DE2944737C2 - Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem Pyritgehalt - Google Patents
Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem PyritgehaltInfo
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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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- B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
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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.
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
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.
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.
Material
Rohkohle
Rohkohle
Produktkohle A
Produktkohle B
Produktkohle C
Prozentsatz (Gewicht)
Asche
Pyritischer Schwefel
Asche
Pyritischer Schwefel
kg/106 kJ:1)
Asche
Pyritischer Schwefel
Asche
Pyritischer Schwefel
Reduktion in %:
Asche
Pyritischer Schwefel
Asche
Pyritischer Schwefel
kJ/kg
Heizwert-Ausbeute in %
Heizwert-Ausbeute in %
10 rnrn
22.83
3.26
3.26
9.17
1.32
1.32
24.906
0,25 rnm
8.08
0.85
0.85
2.64
0.28
0.28
83.9
89.2
89.2
30.642
50.2
50.2
fein
6.87
3.01
3.01
2.21
0.97
0.97
80.5
40.3
40.3
31.105
99
99
fein
2.58
0.07
0.07
0.79
0.02
0.02
94.0
98.9
98.9
32.529
69.4
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.
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 (%) | - | |||||
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.
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.
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
nung von pyritischem Schwefel von Kohle mit
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.
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.
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
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 (%)
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-
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)
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.
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---|---|---|---|
US95874978A | 1978-11-08 | 1978-11-08 | |
US06/082,131 US4248698A (en) | 1979-10-05 | 1979-10-05 | Coal recovery process |
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---|---|
DE2944737A1 DE2944737A1 (de) | 1980-05-29 |
DE2944737C2 true DE2944737C2 (de) | 1982-12-23 |
Family
ID=26767087
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792944737 Expired DE2944737C2 (de) | 1978-11-08 | 1979-11-06 | Verfahren zum Gewinnen von Kohle mit geringem Pyritgehalt |
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DE3244898C2 (de) * | 1982-12-04 | 1985-04-11 | Chemische Fabrik Stockhausen GmbH, 4150 Krefeld | Verfahren zur Abtrennung von mineralischem ultrafeinen Korn aus Waschwässern der Kohleaufbereitung bzw. aus Kohleschlämmen |
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- 1979-11-08 GB GB7938702A patent/GB2035142B/en not_active Expired
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