokojivý výsledek, · neboť stěny z jemného síta se zalepují. · Použití jemných sít je však nutné, neboť jinak se vytvoří nedostatečný tlak pro · zahuštění směsi · uhlí a · vody, obsahující velké množství vody, na požadovanou koncentraci uhlí.

Před koncentrací vodní suspenze uhlí způsobem podle vynálezu se spspenze může podrobit úpravě, což však obvykle není nutné. Možnou úpravou je ílokulace s následující dekantací a/nebo filtrací s použitím například vakuového filtru, separátoru nebo· dekantéru. Podle potřeby se způsob · podle vynálezu .může provést v jediném zařízení. .

Koncentrace uhlí zahušťované suspenze při způsobu podle vynálezu· leží obvykle v rozmezí od 0,,2 do 10 hmotnostních %, s výhodou od 0,5 do· 5 hmotnostních %. Při. těchto koncentracích jsou použité suspenze tekuté nebo v pastovitém stavu.

Příklad

Do · pásového· filtračního· lisu se přivádí vodní suspenze, obsahující 2 hmotnostní % zplyňovacího uhlí, rychlostí 600 1 za hodinu. V jednom cyklu filtrační pásy naplněné suspenzí mění směr čtyřikrát, přičemž se ohýbají v úhiu 180° a dvakrát v úhlu 145°. Jde o zplyňovací uhlí získané částečnou oxidací · bunkrového oleje C s povrchem, měřeným· metodou BET, 950 · m²/g, objemem mikropórů (dusíkovou metodou) 1,8 ml/g, makropórů (Hg-porosimetrem) 3,2 ml/g a absorpcí oleje 3,2 ml/g. Z lisu odchází 75 kg · vodné uhelné hmoty za hodinu o · koncentraci uhlí 16 hmotnostních % a asi 525 1 vody, neobsahující prakticky žádné uhlí. Zplyňovací uhlí získané po úplném vysušení výsledných granulí má povrch · a pórovitost, jež se neliší hodnotami od hodnot uhlí výchozí suspenze. Lis může být v chodu nejméně 300 dní bez jakýchkoliv poruch. Pro srovnání, koncentrace uhlí ve shora uvedené 2% suspenzi, přiváděné do· kontinuálního· talířového separátoru o· odstředivém zrychlení 4000 g, se zvýšila pouze na 3,3 hmotnostních %. Rovněž pro· srovnání byla shora uvedená suspenze přiváděna do dvoušnekového lisu. Za hodinu po· zahájení provozu, během· něhož se · získala směs vody a uhlí o koncentraci 12 hmotnostních %, se šnekový lis zalepil a musel být odstaven.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT

   VYNALEZU

   Způsob odstraňování vody ze směsi zplyňovacího uhlí o měrném povrchu 600 m²/g až 1500 m?/g s vodou o koncentraci zplyňovacího uhlí v rozsahu 0,2 až 10 hmotnostních vyznačující se tím, že směs se vytlačuje dynamicky pomocí pásového filtračního lisu a vrstva směsi spolu s pásy lisu, mezi kterými je vrstva směsi při odstraňování vody uložena, v průběhu cyklu odstraňování vody mění třikrát až padesátkrát směr a je ohýbána v úhlu nejméně 90°, přičemž koncentrace zplyňovacího uhlí ve výsledné směsi je v rozsahu 12 až 25 hmotnostních o/o.