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Verfahren zur Aufbereitung von festen Brennstoffen Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von festen Brennstoffen. Das Verfahren ist
insbesondere anwendbar bei der Aufbereitung von Brennstoffen mit geringem Heizwert
wie Braunkohle und Lignit.
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Bei Brennstoffen mit niedrigem Heizwert und einem hohen Grad an Verunreinigung
ist bisher der Abbau unterblieben, da der wirtschaftliche Einsatz solcher Brennstoffe
nicht gewährleistet war. Mit herkömmlichen Methoden war es nicht möglich, die großen
Bestände an geringwertiger Kohle so abzubauen, daß sie zu einem konkurrenzfähigen
Preis auf dem Markt gebracht werden konnten. Erst durch die in den letzten Jahren
zunehmende Energieverknappung ist es wirtschaftlich interessant geworden, Brennstoffe
mit niedrigem Heizwert und hohem Verunreinigungsgrad einer Verwertung zuzuführen.
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Obwohl es große Bestände an Brennstoff heutzutage noch gibt, werden
diese nur gering genutzt, da sie zum Teil sehr entfernt von den Verbrauchsstätten
liegen und zusätzlich einige unerwünschte Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise
haben sie einen Schwefelgehalt, der im Hinblick auf die gestiegenen Reinheitsanforderungen
der Umweltschutzgesetze bezüglich der SO2-Emission zu hoch liegt. Zusätzlich muß
nach Verfahren gesucht werden, die zur Abtrennung der unerwünschten Komponenten
in der Kohle geeignet sind. Zu den unerwünschten Komponenten gehören die Bestandteile,
die nur einen geringen oder gar keinen Beitrag zum Gesamtheitswert der jeweiligen
Kohle leisten.
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Insbesondere müssen anorganische Mineralstoffe, Wasser und Kohlendioxid
aus den Brennstoffen entfernt werden, um einen höheren Heizwert zu erzielen und
dadurch den Transport des Brennstoffs zu verbilligen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, geringwertige, feste Brennstoffe,
wie Braunkohle, schwarzer Lignit und Lignit, zu verarbeitbaren Brennstoffen umzuwandeln,
deren Aschegehalt und Schwefelgehalt innerhalb der gesetztlich zulässigen Grenzwerte
liegt. Der spezifische Heizwert soll erhöht und der Brennstoff transportfähig gemacht
werden.
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Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß der feste Brennstoff in
einem Aufbereitungsverfahren der folgenden Behandlung unterzogen wird: 1. Es wird
eine Mischung aus teilchenförmigen, festen Brennstoff und Wasser gebildet, 2. die
Mischung wird auf eine Temperatur zwischen 149 und 316 oC aufgeheizt, 3. es wird
ein Druck eingestellt, der ausreicht, um in der Reaktionszone flüssiges Wasser zu
erhalten, 4. es wird eine Verweilzeit eingestellt, die ausreicht, um den Schwefel-und
den Aschegehalt zu reduzieren und
den Heizwert des Brennstoff 5
anzuheben, 5. das Wasser wird von dem behandelten Brennstoff abgetrennt.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn in der Reaktionszone Wasserstoff
vorhanden ist. Die eingesetzten, festen Brennstoffe sind im Jahrbuch der ASTN Standards,Ausgabe
1973, Teil 19, Seite 57 als Klasse III bis IV angegeben. Die festen Brennstoffteilchen
sollten derart behandelt werden, daß sie nicht größer als 2,54 cm sind. Noch besser
ist es, wenn die Teilchengröße nicht 1,27 cm überschreitet und vorzugsweise beträgt
die Teilchengröße weniger als 6 mm. Das Wasser und die Kohlenstoffteilchen werden
so vermischt, daß die Mischung etwa 0,5 bis 6 Teile Wasser, vorzugsweise 1 bis 4
Teile Wasser pro Brennstoffteil, bezogen auf das Gewicht (trocken),beträgt. Bei
diskontinuierlicher Verfahrensweise kann die Kohle und das Wasser getrennt in die
Reaktionszone eingegeben werden. Sie können aber auch gemeinsam als eine Auf schlämmung
angegeben werden. Die Reaktionszone kann als Autoclave ausgebildet sein. Im Falle
einer gemeinsamen Eingabe sollte der Wassergehalt etwa 40 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise
40 bis 60 Gew.-% in der Aufschlämmung betragen.
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Wenn die Teilchengröße sehr klein gewählt wird und der Wassergehalt
weniger als 40 Gew.-% beträgt, ist die Aufschlämmung schlecht pumpfähig.
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Die Wasserbehandlung des festen Brennstoffs sollte unter nichtoxidierenden
Bedingungen durchgeführt werden. Das bedeutet, daß Luft oder andere, freien Sauerstoff
enthaltende Gase aus der Reaktionszone zu entfernen sind. Dies kann dadurch geschehen,
daß vor Eingabe der Reaktanden die Reaktionszone mit einem Inertgas, wie beispielsweise
Reduktionsgas, Dampf oder Stickstoff, gespült wird. Die Reaktanden sollten dann
in die Reaktionszone unter einem Inertgasschutzmantel eingegeben werden. Es ist
auch möglich, die Reaktanden zuerst in die Reaktionszone einzugeben und danach eine
Spülung mit Inertgas vorzunehmen,
um eine inerte Atmosphäre herzustellen.
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Nachdem der freie Sauerstoff aus der Reaktionszone entfernt ist, kann
die Mischung auf eine Temperatur von etwa 149 bis 316 0C, vorzugsweise auf eine
Temperatur von etwa 204 bis 310 °C aufgeheizt werden. Der Druck in der Reaktionszone
sollte so eingestellt werden, daß zumindest ein wesentlicher Teil des Wassers in
der flüssigen Phase verbleibt. In einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens wird
die Reaktionszone mit Stickstoff gespültunter einen Druck von etwa 3,52 bis 17,03
kg/cm2 mittels Stickstoff gesetzt und dann auf die gewünschte Temperatur erwärmt,
wobei sich ein bestimmter Druck einstellt.
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Im allgemeinen wird der Druck sich nicht über 14,1 kg/cm2 erhöhen.
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Die Reaktionszeit kann sich von einer Minute bis 5 Stunden erstrecken.
Bevorzugt ist der Bereich von 5 Minuten bis 4 Stunden. Obgleich schon Reaktionen
unterhalb von 5 Minuten feststellbar sind, wird es aus praktischen Gesichtspunkten
empfohlen, die Reaktanden mindestens 5 Minuten lang bei der eingestellten Reaktionstemperatur
zu halten.
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In einer besonderen Ausbildung des Verfahrens wird eine hydrothermische
Behandlung in Gegenwart von zusätzlichem Wasserstoff durchgeführt, wobei dies sowohl
unter statischen als auch dynamischen Bedingungen erfolgen kann. Da die hydrothermische
Behandlung unter nichtoxidierenden Bedingungen stattfindet, wird vorzugsweise ein
Druckkessel'wie eine Autoclave, mit Inertgas vor Eingabe der Auf schlämmung gespült.
Andererseits kann auch die Aufschlämmung zuerst in den Kessel eingegeben und dann
mit Wasserstoff oder einem anderen Inertgas und darauf mit Wasserstoff gespült werden.
Nach Entfernung der sauerstoffhaltigen Gase wird der Kessel mit Wasserstoff unter
Druck gesetzt und dann unter einem sich selbst einstellenden Druck bei einer Temperatur
zwischen 149 und 371 °C, vorzugsweise zwischen 204 und 343 OC erhitzt. Der Druck
wird so eingestellt,
daß das Wasser in flüssiger Phase in der Reaktionszone
verbleibt. Während einer Verweilzeit von etwa 1 Minute bis 2 Stunden wird aus dem
Kessel Gichtgas abgelassen und die Aufschlämmung entfernt.
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In einer besonderen Ausbildung des Verfahrens wird die Aufschlämmung,
bestehend aus festem Brennstoff und Wasser,unter Turbulenz durch eine röhrenförmige,
ausgedehnte Reaktionszone in Gegenwart von zusätzlichem Wasserstoff geleitet. Dabei
sind sauerstoffhaltige Gase im wesentlichen nicht anwesend. Dies kann dadurch geschehen,
daß die Auf schlämmung aus dem Boden eines Auf schlämmungsbehälters durch einen
Kompressor in die ringförmige Reaktionszone eingegeben wird. Unter turbulenten Bedingungen
wird sie dort bei einer Temperatur zwischen 149 und 371 00, vorzugsweise zwischen
204 bis 343 °C hindurchgeleitet.
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Der Druck wird dabei so eingestellt, daß eine flüssige Wasserphase
in der Reaktionszone aufrecht erhalten wird. In einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung wird der feste Brennstoff und Wasser als Auf schlämmung einer ersten
hydrothermischen Behandlung in Abwesenheit von Wasserstoff und Sauerstoff enthaltende
Gase unterzogen, wobei als gasförmiges Medium nur Inertgase wie Stickstoff anwesend
sind. Nach einer Verweilzeit von etwa 1 Minute bis 2 Stunden wird der Druck abgelassen.
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Flüchtige Bestandteile werden aus dem System entfernt und die Aufschlämmung
wird mit Wasserstoff unter Druck gesetzt und darauf einer zweiten hydrothermischen
Behandlung unterzogen, wobei diesmal zusätzlicher Wasserstoff anwesend ist.
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Der Wasserstoff muß nicht unbedingt rein sein, sollte aber mindestens
eine Reinheit von 50 Vol.% haben. Er kann als Beiprodukt der katalytischen Reformation,
als elektrolytischer Wasserstoff oder in Form von Synthesegas aus der Partialoxidation
eines kohlenstoff- bzw. kohlenwasserstoffhaltigen Materials gewonnen werden. Es
ist weiterhin möglich, daß Wasserstoff durch Umwandlung eines synthetischen Gases
und nachfolgender C02-Entfernung hergestellt wird.
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Die größte Menge an Wasser, das sich in Braunkohle, festen Brennstoffen,
wie Lignit und schwarzer Lignitkohle befindet, kann durch Trocknung des Brennstoffs
mit einem heißen Abgas oder einem heißen öl entfernt werden. Es ist jedoch schwierig,
die aschebildenden Mineralstoffe aus dem Brennstoff zu entfernen. Gewöhnliche Aufbereitungsverfahren,
Xie Sieben, Ausdampfen oder Flotieren, sind bei minderwertigen Brennstoffen nicht
sehr ergiebig. Aschebildende Mineralstoffe erscheinen generell bei der abgebauten
Kohle entweder in der Form von eingeseigerten Verunreinigungen oder als gebundene
EohleÆteilchen. Die eingeseigerten Verunreinigungen liegen in Form von feinverteilten,
einzelnen Stoffansammlungen in der Kohle vor. Sie werden sichtbar, wenn man die
Kohle aufbricht. Sie bestehen im wesentlichen aus Schiefer, Lehm, Sand, Stein oder
anderenMineralstoffeß die aus den Gebirgschichten bzw. aus den Trennschichten des
Kohleflöz es stammen. Normalerweise werden sie durch mechanische Mittel abgebaut.
Der Ausdruck "gebundene bzw. fixierte Asche" wird im Unterschied dazu für Verunreinigungen
der Kohle benutzt, die nicht aus der umgebenden Kohle durch mechanische Mittel abgetrennt
werden können.
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Die Teilchengröße der Kohle wird in gewöhnlichen Brechern oder Mühlen
reduziert. Die Ausrüstung hängt ab von der Teilchengröße für die Einspeisung, der
Härte der Kohle und der Größe der Einlaßleitung, wobei wirtschaftliche Faktoren
besonders zu berücksichtigen sind. Die Härte oder die Zerteilbarkeit der Kohle bestimmt
die Arbeitsleistung, die erbracht werden muß, um eine gute Verringerung der Teilchengröße
zu erreichen. Dadurch hat jeder Schritt eine besondere Bedeutung, der zur Verbesserung
der Zerteilbarkeit und Mahlbarkeit der Kohle führt.
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Dadurch kann der Energieverbrauch bei der Durchführung des-entsprechenden
Verfahrensschrittes erheblich gesenkt werden.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur
Aufbereitung fester Brennstoffe bei gleichzeitiger Umwandlung der Brennstoffe in
eine geeignete Teilchenform. Nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine aufgeheizte Mischung an teilchenförmigen Brennstoff und Wasser unter turbulenten
Bedingungen durch eine ausgedehnte Schleifzone für eine Zeit zwischen 5 Sekunden
und 1 Stunde geleitet und dann abgekühlt.
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Eine bevorzugte Durchströmzeit beträgt 10 Sekunden bis 10 Minuten.
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Während der Durchleitung hat die aufgeheizte Mischung im wesentlichen
die gleiche Temperatur und den gleichen Druck wie beim Verlassen der Aufheizzone.
Ein bestimmter Druckabfall muß zugelassen werden, um die gewünschte turbulente Strömung
zu erzielen. Die Rey.noCdszahl in der Schleifzone sollte zwischen 1000 und 100000,
vorzugsweise zwischen 5000 und 50000 liegen.
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Während des Heiz- und Schleifprozesses werden Gase freigelassen, die
den Turbulenzeffekt verstärken. Falls die Aufschlämmung durch eine Pipeline gegeben
werden soll, ist es zweckmäBig, die Auf schlämmung vorher zu entgasen. Vorzugsweise
werden die Eigenschaften der Auf schlämmung vor Eingabe in die Pipeline gemessen.
Dieses kann durch eingebaute Meßfühler oder durch eine Probeentnahme geschehen.
Für den Fall, daß die Teilchengröße nicht stimmt, kann eine Kreislaufleitung vorgesehen
werden und ein Nebenstrom zur Heiz- und Schleifzone für eine Nachbehandlung erfolgen.
Die Rückführung des Kreislaufstroms in die Einspeiseleitung wird die Geschwindigkeit
des Speisestroms durch die Heiz- und Schleifzone an heben. Dadurch wird die Turbulenz
und dadurch wiederum die Schleif-und Mahlwirkung verstärkt. Die Turbulenz kann weiterhin
verstärkt werden durch scharfkantige Ecken oder Leitungsverengungen. Nach Durchleitung
der Schleifzone weist die Aufschlämmung folgende verbesserte Eigenschaften auf:
1. bessere Transportierbarkeit durch Pipeline, 2. beträchtliche Erhöhung des Heizwertes.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die aufgeheizte
Mischung ar. Brennstoffteilchen und Wasser in eine Mühle geführt. Es ist besonders
vorteilhaft, den Brennstoff durch Entfernung des Wassers und Einleitung in eine
Waschzone aufzubereiten. Das Abtrenn- bzw. Waschverfahren kann vor oder nach der
Zerkleinerung in einer Mühle erfolgen.
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Mahlsysteme sind in verschiedenster Ausführung bekannt.
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(Siehe Perry's Chemical Engineers' Handbook 4. Ausgabe, Kapitel 8,
Seite 14 - 43). Der feste Brennstoff kann direkt nach seiner Entfernung aus der
Heizzone in eine Wasseraufschlämmung zerrieben werden oder, wie es in einer bevorzugten
Ausführungsform geschieht, zunächst von dem Wasser der Wärmebehandlung befreit und
darauf mit Frischwasser aufgeschlämmt werden zur nachfolgenden Mahlbehandlung. Vorzugsweise
enthält die Aufschlämmung etwa 10 % Festkörperteilchen, wenn die Auf schlämmung
aus der Heizzone direkt in die Nahlanlage eingegeben wird. Das Zusatzwasser wird
benötigt, um die Auf schlämmung auf den gewünschten Festkörperbestandteil zu bringen.
Die Wärmebehandlung in Gegenwart von Wasser verbessert nicht nur den Heizwert des
Brennstoffs, sondern auch dessen Eigenschaften für die nachfolgende Mahlbehandlung.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, Kohle durch Agglomeration aufzubessern.
Bei diesen Verfahren wird die Kohle zunächst zu Kohlenstaub zerkleinert und dannteine
Auf schlämmung, beispielsweise mit Wasser, gebracht. Eine zweite Flüssigkeit, für
gewöhnlich ein Kohlenwasserstoff, wird dann zu der Aufschlämmung hinzugegeben. Die
zweite Flüssigkeit sollte mit der ersten nicht mischbar sein, jedoch das sehr kohlenstoffhaltige
Material benetzen können, um eine Agglomeration bzw.
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Klumpenbildung zu größeren Kohlenstoffteilen zu erreichen.
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Diese größeren Teile können dann von den anorganischen Bestandteilen,
die in der ersten Flüssigkeit verbleiben, abgetrennt werden. Bei Versuchen, dieses
Verfahren zur Entaschung
von minderwertigen, festen Brennstoffen
zu benutzen, haben sich schlechte Ergebnisse eingestellt.
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Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Festbrennstoff
durch Erhitzung der Auf schlämmung unter Überdruck bei einer Temperatur von etwa
149 °C bis zur kritischen Temperatur des Wassers aufgebessert. Die aufgeheizte Auf
schlämmung von Brennstoff und Wasser wird dann abgekühlt und mit der Aufschlämmung
einer kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeit in einem Verhältnis zwischen 1 und 100
Gewichtsteilen Brennstoff pro Gewichtsteil Flüssigkeit vermischt. Dadurch wird der
feste Brennstoff zur Bildung kohlenwasserstoffhaltiger Agglomerate benutzt, die
dann aus dem Wasser entfernt werden können.
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Die Vermischung der Auf schlämmung mit dem kohlenwasserstoffhaltigen
Material kann kontinuierlich durch Einleitung eines Stromes der jeweiligen Zusammensetzung
in einen Mischer geschehen. Eine diskontinuierliche Vermischung kann dadurch erfolgen,
daß beide Ströme in einen Mischkessel eingeleitet werden und darauf heftig umgerührt
wird. Die Vermischung sollte bei Temperaturen unterhalb des Siedepunktes sowohl
des Wassers als auch des kohlenwasserstoffhaltigen Materials und vorzugsweise bei
Raumtemperatur durchgeführt werden.
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Grundsätzlich kann jedes beliebige kohlenwasserstoffhaltige Material
zur Agglomeration der festen Brennstoffteilchen eingesetzt werden. So können reine
Kohlenwasserstoffverbindungen, wie Benzol, Xylol, Toluol oder Kohlen wasserstoffmischungen,
wie Petroleum/Naphtha, Kerosin, katalytisch gecracktes Kreislauf-Gasöl oder ähnliches
verwendet werden. Auch kleinere Bestandteile an Verunreinigungen, wie Schwefel-oder
stickstoffhaltige Verbindungen, können im Kohlenwasserstoff enthalten sein. Die
Menge eingesetzten kohlenwasserstoffhaltigen Materials variiert in Abhängigkeit
von den physikalischen Eigenschaften der Kohleteilchen und kann zwischen 1 bis 100
Gewichtsteilen trokkener Kohle pro Gewichtsteil Kohlenwasserstoff liegen. Der genaue
Betrag kann dadurch bestimmt werden, daß eine Probe der
Auf schlämmung
entnommen und kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit hinzugegeben wird(in kleinen
Beträgen undxdauerndem Schütteln, bis genügend kohlenwasserstoffhaltige Flüssigkeit
hinzugefügt wurde, um die gewünschte Agglomeration zu erreichens Im folgenden wird
anhand mehrerer Beispiele das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert: Im Beispiel
wird als Einspeisung eine subbituminöse Kohle aus Wyoming (Braunkohle ), wie z.
B. schwarze Lignitkohle, mit der in Tabelle I am Ende der Beschreibung angegebenen
Zusammensetzung benutzt. Es werden 275 g in einer Autoclave zusammen mit 600 ml
destilliertes Wasser gegeben. Nach Spülung der Autoclave mit Stickstoff wird der
Druck auf 7,03 kg/cm2 mittels Stickstoff erhöht. Nach einer Aufheizung wird die
eingespeiste Menge bei 310 oC für 4 Stunden gehalten. Der Höchstdruck beträgt dabei
1385 kg/cm2. Nach einer Abkühlung wird die Autoclave geöffnet und 12290 ml Gas abgezogen.
Stickstoff wird entfernt aus dem abgekühlten Gas und 3200 ml Produktgas erhalten
mit der in Tabelle II gezeigten Zusammensetzung.
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Auf das Gewicht bezogen, ist der Gehalt an wiedergewonnenem C°2 etwa
5,7 g. Der Inhalt der Autoclaven wird abgezogen und gefiltert und darauf in einen
Buchnerturm gewaschen. Nach Trocknung des Brennstoffs beträgt sein oberer Heizwert
5250 kcal/kg. Der untere Heizwert kann mit 5075 kcal/kg angegeben werden.
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Nach Abzug der Feuchtigkeit ergibt sich folgender rechnerische Zuwachs:
oberer Heizwert 28,5 % und unterer Heizwert 30,8 %, bezogen auf die Einspeisung.
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Im Beispiel 2 werden 269,5 g der in Beispiel 1 verwendeten Einspeisung
mit 600 ml destilliertem Wasser vermischt und in eine Autoclave eingegeben, die
mit Stickstoff gespült und dann auf einen Druck von 7,03 kg/cm2 gebracht wird. Die
Autoclave wird dann auf 316 °C vorgeheizt und bei dieser Temperatur für 4 Stunden
gehalten.
Der Eöchstdruck beträgt dann etwa 134 kg/cm2.
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Nach Abkühlung und Öffnung der Autoclave werden 20,63 1 Gas abgezogen.
Es hat die in Tabelle III angegebene Zusammensetzung auf stickstofffreier Basis.
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Das stickstofffreie Volumen des Gases beträgt 5,68 l,und das berechnete
Gewicht des rückgewonnenen C02 beträgt 10,2 g.
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Nachdem die Aufschlämmung gewaschen und getrocknet ist, weist die
so behandelte Kohle einen oberen Heizwert von 5150 kcal/kg und einen unteren Heizwert
von 4980 kcal/kg auf. Der Schwefelgehalt beträgt 1,24 %. Auf feuchtigkeitsfreier
Basis ist der obere Heizwert um 26,6 % und der untere Heizwert um 28,6 % angewachsen.
Der Zuwachs ist jedoch nicht so groß wie nach Beispiel 1.
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In Beispiel 3 werden eine Serie von Versuchsläufen mit jeweils 150
g der eingangs spezifizierten Kohle mit 900 g Wasser vermischt und in eine Autoclave
eingegeben. Nach Spülung mit Stickstoff wird die Autoclave geschlossen und unter
einem sich selbst einstellenden Druck für 1 Stunde erhitzt. Die Versuchsergebnisse
bei verschiedenen Temperaturen sind in Tabelle IV aufgelistet. Die angegebenen Daten
sind auf trockener Basis in Gew.-% berechnet.
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Als Ergebnis ist festzuhalten, daß bei Temperaturen unterhalb von
316 °C ein wesentlicher Anstieg des Heizwertes der Kohle auftritt. Oberhalb von
316 °C ist der Temperatureffekt nicht so groß wie erwartet. Eine Weiterbehandlung
der Kohle bei Temperaturen von mehr 316 oO ist daher nicht gerechtfertigt.
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Die Schwefelverteilung in der Einspeisung und in dem Produktstrom
bei 260 ° und 316 °C erscheinen in Tabelle V am Endeder Beschreibung.
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Im Beispiel 4 wird als Einspeisung Alabama-Lignitkohle benutzt, die
die in Tabelle VI am Ende der Beschreibung angeebene Zusammensetzung aufweist. Es
werden 300 g der Lignitkohle
zusammen mit 600 ml destilliertem
Wasser in die Autoclave eingegeben. Diese wird dann mit Stickstoff gespült und nach
Entfernung der Luft geschlossen. Nach Aufheizung auf 288 °C wird die Autoclave bei
dieser Temperatur für 30 Minuten gehalten und dann abgekühlt. Beim Versuchsbeginn
war der Druck gleich dem Atmosphärendruck und am Ende betrug er 4,97 kg/cm2.
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Nach Öffnung der Autoclave werden 7300 ml Gas bei 21,9 0C abgezogen.
Die Autoclave wird entladen und anschließend gewaschen mit destilliertem Wasser.
Die Auf schlämmung wird gefiltert und mit 300 ml Wasser gewaschen. Das Waschfiltrat
hat ein Volumen von 1,412 1 und enthält 0,23 Gew.-% Schwefel. Das Abgas enthält
0,35 Mol.% H2S. Das getrocknete Filtrat (Filterkuchen) hat einen Heizwert von 6500
kcal/kg.
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Im Beispiel 4 wird der feste Brennstoff mit der in Tabelle VII angegebenen
Zusammensetzung eingespeist. In einer Versuchsserie von drei Läufen wird im Versuch
1 und 2 Wasserstoff und im Versuch 3 Stickstoff eingesetzt. Der Versuchslauf 1 und
2 entspricht dem erfindungsgemäßen Verfahren (Versuchslauf 3 als Vergleichsversuch,
bei dem die hydrothermische Behandlung in Abwesenheit von Zusatzwasserstoff durchgeführt
wird Bei den Versuchsläufen wird die Autoclave mit einer Aufschlämmung an feinteiliger
Kohle und Wasser beaufschlagt und in Versuchslauf 1, 2 und 3 die Autoclave anschließend
mit Stickstoff gespült. Darin anschließend wird im Versuchslauf 1 und 2 die Autoclave
mit Wasserstoff zur Entfernung des Stickstoffs gespült. Es wird dann ein Druck aufgebracht,
der unter gleichzeitiger Einstellung der Reaktionstemperatur für 1 Stunde auf rechterhalten
wird. Dann wird die flüssige Phase und Gasphase von der Kohle bei 216 oC abgetrennt.
Beide Phasen werden auf etwa 37,6 °C abgekühlt in einem Kondensor und dann voneinander
getrennt. Die Kohle wird aus der Autoclave entnommen und analysiert. Die Ergebnisse
sind in Tabelle VIII aufgelistet.
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Es wurde herausgefunden, daß der Einbau von Wasserstoff in die hydrothermische
Behandlungsstufe in Versuchslauf 1 und 2 verglichen
mit Versuchslauf
3 einen wertvollen Effekt hat. Nicht nur die Schwefelkonzentration im eingesetzten
Material wird reduziert, sondern gleichzeitig der Heizwert der Kohle beträchdkh
angehoben.
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Im Beispiel 6 wird als Einspeisung Kohle aus Alabama-Lignit mit der
in Tabelle IX angegebenen Zusammensetzung eingesetzt.
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Zwei Versuchsläufe werden in diesem Beispiel unternommen, die mit
ähnlichen Bedingungen wie im Beispiel 5 durchgeführt werden. Im Versuchslauf Nr.
4 besteht das Gas aus Wasserstoff und im Versuchslauf 5 in Stickstoff. Im Unterschied
zu Beispiel 5 wird die Abkühlung nach Aufheizung und Drucksteigerung in der Autoclave
auf 26,7 °C vor der Entgasung durchgeführt. Die Wasser- und Kohleaufschlämmung wird
dann aus der Autoclave abgezogen und durch Filtration getrennt. Die Daten aus Versuchslauf
4 und 5 erscheinen am Ende der Beschreibung in Tabelle X.
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Bezogen auf die feuchtigkeitsfreie Zusammensetzung besteht das Lignit
aus 3,4 bis 3,5 Gew.-% Schwefel mit einem Heizwert von 6290 kcal/kg. Nach einer
hydrothermischen Behandlung der Kohle/ Wasseraufschlämmung in Gegenwart von Zusatzwasserstoff
beträgt der Schwefelgehalt und der Heizwert 6530 kcal/kg. Im Beispiel 5 wird kein
Wasserstoff hinzugefügt, und es beträgt der Schwefelgehalt in der Lignit-Kohle auf
feuchtigkeitsfreier Basis nur 3,30 %, während der Heizwert 6510 kcal/kg beträgt.
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Dieses zeigt, daß der Vorteil des hydrothermischen Verfahrens noch
dadurch vergrößert werden kann, daß es in Gegenwart von Zusatzwasserstoff durchgeführt
wird.
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Kohle, insbesondere die minderwertige Kohle, wie Braunkohle und Lignit,
enthalten wesentliche Bestandteile an Sauerstoff.
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Der Sauerstoff kann als Teil des Mineralstoffs in Form von Mineraloxiden,
wie Lithium- und Aluminiumverbindungen oder als anorganische Salze, wie anorganische
Sulfate, z. B. Kalziumsulfat, gebunden sein. Ein anderer Teil des in der Kohle vorhandenen
Sauerstoffs kann als organischer Bestandteil in Form
von Alkohol
oder Ketonverbindungen existieren.
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Es wurde gefunden, daß bei der hydrothermischen Behandlung dieser
Kohlen in einer inerten Atmosphäre wesentliche Bestandteile an Gasen gebildet werden,
die etwa 90 % C02 enthalten. Bei Anwesenheit von Wasserstoff dagegen findet eine
Ausgleichsreaktion statt, die zur Bildung von Wasser führt. Als Ergebnis wird eine
Kostensteigerung für den zusätzlichen Wasserstoffverbrauch erreicht. Es wurde nun
überraschenderweise gefunden, daß eine erhebliche Einsparung im Wasserstoffverbrauch
dadurch bewirkt werden kann, daß die hydrothermische Behandlung in einer inerten
Atmosphäre durchgeführt wird, die während der hydrothermischen Behandlung entwickelten
Gase abgezogen und eine zweite hydrothermische Behandlung in Gegenwart von Zusatzwasserstoff
angeschlossen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Beispiel 7 näher erläutert.
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Die Einspeisung zu dem Versuch nach Beispiel 7 ist in Tabelle XI am
Ende der Beschreibung angegeben. 150 g der feinteiligen Kohle aus Lake De Smet wurden
einer Autoclave mit 1740 ml Rauminhalt zusammen mit 300 ml destilliertem Wasser
eingegeben.
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Die Autoclave wurde gespült und mit Stickstoff auf einen Druck von
31,6 und eine Temperatur von 288 °C gebracht. Nach einer Verweilzeit von 1 Stunde
wurde sie auf etwa Raumtemperatur abgekühlt, gelüftet und mit Wasserstoff gespült.
Der Druck betrug dabei 28,12 kg/cm2. Die Autoclave wurde dann auf 288 °C erhitzt
und bei dieser Temperatur für 24 Stunden gehalten und wiederum gelüftet. Es wurden
41,2 1 Gas, 314 g Wasser und 301 g Kohle erhalten. In Tabelle XII sind die Teatwerte
der Kohle angegeben.
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In der' im Beispiel 7 durchgeführten Versuchsserie und im Versuch
Nr. 3 des Beispiels 5 wurde bei einer Temperatur von 288 0 für die hydrothermische
Behandlung ein Entschwefelungsgrad von 28,3 und ein Zuwachs des oberen Heizwertes
von 13,4 im Durchschnitt erhalten. Dagegen wurde bei hydrothermischer
Behandlung
und Lüftung mit nachfolgender hydrothermischer Behandlung in Gegenwart von Zusatzwasserstoff
nach Beispiel 7 ein durchschnittlicher Entschwefelungsgrad von 35,3 % erreicht und
ein durchschnittlicher Zuwachs des oberen Heizwertes von 22,6.
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Bei einer folgenden Serie wurden die Daten in Tabelle XIII am Ende
der Beschreibung zusammengefaßt zu einer Spalte A mit zu d en Durchschnittsergebnissen
bei Stickstoff als Druckgas und Spalten B und C mit Durchschnittswerten für Wasserstoff
als Druckgas.
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In Tabelle XIII am Ende der Beschreibung wird der Vorteil bei hydrothermischer
Behandlung in Gegenwart von Zusatzwasserstoff, nachfolgender Belüftung und anschließender
hydrothermischer Behandlung ohne Zusatzwasserstoff hervorgehoben. Es werden außerdem
die Vorteile gezeigt, die auftreten, wenn eine Behandlung bei 316 °C anstatt bei
260 OC durchgeführt wird.
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In Beispiel 8 wird die Einspeisung mit Braunkohle (schwarzer Lignit)
mit der in Tabelle XIV angegebenen Analyse angesetzt.
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Im Versuch wird die abgebaute Kohle in einen Zahnbrecher eingegeben
und auf eine Größe von höchstens 2,54 cm gebracht. Die Kohle wird über ein Becherförderband
zu einem Mischtank transportiert, wo eine Auf schlämmung durch Zugabe von Wasser
hergestellt wird. Die Aufschlämmung enthält etwa 53 bis 55 Gew.% Festkörperteilchen.
Über eine Hochdruckpumpe wird etwa 1000 t Aufschlämmung bei einem Druck von 120
kg/cm2/h abgepumpt und in einen Heizkessel von 151 kg/h eingegeben. Die Auf schlämmung
verläßt den Heizkessel mit einer Temperatur von 316 0C und einem Druck von 112 kg/cm2.
Die heiße Aufschlämmung wird dann in eine Schleifanlage mit einem Durchmesser von
13 cm und einer Länge von 20 m eingegeben. Der Durchfluß ist turbulent bei einer
Reynoldszahl von 10000. In Tabelle XV sind die Größenverteilung der Kohle und der
zugehörige Heizwert vor und nach der Behandlung aufgelistet. Der Produktstrom der
Aufschlämmung wird
in eine Standardstahlleitung Nr. 40 mit einem
Durchsatzquerschnitt von 45 cm eingegeben. Mit einer Strömungsgeschwindigkeit von
7 km/h fließt die Auf schlämmung gleichmäßig durch das Rohr. Seine Eigenschaft als
stabile Auf schlämmung" wird dadurch bestimmt, daß unter statischen Bedingungen
die Fließfähigkeit beibehalten wird und keine feste, unbewegliche Masse entsteht.
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In den folgenden Beispielen ist die Einspeisung: Braunkohle (schwarzer
Lignit) aus Wyoming mit der in Tabelle XVI angegebenen Zusammensetzung. Zunächst
werden in Beispiel 9:200 g Kohle in einen Kugelbrecher mit 150 g Wasser für 18 Stunden
gemahlen. Darauf wurde die Auf schlämmung abgezogen und die Mühle mit 1300 ml destilliertem
Wasser gewaschen. 500 ml der Aufschlämmung und des destillierten Wassers wurden
in einen Kessel mit etwa 12 ml Xylol eingegeben und die Mischung für 5 Minuten gerührt.
Der Inhalt wird schnell in eine Siebreihe transportiert und das Wasser in eine Pfanne
abgetropft. Die verschiedenen Fraktionen werden zur Trocknung und Analyse entnommen.
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Im Beispiel 10 wird in entsprechender Weise, wie in Beispiel 9 verfahren
mit dem Unterschied, daß 10 ml Xylol zur Agglomeration benutzt werden.
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Im Beispiel 11 werden 275 g Kohle und 600 ml destilliertes Wasser
in eine Autoclave eingegeben. Nach Spülung mit Stickstoff wird die Autoclave geschlossen
und unter einen Druck von 7,03 kg/cm2 mit Stickstoff gesetzt und dann auf 316 °C
aufgeheizt.
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Bei dieser Temperatur wird die Autoclave für 4 Stunden unter einer
sich selbst einstellenden Druckstärke von 141 kg/cm2 gehalten. Die Autoclave wird
dann abgekühlt auf Raumtemperatur und gelüftet. Das Produkt wird getrocknet und
mit gewichtsgleichem Wasser vermischt und für 18 Stunden in eine Kugelmühle eingegeben.
Darauf wird genügend Wasser hinzugefügt, um eine 10 %ige Auf schlämmung zu erreichen.
Die Aufschlämmung wird in
einen Mischkessel mit Xylol in einem
Verhältnis von 4,2: 1 (Kohle : Xylols bezogen auf das Gewicht, eingegeben und für
5 Minuten gerührt. Der Inhalt wird dann zu einer Siebreihe transportiert und die
Flüssigkeit in eine darunter stehende Pfanne abgetropft. Die Analysenwerte der verschiedenen
Fraktionen sind in Tabelle XVII für die Beispiele 9 - 12 aufgeführt.
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Beispiel 12 ist ein Duplikat zu Beispiel 11 mit dem Unterschied, daß2iohle/Xylol-Gewichtsverhältnis
5,5 : 1 beträgt.
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Die Daten aus Tabelle XVII zeigen für beide Beispiele 9 und 10 eine
geringe Agglomeration dadurch an, daß eine erhebliche Kohleansammlung und Flüssigkeitsmenge
auf der Pfanne erhalten wurde. Als Folge davon gibt es keine nennenswerte Anreicherung
einer bestimmten Fraktion in der Asche oder im Kohlenstoff noch eine Steigerung
des Wärmegehaltes. Jedoch wird im Beispiel 11 und 12 der Brennstoff nach Vorheizung
und Wasserbehandlung in erheblichem Maße agglomeriert. So wird im Beispiel 9:86,2
% Kohle (trocken) in der Pfanne gefunden, während in Beispiel 11 21,2 % Kohle (trocken)
sich in der Pfanne ansammelten. Zusätzlich wurde eine Steigerung des Heizwertes
festgestellt, sowie eine Erhöhung des Asche und Kohlenstoffgehaltes. In den Beispielen
9 und 10 wurde das Material mit hohem Heizwert nicht agglomeriert und am Boden der
Pfannen gefunden, wohingegen im Beispiel 11 und 12 das Material mit dem hohen Heizwert
agglomerierte und sich in den Sieben ansammelte. Das Material mit dem niedrigen
Heizwert wurde in der Pfanne gefunden.
-
In den folgenden Beispielen wurde Braunkohle (schwarzer Lignit) aus
Wyoming, Lake De Smet, mit der in Tabelle XVIII am Ende der Beschreibung angegebenen
Analyse eingespeist.
-
Im Beispiel 13 wird eine Rolle aus Kohle mit einem Gewicht von 1200
g auf einem Aluminiumblech geformt. Mit einem großen Spachtel wird die Säule in
4 geometrisch gleichgeformte Abschnitte geteilt. Die Abschnitte werden gewogen und
unter Stickstoff gelagert. Ein Teil mit 295 g wird in eine Siebreihe
eingegeben
und für 15 Minuten geschüttelt mit den in Tabelle XIX angegebenen Ergebnissen. Die
Öffnungsweiten der Siebe sind aus Perry's Chemical Engineers'Randbook entnommen.
-
In gleicher Weise ist im Beispiel 14:305,5 g aus der Kohlerolle entnommen
und in einer Kugelmühle mit Stickstoffatmosphäre für 30 Minuten gemahlen worden.
Das Produkt wurde für 15 Minuten in einer geschichteten Siebreihe durchgesiebt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle XX aufgelistet. Sie zeigen, daß das Material unterhalb
der Maschenzahl 100 um 126 % anstieg.
-
Im Beispiel 15 werden 307 g der Kohlerolle in eine 2500 ml Autoclave
zusammen mit 600 ml destilliertem Wasser eingegeben.
-
Die Autoclave wird mit Stickstoff gespült, geschlossen und auf 316
°C aufgeheizt. Bei dieser Temperatur wird die Autoclave 2 Stunden gehalten, dann
abgekühlt auf Raumtemperatur und gelüftet. 5720 ml Gas werden mit der in Tabelle
XXI angegebenen Zusammensetzung abgezogen. Die Autoclave wird mit 257 g Wasser gewaschen
und das Waschwasser dann in die Auf schlämmung eingegeben. In einer anschließenden
Verdampfung wird Wasser auf einer Dampfplatte aus der Kohle abgezogen. Stickstoff
wird als Schutzgas über die Kohle während der Verdampfung ausgebreitet.
-
Es werden 206 g trockene Kohle erhalten. Die Kohle wird in einer Kugelmühle
mit einer Stickstoffatmosphäre für 30 Minuten zerrieben und das Produkt 15 Minuten
lang in einer übereinandergeschichteten Siebreihe durchgesiebt. Die Ergebnisse sind
in Tabelle XXII aufgelistet.
-
Vergleicht man die Siebanalyse aus Tabelle XXII mit der Siebanalyse
des unbehandelten Teils der Kohlerolle, so ist der große Zuwachs an Feinkohle als
Ergebnis der Heißwasserbehandlung offensichtlich. Die unbehandelte Kohle aus der
Kugelmühle hat 39,8 % der Probe aus Sieb Nr. 10 und 5,8 % weniger an Material als
aus Sieb Nr. 100 erhalten wurde. Nach einer Wasserbehandlung hat das Produkt aus
der Kugelmühle nur 4,1 % der aus Sieb Nr. 10 erhaltenen Menge. Dagegen passieren
37,2 % durch Sieb Nr. 100.
-
Im Beispiel 16 werden 302 g der Kohlerolle in einer Autoclave mit
600 ml destilliertem Wasser eingegeben. Nach Spülung wird die Autoclave wie in Beispiel
16 betrieben. Nur die Temperatur wird bei 260 °C für 2 Stunden gehalten. Das getrocknete
und gemahlene Produkt wird für 15 Minuten in übereinandergeschichteten Sieben mit
den in Tabelle XXIII angegebenen Werten gesiebt.
-
Vergleicht man die Werte mit den Produktströmen, die bei 316 °C erhalten
werden, so kann man feststellen, daß der meiste Anteil in der Pfanne sich von 0,372
in Tabelle XXII auf 0,302 in Tabelle XXIII gesenkt hat, ein Abstieg um 18,8 %. Daraus
ist ersichtlich, daß die niedrigere Temperatur weniger ergiebig ist als die höhere.
Wie in Beispiel 17 gezeigt, wird die Mahlbarkeit bei Temperaturen von 204 oC noch
weiter reduziert.
-
Im Beispiel 17 werden 297 g der Kohlerolle in einer Autoclave mit
600 ml destilliertem Wasser vermischt. Nach Spülung der Autoclave wird Stickstoff
eingegeben und die Temperatur auf 204 °C eingestellt. Die übrigen Verfahrensbedingungen
bleiben wie im Beispiel 16. Das getrocknete und gemahlene Produkt wird gesiebt in
einer übereinandergeschichteten Siebreihe für 15 Minuten mit dem in Tabelle XXIV
gezeigten gezeigten Ergebnis.
-
Der Masseanteil in der Pfanne von 0,257 bedeutet einen Gewichtareduktion
von 30,9 % im Vergleich zu den Werten bei 316 oC und eine Reduzierung um 14,9 Gew.-%
unter die Werte aus dem Versuch bei 260 OC, In allen Fällen wird die gleiche Energie
für die Zermahlung aufgebracht, d. h. daß jede Probe für 30 Minuten in der Kugelmühle
gehalten wurde.
-
TABELLE 1 Rohanalyse feuchtigkeitsfreie Basis Feuchtigkeit, % 19,5
o Asche, % 28,4 35,3 Flüchtige Bestandteile, % 28,3 35,2 Gebundener Kohlenstoff,
% 23,8 29,5 Elementaranalyse Feuchtigkeit, % 19,5 0 Kohlenstoff, % 39,4 49,0 Wasserstoff,
% 3,4 4,2 Stickstoff, % 0,6 0,7 Schwefel, % 1,4 1,7 Asche, % 28,4 35,3 Sauerstoff,
* 7,3 9,1 Heizwert in kcal/kg obere Heizwert 3300 4100 untere Heizwert 3130 3890
T A B E L L E II Gasanalyse, Mol.% H2 2,9 C1 3,0 C2 1,2 C3 0,8 C4 1,8 C5 0,2 C°2
90,2
T A B E L L E III Gasanalyse, Mol.% H2 2,2 C1 2,5 C2 1,1 3
1,0 C4 0,7 C5 0,4 CO2 92,1 T A B E L L E IV Analyse der Kohle kcal/kg Rückgewonnene
Gas- Kohlen- Schwefel Asche O2 Oberer Temp., Kohle gehalt Heizwert stoff °C Gew.-%
Gew.-% Einapei- 100 - 51,2 1,6 26,8 16,3 4690 sung 400 84,1 7,2 57,0 1,2 24,3 14,3
5190 500 84,5 7,5 60,7 1,2 23,2 10,0 5300 550 75,8 9,8 59,5 1,1 26,8 9,2 5500 600
68,5 14,7 51,8 1,1 34,3 10,1 4940 690 - ~ 58,9 1,27 28,2 6,8 5400
T
A B E L L E V Versuchstemperatur, °C Einspeisung 260 316 Schwefel (trocken), % organisch
0,68 0,46 0,36 Sulfat 0,38 0,31 0,37 Pyrit 0,54 0,42 0,34 Gesamt 1,60 1,19 1,07
T A B E L L E VI Rohanalyse erhalten trocken Feuchtigkeit, % 47,3 Asche, % 6,2 11,8
Flüchtige Bestandteile, * 23,7 44,9 Gebundener Kohlenstoff, * 22,8 43,3 Schwefel,
% 1,8 3,4 Sauerstoff, % 8,2 15,8 Wärmewert kcal/kg 3300 6290
T
A B E L L E VII Elementaranalyse erhalten feuchtigkeitsfrei Feuchtigkeit, * Kohlenstoff,
* 49,0 52,6 Wasserstoff, % 3,1 3,3 Stickstoff, % 0,64 0,69 Schwefel, * 0,57 0,61
Asche, % 21,8 23,6 Sauerstoff, % (Diff.) 17,9 19,2 Verbrennungswärme kcal/kg 4730
5070 T A B E L L E VIII Versuchs-Nr. 1 2 3 eingespeiste Kohle in Gramm 185 181 148
eingespeistes H20 in Gramm 370 362 296 Gas (ml) bei Druck (kg/cm ) in Einspeisung
21,09 42,18 14,1 Verfahrensbedingungen Temperatur, °C 260 260 260 Druck, kg/cm2
88,5 135 84 Verweilzeit in h 1 1 1 Produkt: behandelte Kohle in Gramm 119 95 121
Versuchs-Nr.
1 2 Elementaranalyse ohne Feuchtigkeit Feuchtigkeit, * 4,9 - 5,4 - 5,1 -Kohlenstoff,
% 57,4 60,2 56,9 60,1 55,4 58,5 Wasserstoff, % 3,9 4,1 3,5 3,7 3,7 3,9 Stickstoff,
% 0,76 0,8 0,75 0,8 0,7 0,7 Schwefel, % 0,48 0,51 0,41 0,43 0,5 0,53 Asche, % 18,3
19,2 19,1 20,2 19,9 21,0 Sauerstoff, % 14,26 15,0 13,94 14,8 14,7 15,5 oberer Heizwert
kcal/kg 5650 5940 5520 5850 5340 5620 T A B E L L E IX Elementaranalyse erhalten
feuchtigkeitsfrei Feuchtigkeit, % 47,3 -Kohlenstoff, % 33,3 63,2 Wasserstoff, %
2,6 4,9 Stickstoff, % 0,6 1,1 Schwefel, % 1,8 - 1,9 3,4 - 3,5 Asche, % 6,2 11,8
Sauerstoff, * (Diff.) 8,2 15,8 Verbrennungswärme kcal/kg 3310 6270
T
A B E L L E X Versuchs-Nr. 4 5 Autoclave Einspeisung Lignit in Gramm 300 300 Wasser
in Gramm 600 600 Gas H2 N2 Temperatur, oc 288 288 Druck, kg/cm2 884 844 Verweilzeit
in Minuten 30 35 Rückgewonnene Kohle in Gramm (naß) 244 - 361 Elementaranlayse 1)
2) 1) 2) Feuchtigkeit, % 19,5 - 37,2 -Kohlenstoff, % 63,0 78,3 46,9 ?4,6 Wasserstoff,
% 2,7 3,4 2,9 4,6 Stickstoff, % 1,0 1,2 0,7 1,2 Schwefel, % 2,4 3,0 2,1 3,3 Asche,
% 8,0 9,9 8,0 12,2 Sauerstoff, * (Diff.) 3,4 4,2 2,2 3,1 oberer Heizwert 5260 6530
4080 6510 kcal/kg 1)wie erhalten 2)feuchtigkeitsfrei
T A B E L
L E XI Elementaranalyse erhalten feuchtigkeitsfrei Feuchtigkeit, % 19,5 -Kohlenstoff,
% 39,4 49,0 Wasserstoff, * 3,4 4,2 Stickstoff, * 0,6 0,7 Schwefel, % 1,4 1,7 Asche,
* 28,4 35,3 Sauerstoff, % (Diff.) 7,3 9,1 obere Verbrennungswärme, kcal/kg 3290
4100 T A B E L L E XII Elementaranalyse erhalten feuchtigkeitsfrei Feuchtigkeit,
% 1,0 Kohlenstoff, % 51,0 51,5 Wasserstoff, % 3,3 3,3 Stickstoff, * 0,67 0,67 Schwefel,
% 1,1 1,1 Asche, % 33,3 33,6 Sauerstoff, % 4,6 4,7 obere Verbrennungswärme, kcal/kg
4970 5230
T A B E L L E XIII A B C Temperatur, °C 260 260 316 Schwefel,
* * 1,28 1,00 0,89 * Entschwefelung 24,7 41,2 47,6 feuchtigkeitsfrei T A B E L L
E XIV Rohanalyse Feuchtigkeit, * 19,5 Asche, % 28,4 Flüchtige Bestandteile, * 28,3
Gebundener Kohlenstoff, * 23,8 Elementaranalyse Feuchtigkeit, % 19,5 Kohlenstoff,
* 39,4 Wasserstoff, * 3,4 Stickstoff, % 0,6 Schwefel, % 1,4 Asche, % 28,4 Sauerstoff,
% 7,3 Verbrennungswärme kcal/kg oberer Heizwert 3280 unterer Heizwert 3110
TABELLE
XV US-Standardsieb Einspeisung Produkt plus 20,Gew.-* 81,4 8,8 -20 + 325, Gew.-%
14,? 81,0 minus 325, Gew.-* 3,8 10,1 Verbrennungswärme kcal/kg (trocken) 4070 4750
T A B E L L E XVI Rohanalyse Gew.-% Feuchtigkeit, % 19,5 Asche, % 28,4 Flüchtige
Bestandteile, % 28,3 Gebundener Kohlenstoff, * 23,8 Siebe (U.S. Standard) +10 24,8
-10+20 31,0 -20+30 11,8 -30+40 10,9 -40+60 6,8 -60+100 7,4 Pfanne
T
A B E L L E XVII Beispiel: 9 10 11 12 Kohle: Xylol, Gew.-% 4,2 5,5 4,2 5,5 Siebe,
Maschen 40 100 Pfanne 40 100 Pfanne 40 100 Pfanne 40 100 Pfanne trockene Kohle im
Beisp., Gew.-% 10,3 8,0 6,2 24,3 23,8 8,9 13,3 22,2 2,8 14,4 20,4 3,8 Kohle gemessen
0,7 13,1 86,2 2,0 9,8 88,2 9,4 69,3 21,2 7,9 63,5 28,5 (trocken), Gew.-% Asche,
Gew.-% 26,8 25,4 26,5 25,4 22,0 26,1 22,7 30,5 37,6 25,2 29,8 36,9 C, Gew.-% 49,2
50,5 50,8 49,8 47,6 49,6 59,1 49,0 40,1 58,6 52,5 41,3 S, Gew.-% 1,7 1,28 1,8 1,2
1,2 1,2 1,23 1,26 Heizwert, kcal/kg 4670 4380 4740 4460 4410 4500 4980 4290 4995
4340
T A B E L L E XVIII Roh-Analyse Gew.-* Feuchtigkeit 19,5 Asche
28,4 Flüchtige Bestandteile 28,3 Gebundener Kohlenstoff 23,8 Elementar-Analyse Feuchtigkeit
19,5 Kohlenstoff 39,4 Wasserstoff 3,4 Stickstoff 0,6 Schwefel 1,4 Asche 28,4 Sauerstoff
7,3 Verbrennungswärme kc al/kg oberer Heizwert 3290 unterer Heizwert 3130
T
A B E L L E XIX U.S. Standard Sieb- Gewicht Masse-Sieb-Bezeichnung öffnung, mm in
Gramm anteil No. 10 1,981 117 0,398 No. 20 0,833 87 0,296 No. 30 0,589 26 0,088
No. 40 0,417 21 0,071 No. 60 0,246 11 0,037 No. 100 0,14? 15 0,051 Pfanne 17 0,058
294 0,999 T A B E L L E XX Tyler Standard Gewicht Masse-Sieb-Bezeichnung in Gramm
anteil 10 45 0,152 20 80 0,269 30 40,5 0,136 40 41,5 0,140 60 21,5 0,072 100 29,5
0,099 Pfanne 39,0 0,131
T A B E L L E XXI Mol.% C02 93,9 Mol.%
H2S 0,4 Mol.% H2 1,6 Mol.% C1-4 4,1 T A B E L L E XXII U.S. Standard Sieb- Gewicht
Masse-Sieb-Bezeichnung öffnung, mm in Gramm anteil No. 10 1,981 8,5 0,041 No. 20
0,833 20,0 0,097 No. 30 0,589 17,0 0,082 No. 40 0,417 27,0 0,131 No. 60 0,246 22,5
0,109 No. 100 0,147 34,5 0,167 Pfanne 77,0 0,372 206,5 4,000
T
A B E L L E XXIII U.S. Standard Gewicht Masse-Sieb-Bezeichnung in Gramm anteil No.
10 8,5 0,039 No. 20 37,5 0,172 No. 30 27,5 0,126 No. 40 31,0 0,142 No. 60 20,0 0,091
No. 100 28,0 0,128 Pfanne 66,0 0,302 218,5 1,000 T A B E L L-E XXIV U.S. Standrad
Gewicht Masse-Sieb-Bezeichnung in Gramm anteil No. 10 18,5 0,083 No. 20 53,0 0,239
No. 30 27,5 0,124 No. 40 26,0 0,115 No. 60 16,0 0,072 No. 100 24,0 0,108 Pfanne
5?,0 0,257