DD267570A1 - METHOD FOR CHARACTERIZING THE REACTION BEHAVIOR OF CARBON AND COAL PROCESSING PRODUCTS - Google Patents
METHOD FOR CHARACTERIZING THE REACTION BEHAVIOR OF CARBON AND COAL PROCESSING PRODUCTS Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Charakterisierung des Reaktionsverhaltens von Kohlen und Kohleverarbeitungsprodukten, mit dessen Hilfe Reaktionsverlaeufe, z. B. Phasenneubildungen, Extraktionsprozesse und Alterungsvorgaenge, im Stoffsystem Feststoff - Fluessigkeit zeitlich quantifiziert und dynamisch verfolgt werden koennen. Somit koennen u. a. in den Systemen Kohle bzw. Kohleverarbeitungsprodukte - Fluessigkeit Aussagen zum carbochemischen Veredlungsverhalten von Kohlen getroffen werden. Grundlage fuer das Verfahren sind bei Feststoff-Fluessigkeit-Reaktionen auftretende Dichteaenderungen, die in direktem Zusammenhang mit den zu messenden Immersionswaegewert-Zeit-Kurven stehen. Die hydrostatische Waegung wird in einer dafuer hergerichteten Analysenwaage realisiert. Als Probenbehaeltnis dient ein Pyknometer.The invention relates to a method for characterizing the reaction behavior of coal and coal processing products, with the aid of reaction processes, z. For example, the formation of new phases, extraction processes and aging processes can be quantitatively quantified and dynamically monitored in the material system solid - liquid. Thus u. a. in the systems coal or coal processing products - fluid statements on the carbochemical performance behavior of coal are made. The basis for the process are density changes occurring in solid-liquid reactions, which are directly related to the immersion weigh-time-time curves to be measured. The hydrostatic operation is realized in a prepared analytical balance. The sample container is a pycnometer.
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren, mit dessen Hilfe Reaktionsverläufe, z. B. Phasenneubildungen, Extraktionsprozesse und Arterungsvorgänge im Stoffsystem Feststoff-Flüssigkeit quantifiziert und dynamisch betrachtet werden können. Grundlage dafür sind die bei derartigen Reaktionen In definierten Systemen auftretenden Dichteänderungen, die in direktem ' Zusammenhang mit den meßbaren Änderungen des Immersionswägewertus stehen.The invention relates to a measuring method, with the aid of reaction courses, z. B. phase regeneration, extraction processes and Arterungsvorgänge in the material system solid-liquid quantified and can be viewed dynamically. The basis for this are the density changes occurring in such systems in defined reactions, which are directly related to the measurable changes in the immersion weight value.
Charakterisierung des Standes von Wissenschaft und TechnikCharacterization of the state of science and technology
Bedeu .linde Informationen für die chemische Veredlung von Kohlen liefern Aussagen zum Extraktionsverhalten mit verschiedenen Lösungsmitteln. Hierbei sind nicht nur die bisher genutzten quantitativen Extraktionsausbeuten von Interesse, sondern auch genauere Kenntnisse zum zeitlichen Reaktionsverlauf, der ° .undsätzlich in einen Qu eil- und einen' feaktionsprozeß unterteilt werden kann.Significantly .linde information for the chemical upgrading of coal provides statements on the extraction behavior with various solvents. Here, not only the previously used quantitative extraction yields of interest, but also more accurate knowledge of the temporal course of the reaction, the .undsätzlich express in a Qu ° and a 'can be divided feaktionsprozeß.
Es ist keine direkte Methode bekannt, nach der schnell und unkompliziert Aussagen zum Abiauf der Vorgänge im Hinblick auf zeitliche Quantifizierung der extraktiven Behandlung von Kohlen gemacht werden können. Gerade die zeitliche Reaktioneabhängigkeit der Extraktionen ist jedoch praxisbedeutsam, da hieraus Wechselwirkungen zum dynamischen carbochemischen Veredlungsverhal'.en, z. Ti. in der katalytischen Hochdruckhyrtrterung, gezogen werden können.No direct method is known, according to which statements can be made quickly and simply concerning the course of the processes with regard to temporal quantification of the extractive treatment of coals. However, the temporal reaction dependence of the extractions is practical, since this interaction for dynamic carbochemical processing Ver''en, z. Ti. In the catalytic high-pressure Hyrter, can be pulled.
Weiterhin Ist für Kohleveredlutigsprozesse, in denen die Kohlen nicht staubförmig verarbeitet werden können und ein Maischprozeß notwendig ist, eine Charakterisierung des Maischverhaltens der Kohle, Insbesondere des Alterungsverhaltens unter erhöhten Temperaturen (T < 1600C) vor. besonderem Interesse.Furthermore, for Kohleveredlutigsprozesse in which the coals can not be processed dusty and a mashing process is necessary, a characterization of the mashing behavior of the coal, in particular the aging behavior under elevated temperatures (T <160 0 C) before. special interest.
Ein Nachteil der bisher beschriebenen und genügten Methoden ist, daß bo! der Extraktion von Kohlen bisher nur gesamtquantitative Aussagen erfolgen können, die keinen Bezug zum interessierenden zeitlichen Reaktionsablauf ermöglichen.A disadvantage of the previously described and sufficient methods is that bo! The extraction of coals so far only total quantitative statements can be made that do not allow a reference to the temporal course of reaction interesting.
Eine Routinemethode zur Ermittlung des AlterungsverhaJtens von Kohlemaischen ist nicht bekannt. Mangels dieser Verfahren können keine zeltlichen Aussagen zur Änderung des Maischverhaltens gemacht werden, obwohl bereits die Wechselwirkungen zwischen Kohle und Mcfccht» /or dem eigentlichen Kohleveredlungsprozeß diesen wesentlich beeinflussen können. Bedeutsam wire eine leichte Charakterisierungsmöglichkeit der Reaktionsverläufe zwischen Flüssigkeiten und Kohle bzw. Kohlefolgeprodukten, die auch in Temperaturbereichen außerhalb Normaltemperatur erfaßt werden können.A routine method for determining the aging behavior of Kohlemai is not known. In the absence of these methods, it is not possible to make any tentative statements on the change in the mashing behavior, although the interactions between coal and McFcitch may actually have a significant influence on the actual coal upgrading process. Significant wire a slight characterization of the reaction courses between liquids and coal or carbon sequential products, which can be detected even in temperature ranges outside normal temperature.
Die Erfindung hat das Ziel, ein Verfahren zur schnellen und genauen Charakterisierung der Reaktionsvorgänrja zwischen Kohle, Kohleverarbeitungsprodukten und Flüssigkeiten besonders in ihrem zeitlichen Vorlauf zu erschließen. Eine Aufklärung der chemischen Veränderungen sollte aus Untersuchungen zum zeitlichen Reaktionsverlauf unkompliziert ermittelt werden können. Da der Routinebetrieb in Betriebslaboratorien eine einfache und schnelle Methode mit leicht zu realisierenden materielltechnischen Bedingungen erfordert, besteht ein echter Bedarf an einem entsprechenden Verfahren.The invention aims to provide a method for the rapid and accurate characterization of the Reaktionsvorgänrja between coal, coal products and liquids especially in their timely forerun. An elucidation of the chemical changes should be easily determined from studies on the temporal course of the reaction. Since routine operations in factory laboratories require a simple and fast method with easy-to-implement material technical conditions, there is a real need for a corresponding method.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den seitlichen Reaktionsveriauf zwischen Kohle und Kohleprodukten einerseits und Flüssigkeiten andererseits quantitativ zu erfassen. Es wurde erkannt und wissenschaftlich begründet, daß die Aufnahme einer Immersionswäpewert-Zeit-Kurve einen Beitrag zur Lösung der Aufgabenstellung leisten kann. Unter Immersionswägewert wird das scheinbare Gewicht der sich im Kontakt mit einer Flüssigkeit befindlichen Probe verstanden. Dieser Wert entspricht der Differenz von Gewichtskraft und hydrostatischer Auftriebskraft.The invention has for its object to detect the lateral Reaktionsveriauf between coal and coal products on the one hand and liquids on the other hand quantitatively. It was recognized and scientifically justified that the inclusion of an immersion weighing-time-curve can make a contribution to the solution of the task. Immersion Weigh Value means the apparent weight of the sample in contact with a liquid. This value corresponds to the difference between weight and hydrostatic buoyancy.
Laufen In einem definierten System, welches sich im Gleichgewicht beider Krflfta befindet, Reaktionen derart ab, daß im Feststoff durch Einbindung von Flüssigkeitsmolekülen bzw. Extraktion von Feststoffsubstanzen eine Änderung der Dichte des Feststoffes erfolgt, dann wird daraus eine Änderung des Immersionswägewertes. Bei Zunahme dieses Wertes im System Kohle-Flüssigkeit ist diese Tatsache mit einer Phasenneubildung zu erklären. Dies ermöglicht die quantitative Erfar lung sich pro Zeit- und Volumeneinheit des eingesetzten Feststoffes neugebildeten Phasen.Running In a defined system, which is in equilibrium with both forces, reactions take place in such a way that a change in the density of the solid takes place in the solid by incorporation of liquid molecules or extraction of solid substances, this results in a change in the immersion weight value. If this value increases in the coal-liquid system, this fact can be explained by a phase regeneration. This allows the quantitative Erfar treatment per unit time and volume of the solid used newly formed phases.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Immersionswägewert eineo Gefäße«, das eine Kapillaröffnung aufweist sowie eine weitere öffnung zum Einbringen von Feststoff, wie ein Pyknometer o. dgl., bestimmt wird. Das Gefäß wird getrocknet und mit Feststoff gefüllt. Es wird die Flüssigkeit eingebracht und mit dem Feststoff innig vermischt, z. B. im Ultraschallbad. Das gefüllte Gefäß wird an einer Wägevorrichtung befestigt und in einen Vorratsbehälter mit der gleic an Flüssigkeit eingetaucht, bis es völlig unter der Oberfläche ist. Jetzt wird der Immersionswägewert des gefüllten Gefäßes m Iv9) bestimmt und die Zeit to notiert. In Zeitintervallen, die eine halbe Stunde nicht überschreiten, wird der Immersionswägewert des gefüllten Gefäßes mi(t) abgelesen und die Meßwerte miteinander korreliert. Man trägt Ami/mi gegen t auf, wobeiThe stated object is achieved according to the invention by determining the immersion weight value of a vessel which has a capillary opening and a further opening for introducing solid matter, such as a pycnometer or the like. The vessel is dried and filled with solid. The liquid is introduced and intimately mixed with the solid, z. B. in the ultrasonic bath. The filled vessel is attached to a weighing device and immersed in a reservoir with the same amount of liquid until it is completely below the surface. Now the immersion weight value of the filled vessel m Iv 9 ) is determined and the time to notated. At time intervals not exceeding half an hour, the immersion weight value of the filled vessel mi (t) is read and the measured values are correlated with each other. One bears Ami / mi against t, where
AmiYank dd mi(t)-With)-
mi mi (to) — mnmi mi (to) - mn
gilt und mtl der Immersionswägewert der flussigkeitsgefüllten, aber kein Probenmaterial enthaltenden Pyknometer bei gleicher Temperatur ist. Eine mathematische Auswertung der aufgenommenen Wertepaare, z. B. mitteis einer iterativen Regression nach einer Funktion des Typsand m tl is the immersion weight value of the liquid filled but no sample containing pycnometer at the same temperature. A mathematical evaluation of the recorded value pairs, z. Eg by means of an iterative regression for a function of the type
wobei Ami — Änderung des Immersionswägev.arteswhere Ami - change of Immersionswägev.artes
t — Zeitt - time
τ, η — Parameterτ, η - parameters
sind, wird dadurch möglich.are possible.
folgenden Aspekten:following aspects:
1. Rea':tionsumsatz — Der iterative ermittelte Wert Ammw,i gestattet Vorhersagen über den zu erwartenden1. Reaction Revenue - The Iterative Value Determined On mw , i allows predictions about the expected
2. Reaktionstyp — UnterschiedeinFormvercchiedenerWertederParameterTundngestattenAussagenüber2. Reaction type - difference in shape of the value of the parameters allows for statements about
3. Reaktionsgeschwindigkeit — Die Erfassung der Reaktionsgeschwindigkeit gestattet die Optimierung technologischer3. Reaction speed - The detection of the reaction rate allows the optimization of technological
1. Füllen des Pyknometer mit dem Untersuchungsmaterial (etwa halbvoll, stets gleiche Fällmenge.)1. Fill the pycnometer with the test material (about half full, always the same amount of felling).
2. Auffüllen der Flüssigkeit, so daß die Probenmenge bedeckt ist (ZeW notieren).2. Fill up the liquid so that the sample quantity is covered (note down ZeW).
3. Durchmischung im Ultraschallbad. Dabei wird das Pyknometer nur bis zum Hals ins Bad getaucht, um zu vermeiden, daß Badflüssigkeit ins Pyknometer gelangt.3. Mixing in an ultrasonic bath. The pycnometer is immersed in the bath only up to the neck, in order to avoid that bath liquid gets into the pycnometer.
4. Weiteres Auffüllen von Pyknometerflüssigkoit und zustöpseln mit Schliffkappillare bei möglichst wenig Verlust der inneren Flüssip'.eit.4. Continue to fill in pycnometer liquid and stopper with ground capillary with as little loss of internal liquid as possible.
5. Befestigung an der Waage, deren Nullpunkt zuvor eingestellt wurde.5. Attachment to the scale whose zero point has been previously set.
6. Aufnahme der Änderung des Immersionswägewertes in Abhängigkeit von der Zeit.6. Recording the change in the immersion weight value as a function of time.
7. Nach Abschluß von 6. Immarsionswägung des leeren Pyknometers.7. After completing the 6th Immersion Weighing of the empty pycnometer.
8. Bildung der relativen Immersionswägewertänderung Anv'mi, wobei rri|(to) der erste gemessene Immorsionswägowert ist.8. Formation of the relative immersion value change Anv'mi, where rri | (t o ) is the first measured value of immovable weighing.
9. Graphische Darstollung der Wertepaare (t; Ami/m,) und/oder mathematisch-statistische Verarbeitung.9. Graphical representation of the value pairs (t; Ami / m,) and / or mathematical-statistical processing.
So lassen sich durch das vorgeschlagene Meßverfahren bei Feststoffen bzw. Feststoffgemischen, die unter Einbindung von Flüssigkeiten zur Phasenneubildung neigen, diese Neubildungen dynamisch quantifizieren. Dies gilt auch für extraktive Reaktionen, z. B. an Kohlen und Kohleprodukten. Je größer Ami/rtii ist, desto größer ist das Extraktionspotential dor untersuchten Kohlen.Thus, the proposed measurement method for solids or mixtures of solids, which tend to involve the formation of new phases with the involvement of liquids, can quantify these new growths dynamically. This also applies to extractive reactions, eg. As to coal and coal products. The larger Ami / rtii, the greater the extraction potential of the investigated coal.
Als Beispiel wurden zwei Kohlepulver untersucht. Als Immersionsflüssigkeit fand Tetrahydrofuran Verwendung, das eines der in der Praxis verwendeten Extraktionsmittel darstellt. Als andere mögliche Immersionsflüssigkeiten kommen in Frage:As an example, two carbon powders were investigated. The immersion liquid used was tetrahydrofuran, which is one of the extractants used in practice. Other possible immersion liquids are:
a) für extraktive Untersuchungen—Lösungsmittel und Chemikalien wieToluen, Ethanol, Pyridin u.a.;a) for extractive studies solvents and chemicals such as toluene, ethanol, pyridine and the like;
b) für Maischuntersuchungen—kohlestämmige Leicht-, Mittel- und Schweröle, erdölstämmige öle sowie Modellanmaischflüssigkeiten wieTetialin, 1-Methyl-Naphtalin usw. allein bzw. im Gemisch.(b) for mash assays, cabbage-derived low, medium and heavy oils, petroleum oils and model mash fluids such as tetialin, 1-methyl-naphthalene, etc., alone or in admixture.
— Probe EGR-Staub (elektrogefiltertes Kohleunterkorn aus der Brikettfabrik Bohlen)- sample of EGR dust (electro filtered coal undersize from the briquette factory Bohlen)
— Probe gelbe Kohle aus dem Tagebau Delitzsch Süd/West.- Sample yellow coal from the Delitzsch South / West mine.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD30965387A DD267570A1 (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | METHOD FOR CHARACTERIZING THE REACTION BEHAVIOR OF CARBON AND COAL PROCESSING PRODUCTS |
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Publications (1)
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DD (1) | DD267570A1 (en) |
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1987
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