DE2640205A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A SUSPENSION OF CARBON PARTICLES IN A HYDROCARBON FUEL - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING A SUSPENSION OF CARBON PARTICLES IN A HYDROCARBON FUELInfo
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Description
SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Den Haag, NiederlandeSHELL INTERNATIONAL RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. The Hague, Netherlands
Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Kohleteilchen in einem KohlenwasserstoffbrennstoffProcess for the preparation of a suspension of coal particles in a hydrocarbon fuel
BeanspruchteClaimed
Prioritäten: 9. September 1975 - Großbritannien - Nr. 37046/75Priorities: September 9, 1975 - Great Britain - No. 37046/75
31. März 1976March 31, 1976
- Großbritannien - Nr. 13024/76- Great Britain - No. 13024/76
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Kohleteilchen in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff. Solche Suspensionen stellen ausgezeichnete Brennstoffe dar, und sie können, falls die suspendierten Kohleteilchen klein genug sind, als flüssiger Brennstoff in einem Brenner verdüst werden. Für die Herstellung solcher Suspensionen muß die Menge und die Teilchengrößenverteilung des Feststoffes so gewählt werden, daß eine im dynamischen und gewünschtenfalls auch im statischen Zustand stabile Suspension erhalten wird, in welcher sich die Teilchen weder agglomerieren noch zum Absitzen neigen. Auch die maximal zulässige Viskosität setzt Grenzen bezüglich der Menge und der Form des festen Materials in solchen Suspensionen.The invention relates to a method for producing a suspension of coal particles in a hydrocarbon fuel. Such suspensions make excellent fuels and they can if the suspended coal particles are small enough are to be atomized as liquid fuel in a burner. For the preparation of such suspensions, the amount and the Particle size distribution of the solid can be chosen so that one in the dynamic and, if desired, also in the static State stable suspension is obtained in which the particles neither agglomerate nor tend to settle. Also the maximum permissible viscosity sets limits on the amount and shape of the solid material in such suspensions.
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Innerhalb solcher Grenzen ist es Jedoch sehr gut möglich, günstige Brennstoffe zu erhalten.However, within such limits it is very possible to get cheap Get fuels.
Selbstverständlich muß das feste Material in dem Kohlenwasserstoff brennst off so homogen als möglich verteilt sein. Dieses Erfordernis gibt jedoch bei der Herstellung der Suspensionen Anlaß zu Problemen. Es ist nämlich sehr schwierig, eine gegebene Menge an trockenem Kohlepulver völlig homogen mit der erforderlichen Menge des Kohlenwasserstoffbrennstoffes zu vermischen. Hierfür wird eine große Energieleistung benötigt, und außerdem sind teure Vorrichtungen erforderlich, wobei insbesondere der schleifmittelartige Charakter des trockenen Kohlepulvers ein spezielles Problem darstellt.Of course, the solid material must be in the hydrocarbon Burn off be distributed as homogeneously as possible. This However, requirement gives rise to problems in the preparation of the suspensions. Because it is very difficult to have a given Mix the amount of dry coal powder completely homogeneously with the required amount of the hydrocarbon fuel. A large amount of energy is required for this, and expensive devices are also required, in particular the The abrasive character of the dry carbon powder poses a particular problem.
Für die Anwendung der Suspensionen als Brennstoff ist es wünschenswert, daß die Kohleteilchen nur möglichst wenig Asche enthalten. Da aber die meisten Kohlearten einen relativ hohen Gehalt an Aschebestandteilen enthalten, müssen die Kohlen öfters entascht werden, bevor sie zu Suspensionen verarbeitet werden. Auch dieses Entaschen erfordert eine relativ hohe Energieleistung und kostspielige Vorrichtungen.For the use of the suspensions as fuel, it is desirable that the coal particles contain as little ash as possible. But since most types of coal have a relatively high content contain ash components, the coals must be deashed frequently before they are processed into suspensions. Even this deashing requires a relatively high energy output and expensive equipment.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die beiden vorstehend erwähnten, an sich nicht miteinander in Beziehung stehenden Behandlungsweisen zu kombinieren und dadurch zu einer beträchtlichen Kostenersparnis zu kommen.It is an object of the present invention to eliminate the two above-mentioned, inherently unrelated Combine treatment methods and thereby to a considerable extent Cost savings to come.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Kohleteilchen in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff ist da-The inventive method for producing a suspension of coal particles in a hydrocarbon fuel is there-
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durch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Suspension aschehaltiger Kohleteilchen unter Turbulenzbedingungen in einer Agglomerierungsvorrichtung mit einem Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis unter Bildung von Agglomeraten aus den Kohleteilchen und dem Bindemittel und höchstens noch einem Anteil der ursprünglich vorhandenen Aschebestandteile behandelt, anschließend die Agglomerate von der Aschebestandteile enthaltenden wässrigen Phase abtrennt und in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff aufnimmt und die Agglomerate dann unter Bildung einer Suspension der freigesetzten Kohleteilchen in dem Kohlenwasserstoffbrennstoff zerstört. characterized in that an aqueous suspension of ash-containing Coal particles under turbulent conditions in an agglomeration device with a hydrocarbon-based binder to form agglomerates of the coal particles and treated with the binder and at most a proportion of the originally present ash components, then the Separates agglomerates from the aqueous phase containing ash components and takes them up in a hydrocarbon fuel and then destroying the agglomerates to form a suspension of the released coal particles in the hydrocarbon fuel.
Auf diese Weise wird die Kohle zur gleichen Zeit entascht und in eine Form gebracht, in der sie relativ leicht in überschüssigem Kohlenwasserstoffbrennstoff aufgenommen werden kann. Infolge der Anwesenheit des Bindemittels in den Agglomeraten und infolge der Tatsache, daß die Agglomerate sehr viel größer sind als die einzelnen Kohleteilchen, ist das Vermischen der Kohle, d.h. in Form der Agglomerate, mit dem Kohlenwasserstoffbrennstoff sehr viel einfacher als wenn trockenes Kohlepulver mit dem gleichen Brennstoff vermischt werden müßte. Möglicherweise hängt das zum Teil auch davon ab, daß die Kohleteilchen vor .dem Vermischen mit dem Brennstoff schon durch Kohlenwasserstoffe benetzt worden sind, d.h. während des Agglomerierungsvorganges.In this way, the coal is deashed at the same time and brought into a form in which it is relatively easy to get in excess Hydrocarbon fuel can be included. Due to the presence of the binder in the agglomerates and as a result the fact that the agglomerates are much larger than the individual coal particles, the mixing of the coal, i. in the form of agglomerates, with the hydrocarbon fuel much easier than if dry coal powder had to be mixed with the same fuel. Possibly this partly depends on the fact that the coal particles have already been mixed with hydrocarbons before mixing with the fuel have been wetted, i.e. during the agglomeration process.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird als Ausgangsmaterial eine wässrige Suspension von Kohleteilchen eingesetzt. Diese Suspension, deren Feststoffanteil für die Agglomerierungsstufe nicht kritisch ist, kann beispielsweise ein PipelineschlammIn the process according to the invention, the starting material is an aqueous suspension of coal particles is used. This suspension, its solids content for the agglomeration stage is not critical, for example, a pipeline sludge
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sein. Die wässrige, Suspension kann auch durch Naßvermählen von Kohleklumpen erhalten worden sein, d.h. durch Vermählen in Gegenwart von Wasser, und gewünsentenfalls durch Vermischen mit der dabei erhaltenen Kohlenmasse mit einem Extraanteil an Wasser. Das Naßvermahlen von Kohleklumpen bxetet einige Vorteile gegenüber einem Trockenmahlen. Insbesondere wird weniger Energie benötigt; es bestehen keine Probleme bezüglich der Staubbildung und außerdem keine Explosionsgefahr.be. The aqueous suspension can also be obtained by wet milling Coal lumps have been obtained, i.e. by grinding in the presence of water, and if necessary by mixing with the thereby obtained coal mass with an extra portion of water. The wet grinding of coal lumps has several advantages over this a dry grinding. In particular, less energy is required; there are no problems with dust formation and also no risk of explosion.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht das Ausgangsmaterial aus einer wässrigen Suspension von Aschebestandteile enthaltenden Kohleteilchen. In der Beschreibung und in den Patentansprüchen bedeutet das, daß die suspendierten Teilchen zur Hauptsache aus Kohle bestehen. Im gegebenen Zusammenhang ist es möglich, daß es sich dabei um Kohleteilchen handelt, welche Ascheteile enthalten, und/oder daß die Suspension außer Kohleteilchen auch Ascheteilchen enthält. Bis zu einem gewissen Maß hängt das von der Vorgeschichte der verwendeten Kohle und der Ausgangssuspension ab.In the process of the present invention, the starting material is made from an aqueous suspension of coal particles containing ash constituents. In the description and in the claims this means that the suspended particles consist mainly of coal. In the given context it is possible that it is coal particles which contain ash particles, and / or that the suspension is apart from coal particles also contains ash particles. To a certain extent, this depends on the history of the coal used and the initial suspension away.
Diese wässrige Suspension soll unter Turbulenzbedingungen mit einem Bindemittel auf Kohlenwasserstoffbasis in einer Agglomerierungsvorrichtung behandelt werden. Durch Kontaktieren der Suspension bei normaler oder erhöhter Temperatur mit einem geeigneten Bindemittel und durch heftiges Rühren bilden sich Agglomerate aus den Kohleteilchen und dem Bindemittel. Es soll ein solches Bindemittel ausgewählt werden, welches es ermöglicht, daß die Kohleteilchen zusammenkleben,und zwar ineinem solchen Ausmaß, daß die Kohleteilchen, die mit dem Bindemittel benetzt sind,This aqueous suspension is said to be subjected to turbulent conditions with a hydrocarbon-based binder in an agglomeration device be treated. By contacting the suspension at normal or elevated temperature with a suitable one Binding agent and agglomerates are formed from the coal particles and the binding agent by vigorous stirring. It should be such a Binders are selected which will allow the coal particles to stick together to such an extent that that the coal particles that are wetted with the binder,
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dadurch hydrophob gemacht werden und auf diese Weise zusammenkleben. Während des Rührens werden die Ascheteilchen freigesetzt, doch haben diese keine solche Affinität für das Bindemittel, daß sie in größerem Ausmaß mit in die Agglomerate eingebaut werden. Infolge des hydrophoben Charakters der Agglomerate ist es relativ einfach, diese von der wässrigen. Phase zu trennen. Eine" solche Trennung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem man den aus der Agglomerierungsvorrichtung abgezogenen Materialstrom,'welcher aus die Agglomerate enthaltendem. Wasser besteht, über ein Sieb leitet, auf dem die Agglomerate zurückbleiben. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es möglich, zu der die Agglomerate enthaltenden wässrigen Phase in einer gesonderten Mischvorrichtung eine bestimmte Menge an Kohlenwasserstoff zuzusetzen, so daß sich zwei Phasen bilden und die Agglomerate aus der wässrigen Phase in die Kohlenwasserstoff phase übergehen. Die Agglomerate können dann als Suspension in Kohlenwasserstoff weiter gefördert werden. In allen diesen Fällen kann die aschehaltige wässrige Phase getrennt abgezogen und weiterverarbeitet werden.are thereby made hydrophobic and stick together in this way. The ash particles are released during the stirring, but they do not have such an affinity for the binder that they are incorporated into the agglomerates to a greater extent. As a result of the hydrophobic character of the agglomerates, it is relatively easy to separate them from the aqueous. Phase separate. Such a separation can be carried out, for example, by passing the material stream withdrawn from the agglomerating device, which consists of water containing the agglomerates, over a sieve on which the agglomerates remain Agglomerate-containing aqueous phase to add a certain amount of hydrocarbon in a separate mixing device, so that two phases form and the agglomerates pass from the aqueous phase into the hydrocarbon phase. The agglomerates can then be conveyed further as a suspension in hydrocarbon. In all these cases the ash-containing aqueous phase can be drawn off separately and processed further.
Die Agglomerate müssen dann in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff aufgenommen werden. Das kann während und/oder nach der Abtrennung der Agglomerate von der Wasserphase geschehen. Beispielsweise können die Agglomerate nach der Trennung sofort mit der Gesamtmenge des Kohlenwasserstoffbrennstoffes vermischt werden, wodurch relativ wenig Energie erforderlich, ist, und die Agglomerate können dann zerstört were, η, so daß man sofort eine Mischung aus den Kohleteilchen und dem Kohlenwasserstoffbrennstoff in Form einer Suspension erhält. Es ist aber auch möglich,The agglomerates must then be taken up in a hydrocarbon fuel. That can be during and / or after the The agglomerates are separated from the water phase. For example, the agglomerates can be used immediately after separation the total amount of hydrocarbon fuel are mixed, whereby relatively little energy is required, and the Agglomerates can then be destroyed, η, so that one can immediately obtain a Mixture of the coal particles and the hydrocarbon fuel obtained in the form of a suspension. But it is also possible
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die Agglomerate zunächst nur mit einem Teil der insgesamt erforderlichen Menge an Kohlenwasserstoffbrennstoff zu vermischen, wodurch man einen dicken Schlamm erhält, der anschließend mit der Restmenge des Kohlenwasserstofföls verdünnt werden kann. Gewünschtenfalls kann die so erhaltene Suspension anschließend noch besonders homogenisiert werden.the agglomerates initially only with part of the total required Amount of hydrocarbon fuel to mix, resulting in a thick sludge that is then mixed with the remaining amount of the hydrocarbon oil can be diluted. If desired, the suspension thus obtained can then still be particularly homogenized.
Nach der Abtrennung der Agglomerate von der wässrigen". Phase werden sie in geeigneter Weise zerstört, beispielsweise in einer Mühle. Man kann entweder die Agglomerate für sich allein zerstören, vorzugsweise werden jedoch die Agglomerate zerstört, während sie bereits mit mindestens einem Teil der insgesamt für die Herstellung der Endsuspension erforderlichen Menge an Kohlenwasserstoffbrennstoff vermischt sind.After the agglomerates have been separated from the aqueous phase, they are destroyed in a suitable manner, for example in a Mill. You can either destroy the agglomerates on their own, but preferably the agglomerates are destroyed, while they are already using at least a portion of the total amount of hydrocarbon fuel required to produce the final suspension are mixed.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können die verschiedensten Kohlesorten eingesetzt werden sowie auch kohleähnliche feste Brennstoffe, beispielsweise Lignit, Torf, bituminöse Kohle, Ruß und Koks.The most varied of options can be used for the process according to the invention Coal types are used as well as coal-like solid fuels, for example lignite, peat, bituminous coal, Soot and coke.
Als Kohlenwasserstoffbrennstoff können übliche flüssige Brennstoffe eingesetzt werden, wie sie bei der Verarbeitung von Rohöl erhalten werden. Diese Brennstoffe sind im wesentlichen Schwerölfraktionen, wie Heizöl, und sie eignen sich besonders gut für den Einsatz beim erfindungsgemäßen Verfahren.Usual liquid fuels can be used as the hydrocarbon fuel used as they are obtained in the processing of crude oil. These fuels are essential Heavy oil fractions, such as heating oil, and they are particularly suitable for use in the process according to the invention.
Pur die Agglomerierung der Kohleteilchen kann als Bindemittel ein Permanentbinder gewählt werden, d.h. ein Bindemittel, welches in dem Brennstoff aufgenommen wird. Es ist aber auch mög-Purely the agglomeration of the coal particles can be used as a binder a permanent binder can be selected, i.e. a binder which is incorporated into the fuel. But it is also possible
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lieh, ein Bindemittel eines solchen Typs auszuwählen, das im Verlauf des Verfahrens aus den Agglomeraten wieder gewinribar ist und dann im Kreislauf in die Agglomerierungsstufe zurückgeführt vier den kann. Beispielsweise ist es bei dieser Ausführungsform möglich, eine leichte Kohlenwasserstofffraktion als Bindemittel und eine schwere Kohlenwasserstofffraktion als Brennstoff einzusetzen. Die Agglomerate können dann mit dem Brennstoff bei einer Temperatur vermischt werden, die über dem Siedepunkt oder Siedebereich des Bindemittels liegt, wodurch dann das Bindemittel wiedergewonnen werden kann.borrowed to select a binder of such a type that im The course of the process can be recovered from the agglomerates and then recycled to the agglomeration stage four can. For example, in this embodiment it is possible to use a light hydrocarbon fraction as a binder and a heavy hydrocarbon fraction as fuel to use. The agglomerates can then be mixed with the fuel at a temperature that is above or above the boiling point Boiling range of the binder is, whereby the binder can then be recovered.
Als Bindemittel eignen sich im Prinzip alle Flüssigkeiten oder unter den Agglomerierungsbedingungen flüssige Substanzen, die vollständig oder teilweise aus Kohlenwasserstoffen bestehen, vorausgesetzt, daß sie auch sonst geeignete Eigenschaften aufweisen. Dies gilt insbesondere für alle Arten von aus öl oder Kohle gewinnbaren Produkten, wie Schwerbenzin, Gasöl, Heizöl, Bitumen, Kohlenteer.In principle, all liquids or substances that are liquid under the agglomeration conditions are suitable as binders consist wholly or partly of hydrocarbons, provided that they also have other suitable properties. This applies in particular to all types of products that can be extracted from oil or coal, such as heavy fuel, gas oil, heating oil, bitumen, Coal tar.
Im Prinzip ist es selbstverständlich auch möglich, den betreffenden Brennstoff gleichzeitig als Bindemittel einzusetzen.In principle it is of course also possible to use the relevant Use fuel as a binder at the same time.
Je nach der Konzentration der Peststoffe in der wässrigen Ausgangssuspension, dem ausgewählten Bindemitteltyp und der Bindemittelmenge sowie den speziell angewendeten Strömungsbedingungen können während der Rührbehandlung die verschiedensten Agglomerat typen gebildet werden, welche von einem nur lose gebundenen, flaumigweichen Material bis zu harten Pellets reichen.·Depending on the concentration of the pesticides in the initial aqueous suspension, the selected type of binder and the amount of binder as well as the specific flow conditions used various agglomerates can be produced during the stirring treatment types are formed, which are only loosely bound, from fluffy-soft material to hard pellets.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine vollständige Entaschung oder eine Entaschung bis zu einem gewünschten Ausmaß nicht immer sofort erreichbar ist, insbesondere wenn in der Kohle ursprünglich ein hoher Prozentsatz an Ascheteilchenbestandteilen enthalten war. In diesem Fall besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darin, die nach der Abtrennung der die Aschebestandteile enthaltenden wässrigen Phase erhaltenen Agglomerate mit einer zusätzlichen Menge an Wasser und zusätzlichem Bindemittel zu vermischen, die Agglomerate dann zu zerstören und die freigesetzte Kohle unter Turbulenzbedingungen erneut zu agglomerieren, worauf diese neu gebildeten Agglomerate von dem die Aschebestandteile enthaltenden V/asser abgetrennt und in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff aufgenommen werden. Auf diese Weise läßt sich eine zusätzliche Entaschung erzielen. Die Agglomerate können vor, während oder nach dem Zusatζ der weiteren Wassermenge in der ersten Stufe und dem Zusatz von Kohlenwasserstoffbrennstoff in der zweiten Stufe zerstört werden.Experience has shown that a complete ash removal or ash removal to a desired extent is not always immediately achievable, especially when in the coal originally contained a high percentage of ash particulate matter. In this case there is a preferred embodiment of the invention therein, those obtained after the separation of the aqueous phase containing the ash constituents Mixing agglomerates with an additional amount of water and additional binder, then destroying the agglomerates and to re-agglomerate the released coal under turbulent conditions, whereupon these newly formed agglomerates separated from the water containing the ash constituents and taken up in a hydrocarbon fuel. In this way, additional ash removal can be achieved. The agglomerates can be before, during or after the addition further amount of water in the first stage and the addition of hydrocarbon fuel be destroyed in the second stage.
Es wurde weiter gefunden, daß es vorteilhaft ist, die erste Agglomerierungsstufe bei dem vorstehend erwähnten zweistufigen Agglomerierungsverfahren in einer Agglomerierungsvorrichtung mit hoher Scherwirkung durchzuführen, da dann außer der eigentlichen Agglomerierung die Kohleteilchen noch weiter vermählen und dadurch noch mehr Aschebestandteile freigesetzt und abgetrennt werden. Die so erhältlichen Suspensionen haben eine sehr hohe Stabilität und lange Lebensdauer.It has further been found that it is advantageous to use the first agglomeration stage in the aforementioned two-stage Carry out agglomeration process in an agglomeration device with high shear, since then in addition to the actual Agglomeration the coal particles grind even further and thereby Even more ash components are released and separated. The suspensions obtainable in this way have a very high level Stability and long service life.
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Es wurde weiterhin festgestellt, daß es bei dem erfindungsgemässen Verfahren für die Herstellung einer statisch und dynamisch stabilen Suspension von Kohleteilchen in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff mit möglichst hohem Feststoffgehalt erforderlich: ist, darauf zu achten, daß die Suspension keine groben Kohleteilchen enthält.It was also found that it is in the inventive Process for the production of a statically and dynamically stable suspension of coal particles in a hydrocarbon fuel with the highest possible solids content required: is, make sure that the suspension does not contain any coarse coal particles.
Wenn man versucht, diese Bedingung durch eine Vermahlung der Kohleteilchen in der wässrigen Ausgangssuspension, welche Asche enthaltende Kohleteilchen suspendiert enthält, zu erfüllen, so stellt man fest,, daß sich dabei ein großer Anteil sehr feiner Teilchen bildet. Hierdurch ergibt sich jedoch der Nachteil , daß die Viskosität einer so hergestellten Suspension von Kohleteilchen in dem Kohlenwasserstoffbrennstoff stark zunimmt, wodurch die Menge an Kohleteilchen beschränkt ist, die überhaupt in dem Kohlenwasserstoffbrennstoff dispergiert werden kann.If one tries to remedy this condition by grinding the coal particles in the initial aqueous suspension, which is ash containing particles of coal in suspension, it is found, that a large proportion is very fine Particle forms. However, this has the disadvantage that the viscosity of a suspension of coal particles prepared in this way in the hydrocarbon fuel increases greatly, thereby limiting the amount of coal particles that can ever be in the Hydrocarbon fuel can be dispersed.
Mittels der nachstehend erläuterten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung läßt sich jedoch dieser Nachteil umgehen:By means of the preferred embodiment explained below However, the invention can circumvent this disadvantage:
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform werden von der hergestellten Suspension von Kohleteilchen in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff die gröbsten Teilchen mindestens zum Teil abgetrennt, vermählen und wieder in die Agglomerierungsvorrichtung eingespeist. According to this preferred embodiment of the manufactured Suspension of coal particles in a hydrocarbon fuel, the coarsest particles at least partially separated, grind and fed back into the agglomeration device.
Auf diese Weise wird vermieden, daß sich in der erzeugter! Suspension schließlich Kohleteilchen mit einer unerwünscht hohen Teilchengröße befinden, und gleichzeitig braucht doch das anfänglicheIn this way it is avoided that the generated! suspension eventually there are coal particles with an undesirably large particle size, and at the same time still needs the initial
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Vermählen der Kohle nicht bis zu einem wirtschaftlich nicht mehr tragbaren Ausmaß fortgesetzt zu werden.Grinding the coal doesn't up to an economical one anymore to be continued at an acceptable level.
Auch "bei dem vorstehend, als bevorzugte Aus führ ungs form erwähnten zweistufigen Entaschungsverfahren kann eine solche Abtrennung grober Kohleteilchen erfolgen.Also "in the one mentioned above as a preferred embodiment two-stage ash removal process can make such a separation coarse coal particles take place.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise dieses zweistufigen Entaschungsverfahrens werden grobe Kohleteilchen aus der Kohlesuspension abgetrennt, welche aus einer Mischung der in der ersten Stufe gebildeten Agglomerate und einer zusätzlichen Menge Wasser nach Zerstören der Agglomerate erhalten wird. Die dabei abgetrennten groben Kohleteilchen werden gleichfalls nochmals vermählen und dann in die erste Agglomerierungsvorrichtung eingespeist. According to a preferred embodiment of this two-stage ash removal process, coarse coal particles are produced from the coal suspension separated, which consists of a mixture of the agglomerates formed in the first stage and an additional amount Water is obtained after destroying the agglomerates. The coarse coal particles separated in the process are also used again grind and then fed into the first agglomeration device.
Auf diese Weise läßt sich ein Gesamtverfahren durchführen, welches die folgenden Arbeitsstufen umfaßt: Behandeln einer wässrigen Suspension von aschehaltigen Kohleteilchen unter Turbulenzbedingungen in einer ersten Agglomerierungsvorrichtung in Gegenwart eines KohlenwasserStoffbindemittels, wobei sich Agglomerate aus Kohleteilchen und Bindemittel bilden und gleichzeitig mindestens ein gewisser Anteil der Asche freigesetzt wird, Abtrennen der so gebildeten Agglomerate aus der aschehaltigen Wasserphase, Vermischen der Agglomerate mit einer zusätzlichen Menge an Wasser und Zerstören der Agglomerate, Zusetzen weiterer Mengen an Bindemittel und nochmaliges Agglomerieren der Kohle unter Turbulenzbedingungen in einer zweiten Agglomerierungsvorrichtung, Abtrennen der neu gebildeten Agglomerate von der Aschebestand-In this way, an overall process can be carried out, which comprises the following working steps: treating an aqueous suspension of ash-containing coal particles under conditions of turbulence in a first agglomeration device in the presence of a hydrocarbon binder, causing agglomerates from coal particles and binding agent and at the same time at least a certain proportion of the ash is released, separating the agglomerates thus formed from the ash-containing water phase, mixing the agglomerates with an additional amount of water and destroying the agglomerates, adding further amounts of binder and agglomerating the coal again under turbulent conditions in a second agglomerating device, separating the newly formed agglomerates from the ash
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teile enthaltenden Wasserphase, Aufnahme dieser Agglomerate in einem Kohlenwasserstoffbrennstoff und Zerstören der Agglomerate in der Kohlenwasserstoffphase unter Bildung einer Suspension von Kohleteilchen in dem Kohlenwasserstoffbrennstoff, wobei aus den in der zweiten Agglomerierungsstufe freigesetzten Kohleteilchen die gröbsten Teilchen abgetrennt, vermählen und in die erste Agglomerierungsvorrichtung zurückgeführt werden.water phase containing parts, inclusion of these agglomerates in a hydrocarbon fuel and destroying the agglomerates in the hydrocarbon phase to form a suspension of coal particles in the hydrocarbon fuel, wherein from the coal particles released in the second agglomeration stage the coarsest particles are separated, ground and returned to the first agglomeration device.
Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, daß bei dieser Ausführungsform die groben Kohleteilchen durch die zweite Agglomerierungsvorrichtung hindurchgehen.Of course, in this embodiment it is not necessary for the coarse coal particles to pass through the second agglomeration device go through.
Es wurde bereits vorstehend ganz allgemein darauf hingewiesen, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft von der bekannten Arbeitsweise unterscheidet, bei welcher grobe Teilchen aus einer wässrigen Suspension abgetrennt werden, bevor diese in eine Agglomerierungsvorrichtung eingespeist wird, da in diesem Fall auch grobe Kohleteilchen abgetrennt und im Kreislauf zurückgeführt werden.It has already been pointed out quite generally above that the method according to the invention advantageously differs from the known working method distinguishes in which coarse particles are separated from an aqueous suspension before this is fed into an agglomeration device, since in this case also coarse coal particles are separated and circulated to be led back.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden grobe Kohleteilchen mit einer Teilchengröße von mehr als 80 um abgetrennt, vermählen und im Kreislauf in eine Agglomerierungsvorrichtung zurückgeführt.According to a particularly preferred embodiment of the invention Coarse coal particles with a particle size of more than 80 µm are separated, ground and circulated in an agglomeration device returned.
Die Abtrennung dieser groben Teilchen erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Zentrifuge.These coarse particles are advantageously separated off by means of a centrifuge.
Falls für die Herstellung der wässrigen Ausgangssuspension Koh-If, for the production of the aqueous starting suspension, carbon
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leklumpen in einer Naßmühle zu den suspendierenden Teilchen vermählen werden, dann können auch die ausgesonderten groben Kohleteilchen über eine solche Naßmühle in die betreffende Agglomerierungsvorrichtung eingespeist werden.Grind the lumps in a wet mill to form the suspending particles then the separated coarse coal particles can also be fed into the agglomeration device concerned via such a wet mill be fed in.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden beiden Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following two examples.
Ein kg einer Kohleaufschlämmung, welche 200 g aschehaltiger Kohleteilchen (Durchmesser kleiner als 500 u, Gesamtaschegehalt 56 Gewichtsprozent) enthalt, wird in einem Laboratoriums-Pelletizer (Fassungsvermögen 1 Liter, Leistung 10 Watt) mit 2Q g eines schweren Heizöls (Viskosität 800 Sek.Redwood.j-) zu Pellets mit einem Durchmesser von 1 mm agglomeriert. Nach dem Absieben der Pellets zeigt sich, daß die auf dem Sieb zurückgebliebenen Pellets 25 Gewichtsprozent wasser und 18 GewLchtsprozent Asche, bezogen auf trockene binderfreie Basis, enthalten. Etwa I50 g der noch feuchten Pellets werden mit 100 g schwerem Heizöl vermischt. Die so erhältliche Suspension bleibt 2 Stunden stabil. Anschließend findet eine gewisse Absetzerscheinung statt, welche jedoch nach etwa 2 Tagen zum Stillstand kommt, da dann immer noch 80 $ der ursprünglichen Kohle suspendiert in dem Heizöl vorliegen.One kg of a coal slurry containing 200 g of ash-containing coal particles (diameter less than 500 u, total ash content 56 percent by weight) is placed in a laboratory pelletizer (Capacity 1 liter, power 10 watts) with 2Q g of a heavy fuel oil (viscosity 800 sec.Redwood.j-) to pellets agglomerated with a diameter of 1 mm. After the pellets have been sieved off, it can be seen that the ones left on the sieve Pellets 25 percent by weight water and 18 percent by weight ash, based on a dry, binder-free basis. About 150 g the still moist pellets are mixed with 100 g of heavy fuel oil. The suspension obtainable in this way remains stable for 2 hours. Then there is a certain sedimentation phenomenon, which comes to a standstill after about 2 days, because then always $ 80 of the original coal is still suspended in the fuel oil.
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- 13 Beispiel 2- 13 Example 2
Ein kg der gemäß Beispiel 1 hergestellten Kohleauf schlämmung läßt man so lange absitzen, bis sich ein praktisch stabiles Bett aus Kohleteilchen gebildet hat. Die überstehende Flüssigkeit und die obere Hälfte des abgesetzten Kohlebettes werden abgenommen und für eine spatere Verwendung beiseite gesetzt. Der Bodenteil des abgesetzten Bettes aus Kohleteilchen enthält zur Hauptsache Teilchen mit einem Durchmesser über 100 pm. Diese Kohleteilchen werden in Wasser erneut aufgeschlämmt und dann zusammen mit 4 Gewichtsprozent von schwerem Heizöl in einem Pelletizer mit hoher Scherwirkung (Passungsvermögen 1 Liter, Leistung j500 Watt) erneut agglomeriert und gleichzeitig vermählen. Die in den Agglomeraten vorhandenen Kohleteilchen gehen alle durch ein 200 pn-Sieb und enthalten 8 Gewichtsprozent Asche: Die neu gebi-Ufeten Agglomerate werden in dem restlichen Anteil der zunächst beiseite gesetzten Aufschlämmung suspendiert und nochmals unter Zusatz von 20 g Bindemittel agglomeriert.One kg of the Kohleauf slurry prepared according to Example 1 is allowed to settle until a practically stable one Has formed a bed of coal particles. The supernatant liquid and the upper half of the settled coal bed are removed and set aside for future use. The bottom portion of the recessed bed contains particles of coal mainly particles with a diameter of more than 100 μm. These coal particles are re-slurried in water and then together with 4 percent by weight of heavy fuel oil in one High shear pelletizer (fit 1 liter, Power j500 watts) agglomerated again and grinded at the same time. The coal particles present in the agglomerates all pass through a 200 pn sieve and contain 8 percent by weight of ash: The newly formed agglomerates are in the remaining portion suspended the initially set aside slurry and agglomerated again with the addition of 20 g of binder.
Die Pellets mit einer Größe von 4 bis β mm enthalten 4 Gewichtsprozent Wasser und 9":- Gewichtsprozent Asche, bezogen auf trokkene und bindemittelfreie Basis. Etwa 120 g dieser Pellets werden mit 100 g des schweren Heizöls vermischt, wodurch man eine nicht absetzende (2 Tage Beobachtung) Suspension von Kohleteilchen in Öl erhält.The pellets with a size of 4 to β mm contain 4 weight percent water and 9 " : - weight percent ash, based on dry and binder-free basis. About 120 g of these pellets are mixed with 100 g of the heavy fuel oil, resulting in a non-settling (2nd Days of observation) suspension of coal particles in oil is obtained.
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Claims (22)
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