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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und ein Verfahren zur Herstellung
von Festbrennstoff mit minderwertiger Kohle.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Ein
allgemeines Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs mit
minderwertiger Kohle wird in der ungeprüften Japanischen Patentanmeldung
Nr. 7-233383 offenbart. Das in der Patentveröffentlichung offenbarte Verfahren
schließt
die folgende Vorgehensweise ein: Poröse Kohle wird mit einem Mischöl, welches
ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, gemischt,
so daß ein
Schlicker hergestellt wird. Erhitzen des sich ergebenden Schlickers
dehydriert die poröse
Kohle und füllt
die Poren der porösen
Kohle mit dem Mischöl.
Als nächstes
wird der Schlicker einer Fest-Flüssig-Separation
unterzogen. Minderwertige Kohle wird als poröse Kohle verwendet.
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Ein
Festbrennstoff, der aufgrund seiner niedrigen spontanen Verbrennbarkeit
sicher transportiert und gelagert werden kann, und der ebenso einen
hohen Brennwert aufweist, kann durch das Verfahren hergestellt werden,
welches Dehydrierung einschließt
und in der zuvor beschriebenen Patentveröffentlichung offenbart ist.
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Da
poröse
Kohle (minderwertige Kohle) einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist,
erzeugt poröse Kohle
einen Anstieg der Transportkosten, das heißt, eine Abnahme der Transporteffizienz
in Proportion zu dem Feuchtgehalt, und weist einen niedrigen Brennwert
auf. Daher wird poröse
Kohle bevorzugt dehydriert. Wenn poröse Kohle jedoch durch einen
allgemeinen Trocknungsprozess dehydriert wird, gibt es die Gefahr
eines spontanen Verbrennungsunfalls, welcher durch Wasserstoffadsorption
an aktiven Stellen hervorgerufen wird, welche in den Poren der dehydrierten
porösen
Kohle vorhanden sind, gefolgt durch Oxidation.
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In
dem zuvor beschrieben Verfahren zur Herstellung eines Feststoffbrennstoffs
wird Feuchtigkeit in den Poren durch Erhitzen eines unbehandelten
Schlickers verdampft, welcher aus poröser Kohle und einem Mischöl zusammengesetzt
ist, das ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält. Zur
gleichen Zeit wird die innere Oberfläche der Poren mit dem Mischöl bedeckt.
Abschließend
werden die Poren mit dem Mischöl
gefüllt, insbesondere
mit dem vorherrschenden Schweröl.
Folglich wird die Adsorption von Sauerstoff auf solche aktiven Stellen
in den Poren und die Oxidation unterdrückt, was die spontane Verbrennung
blockiert. Darüber hinaus
weist der sich ergebende Festbrennstoff einen hohen Brennwert auf,
weil die poröse
Kohle durch Erhitzen dehydriert und die Poren mit dem gemischten Öl gefüllt wurden.
Auf diesem Wege kann ein Festbrennstoff, der aufgrund seiner niedrigen
spontanen Verbrennbarkeit sicher transportiert und gelagert werden
kann, und der ebenso einen hohen Brennwert aufweist, durch das Verfahren,
welches Dehydrierung einschließt,
hergestellt werden.
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In
dem Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs, welches in
der zuvor beschriebenen Patentveröffentlichung offenbart wird,
wird poröse
Kohle (minderwertige Kohle), welche durch eine Pulverisiereinheit gepulvert
wurde, als Material für
den unbehandelten Schlicker verwendet. Das heißt, der unbehandelte Schlicker
wird durch Mischen der porösen
Kohle, welche mit einem Pulverisierer gepulvert wurde, und eines
Mischöls,
welches ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, in einem
Mischbehälter
hergestellt.
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Durch
Erhitzen des unbehandelten Schlickers werden die poröse Kohle
dehydriert und die Poren der porösen
Kohle mit dem Mischöl
gefüllt.
Diese Dehydrierung durch Erhitzen wird allgemein in einem Verdampfer durchgeführt. In
dem Mischbehälter
und dem Verdampfer wird der Schlickerzustand durch Zirkulieren des Schlickers
mit einer Schlickerpumpe unter Rühren
aufrecht erhalten, was die Abscheidung der Kohle, hervorgerufen
durch Sedimentation, verhindert.
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Nachdem
die poröse
Kohle dehydriert und die Poren der porösen Kohle mit dem Mischöl durch
Erhitzen gefüllt
wurden, wird der sich ergebende erhitzte Schlicker (hiernach als „dehydrierter
Schlicker" bezeichnet)
einer Fest-Flüssig-Separation
unterzogen, so daß der
dehydrierte Schlicker zu einem Feststoff und einer Flüssigkeit
getrennt wird. Der sich ergebende Feststoff ist aus poröser Kohle,
welche das gemischte Öl
in seinen Poren enthält,
zusammengesetzt und kann als gepulverter Festbrennstoff verwendet
werden. Brikettieren des resultierenden Feststoffs stellt einen
Brikett-Festbrennstoff
her. Die abgetrennte Flüssigkeit,
die hauptsächlich
aus Öl
zusammengesetzt ist, kann als Öl
rezykliert und zur Herstellung eines unbehandelten Schlickers wiederverwendet
werden. Das heißt,
die abgetrennte Flüssigkeit,
die als rezykliertes Öl
verwendet wird, wird in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten
Schlickers zurückgeführt.
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Die
Fest-Flüssig-Separation
des dehydrierten Schlickers wird zum Beispiel mit einer Zentrifuge
durchgeführt.
Die abgetrennte Flüssigkeit
enthält
feingepulverte Kohle, die nicht komplett von dem dehydrierten Schlicker
abgetrennt wurde. Wenn zum Beispiel der dehydrierte Schlicker der
Fest-Flüssig-Separation mit einer
Dekanterzentrifuge unterzogen wird, werden feine Teilchen (feingepulverte
Kohle) mit einem Durchmesser von etwa 50 μm oder weniger nicht abgetrennt
und verbleiben in der abgetrennten Flüssigkeit.
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Eine
solche abgetrennte Flüssigkeit
wird in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt. Daher
steigt der Gehalt an feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl in jedem
Zyklus, wodurch die Fließfähigkeit
des unbehandelten Schlickers verringert wird. Folglich fährt das
Verfahren nicht ungehindert fort. Wenn der unbehandelte Schlicker
nicht fließt,
hält das
Verfahren an.
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Wenn
die Fest-Flüssig-Separation
des dehydrierten Schlickers zum Beispiel mit einer Destillationseinheit
durchgeführt
wird, welche eine exzellente Fähigkeit
für die
Fest-Flüssig-Separation
aufweist, enthält
die abgetrennte Flüssigkeit
kaum noch feingepulverte Kohle. Die Verwendung der sich ergebenden
abgetrennten Flüssigkeit
als rezykliertes Öl
kann die Verringerung der Fließfähigkeit
des unbehandelten Schlickers verhindern, welche durch die Kontamination
mit feingepulverter Kohle hervorgerufen wird. Eine solche Einheit
jedoch weist Nachteile einer langen Zeit auf, welche für die Separation
benötigt
wird. Verglichen mit einer Zentrifuge ist sie aufgrund hoher Betriebskosten
unökonomisch.
Folglich ist eine solche Einheit schwierig anzuwenden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Umstände abgeschlossen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Gerät und ein
Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs mit minderwertiger Kohle
zur Verfügung
zu stellen. Das Gerät
und das Verfahren sind fähig,
den Gehalt von feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl zu verringern,
welches in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers zurückgeführt wird.
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Die
Erfinder haben ausführliche
Studien durchgeführt,
um das Ziel zu erreichen und haben die vorliegende Erfindung abgeschlossen,
welche fähig
ist, das Ziel zu erreichen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät und ein Verfahren zur Herstellung
eines Festbrennstoffs mit minderwertiger Kohle. Die vorliegende
Erfindung schließt
ein Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs gemäß eines
ersten bis vierten Aspekts und ein Gerät zur Herstellung eines Festbrennstoffs gemäß eines
fünften
Aspekts ein. Diese Aspekte werden nachstehend im Detail beschrieben.
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Das
heißt,
gemäß eines
ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung schließt ein Verfahren zur Herstellung
eines Festbrennstoffs die Schritte des teilweisen oder vollständigen Separierens
feingepulverter Kohle von gepulverter minderwertiger Kohle; Mischen
der abgetrennten minderwertigen Kohle mit einem Mischöl, welches
ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, so daß ein unbehandelter
Schlicker hergestellt wird; Erhitzen des unbehandelten Schlickers,
um die minderwertige Kohle zu dehydrieren und die Poren der minderwertigen
Kohle mit dem Mischöl
zu füllen;
und Abtrennen des Festbrennstoffs von dem erhitzten Schlicker durch
Fest-Flüssig-Separation
ein.
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Gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung schließt ein Verfahren
zur Herstellung eines Festbrennstoffs gemäß des ersten Aspekts ferner
den Schritt der Zugabe der feingepulverten Kohle, welche von der
minderwertigen Kohle abgetrennt wurde, zu dem Festbrennstoff ein,
welcher durch die Fest-Flüssig-Separation des erhitzten
Schlickers hergestellt wurde.
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Gemäß eines
dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist in dem Verfahren
zur Herstellung eines Festbrennstoffs gemäß des ersten Aspekts die feingepulverte
Kohle, welche aus der minderwertigen Kohle abgetrennt wurde, eine
mittlere Teilchengröße von 0,5
mm oder weniger auf.
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Gemäß eines
vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird in dem Verfahren
zur Herstellung eines Festbrennstoffs gemäß des ersten Aspekts die feingepulverte
Kohle von der minderwertigen Kohle mit einem Zyklon abgetrennt.
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Gemäß eines
fünften
Aspekts der vorliegenden Erfindung schließt ein Gerät zur Herstellung eines Festbrennstoffs
eine Separiereinheit zum teilweisen oder vollständigen Separieren feingepulverter
Kohle von gepulverter minderwertiger Kohle; eine Mischeinheit zum
Mischen der minderwertigen Kohle, welche von der feingepulverten
Kohle abgetrennt wurde, mit einem Mischöl, welches ein Schweröl und ein
Lösungsmittelöl enthält, um einen
unbehandelten Schlicker herzustellen; eine Verdampfungseinheit zum
Dehydrieren des unbehandelten Schlickers durch Aufheizen; und eine
Festflüssigsepariereinheit
zum Unterziehen des Dehydrierten Schlickers unter eine Fest-Flüssig-Separation ein.
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Gemäß eines
Verfahrens zur Herstellung eines Festbrennstoffs der vorliegenden
Erfindung kann der Gehalt an feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl, welches
in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt wird,
verringert werden. Ein Gerät
zur Herstellung eines Festbrennstoffs der vorliegenden Erfindung
kann das Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs anwenden
und den Gehalt an feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl verringern,
welches in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt wird.
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1 ist
ein Verfahrensflußdiagramm
der Ausführungsform
1 gemäß eines
Verfahrens zur Herstellung eines Festbrennstoffs der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
ein Verfahrensflußdiagramm
der Ausführungsform
2 gemäß eines
Verfahrens zur Herstellung eines Festbrennstoffs der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
ein Verfahrensflußdiagramm
einer Ausführungsform
gemäß eines
herkömmlichen
Verfahrens zur Herstellung eines Festbrennstoffs, welches in der
ungeprüften
Japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 7-233383 offenbart ist.
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4 ist
eine schematische Ansicht, welche eine Teilchengrößenverteilung
einer gepulverten Kohle mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von 1 mm zeigt.
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5 ist
eine schematische Ansicht, welche Teilchengrößenverteilungen von pulverisierter
Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 1 mm und von feingepulverter
Kohle mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 mm zeigt.
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6 ist
eine schematische Ansicht, welche eine Partikelgrößenverteilung
der zurückbleibenden
gepulverten Kohle nach dem Entfernen der feingepulverten Kohle mit
einem Durchmesser von 0,5 mm oder weniger aus der gepulverten Kohle
mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 mm zeigt.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs schließt die Schritte
des teilweisen oder vollständigen
Separierens feingepulverter Kohle von gepulverter minderwertiger
Kohle; Mischen der abgetrennten minderwertigen Kohle mit einem gemischten Öl, welches
ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, so daß ein unbehandelter
Schlicker hergestellt wird; Erhitzen des unbehandelten Schlickers,
um die minderwertige Kohle zu dehydrieren und die Poren der minderwertigen
Kohle mit dem Mischöl
zu füllen;
und Abtrennen des Festbrennstoffs von dem erhitzten Schlicker durch
Fest-Flüssig-Separation
ein.
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Die
gepulverte minderwertige Kohle wird nicht auf der Grundlage wie
sie ist gemischt. Nachdem die feingepulverte Kohle teilweise oder
vollständig
von der gepulverten minderwertigen Kohle abgetrennt wurde, wird
die sich ergebende gepulverte minderwertige Kohle mit dem Mischöl gemischt.
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Durch
Erhitzen des unbehandelten Schlickers werden die poröse Kohle
dehydriert und die Poren der porösen
Kohle mit dem Mischöl
gefüllt.
Eine Flüssigkeit
(hiernach als „abgetrennte
Flüssigkeit" bezeichnet), welche
durch Unterziehen des sich ergebenden erhitzten Schlickers (hiernach
als „dehydrierter
Schlicker" bezeichnet)
unter die Fest-Flüssig-Separation
abgetrennt wurde, enthält
keine feingepulverte Kohle oder enthält einen sehr kleinen Anteil
an feingepulverter Kohle. Eine solche abgetrennte Flüssigkeit
kann als rezykliertes Öl
verwendet und in einen Schritt der Herstellung eines Schlickers
zurückgeführt werden.
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Folglich
kann gemäß eines
Verfahrens zur Herstellung eines Festbrennstoffs der vorliegenden
Erfindung der Gehalt der feingepulverten Kohle in dem rezyklierten Öl, welches
in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt wird,
verringert werden. Darüber
hinaus wird die Fließfähigkeit eines
unbehandelten Schlickers kaum durch feingepulverte Kohle in einem
rezyklierten Öl
verringert. Das Verfahren wird daher kaum durch eine Verringerung
der Fließfähigkeit
des unbehandelten Schlickers angehalten.
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Es
ist bevorzugt, feingepulverte Kohle, welche aus der minderwertigen
Kohle abgetrennt wurde, zu einem Festbrennstoff zuzufügen, welcher
durch die Fest-Flüssig-Separation des erhitzten
Schlickers (zweiter Aspekt) hergestellt wurde. Die zugegebene feingepulverte
Kohle kann den Festbrennstoff zu einer stabilen Temperatur des Festbrennstoffs
kühlen.
Zusätzlich
weist dieses Verfahren einen Vorteil auf, daß die zugegebene feingepulverte
Kohle ebenso als ein Brennstoff verwendet werden kann.
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Weitere
Details über
dieses Verfahren werden nachstehend beschrieben.
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Ein
Festbrennstoff, welcher durch Unterziehen des erhitzten Schlickers
unter eine Fest-Flüssig-Separation
hergestellt wurde, weist eine Temperatur von etwa 150 °C auf und
ist daher aufgrund seiner hohen Aktivität instabil. Daher wird eine
Kühleinheit
für den
Festbrennstoff benötigt.
Die Kühleinheit
bringt Luftkühlung oder
Wasserkühlung
auf und verwendet ein Kühlmittel.
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Andererseits
kann Zugeben der feingepulverten Kohle, welche aus der minderwertigen
Kohle abgetrennt wurde, zu dem Festbrennstoff den Festbrennstoff
auf eine Temperatur (100 °C
oder weniger) kühlen,
bei welcher die spontane Erzeugung von Hitze durch Oxidation nicht
auftritt. Daher ist die Kühleinheit
nicht notwendig. Darüber
hinaus kann die feingepulverte Kohle als Brennstoff verwendet werden.
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Feingepulverte
Kohle, welche aus minderwertiger Kohle abgetrennt wurde, weist bevorzugt
eine mittlere Teilchengröße von 0,5
mm oder weniger auf (dritter Aspekt). Eine solche Separation verringert
sicher den Gehalt an feingepulverter Kohle in einer abgetrennten
Flüssigkeit,
welche durch Unterziehen eines dehydrierten Schlickers unter eine
Fest-Flüssig-Separation
hergestellt wurde. Als Ergebnis kann der Gehalt an feingepulverter
Kohle in einem rezyklierten Öl,
welches in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt wird,
sicher verringert werden.
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Wenn
feingepulverte Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5
mm oder weniger abgetrennt wird, wird die Mehrheit der feingepulverten
Kohle abgetrennt. Wenn feingepulverte Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05
mm oder weniger abgetrennt wird, ist feingepulverte Kohle mit einer
mittleren Teilchengröße von mehr
als 0,05 mm nicht Gegenstand der Separation. In diesem Fall wird
die kleinste Menge an feingepulverter Kohle abgetrennt. Theoretisch
ist die feingepulverte Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von mehr
als 0,05 mm nicht in der abgetrennten feingepulverten Kohle mit
einer mittleren Teilchengröße von 0,05 mm
oder weniger eingeschlossen.
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Wenn
folglich feingepulverte Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05
mm oder weniger abgetrennt wird, ist die feingepulverte Kohle mit
einer mittleren Teilchengröße von mehr
als 0,05 mm in einem unbehandelten Schlicker und daher in einem
dehydrierten Schlicker eingeschlossen. Als Ergebnis ist die feingepulverte
Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von mehr als 0,05 mm ebenso
in einer abgetrennten Flüssigkeit
eingeschlossen, welche durch Unterziehen des dehydrierten Schlickers
unter einer Fest-Flüssig-Separation hergestellt
wurde. Wenn andererseits feingepulverte Kohle mit einer mittleren
Teilchengröße von 0,5
mm oder weniger abgetrennt wird, weist ein unbehandelter Schlicker
einen niedrigen Gehalt von feingepulverter Kohle auf, da die Mehrheit
der feingepulverten Kohle abgetrennt wurde, und ein dehydrierter
Schlicker weist daher einen niedrigen Gehalt an feingepulverter
Kohle auf. Folglich weist eine abgetrennte Flüssigkeit, welche durch Unterziehen
des dehydrierten Schlickers unter eine Fest-Flüssig-Separation hergestellt wurde, einen niedrigen
Gehalt an feingepulverter Kohle auf. Als Ergebnis kann der Gehalt
an feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl, welches in einen Schritt
der Herstellung eines unbehandelten Schlickers zurückgeführt wird, verringert
werden.
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Angesichts
der Verringerung des Gehalts an feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl, wird
feingepulverte Kohle mit einer mittlere Teilchengröße von 0,5
mm oder weniger bevorzugt abgetrennt. In diesem Fall jedoch wird
eine Menge des Festbrennstoffs, welcher durch Unterziehen eines
dehydrierten Schlickers unter eine Fest-Flüssig-Separation hergestellt
wurde, verringert. In Anbetracht dieses Punktes wird feingepulverte
Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 mm oder weniger
bevorzugt abgetrennt.
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Feingepulverte
Kohle in einer gepulverten minderwertigen Kohle kann mit Vorrichtungen
wie einem Trockenklassifizierer oder einem Feuchtklassifizierer
abgetrennt werden, ist aber nicht auf diese verschiedenen Vorrichtungen
begrenzt. Die Trockenlassifizierer schließen zum Beispiel Siebmaschinen,
Gravitationsklassifizierer, Zentrifugalklassifizierer und Trägheitsklassifizierer
ein. Die Feuchtklassifizierer schließen zum Beispiel Absetzklassifizierer,
hydraulische Klassifizierer, mechanische Klassifizierer und Zentrifugalklassifizierer ein.
Ein Beispiel des Zentrifugalklassifizierers unter den Trockenklassifizierern
ist ein Zyklonklassifizierer. Dieser Zyklonklassifizierer kann feingepulverte
Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 mm oder weniger abtrennen
(vierter Aspekt).
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Die
Fest-Flüssig-Separation
des dehydrierten Schlickers kann mit verschiedenen Vorrichtungen
wie Zentrifugen, Auspreßanlagen,
Absetzern und Filtern durchgeführt
werden, ist aber auf diese verschiedenen Vorrichtungen nicht begrenzt.
Eine abgetrennte Flüssigkeit,
welche durch Unterziehen des dehydrierten Schlickers unter eine
Fest-Flüssig-Separation
mit einer solchen Vorrichtung hergestellt wurde, weist einen niedrigen Gehalt
an feingepulverter Kohle auf. Als Ergebnis kann der Gehalt an feingepulverter
Kohle in einem rezyklierten Öl,
welches in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt wird,
verringert werden. Eine Einheit, zum Beispiel eine Destillationseinheit
mit einer exzellenten Fähigkeit
für die
Fest-Flüssig-Separation
weist Nachteile einer langen Zeit auf, welche für die Fest-Flüssig-Separation
benötigt
wird. Verglichen mit einer Zentrifuge ist sie aufgrund ihrer hohen
Betriebskosten nicht ökonomisch.
Eine solche Einheit ist unangemessen, weil eine solche Einheit den
Wert der vorliegenden Erfindung erniedrigt.
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Der
Ausdruck „minderwertige
Kohle" bedeutet
Kohle, welche einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweist und welche
bevorzugt dehydriert wird. Beispiele von solcher minderwertiger
Kohle schließen
Lignit und Subbitumenkohle ein, aber sind nicht auf diese begrenzt.
Das Lignit schließt
zum Beispiel Viktorianischen Lignit, North Dakota Lignit und Berga
Lignit ein. Die Subbitumenkohle schließt zum Beispiel West Banko
Kohle und Binungan Kohle ein.
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Der
Ausdruck „feingepulverte
Kohle" bedeutet
gepulverte Kohle, die eine mittlere Teilchengröße von 1 mm oder weniger aufweist.
Die mittlere Teilchengröße der feingepulverten
Kohle wird mit einem Standartsieb gemäß des Japanischen Industriestandards
(JIS) Z-8801 (1976) durch ein Siebverfahren gemäß JIS R-6002 (1978) gemessen.
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Der
Ausdruck „Schweröl" bedeutet eine schwere
Fraktion zum Beispiel eines Rückstandsöls, das
im wesentlichen keinen Dampfdruck hat, zum Beispiel 400 °C, oder Öl, welches
die schwere Fraktion enthält.
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1 und 2 zeigen
die Ausführungsformen
1 und 2 der Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs gemäß der vorliegenden
Erfindung. 3 zeigt eine herkömmliche
Ausführungsform
eines bekannten Verfahrens zur Herstellung eines Festbrennstoffs,
wie es in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung Veröffentlichung
Nr. 7-233383 offenbart ist.
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In
der herkömmlichen
Ausführungsform,
welche in 3 gezeigt wird, wird minderwertige
Kohle in einer Pulverisiereinheit gepulvert und mit einem gemischten Öl gemischt,
welches ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, um einen
unbehandelten Schlicker herzustellen. Dieser sich ergebende Schlicker
wird in einer Vorheizeinheit vorgeheizt und in einer Verdampfungseinheit
erhitzt, um einen dehydrierten Schlicker herzustellen. Zur gleichen
Zeit werden die Poren der minderwertigen Kohle mit dem gemischten Öl gefüllt. Der sich
ergebende dehydrierte Schlicker wird einer Fest-Flüssig-Separation
sowohl in einer Festflüssigsepariereinheit
als auch in einer abschließenden
Trocknungseinheit unterzogen, was zu einem Feststoff und einer Flüssigkeit
führt.
Die sich ergebende Flüssigkeit
wird als rezykliertes Öl
verwendet und in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten
Schlickers zurückgeführt. Der
sich ergebende Feststoff wird in einer Kühleinheit gekühlt, was
zu einem gepulverten Festbrennstoff führt. Alternativ wird, nach
dem Kühlen
in der Kühleinheit, der
sich ergebende Feststoff in einer Brikettiereinheit brikettiert,
so daß ein
Brikett-Festbrennstoff hergestellt wird.
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In
Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung, gezeigt in 1, wird
minderwertige Kohle in einer Pulverisiereinheit pulverisiert und
dann feingepulverte Kohle in einer Separiereinheit abgetrennt und
entfernt. Die sich ergebende minderwertige Kohle, in welcher die
feingepulverte Kohle entfernt wurde, wird mit einem Mischöl gemischt,
welches ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, um einen
unbehandelten Schlicker herzustellen. Das folgende Verfahren wird
in der gleichen Art und Weise wie in der in 3 gezeigte
herkömmlichen
Ausführungsform
durchgeführt.
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In
Ausführungsform
2, wie in 2 gezeigt, wird ein Verfahren
wie in Ausführungsform
1, gezeigt in 1, durchgeführt. Die feingepulverte Kohle
aber, welche in einer Separiereinheit aus minderwertiger Kohle abgetrennt
wurde, wird mit einem Feststoff in einer Misch- und Kühleinheit
gemischt gemischt, welcher durch Unterziehen eines dehydrierten
Schlickers unter eine Fest-Flüssig-Separation hergestellt
wurde. Das heißt, der
Feststoff wird durch die Zugabe der feingepulverten Kohle in der
Misch- und Kühleinheit
gekühlt,
was zu einem Festbrennstoff führt.
Alternativ wird, nach dem Kühlen
in der Kühleinheit,
der sich ergebende Feststoff mit einer Brikettiereinheit brikettiert,
so daß ein
Brikett-Festbrennstoff
hergestellt wird.
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4 zeigt
die Teilchengrößenverteilung
der gepulverten Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 1
mm. Wenn feingepulverte Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5
mm von der gepulverten Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 1
mm abgetrennt (entfernt) wird, wird die Teilchengrößenverteilung
der feingepulverten Kohle, welche zu entfernen ist, durch das vollständig schraffierte
Areal in 5 dargestellt. 6 zeigt
die Teilchengrößenverteilung
der sich ergebenden gepulverten Kohle, in welcher die feingepulverte
Kohle entfernt wurde.
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Eine
abgetrennte Flüssigkeit
enthält
feingepulverte Kohle, selbst wenn die feingepulverte Kohle vollständig von
einer pulverisierten minderwertigen Kohle entfernt wurde. Dies hat
den Grund, daß feingepulverte Kohle
beim Mischen einer minderwertigen Kohle mit einem Mischöl und/oder
in der Fest-Flüssig-Separation neuerlich
gebildet wird. Die feingepulverte Kohle, die neuerlich gebildet
wurde, wird anfänglich
nicht in die separierte Flüssigkeit
bewegt, aber viel der neuerlich gebildeten feingepulverten Kohle
ist in einen abgetrennten Feststoff wie einem Kuchen vorhanden.
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Das
Entfernen feingepulverter Kohle aus einer gepulverten minderwertigen
Kohle vermindert den Gehalt von feingepulverter Kohle in einer abgetrennten
Flüssigkeit.
Wie zum Beispiel in Tabelle 1 gezeigt, wenn feingepulverte Kohle
nicht entfernt wird, steigert das Zurückführen der abgetrennten Flüssigkeit,
welche als ein rezykliertes Öl
verwendet wird, in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten
Schlickers den Gehalt an feingepulverter Kohle mit einer Teilchengröße von 50 μm oder weniger
in dem rezyklierten Öl
in jedem Zyklus. Wenn andererseits, wie zum Beispiel in Tabelle
2 gezeigt, feingepulverte Kohle entfernt wird, wird der Gehalt an
feingepulverter Kohle mit einer Teilchengröße von 50 μm oder weniger in dem rezyklierten Öl nicht
angehoben und bei einem niedrigen Niveau aufrecht erhalten, selbst
wenn der Zyklus wiederholt wird.
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Um
die Wirkung des Entfernens eingepulverter Kohle zu erreichen, in
anderen Worten, um die Verringerung der Fließfähigkeit eines Schlickers aufgrund
feingepulverter Kohle zu verhindern, wird zum Beispiel mindestens
90 Gew.-% der feingepulverten Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1
mm oder weniger bevorzugt entfernt. In diesem Fall wird die Wirkung
bei einem hohen Niveau erreicht.
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Wie
vorstehend beschrieben schließt
ein Gerät
zur Herstellung eines Festbrennstoffs eine Separiereinheit zum teilweisen
oder vollständigen
Separieren feingepulverter Kohle von gepulverter minderwertiger Kohle;
eine Mischeinheit zum Mischen der minderwertigen Kohle, welche von
der feingepulverten Kohle abgetrennt wurde, mit einem Mischöl, welches
ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, um einen
unbehandelten Schlicker herzustellen; eine Verdampfungseinheit zum
Dehydrieren des unbehandelten Schlickers durch Aufheizen; und eine
Fest-Flüssig-Separiereinheit
zum Unterziehen des dehydrierten Schlickers unter Fest-Flüssig-Separation
ein (fünfter
Aspekt). Das Gerät
zur Herstellung eines Festbrennstoffs der vorliegenden Erfindung
kann das Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs anwenden
und den Gehalt an feingepulverter Kohle in einem rezyklierten Öl verringern,
welches in einen Schritt der Herstellung eines unbehandelten Schlickers
zurückgeführt wird. 1 und 2 zeigen
zum Beispiel die Ausführungsformen
des Geräts.
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Beispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die vorliegende Erfindung
kann im Bereich der vorliegenden Erfindung modifiziert werden. Die
Modifikationen sind technisch in den Bereich der vorliegenden Erfindung
eingeschlossen.
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Beispiel 1
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Binungan
Block 7 (hiernach als „Binungan
Kohle" bezeichnet),
welche in Indonesien hergestellt wird, wurde als minderwertige Kohle
verwendet und mit einem Hammerbrecher gepulvert, um eine gepulverte
Kohle mit einer maximalen Partikelgröße von 1 mm oder weniger und
mit einer mittleren Teilchengröße von etwa
0,5 mm herzustellen.
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Als
nächstes
wurde feingepulverte Kohle mit einer mittleren Teilchengröße von etwa
0,1 mm oder weniger von der gepulverten minderwertigen Kohle mit
einem Zyklon abgetrennt. Die abgetrennte feingepulverte Kohle betrug
etwa 10 Masseprozent (Gewichtsprozent) der gepulverten minderwertigen
Kohle.
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Die
abgetrennte minderwertige Kohle wurde mit einem Mischöl, welches
Kerosin und Asphalt enthielt, gemischt, um einen Schlicker herzustellen.
Das Kerosin wirkte als Lösungsmittelöl und der
Asphalt wirkte als Schweröl.
Das Mischöl
wies einen Asphaltgehalt von 0,5 Gewichtsprozent (Masseprozent)
auf. Das Gewichtsverhältnis
des Mischöls
zu der minderwertigen Kohle war 1,7 auf der Grundlage des Gewichts
der getrockneten minderwertigen Kohle. Da die verwendete minderwertige
Kohle Feuchtigkeit enthält,
wurde das reduzierte Gewicht der minderwertigen Kohle, wenn sie
getrocknet war, für
die Berechnung des Gewichtsverhältnisses verwendet.
Das heißt,
das Gewichtsverhältnis
von (Mischöl)/(getrocknete
minderwertige Kohle) war 1,7.
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Der
sich ergebende Schlicker wurde in einer Verdampfereinheit erhitzt,
um die minderwertige Kohle zu dehydrieren. Zu diesem Zeitpunkt wurden
die Poren der minderwertigen Kohle mit einem Mischöl gefüllt, welches
Kerosin und Asphalt enthielt.
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Der
dehydrierte Schlicker wurde einer Fest-Flüssig-Separation mit einer Dekanterzentrifuge
(entsprechend der Festflüssigsepariereinheit
in 1) mit einer Zentrifugalkraft von 2000 G unterzogen.
Als Ergebnis wurde ein Kuchen, welcher in der Form von dem Mischöl enthaltenden
Schlamm war, und eine abgetrennte Flüssigkeit hergestellt.
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Die
abgetrennte Flüssigkeit
kann als rezykliertes Öl
verwendet werden, welches in einem Schritt der Herstellung eines
unbehandelten Schlickers verwendet wird. Der Kuchen kann als Festbrennstoff
nach Entfernen des Lösungsmittelöls mit einem
Dampfrohrtrockner (entsprechend der abschließenden Trocknungseinheit in 1)
verwendet werden.
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Vergleichsbeispiel 1
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Ein
Verfahren wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt, aber ohne die Separation
der feingepulverten Kohle.
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Die
abgetrennte Flüssigkeit
kann als ein rezykliertes Öl
verwendet werden, welches in einem Schritt zur Herstellung eines
Schlickers verwendet wird.
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Ein
Kuchen kann als Festbrennstoff nach Entfernen des Lösungsmittelöls mit einem
Dampf rohrtrockner verwendet werden. Der Gehalt der feingepulverten
Kohle in der abgetrennten Flüssigkeit
war etwa 5 Masseprozent.
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In
Beispiel 1 wurde gefunden, daß das
rezyklierte Öl
(abgetrennte Flüssigkeit)
einen niedrigen Gehalt an feingepulverter Kohle enthielt, das heißt, der
Gehalt an feingepulverter Kohle in dem rezyklierten Öl kann signifikant,
verglichen mit dem in Vergleichsbeispiel 1, verringert werden.
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Beispiel 2
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Die
feingepulverte Kohle, welche eine mittlere Teilchengröße von 0,1
mm oder weniger aufwies und in Beispiel 1 abgetrennt wurde, wurde
zu dem Feststoff (gepulverter Festbrennstoff) zugegeben, welcher
eine Temperatur von 150 °C
aufwies, und durch Unterziehen des dehydrierten Schlickers und der
Fest-Flüssig-Separation
in Beispiel 1 hergestellt wurde. Die Zugabemenge der feingepulverten
Kohle war neun mal (Gewichtsverhältnis)
die Menge des gepulverten Festbrennstoffs. Obwohl die verwendete
feingepulverte Kohle Feuchtigkeit enthält, wurde die Menge von feingepulverter
Kohle, die getrocknet worden war, für die Berechnung des Gewichtsverhältnisses
verwendet. Das heißt,
die Menge der getrockneten feingepulverten Kohle war neun mal (Gewichtsverhältnis) die
menge des gepulverten Festbrennstoffs.
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Die
Zugabe der feingepulverten Kohle zu dem gepulverten Festbrennstoff
erzeugt Dampf. Der erzeugte Dampf kann an die Stelle von Stickstoffgas
gesetzt werden.
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Als
Ergebnis wurde der Feststoff (gepulverter Festbrennstoff) von 150 °C auf 100 °C gekühlt. Dieser Feststoff
wies eine thermische Stabilität
bis 100 °C
auf.
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Tabelle 1
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Gehalt
an feingepulverter Kohle mit einer Teilchengröße von 50 μm oder weniger in dem Verfahren ohne
Separierschritt.
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Tabelle 2
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Gehalt
an feingepulverter Kohle mit einer Teilchengröße von 50 μm oder weniger in dem Verfahren
mit Separierschritt.
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In
den zuvor beschriebenen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde
Binungan Kohle als minderwertige Kohle verwendet. Wenn andere minderwertige
Kohle verwendet wurde, zeigten die Ergebnisse abweichende absolute
Werte, wiesen aber die gleiche Tendenz wie die zuvor beschriebenen
Ergebnisse auf.
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Ein
Mischöl,
welches Kerosin und Asphalt enthielt, wurde als Öl verwendet, das mit der minderwertigen
Kohle gemischt wurde. Wenn anderes Mischöl verwendet wurde, vorausgesetzt,
daß das Öl ein Schweröl und ein
Lösungsmittelöl enthielt,
zeigten die Ergebnisse abweichende absolute Werte, wiesen aber die
gleiche Tendenz wie die zuvor beschriebenen Ergebnisse auf.
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Fest-Flüssig-Separation
des dehydrierten Schlickers wurde mit einer Dekanterzentrifuge bei
einer Zentrifugalkraft von 2000 G durchgeführt. Wenn andere Separatoren
verwendet wurden, zeigten die Ergebnisse abweichende absolute Werte,
aber wiesen die gleiche Tendenz wie die zuvor beschriebenen Ergebnisse auf.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines Festbrennstoffs schließt die Schritte
des teilweisen oder vollständigen
Separierens feingepulverter Kohle von pulverisierter minderwertiger
Kohle; Mischen der separierten minderwertigen Kohle mit einem gemischten Öl, welches
ein Schweröl
und ein Lösungsmittelöl enthält, um einen unbehandelten
Schlicker herzustellen; Heizen des unbehandelten Schlickers um die
minderwertige Kohle zu dehydrieren und die Poren der minderwertigen
Kohle mit dem Mischöl
zu füllen;
und Separieren des Festbrennstoffs von dem erhitzten Schlicker durch
Fest-Flüssig-Separation
ein. Das Herstellungsverfahren schließt ferner den Schritt der Zugabe
der feingepulverten Kohle ein, welche von der minderwertigen Kohle
abgetrennt wurde, zu dem Festbrennstoff, welcher durch die Fest-Flüssig-Separation
des erhitzten Schlickers hergestellt wurde. Die feingepulverte Kohle,
welche von der minderwertigen Kohle abgetrennt wurde, wies eine
mittlere Teilchengröße von 0,5
mm oder weniger auf. Ein Gerät
für das
Herstellungsverfahren wird ebenso offenbart.