DE2944737C2 - Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem Pyritgehalt - Google Patents

Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem Pyritgehalt

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DE2944737C2
DE2944737C2 DE19792944737 DE2944737A DE2944737C2 DE 2944737 C2 DE2944737 C2 DE 2944737C2 DE 19792944737 DE19792944737 DE 19792944737 DE 2944737 A DE2944737 A DE 2944737A DE 2944737 C2 DE2944737 C2 DE 2944737C2
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/005General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for coal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D3/00Differential sedimentation
    • B03D3/06Flocculation

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Calciumoxid im Schlamm in Oberschuß zu demjenigen Gehalt aufrecht erhalten wird, wie er zur Bildung einer gesättigten Lösung in der wäßrigen Phase des Schlammes ausreichen würde.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluorchlor-Derivat von Methan oder Äther als Agglomeriermittel benutzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomeriermittel ein Erdöldestillat oder Lösungsmittel ist, ein Nitrobenzol, Kerosin, ein Schmiermittel-, Brennstoff-, oder Restöl oder ein chloriertes Biphenyl.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohkohle, Agglomeriermittel, Calciumoxid, und Wasser kontinuierlich einer Vorrichtung, in der das Verfahren durchgeführt wird, zugeleitet werden und die Verfahrensprodukte kontinuierlich aus dieser Vorrichtung abgezogen werden und der Kohlegewinnungsvorgang kontinuierlich geführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehalt an Agglomeriermittel aufrecht erhalten wird, das aus der folgenden Gruppe von Stoffen gewählt ist:
Dichlorfluormethan;
Trichlorfluormethan,
l,l,2,2-tetrachlor-l,2-difluormethan; 1,1,2-trichlor-1,2,2-trifluoräthan; 1,1 -dichlor-1,2,2,2-tetraf luoräthan; 1 -chlor-2,2,2-trifluoräthan;
l.ldichlor^^-vrifluoräthan; 1 -chlor-2-fluoräthan und
Gemischen der oben genannten Stoffe.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit Entbinden der Kohle aus einem Gemenge, in welchem sie mit pyritischem Schwefel und anderen mineralischen Stoffen gebunden ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
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— Bildung eines Schlammes aus diesem Gemenge mit einer wäßrigen Trägerflüssigkeit, gegenüber der sich der pyritische Schwefel und die anderen mineralischen Stoffe hydrcphil verhalten;
— Aufrechterhalten eines solchen Gehaltes an Fluor-Kohlenstoff, bezüglich dessen sich die Kohleteilchen hydrophob verhalten, in dem Schlamm, der ausreicht, die Agglomeration der Kohle bewirken zu lassen;
--- Zerkleinern (Ausmahlen) der Gemenge-Teilchen in dem Schlamm bis zum Trennen des pyritischen Schwefels und der anderen mineralischen Stoffe von der Kohle unter Bildung von Kohleteilchen mit frisch freigelegten Oberflächen in der gesteuerten Umgebung;
— mechanisches Hervorrufen von Zusammenwachsen der Produktkohle-Teilchen zu Agglomeraten und Austreiben des pyritischen Schwefels und anderer mineralischen Stoffe aus den Agglomeraten in Dispersion in der wäßrigen Trägerflüssigkeit;
— Aufrechterhalten eines wirksamen Gehaltes an Calciumoxid im Schlamm für Beschleunigung des Austreibens des pyritischen Schwefels aus den Agglomeraten; und
— Gewinnung der Produktkohle-Agglomerate aus dem Schlamm.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Fluorkohlenwasserstoff aus der Gruppe folgender Stoffe ausgewählt wird:
Dichlorfluormethan;
Trichlorfluormethan;
1,1,2,2,-Tetrachlor-1,2-difluorniethan; 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan; U-Dich!or-l,2,2,2-telrafluoräthan; 1 -Chlor-2,2,2-trifluoräthan;
1.1 Dichlor-2,2,2-trifluoräthan; 1-Chlor-2-fluoräthan und Gemisch dieser Stoffe.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einmal während des Prozeßzyklus die wäßrige Trägerflüssigkeit und das in ihr dispergierte Material entfernt und durch unbeladene wäßrige Flüssigkeit ersetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit pyritischem Schwefel und mineralischen Stoffen beladene Trägerflüssigkeit kontinuierlich aus dem Schlamm entfernt und durch unbeladene wäßrige Flüssigkeit ersetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumoxid dem Schlamm zudosiert wird.
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit minimalem Pyrit-Gehalt aus einem Rohkohle enthaltenden wäßrigen Schlamm.
In dieser Anmeldung werden im folgenden Bezeichnungen benutzt, die wie folgt definiert sein sollen:
65 Rohkohle:
Hierunter soll im Rahmen dieser Anmeldung ein Gemenge aus Kohle und Mineralstoff bzw. Gestein
verstanden werden (was wiederum im Rahmen der Anmeldung der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber eine Bezeichnung dafür sein soll, daß auch anderes anorganisches Material enthalten sein kann und wobei die Kohleteilchen und die Gesteinsteilchen zum Teil in Art eines Konglomerates aneinander haften können). Im allgemeinen stellt Rohkohle das Ausgangsmaterial für ein Verfahren dar, um pyritischen Schwefel und mineralisches Material zu entfernen. Die Rohkohle kann wie abgebaut beschaffen sein, mit oder ohne einer ersten Behandlung unterworfen zu sein, oder sie kann das schwarze Wasser aus einer mit Flüssigkeit arbeitenden Anreicherungsanlage oder Feinkohle aus einem Schlammteich usw. sein.
Produktkohle:
Hierunter ist die kohlenstoffhaltige Kohlenphase zu verstehen, die in einem besonderen Reinigungsprozeß gewonnen wird und bis zu 99 Gew.-% oder mehr Kohle enthält.
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Die ältere deutsche Patentanmeldung P 29 30 976.0 der Anmelderin befaßt sich mit einem neuartigen Verfahren zum Reinigen von Kohle, das die folgenden Schritte enthält:
a) Zerkleinern von Rohkohle in wäßrigem Schlamm in Gegenwart eines Fluorkohlenstoffs, bezüglich dessen sich die Kohle hydrophob verhält, um zwei Phasen zu erzeugen, von denen die eine aus Gesteinsteilchen und die andere aus Kohleteilchen mit frisch exponierten Oberflächen zusammengesetzt ist;
b) mechanisches Zusammenzwingen der Kohleteilchen im Schlamm in Gegenwart des Fluorchlorkohlenstoffs, um die Kohleteilchen zu agglomerieren und Wasser und Mineralteilchen von den Agglomeraten in die wäßrige Phase des auszustoßen; und
c) Kneten bzw. Bearbeiten der Agglomerate, um zusätzliches Gesteinsmaterial und Wasser hiervon auszutreiben.
Dieser Anreicherungsprozeß führt zu einer Produktkohlenphase, die aus dichten Agglomeraten besteht und einer wäßrigen Trägerflüssigkeit-Gesteins-Phase. Dieser oben beschriebene Agglomerationsprozeß ist aufgeklärten Gründen ist Calciumoxid in der Gegenwart von frisch exponierten, unoxidierten Oberflächen, wie sie durch das Zerkleinern der Rohkohle erzeugt werden, dahingehend wirksam, daß es pyritische Materialien veranlaßt, in der wäßrigen Phase des Schlammes dispergiert zu bleiben, ohne das Zusammenwachsen der Produktkohle nachteilig zu beeinflussen. Dies bedeutet, daß das Calciumoxid offensichtlich die Fähigkeit des pyritischen Materials zusammen mit der Produktkohle behindert, ohne das Agglomerieren der letzteren zu beeinflussen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, den Gehalt an pyritischem Schwefel der Kohle auf eine Größe abzusenken, die bisher nur durch nicht mit Kohlereinigung in Wettbewerb stehende chemische Prozesse der Kohlebehandlung, wie Oxidation, Vergasung und Verflüssigung, vergleichbar erreicht wurden. Es wurden mit der Erfindung Gehalte an pyritischem Schwefel erreichbar, von nur wenigen Hundertstel eines Prozents.
Es ist aus US-PS 39 19 080 beispielsweise bekannt, daß Natriumsulfid benutzt werden kann, um in Kohlegewinnungsprozessen den Pyritgehalt zu senken. Dieser Vorschlag ist aber nachteilig gegenüber der Erfindung, weil das nach US-PS 39 19 080 benutzte, den Pyritgehalt herabsetzende Mittel die Konzentration von Natrium-Ionen in der Kohle erhöht. Als Folge wird die Schmelztemperatur der bei der Verbrennung der Kohle gebildeten Asche in einen Bereich herabgesetzt, in welchem die von der Asche hervorgerufenen Korrosionsprobleme kritisch werden.
Ferner läßt sich mit Natriumsulfid benutzenden Prozessen nur wesentlich geringere Herabsetzung des Pyritgehalts in der Kohle erreichen als mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In US-PS 36 37 464 ist ein Kohleveredelungsverfahren beschrieben, das zunächst nach erstem Anschein dem erfindungsgemäßen Verfahren ähnlich zu sein scheint, weil Kalk als Additiv benutzt wird. Die Schlammes 40 genauere Betrachtung ergibt jedoch, daß tatsächlich nur sehr geringe Ähnlichkeit zwischen beiden Verfahren besteht. Nach US-PS 36 37 464 wird der Kalk einer wäßrigen Dispersion von Kohle beigegeben, nachdem die Kohle zur Verkleinerung ihrer Teilchen gemahlen worden ist. Als Folge wird das Calciumoxid nur mit oxidierten Oberflächen von Kohleteilchen in Berührung gebracht, und es kann daher nicht in solcher Weise mit der Kohle zusammenwirken, wie sie im Zusammenhang mit der Erfindung für die Verminderung des Gehaltes an
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geeignet, den Mineralstoffgehalt von Kohlen auf Werte 50 pyritischem Schwefel in der Produktkohle gefunden
abzusenken, die merklich selbst unterhalb derjenigen ' " "
liegen, die bei Benutzung des aus DE-OS 26 12 441 bekannten Verfahrens liegen. Dieser Agglomerationsprozeß ist aber nicht so wirksam, wie man es sich für das Entfernen von pyritischem Schwefel aus zu reinigender Kohle wünschen würde. Dies ist in gewissen Fällen nachteilig, weil nachfolgende Verbrennung der Kohle zum Entstehen von Schwefeldioxid und damit erheblicher Umweltbelastung in der Atmosphäre führt. worden ist (wie oben dargelegt, erfordert dieser Erfindungsgedanke, daß das Calciumoxid mit frisch freigelegten Oberflächen der Rohkohleteilchen zusammenwirkt).
Ferner hat das Verfahren nach US-PS 36 37 464 notwendiger Weise zur Folge, daß ein Film von als Oberbrückungsmittel benutztem Öl auf den Oberflächen der Produktkohle zurückgelassen wird und hohe Temperaturen benutzt werden müssen, um dieses Öl
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, 60 wiederzugewinnen, wenn man es nicht auf der Kohle
neuartige, verbesserte Kohlereinigungsprozesse vorzu- lassen will. Dies kann das Verfahren in vielen Fällen
schlagen, die eine Agglomerationstechnik benutzen, die unwirtschaftlich machen, aufgrund des Verlustes an
auch die Fähigkeit zum Reduzieren des Gehaltes an nicht zurückgewonnenem Überbrückungsmitrel bzw.
pyritischem Schwefel in der Produktkohle auf einen aufgrund der verbrauchten Energie zur Rückgewinnung
außerordentlich niedrigen Wert bieten. Generell wird 65 des Öls, wenn es nicht auf der Kohle gelassen wird Die
diese Aufgabe durch die Erfindung durch Zufügen von oben erläuterten Schwierigkeiten werden beim erfin-
Calciumoxid entweder in anhydrierter oder hydrierter dungsgemäßen Verfahren vermieden. Das letztere
Form zu der zu reinigenden Kohle gelöst. Aus nicht voll erlaubt die Benutzung solcher Materialien, die in
■ praktisch quantitativem Maß von der Produktkohle zurückgewonnen werden können und nur ein Bruchteil der in dem bekannten Verfahren aufzuwendenden Energiemenge wird benötigt, um die Verfahrensmaterialien zurückzugewinnen.
In US-PS 40 33 729 ist ein anderes Kohle-Anreicherungsverfahren beschrieben, bei welchem Kalkstein als Additiv benutzt werden kann. Jedoch wird in diesem FaIi das Additiv nicht in solcher Weise und nicht für solche Zwecke benutzt, wie bei der Erfindung. Statt dessen wird es zur Beschleunigung des Zusammenwachsens von Teilchen aus anorganischen Mineralien in einem umgekehrten Agglomerationsprozeß angewandt. US-PS 40 80 176 offenbart ein Kohle-Anreicherungs verfahren, das etwas mit der Erfindung ähnlich ist dahingehend, daß Calciumhydroxid als ein Hilfsmittel zur Entschwefelung benutzt werden kann. Im übrigen ist das Verfahren völlig von demjenigen gemäß der Erfindung verschieden. Es wird bei hohen Temperaturen (vorzugsweise oberhalb 250°C) und unter sehr hohem Druck (100 atü ist erwähnt) ausgeführt, und das Calciumhydroxid wird nur als eine Solobilisationshilfe für unlösliche Schwefelverbindungen in der zu bearbeitenden Kohle benutzt, nicht aber zur Erzielung einer Abtrennung von pyritischen Schwefelteilchen aus der Produktkohle.
Kalk wird auch in Flotationsprozessen als Absetzmittel und zur Einstellung des pH-wäßriger Schlammgrundstoffe benutzt, wie dies in US-PS 27 84 468 und 33 94 893 angegeben wird. Jedoch wird auch dort der Kalk in solcher Weise und für solche Zwecke benutzt, wie sie sich vollständig von der Erfindung unterscheiden, dahingehend, daß bei diesem bekannten Einsatz von Kalk keine Gegenwirkung zwischen dem Additiv und unoxidierten Oberflächen auf Kohleteilchen vorgesehen ist.
Wie oben erläutert, ist die Gegenwart von Natrium-Ionen in Kohle wegen der von ihnen hervorgerufenen Korrosionsprobleme unerwünscht Im Gegensatz kann die Gegenwart von Calcium-Ionen von entscheidendem Nutzen sein. Wenn die Kohle verbrannt wird, reagieren die Calcium-Ionen mit dem restlichen Schwefel in der Kohle und bilden einen Niederschlag, der leicht aus den Verbrennungsprodukten entfernt werden kann. So erleichtert die Gegenwart von Calcium-Ionen in der gemäß der Erfindung behandelten Kohle beträchtlich die Entfernung von Verunreinigungen aus den Verbrennungsprodukten.
Es ist auch nachgewiesen, daß Calcium die Reaktivität der Kohle bei Hydrovergasung und Dampfvergasung erhöht. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil in dieser Hinsicht, daß das Calcium in einem solchen Verhältnis zur K.ohie vorhanden ist, wie es die katalytische Aktivität des Metalls in solchen Reaktionen verstärkt Ein anderer wichtiger und hauptsächlicher Vorteil der Erfindung liegt in der Schaffung eines neuartigen, verbesserten Kohle-Reinigungsprozesses der beschriebenen Art, mit dem die Herabsetzung des Gehaltes an pyritischem Schwefel mit nur sehr geringen Kosten erreicht wird. Ein weiterer wichtiger und hauptsächlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß sich die Verminderung des Gehaltes an pyritischem Schwefel um ein unerwartet und überraschend hohes Maß reduzieren läßt und daß sich der in der Produktkohle zurückgelassene Gehalt an Calciumoxid auf für die Weiterverwendung der Kohle vorteilhafte Wirksamkeit einstellen läßt Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt ein Flußdiagramm einer nach der Erfindung arbeitenden Anlage zur Erzeugung von Kohle mit geringem Gehalt an pyritischem Schwefel. Nach der Zeichnung wird die Trennung der Kohle von daran gebundenem pyritischem Schwefel und anderem mineralischem Material und die darauffolgende Agglomerierung der Kohleteilchen in einer Mühle 10 ausgeführt, die beispielsweise eine Reibungsmühle (vergl. z. B. US-PS 27 64 359), eine Kugelmühle, eine Schlagmühle, eine Steinmühle, eine gegenläufige Stiftmühle, ein Kollergang, eine Kolloidmühle, eine Scheibenmühle, ein Desintegrator, eine Hammermühle, eine Kugelmühle mit Kieselsteinen, eine Pendelmühle, eine Stiftmühle, eine Raymond-Pendelmühle oder eine Stabmühle sein kann. Dieser Arbeitsgang kann bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck ausgeführt werden. Die Mühle 10 reduziert die Größe des ihr zugeführten Materials und befreit dadurch die Produktkohle von pyritischem Schwefel und anderem Mineralstoff bzw. Gestein, an die sie gebunden ist, unter Exponieren bzw. Freisetzen frischer Oberflächen an den Kohleteilchen. Die Mühle liefert auch mechanische Kräfte, die die Kohleteilchen in Agglomerate der gewünschten Art zusammenpressen und die Mineralstoff- bzw. Gesteinsteilchen und Wasser von dem Agglomerat ausstoßen. Zusätzlich erzeugt sie Kräfte, die die Agglomerate kneten und bearbeiten, um zusätzlich Mineralstoffteilchen und Wasser aus diesem auszutreiben. Die Rohkohle (d. h. die zu reinigende Kohle) und ein Agglomeriermittel und hydriertes oder anhydritisches Calciumoxid (im folgenden mitunter als »Additiv« bezeichnet) werden in die Mühle über generell mit dem Bezugszeichen 12, 14 und 15 belegte Überführungseinrichtungen eingeführt. Soweit Wasser benötigt wird, wird dieses durch die Leitung 16 in die Mühle 10 eingeführt.
Die Mindestmenge an Agglomeriermittel ist diejenige, wie sie für das wirksame Agglomerieren der Produktkohle-Teilchen erforderlich ist. Hierzu sind 2 bis 10 Gew.-% Agglomeriermittel bezogen auf das Gewicht des benutzten Systems von flüssigem Träger-Rohkohle-Agglomeriermittel-Additiv erforderlich, je nach Art des Agglomeriermittels und Natur der Kohle.
Das Gewichtsverhältnis von Agglomeriermittel zu Kohle wird im Bereich zwischen 0,13 bis 2,5 gehalten, wobei ein Gewichtsverhältnis um 0,6 in typischen Anwendungsfällen der Erfindung bevorzugt ist. Bei geringeren Gewichtsverhältnissen ist die Menge an Agglomeriermittel nicht ausreichend, um die gewünschte vollständige Agglomeration der Produktkohle zu erzielen. Bei höheren Gewichisverhälinissen als angegeben wird möglicher Weise die wirksame Ausstoßung der Mineralstoffteilchen nicht erreicht, weil der Oberschuß an Agglomeriermitteln einen Film bildet, durch den beträchtliche Mengen von Teilchen aufgrund zu geringer Energie nicht entweichen können.
Zweckmäßig ist es, 70 Prozent Wasser, bezogen auf das Gewicht des Systems von Rohkohle-Agglomeriermittel, Additiv-Flüssigkeit aufrecht zu erhalten. Geringe Mengen bieten nicht einen ausreichend breiten Flüssigkeitskörper, um den pyritischen Schv/efel und anderen Mineralstoff in Suspension zu halten, was für das erfindungsgemäße Verfahren wichtig ist
Oftmals ist das der Rohkohle beigegebene Wasser selbst ausreichend, um diese oben angegebene Anforderung zu erfüllen, so daß es nicht notwendig ist,
zusätzliches Wasser einzuführen. Ein Beispiel hierfür ist, daß das Ausgangsmaterial aus einem Schlammteich eingepumpt wird.
Die Maximalmenge an Wasser und Agglomeriermittel, die in der Mühle 10 geduldet werden kann, bestimmt sich durch die Grenze, bei der die Zerkleinerung der Teilchen in der Mühle unwirksam wird. Abhängig von der Art der benutzten Mühle können bis zu 98% kombiniertem Wasser und Agglomeriermittel benutzt werden, bezogen auf das Gewicht der Rohkohle.
Als Agglomeriermittel können gewisse Fluorchlor-Derivate des Methans oder Äthans benutzt werden.
Diejenigen Fluorchlorkohlenstoff-Derivate, gegenüber denen sich Kohle hydrophob verhält und die aufgrund ihrer Siedepunkte (ca. 0,5 bis 70,50C) und anderer physikalischen Eigenschaften (niederer Viskosität, latente Verdampfungswärrne, Oberflächenspannung und Fehlen von Neigung zur Bildung von Azeotropen) besonders geeignet erscheinen, sind:
1 -Chlor-2,2,2-trifluorethan
l,l-Dichlor-2,2,2-trifluorethan
Dichlorfluormethan
l-Chlor-2-fIuorethan
1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan
1,1,2-Trichlor-1,2,2,2-tetrafluorethan
Trichlorfluormethan
Auch Gemische der obigen Verbindungen können benutzt werden.
Von den aufgeführten Verbindungen sind alle — außer den letzten drei — gegenwärtig vielleicht zu teuer, um nach ökonomischen Gesichtspunkten in der Praxis eingesetzt zu werden. Von den letzteren sind i,i,2-Trichlor-l,2,2-trifluoreihan und Trichlorfluormethan zu bevorzugen wegen ihrer optimalen physikalischen Eigenschaften, chemischen Aktivität und relativ geringen Kosten.
Es können auch herkömmliche Agglomeriermittel im erfindungsgemäßen Verfahren benutzt werden, wobei jedoch Fluorchlorkohlenstoff-Agglomeriermittel aufgrund ihrer Vorteile zu bevorzugen sind (vergl. deutsche Patentanmeldung P 29 30 976). Benutzbare herkömmliche Agglomeriermittel sind beispielsweise Erdöldestillate, Nitrobenzol, Petroleum-Lösungsmittel, beispielsweise von Art solcher, wie unter dem Namen »Varsol« bekannt. Kerosin, Schmiermittel-, Heiz- und Restöle, chlorierte Biphenyle, flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Pentan und Gemische von zwei oder mehreren dieser genannten Stoffe.
Zwischen 0,13 bis 0,53 Gew.-% Calciumoxid oder Calciumhydroxid (berechnet auf CaO), bezogen auf das Gewicht des Wassers in tier Mühle öder änderen Verfahrenseinrichtungen, wird benutzt
Das angegebene Minimum ist in Überschuß gegenüber der im Wasser löslichen Menge des Calciumoxids (1,87 Gramm/Liter bei Standardbedingungen), wodurch sichergestellt ist, daß ein Überschuß der Verbindung über diejenige Menge besteht, wie sie zur Erzeugung einer gesättigten Lösung benötigt wird, in dem Wasser-Kohle-Agglomeriermittel-Additiv-System existiert. Diese Aufrechterhaltung eines Überschusses an Calciumoxid hat sich durch Versuche als besonders vorteilhaft für die wirksame Eliminierung von pyritischem Schwefel erwiesen, offenbar weil ein Überschuß Ca(OH)2 ein Erfordernis für besonders wirksames Ausstoßen des Pyrits aus den Kohle-Agglomeraten ist
Der Überschuß an Calciumoxid über diejenige Menge hinaus, die eine gesättigte Lösung erzeugt, als Mechanismus zum Ausstoßen von pyritischem Schwefel unterscheidet das erfindungsgemäße Verfahren klar von demjenigen nach US-PS 36 37 464. Im letzteren Fall wird Calciumoxid — in Mengen unterhalb der Sättigung — zum Modifizieren des pH-Wertes benutzt, während andere Verbindungen zum Senken des Pyritgehaltes dienen.
Wenn der Gehalt an Calciumoxid nicht ausreichend
ίο ist, um diesen Überschuß zu bilden oder aufrecht zu erhalten, läßt sich mit dem Additiv nicht die gewünschte Absenkung des Pyritgehaltes in der Produktkohle erzielen. Mengen an Calciumoxid oberhalb der angegebenen Grenze können zur Folge haben, daß die Produktkohle in der wäßrigen Phase des Schlammes in solchem Ausmaß in Dispersion gehalten wird, daß sich ein merklicher Ausbeuteverlust ergibt. Es kann entweder anhydritisches oder hydriertes Calciumoxid benutzt werden, wobei das letztere im wesentlichen nach ökonomischen Gesichtspunkten und Wirksamkeit zu bevorzugen ist.
Ein typisches Gemenge besteht aus (bezogen auf das Gewicht des Systems): 15% Rohkohle, 9% 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trif luoi ethan-Agglomeriermittel, 75.5% Wasser und 0,5% hydriertem Calciumoxid (berechnet auf CaO). Die Verweilzeit in der Mühle ist so einzustellen, wie es notwendig ist, um eine ausreichende Verkleinerung der Teilchengröße zu erzielen, um die Rohkohle in solche Teilchen zu trennen, die hauptsächlieh Produktkohle, pyritischer Schwefel und andere mineralische Stoffe sind und unoxidierte Oberflächen an diesen Teilchen zu bilden und anschließend die Agglomeration der Produktkohle-Teilchen zu bewirken. Wirksame Trennung der Kohle von den an sie gebundenen pyritischen Schwefel und anderen mineralischen Stoffen erfordert, daß die Rohkohle auf eine Größe von ca. 50 μπι verkleinert wird. In einer Kugelmühle erfordert dies im typischen Fall eine Behandlungszeit von ca. 2 Stunden für eine representative Kohle. Bei Benutzung anderer Mühlentypen kann diese Zeit auf Minuten verkürzt werden, wenngleich dies wiederum eine Frage der Kosten für höheren Energiebedarf, eine Frage der Reduktion in der zulässigen Konzentration der Teilchen und bzw. oder des Absatzes sein kann, die die Bedeutung und Wichtigkeit der Verminderung der Bearbeitungszeit herabsetzen kann.
Wesentlich ist, daß die Rohkohle frei von großen Mengen von ultrafeinem Material ist. Die Agglomeration der Produktkohleteilchen beruht auf oberflächenaktiven Phenomenen, die nur auf frisch freigelegten Oberflächen der vorherrschenden Produktkohle-Teilchsn wirksam sind. Da Kohle an Luft schnell an ihrer Oberfläche oxidiert, bedeutet dies, daß solche Oberflächen in der kontrollierten Umgebung innerhalb der Mühle gebildet werden müssen. Das Aufbrechen der Kohleteilchen im notwendigen Maß, um frische Oberflächen zu erzeugen, kann nicht, und zwar selbst nicht mit verlängerten Behandlungszeiten, in der Mühle erreicht werden, wenn große Mengen von ultrafeinen Kohleteilchen in der Rohkohle enthalten sind.
Darüberhinaus erfordert, wie oben erläutert, die gewünschte Zurückführung des pyritischen Schwefels zur wäßrigen Phase des Schlammes auch extensive Erzeugung von frischen Oberflächen auf denjenigen Teilchen, die vorherrschend pyritischer Schwefel sind.
Es kann auch wichtig sein, daß die Teilchen aus mineralischen Stoffen in ähnlicher Weise in einer
kontrollierten Umgebung gebrochen werden.
Das Erfordernis, daß nur ein begrenzter Bruchteil der ultrafeinen Teilchen in einem Ausgangsmaterial enthalten sein soll, verlangt, daß die der Mühle zugeführte Rohkohle eine untere Teilchengröße von etwa 0,25 mm hat.
Das Calciumoxid wird bei chargenweisem Betrieb dem Schlamm möglichst über die Verweilzeit in der Mühle zudosiert oder zugemessen. Diese Art der Zugabe des Oxids hat zur Folge, daß eine wesentlich geringere Pyritmenge in der Produktkohle verbleibt, als wenn in einem Chargenbetrieb das Calciumoxid dem Schlamm bei Beginn oder während des Anreicherungsschrittes des Verfahrens beigegeben würde.
Es ist ferner vorteilhaft, das Wasser oder den wäßrigen Teil des Schlammes nach einer Mahldauer von 15 bis 45 Minuten zu wechseln, oder wie üblich ein Abführen von mit Abfällen beladenem Wasser und gleichzeitiges Auffüllen dieser Phase mit frischem Wasser (mit einem Überschuß an Kalk oder anderer Form von CaO) vorzunehmen. Dann kann man eine Zufuhrmenge und Abzugsmenge etwa bei 100 bis 120% pro Stunde bezogen auf das Volumen der wäßrigen Trägerflüssigkeit vorsehen.
Es ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Rohkohle und das Agglomeriermittel der Mühle zusammen mit dem Wasser und dem Additiv zugemessen und die Verfahrensprodukte kontinuierlich abgezogen werden können, wodurch ermöglicht wird, das Verfahren kontinuierlich (im Gegensatz zum Chargenbetrieb) durchzuführen.
Die wäßrige Trägerflüssigkeil, die Produktkohle-Agglomerate, der pyritische Schwefel und die anderen Gesteinsmaterialien werden aus der Mühle über eine Trennvorrichtung !8 abgezogen. Dies ist im typischen Fall ein Siebband und hat zur Folge, daß das mineralische Material und das Wasser von den Produklkohle-Agglomeraten abgetrennt werden. Diese Trennvorrichtung 18 leitet das Wasser und die mineralischen Stoffe zu einem herkömmlichen Eindikker 20. Hier werden der pyritische Schwefel und die anderen Mineralstoffe vom Wasser getrennt. Das Wasser kann zurückgeführt werden, wie dies durch den Pfeil 22 angedeutet ist, während die mineralischen Stoffe zu einer Abfallhalde gebracht werden können, wie dies durch den Pfeil 24 angedeutet ist.
Spuren von Agglomeriermittel können von dem Schlamm zusammen mit der mit Mineralstoff bdadenen wäßrigen Phase während des Auffrischen dieser Phase mit frischer wäßriger Flüssigkeit weggetragen werden. Das Agglomeriermittel kann aber leicht in herkömmlichen Adsorbern unter Umständen wiedergewonnen werden, wo dies wirtschaftlich gerechtfertigt erscheint.
Werden Fluonrhlorkohlenstoffe oder andere rückgewinnbare Agglomeriermittel benutzt, werden die Produktkohle-Agglomerate, die durch das Siebband oder eine andere Trennvorrichtung 18 von den Mineralstoffen abgetrennt worden sind, zusammen mit den sie begleitenden Beladungen an Fluorchlorkohlenstoff und Feuchtigkeit in einen Evaporator 26 überführt, in welchem zumindest das Agglomeriermittel von den Agglomeraten abgezogen wird. Die an den Agglomeraten gebundene Feuchtigkeit kann im Evaporator 26 ebenfalls von der Kohle abgezogen werden. Jedoch ist es nicht in jedem Fall notwendig, daß alle oder auch nur ein Teil der Feuchtigkeit entfernt wird, und es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß eine praktisch quantitative (über 99%) Rückgewinnung des Agglomeriermittels ausgeführt werden kann, ohne das Wasser entfernen zu müssen.
Es kann auch mechanische Entfernung von Flüssigkeit benutzt werden in Zusammenwirken mit dem Evaporator 26, um dessen Belastung und Betriebskosten zu vermindern, insbesondere in solchen Fällen, in denen der Feuchtigkeitsgehalt der Kohle groß genug ist, um dies zu gewährleisten. Einfach durch Hindurchführen eines typischen Agglomerates durch den Spalt zwischen zwei herkömmlichen Wringwalzen kann beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt des Agglomerats auf die Größe von etwa 10 Gew.-% verringert werden. Generell wird jedoch mechanische Entwässerung nicht zu benutzen sein, da der Feuchtigkeitsgehalt des Agglomerats im typischen Fall nicht oberhalb 10 bis 25 Gew-% liegt.
Das Agglomeriermittel und jegliche Feuchtigkeit, die vom Evaporator zurückgewonnen werden, können in eine Rückgewinnungseinheit 28 überführt werden, in der das Wasser und das Agglomeriermittel getrennt werden. Das Agglomeriermittel wird — wie durch Pfeil 30 angedeutet — zurückgeführt, und das Wasser (Pfeil 32) kann ebenfalls zurückgeführt werden.
Die folgenden Beispiele beschreiben repräsentative Versuche, die verschiedene Seiten des erfindungsgemä-Ben Kohlereinigungsverfahrens illustrieren.
Beispiel I
Kohle von Central Ohio Meigs No. 9 seam, hat einen hohen Prozentsatz von pyritischem Schwefel, von dem ein Großteil in Form von ultrafeinen Teilchen vorliegt. Ein Liter Wasser wurde mit 100 g Rohkohle mit einer Korngröße von etwa 0,6 mm und 30 ml 1,1,2-Trichlor-1,2,2-tetrafluorethan-Agglomeriermittel in einer Kugelmühle gemischt, die Mahlkugeln mit 2 cm Außendurchmesser enthielt. Das System wurde abgedichtet und über eine Zeit von 1 Stunde in Drehbewegung gehalten. 2 Gramm CaO wurden in 120 ml Wasser aufgeschlemmt, um ein wäßriges Medium zu bilden, das eine gesättigte Calciumlösung und einen Überschuß an Calciumoxidverbindung enthält. Dies wurde der Mühle in Mengen von etwa 1 ml pro Minute über die gesamte Zeitdauer, in der die Mühle betrieben wurde, zugemessen. Nach zwei Stunden wurde die in der Mühle gefundene agglomerierte Kohle von der Wasser-Mineralstoff-Phase durch Hindurchführen des gesamten Gemisches durch ein 3-mm-Sieb getrennt Die Kohle-Agglomerate wurden mit klarem Wasser in die Mühle zurückgeführt und der Arbeitsablauf wiederholt, bis die nach dem Mahlen vorhandene Wasserphase im wesentlichen frei von Mineralstoffen war. Die erhaltenen Agglomerate aus gereinigter Kohle hatten einen Durchmesser zwischen 0,5 und 3 cm. Die Agglomerate wurden getrocknet und einer chemischen Analyse unterzogen.
Um eine Vergleichsgrundlage zu schaffen, wurde die obige Prozedur in gleicher Weise, jedoch ohne Zugabe von Calciumoxid ausgeführt Um eine weitere Vergleichsgrundlage zu schaffen, wurde Rohkohle gleicher Herkunft unter Benutzung eines Chargentests mit Schwerkrafttrennung gereinigt, wie es in DE-OS 26 12 441 beschrieben ist, wobei Trichlorfluormethan als Trennflüssigkeit benutzt wurde. Die aus repräsentativen Versuchen erzielten Daten sind in Tabelle 1 zusammengestellt Alle Daten beziehen sich auf Trockenbasis und alle Prozentangaben auf Gewichte mit Ausnahme der kj- Ausbeute bzw. BTU-Ausbeute.
Wie oben mit einbegriffen, enthält ein Teil der bei Ende des Mahlschrittes vorhandenen Teilchen beides.
ti
nämlich Kohle und pyritischen Schwefel. Weil diese Teilchen dazu neigen, in der wäßrigen Flüssigkeit dispergiert zu bleiben, äußerte sich die erhöhte Reduktion in Gehalt an pyritischem Schwefel bei diesem Prozeß durch eine Reduktion in der Ausbeute, wie dies die tabellieren Daten zeigen. Trotzdem ist die
Ausbeute noch hoch genug, um von kommerziellem Standpunkt sehr attraktiv zu sein, und sie ist sehr viel höher als bei irgendeinem Prozeß, der geeignet ist, den Gehalt an pyritischem Schwefel auf ein Niveau herabzusetzen, das sogar noch eine Größenordnung höher liegt als im vorliegenden Fall.
Tabelle 1
Material
Rohkohle
Produktkohle A
Produktkohle B
Produktkohle C
L VllUllOllglVÜU.
Prozentsatz (Gewicht)
Asche
Pyritischer Schwefel
kg/106 kJ:1)
Asche
Pyritischer Schwefel
Reduktion in %:
Asche
Pyritischer Schwefel
kJ/kg
Heizwert-Ausbeute in %
10 rnrn
22.83
3.26
9.17
1.32
24.906
0,25 rnm
8.08
0.85
2.64
0.28
83.9
89.2
30.642
50.2
fein
6.87
3.01
2.21
0.97
80.5
40.3
31.105
99
fein
2.58
0.07
0.79
0.02
94.0
98.9
32.529
69.4
') Bezogen auf Gewicht an Rohkohle.
A - Gereinigt durch Schwerkraft-Trennungsverfahren gemäß DE-OS 26 12 441.
B - Gereinigt durch Verfahren gem. dt. Patentanmeldung P 29 30 976.0 unter Benutzung von l,l,2-TrichJor-l,2,2-trifiuorethan als Agglomeriermittel.
C - Gereinigt durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Benutzung von l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluorethan als Agglomeriermittel.
Es ist auch wichtig, daß der in der Produktkohle zurückbleibende Mineralstoffgehalt von 40 Gew.-% in einer typischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Calciumoxid ist. Bei Kohle für Dampferzeugung ist dies ein Vorteil und keineswegs ein Nachteil, weil — wie oben dargelegt — die Calcium-Ionen bei der folgenden Verbrennung der Kohle freiwerdenden Schwefel binden und fällen und damit ausschließen, daß mii diesem Schwefel die Umwelt belastet wird.
Weiterhin sind die Calcium-Ionen fest mit den Kohleteilchen verbunden und erhöhen dadurch die Reaktivität der Kohle in Hydrovergasungs-Prozessen und Dampfvergasungs-Prozessen in Vergleich zu den Reaktivitäten, wie sie durch die herkömmlichen Verfahren zum Imprägnieren des Ausgangsmaterials für solche Prozesse durch Benutzen einer wässerigen Lösung von Calciumoxid erreichbar sind.
B e i s ρ i e 1 II
Um ferner die Wirksamkeit des erFindungsgemäßen Verfahrens beim Abtrennen von pyritischem Schwefel von Kohle zu beweisen und zu zeigen, daß das Verfahren generell anwendbar ist, wurde die oben beschriebene Mahlprozedur mit der Kugelmühle benutzt um Kohlen der Herkunft Upper Freeport, Lower Freeport und Upper Kittanning zu reinigen. Die mit diesen Versuchen erzielten Daten sind in Tabelle 2 niedergelegt, in welcher — wenn nicht anders angegeben, Gewichts-Prozent benutzt werden.
Obgleich keine besonderen Anstrengungen unternommen wurden, um das Verfahren für die besonderen, in diesem Beispiel betroffenen Kohlensorten anzupassen, wurden Brennwertausbeuten im Mittel von 97% und Verminderungen im Gehalt an pyritischem Schwefel erreicht, die nahe dem theoretischen Maxima für diese besonderen Kohlen liegen.
Tabelle 2
Lagerstätte Produkt Upper Freeport Produkt Lower Kittannmg Produkt-
kohle kohle kohle
Lower Freeport 4.69 (Penn.) 5.54 (Penn.) 9.25
Herkunft 1.13 1.19 1.77
(Penn.) 83.8 Rohkohle 68.2 Rohkohle 83.0
Material 98.2 96.4 95.7
Rohkohle 92.0 29.76 82.0 20.35 94.0
Asche (Gew.-%) 2.30 4.68
Schwefel, gesamt (Gew.-%) 16.68 - -
Gew.-Ausbeute (%) 2.87 - -
Heizwert-Ausbeute (%) - - -
Reduktion des Pyritischen -
Schwefels (%) -
Beispiel III
Es wurde ein Versuch mit Kugelmühle, wie oben beschrieben, an Kohle der Sorte Meigs No. 9 durchgeführt unter Ersetzen des Calciumoxids durch nahe verwandte chemische Verbindungen, nämlich hydratisiertem Bariumoxid Ba(OH)2, hydratisiertem Magnesiumoxid Mg(OH)2 und hydratisiertem Natriumoxid NaOH, und zwar in vergleichbaren Mengen wie die Benutzung von CaO. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 3.
Der Gewichts-Prozentsatz des gesamten Schwefeigehaltes in der Prcduktkohle wurde in allen Fällen so hoch, daß ersichtlich wurde, daß keine nennenswerte Menge von pyritischem Schwefel von der Kohle abgetrennt wurde. Folgich wurde keine getrennte Analyse für diesen Bestandteil gemacht.
Neben der geringeren Reduktion im Gehalt an pyritischem Schwefel ergab die Benutzung von Bariumoxid, Natriumoxid und Magnesiumoxid keine nennenswerte Verbesserung in der Gewichtsausbeute oder Reduktion in Asche-(Mineralstoff-)Gehalt.
Tabelle 3
Kohle: Central Ohio Meigs No. 9
Ruorchlorkohlenstoff-Agglomeriermittel: l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan
CaO - bezogene Ba(OH)2 CaO - bezogene solchen Mg(OH)2 CaO - bezogene NaOH
Verbindung Verbindung Verbindung
Produktkohle: Produktkohle: Produktkohle:
Gew.-Ausbeute (%) 57.6 Gew.-Ausbeute (%) 58.2 Gew.-Ausbeute (%) 68.2
Asche (Gew.-%) 4.68 Asche (Gew.-%) 5.22 Asche (Gew.-%) 3.76
Schwefel, gesamt 4.17 Schwefel, gesamt 4.49 Schwefel, gesamt 4.08
(Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%)
Beispiel IV Agglomeriermitteln benutzt v.erden kann, die
In einem anderen Versuch wurde Natriumsulfid als Mittel zum Herabsetzen des Pyritgehaltes anstelle von Calciumoxid in den mit einer Kugelmühle ausgeführten Versuch an Kohle der Sorte Meigs No. 9 im wesentlichen entsprechend dem Vorschlag in US-PS 39 19 080 eingegeben, und zwar in einer Menge, mit der der pH-Wert in dem in der Mühle enthaltenen Gemisch bei etwa 6 gelnlten wurde.
Es wurden eine brauchbare Verminderung des Aschegehaltes und eine brauchbare Ausbeute erzielt. Jedoch der eigentliche Zweck, nämlich die Beseitigung von pyritischem Schwefel wurde nicht erreicht, wie dies der in diesem Versuch festgestellte Schwefelgehalt in der Produktkohle bei 4,85 Gew.-°/o beweist.
Beispiel V
Ein weiterer Versuch wurde ausgeführt, um zu zeigen, daß Calciumoxid auch mit Vorteil zusammen mit ne Behandlung in einer Kugelmühle wurde an einer Kohlensorte Meigs No. 9 mit Siebmaschenweite von 0,25 mm unter Benutzung von Pentan, Kerosin und Benzin als Agglomeriermittel wiederholt. In jedem Fall wurde die beigegebene Menge als Calciumoxid ausreichend groß bemessen, um ein Calciumoxid-Wasser-System mit dem oben beschriebenen Charakter in der Mühle zu erzeugen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.
Der Vergleich der Daten in der Spalte »Produktkohle A« der Tabelle 4 und der Spalten »Produktkohle A« und »Produktkohle C« der Tabelle 1 zeigt, daß hervorragende Ergebnisse mit der Benutzung der Kombination von Pentan als Agglomeriermittel und Calciumoxid als pyritischen Schwefel austreibenden Mittel erzielt wurden, und zwar in zweierlei Hinsicht, nämlich der Verminderung des Gehaltes an pyritischem Schwefel und des Heizwertgehaltes der Produktkohle. Wenn-
15 16
gleich mit den beiden anderen Versuchen keine so Calciumoxid im erfindungsgemäßen Verfahren nicht
hervorragenden Ergebnisse erzieh wurden, zeigen sie oder zumindest weitgehend nicht von der Benutzung
jedoch die beabsichtigte Bestätigung, daß die Entfer- eines besonderen Agglomeriermittels abhängig ist
nung von pyritischem Schwefel von Kohle mit
Tabelle 4
Material
Rohkohle Produktkohle A Produktkohle B Produktkohle C
Prozentsatz (Gewicht): s
Asche 22.27 2.40 5.21 6.90 i
Pyritischer Schwefel 2.49 0.26 1.19 1.45
Asche 8.84 0.71 1.65 2.62
Pyritischer Schwefel 0.99 0.08 0.37 0.55
Prozent Reduktion pro
Heizwerteinheit:
Asche - 92.0 81.3 70.4
Pyritischer Schwefel - 92.2 62.2 44.3
kJ/kg 25.183 33.748 31.188 31.070
Heizwert-Ausbeute - 55.5 81.9 76.6
A-Gereinigt unter Benutzung von Pentan als Agglomeriermittel.
B - Gereinigt unter Benutzung von Kerosin als Agglomeriermittel.
C - Gereinigt unter Benutzung eines regulär-gradigen Benzins als Agglomeriermittel.
Tabelle 4 a Material Produktkohle A Produktkohle B Produktkohle C
Rohkohle
2.40 5.21 6.90
Prozentsatz (Gewicht): 22.27 0.26 1.19 1.45
Asche 2.49
Pyritischer Schwefel 1.65 3.84 6.09
Lb/MBTU: 20.57 0.18 0.87 1.28
Asche 2.30
Pyritischer Schwefel 92.0 81.3 70.4
Prozent Reduktion/MBTU: - 92.2 62.2 44.3
Asche - 14.508 13.705 13.357
Pyritischer Schwefel 10.826 55.5 81.9 76.6
BTU/Lb
BTU-Ausbeute
A - Gereinigt unter Benutzung von Pentan als Agglomeriermittel.
B - Gereinigt unter Benutzung von Kerosin als Agglomeriermittel.
C - Gereinigt unter Benutzung eines regulär-gradigen Benzins als Agglomeriermittel.
Ferner ist zu betonen, daß keine besonderen „ . · ι γι
Anstrengungen unternommen wurden, um die mit e s P'e
Benutzung von Kerosin und Benzin in Verbindung mit 65 Wie oben ausgeführt, ist die Benutzung von CaO zum
Calciumoxid erzielten Ergebnisse zu optimieren. Solche Einstellen des pH-Wertes in Kohle-Reinigungsverfah-
Anstrengungen würden zweifellos zu besseren Ergeb- ren bekannt, wobei CaO benutzt wird, um den pH-Wert
nissen führen als in Tabelle 4 angegeben. im System im Bereich von 7 bis 10 zu halten. Bei einem
230 251/533
pH-Wert in diesem Bereich ist die Lösung nicht mit CaO gesättigt, und es wird kein Eliminieren von pyritischem Schwefel erzielt, wie es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beabsichtigt ist
Dies wurde durch einen Versuch bewiesen, wie er in Beispiel 1 beschrieben ist, jedoch mit dem Unterschied, daß 15 Gew.-% Rohkohle mit 75,8 Gew.-% Wasser, 9 Gew.-% l,l,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan und 0,03
Tabelle 5
Gew.-% hydratisiertem Kalk (unterhalb Sättigung, pH 7 bis 10) im Fall 1 in Schlamm übergeführt wurde. In einem Fall 2 wurden statt dessen 0,2 Gew.-% hydratisierter Kalk (in Überschuß über Sättigung, pH höher a!s 11) benutzt
Aäie Prozentabgaben bezogen sich auf das gesamte Schiammgemisch. Die Ergebnisse sind wie folgt:
Asche Gew.-%
Pyritischer Schwefel (Gew.-%)
Heizwert-Ausbeute (%)
Beispiel VII
Die Tatsache, daß das Mahlen in Gegenwart eines Wasser-Systems, das mit Calciumoxid gesättigt ist, und noch einen Überschuß davon enthält, wesentlich für das erzielte Maß der Entfernung von pyritischem Schwefel ist, wurde durch einen Versuch bewiesen, der an Kohle Upper Freeport durchgeführt wurde. Zweck dieses Versuches war es, den Mindestwert des Vermahlens (Energieaufwand) herauszufinden, der eine Produktkoh-
Tabelle 6
Material (Gewicht) Produktkohle Produktkohle
Rohkohle Fall 1 Fall 2
unterhalb gesättigt mit
Sättigung Überschuß CaO
9.83 5.09
36.41 0.64 0.00
0.99 95 95
_
Ie mit 0.25 kg Schwefelgehalt pro 106 kj (in diesem Fall 0,89 Gew.-% Schwefelgehalt) erreichen läßt, also nicht
eine maximale Entfernung von pyritischem Schwefel
von der Kohle. Als Arbeitsweise wurde im wesentlichen
diejenige gewählt, wie sie in Beispiel 1 angegeben ist mit
dem Unterschied, daß die zugeführte Kohle eine Größenordnung von 0,15 mm hatte und die Mahldauer
auf 15 Minuten reduziert wurde. Die Ergebnisse sind wie
folgt:
Material Produktkohle Produktkohle
Rohkohle (kein Mahlen) (mit Mahlen)
9.63 6.38
Asche (Gew.-%) 22.03 0.81 0.4
Pyritischer Schwefel (Gew.-%) 0.81 1.15 0.89
Schwefel gesamt (Gew.-%) 1.15 95 95
Heizwert-Ausbeute (%)
Diese Daten zeigen, daß selbst ein weniger als im Hinblick auf maximale Pyritentfernung optimaler NJahlvorgang Ergebnisse zeigte, die beträchtlich oberhalb denjenigen lagen, die in dem Versuch »ohne Mahlen« erzielt wurden, bei dem eigentlich nur eine Spur von pyritischem Schwefel entfernt wurde.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem Pyrit-Gehalt aus einem Rohkohle enthaltenden wäßrigen Schlamm, gekennzeichnet durch die Maßnahmen:
— Aufrechterhalten eines Agglomeriermittel-Gehaltes in diesem Schlamm;
— Aufrechterhalten eines vorbestimmten Gehaltes an Calciumoxid in dem Schlamm;
— gleichzeitiges Zerkleinern (Ausmahlen) der Rohkohle in diesem Schlamm bis zur wirksamen Trennung der Kohle vom pyritischen Schwefel und anderen damit verbundenen Mineralstoffen unter Freisetzung frischer Oberflächen auf den Kohleteilchen;
— Zussmmenwachsenlassen der getrennten Kohleteilchen in Agglomerate unter Bildung einer Dispersion von pyritischem Schwefel und anderen Mineralstoffen in der wäßrigen Trägerflüssigkeit des Schlammes; und
— Gewinnung der Agglomerate aus dem Schlamm.
DE19792944737 1978-11-08 1979-11-06 Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem Pyritgehalt Expired DE2944737C2 (de)

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