DE3200363A1

DE3200363A1 - "verfahren zur verringerung des feuchtigkeitsgehalts von kohle"

Info

Publication number: DE3200363A1
Application number: DE19823200363
Authority: DE
Inventors: Edward James 68127 Omaha Nebr. Burns
Original assignee: Internorth Inc
Current assignee: Internorth Inc
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1982-11-04
Also published as: GB2095385B; CA1147686A; BE891713A; GB2095385A; AU545132B2; AU7912081A; US4322219A

Description

PATENTANWALT DR. RICHARD KNEISSC

Widonmayerstr. 46

D-8000 MÜNCHEN

Te!. 089/295125

8. Januar 1982 J

interNorth, Inc./ Omaha, Nebraska / V.St.A.

Verfahren zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts von Kohle

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf die Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes von Kohle und insbesondere auf eine Zusammensetzung und auf ein Verfahren zur Behandlung von Kohle mit der erwähnten Zusammensetzung. 5

Viele Elektrizitätswerke östlich des Mississippi-River besitzen Kocher, die zum Verbrennen von Kohle mit einem niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt konstruiert sind, als er normalerweise in Kohle aus den westlichen Vereinigten Staaten angetroffen wird. Für diese Anlagen und andere Kohle verbrauchende Anlagen, welche für Kohle mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt konstruierte Kocher aufweisen, muß bei Verwendung von Kohle aus dem Westen ein Teil der Feuchtigkeit der Kohle entfernt werden. Die Vorteile des Trocknens von Kohle aus dem Westen mit hohem Feuchtigkeits- und niedrigem Schwefelgehalt sind:

1) niedrigere Transportkosten,

2) verbesserte Brenneigenschaften der Kohle,

3) geringere Betriebs- und Wartungskosten der Kocher und 4) erhöhte Kapazität der Kocher.

Die bekannten Verfahren zum Trocknen von Kohle sind alle thermischer Art. Bei einem solchen thermischen Trocknungsverfahren werden Rotortrockner verwendet, welche Kohle mit einer Stückgröße von ca. 2 cm auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 15 % trocknen. Die Kohle wird zum Zwecke des Trocknens einer Temperatur von 400⁰C ausgesetzt, unter Verwendung von Luft aus der Umgebung abgekühlt und dann mit öl oder einem anderen Versiegelungsmittel beschichtet, um die Reabsorption von Wasser zu verhindern. Ein zweites Verfahren ist dem ersten ähnlich, außer daß die Kohle zum Zwecke des Trocknens einem auf ungefähr 260⁰C erhitzten Gas ausgesetzt wird. Auch bei diesem zweiten Verfahren ist ein Beschichten der Kohle nach dem Trocknen nötig. Diese Verfahren haben beträchtliche Nachteile. Erstens ist die

Kontrolle des Staubs während des Trocknens und vor dem Versiegeln ein beträchtliches Problem. Zweitens können diese scharfen Trocknungsvorgänge den Verlust von niedrigsiedenden flüchtigen Kohlenwasserstoffen, Stickstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid aus der Kohle zur Folge haben. Weder der Staub noch die niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffe können ohne ernsthafte Umweltgefahren an die Atmosphäre abgegeben werden. Normalerwelse werden sie mit Hilfe von teuren Vorrichtungen entfernt.

Die vorliegende Erfindung schafft nunmehr eine Zusammensetzung und ein Verfahren zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts von Kohle, wobei die erwünschten Vorteile ohne die erwähnten Nachteile erreicht werden. Der Feuchtigkeitsgehalt der Kohle kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren um 50 % oder mehr verringert werden, überraschenderweise wird die Verringerung der Feuchtigkeit dadurch erreicht, daß man der Kohle ein wäßrige Lösung hinzugibt, die dann abgedampft wird, wobei ein Rückstand von Polyethylenoxid zurückbleibt. Ein anderer Vorteil der Verwendung von PoIyethylenoxidlösungen beim vorliegenden Verfahren besteht darin, daß dieses Verfahren die Neigung von minderwertiger Kohle hohen Feuchtigkeitsgehalts beseitigt, beim Trocknen zu versotten oder eine Teilchengrößenverringerung zu erleiden.

Der "Bureau of Mines Report of Investigations"Nr. 8349 mit dem Titel "Flocculation Dewatering of Florida Phosphatic Clay Wastes" von Annie G. Smelley und I. L. Feld, herausgegeben 1979 durch das United States Department of the Interior, beschreibt die Verwendung von Polyethylenoxid als ein organisches Flockungsmittel, um die Beseitigung von phosphatischen Tonabfällen und die Rückgewinnung von Bergwerksgelände zu unterstützen. Solche Tonabfälle sind aus Wasser schwierig zu entfernen, da sie kolloidale Eigenschaften besitzen. Wenn Polyethylenoxid zu einer solchen kolloidalen

Suspension zugegeben wird, dann veranlaßt es die Tonabfälle, in eine zusammenhaltende plastische Masse zu agglomerieren, wobei bis zu 94 % des Wassers in Form einer klaren Flüssigkeit abgetrennt werden können. Hochmolekulares Polyethylenoxid wurde auch als Flockungsmittel für die Flotation von Kohlefeinmateriäl verwendet (Chemical Abstract, Band 82, Seite 142463, Abstract 142458X). Die obigen Anwendungen von Polyethylenoxid sind von der erfindungsgemäßen Anwendung klar verschieden, da Feststoffe agglomeriert und aus einem hauptsächlich flüssigen System entfernt werden, wogegen beim vorliegenden Verfahren Feuchtigkeit von einem hauptsächlich festen System entfernt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Entfernung von Feuchtigkeit aus Kohle besteht darin, daß man die Kohle mit einer die Feuchtigkeit verringernden Zusammensetzung, die aus Polyethylenoxid und Wasser besteht, zusammenbringt und hierauf die Kohle Raumbedingungen aussetzt, damit das Wasser in der Lösung verdampfen kann. Auf der Kohle muß mindestens ungefähr 1 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle abgeschieden werden. Das Molekulargewicht des Polyethlyenoxids sollte mindestens ungefähr 200 000 betragen. In Abhängigkeit vom Molekulargewicht des Polyethylenoxids kann die Konzentration des Polyethylenoxids im Wasser bis herunter zu ungefähr 0,1 % betragen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Polyethlyenoxid mit einem Molekulargewicht von ungefähr 900 000 in wäßriger Lösung mit Kohle in der Weise in Berührung gebracht, daß die Kohle mit mindestens ungefähr 20 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle beschichtet wird. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Polyethlyenoxid mit einem Molekulargewicht von ungefähr 4 000 000 in wäßriger Lösung mit Kohle in der Weise zusammengebracht, daß mindestens ungefähr 1 g Polyethylenoxid auf 1000 g Kohle auf der Kohle niedergeschlagen werden. Ein Alkohol, wie z. B. Methanol, kann in die wäßrige

_ ar _

Lösung einverleibt werden. Das Polyethylenoxid, das Wasser und der Alkohol ergeben den Vorteil einer beträchtlich verringerten Verdampfungszeit.

Es wurde gefunden, daß durch das Aufbringen von mindestens ungefähr 1 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle aus einer Lösung von mindestens ungefähr 0,1% Polyethylenoxid in Wasser auf Kohle und durch das anschließende Abdampfenlassen des Wassers in der Lösung eine beträchtliehe Menge Feuchtigkeit der Kohle entfernt werden kann. Der Feuchtigkeitsgehalt kann um mindestens 20 % und bis zu 50 % und darüber, sofern die richtigen Bedingungen · angewendet werden, verringert werden. Für die Zwecke "der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Kohle" auf ein festes natürliches brennbares Material, das aus amorphem elementaren Kohlenstoff mit verschiedenen Mengen an Kohlenwasserstoffen, komplexen organischen Verbindungen und anorganischen Materialien besteht. Der Ausdruck umfaßt neben den allgemein bekannten Typen auch Torf, eine - geologisch gesehen - sehr junge Kohle.

Die Erfindung ist nützlich für Bergwerkskohle im unbehandelten Zustand, Kohle, die zur Entfernung von schweren Komponenten behandelt worden ist, und Kohle aus einer Kohle schlämmungs-Pipeline. Polyethylenoxid ist ein kristallines thermoplastisches, wasserlösliches Polymer der allgemeinen Formel HOCH₂(CH₂OCH₂)_nCH₂OH oder H(OCH₂CH₂)_n0H. Angeblich sind die Endgruppen nur im Falle der niedrigermolekularen Arten Hydroxylgruppen. Anders als die meisten Polymersysteme ist Polyethylenoxid im Handel in einer außerordentlich großen Reihe von Molekulargewichten erhältlich, und zwar angefangen von Ethylenglykol, Diethylenglykol usw. bis zu Polymeren, die Molekulargewichte von mehreren Millionen aufweisen. Die niedrigermolekularen Arten der Reihe mit η bis zu ungefähr 130 (Molekulargewicht von ungefähr 200 bis ungefähr 6 000) sind im allgemeinen als Polyethylenglykole bekannt, während die höheren Arten (Molekulargewicht mehr als 6500 bis zu 100 000 und mehreren Millionen)

als Polyethylenoxid, Polyoxyethylen oder Polyoxyran bekannt sind. Die bevorzugten Polyethylenöxidpolymere für die Verwendung gemäß der Erfindung besitzen ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 200 000. Theoretisch gibt es nach oben kein Maximum. Eine unzureichende Feuchtigkeitsverringerung tritt ein, wenn Polyethylenoxide mit Molekulargewichten von 100 000 oder weniger verwendet werden.

Die höhermolekularen (Polyethylenoxid) und die niedrigermolekularen (Polyethlyenglykol) Glieder dieser Reihe unterscheiden sich beträchtlich in ihren Eigenschaften, so daß zwei Klassen gebildet werden. Die niedrigeren Arten reichen von verhältnismäßig viskosen Flüssigkeiten bis zu wachsartigen Feststoffen, während die höhermolekularen Arten richtige Thermoplasten sind, die in zähe Formkörper verarbeitet werden können. Die Unterschiede in den Eigenschaften dieser beiden Klassen haben ihren Grund weitgehend im großen Molekulargewichtsunterschied und in der verhältnismäßig größeren Wichtigkeit der Endgruppen der niedrigermolekularen Klasse.

Die Polyethylenoxide, die gemäß der Erfindung verwendet werden, werden durch herkömmliche Verfahren hergestellt, wie z. B. Suspensionspolymerisation oder Kondensation von Ethylenoxid. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird dadurch hergestellt, daß die richtige Menge an Polyethylenoxid in einer gemessenen Menge Wasser aufgelöst wird. Dies kann durch herkömmliche Verfahren erreicht werden. Es wurde festgestellt, daß ein einfaches Mischen des Polyethylenoxids mit warmem Wasser (30 bis 70⁰C) ausreicht, die gewünschte Zusammensetzung herzustellen.

Es wurde gefunden, daß bei Verwendung von weniger als ungefähr 0,01 % Polyethlyenoxid in der wäßrigen Zusammensetzung ein unzureichende Feuchtigkeitsverringerung stattfindet, wenn auch eine gewisse Feuchtigkeitsmenge von der Kohle entfernt wird. Der obere Grenzwert der Polyethylenoxidkonzentration ist ein praktischer und ist nur durch die

maximale Menge an Polyethylenoxid beschränkt, die in Wasser ohne Gelbildung aufgelöst werden kann. Dies hängt
vom Molekulargewicht des Polyethlyenoxids ab. Die höchste bekannte Konzentration, die nicht geliert, ist 83 %,
aber in nahezu allen Fällen sind nicht mehr als 50 % nötig. Wenn die Konzentration zunimmt, dann wird im allgemeinen auch die Feuchtigkeitsverringerung verstärkt.

Es wurde festgestellt, daß mindestens ungefähr 1 g PoIyethylenoxid je 1000 g Kohle auf die Kohle aufgebracht werden muß, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erreichen. Wenn weniger als diese Menge auf die Kohle aufgebracht wird, dann findet eine unzureichende Feuchtigkeitsverringerung statt. Theoretisch gibt es für die Menge an Polyethylenoxid, die auf die Kohle zur Erreichung der erfindungsgemäßen Vorteile aufgebracht wird, kein Maximum. Es wurde jedoch festgestellt, daß von einem praktischen Standpunkt aus es nicht nötig ist, mehr als ungefähr 100 g Polyethlyenoxid je 1000 g Kohle aufzubringen, um eine 50 %ige Verringe-

rung des Feuchtigkeitsgehaltes der Kohle herbeizuführen. Die Mindestmenge an Polyethylenoxid, die auf die Kohle
aufgebracht werden muß, ändert sich mit dem Molekulargewicht des verwendeten Polyethylenoxids. Im allgemeinen
nimmt die Menge an Polyethylenoxid, die nötig ist, die

Vorteile der Erfindung zu erreichen, mit einer Zunahme
des Molekulargewichts ab.

Das bevorzugte Verfahren zur Behandlung von Kohle zur Verringerung ihres Feuchtigkeitsgehaltes gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Lösung so aufgespritzt wird, daß
sie die Kohle vollständig bedeckt. Ein anderes bevorzugtes Verfahren besteht darin, die Kohle in einer Lösung
aus Polyethylenoxid und Wasser mit dem angegebenen Konzentrationsbereich einzutauchen. Es ist wichtig, daß die Kohle vollständig mit der Zusammensetzung -beschichtet wird. Wenn das Eintauchverfahren verwendet wird, dann wird als nächstes die Polyethylenoxidlösung von der Kohle abdekan-

tiert. Jedes Verfahren zur Entfernung der Lösung von der Kohle kann verwendet werden, außer Waschen mit Wasser. Schließlich wird die Kohle Raumbedingungen bei einer Temperatur über ungefähr 0⁰C während einer ausreichenden Zeitspanne ausgesetzt, daß die Flüssigkeit in der Lösung abdampft, was im allgemeinen mindestens ungefähr 2 h dauert. Eine kürzere Abdampfungszeit kann zuviel Feuchtigkeit in der Kohle zurücklassen. Das erhaltene Produkt ist eine staubfreie Kohle mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt, der ohne Entfernung von flüchtigen Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid oder Stickstoff aus der Kohle erreicht wird. Andere Verfahren zum Kontaktieren der Kohle sind Aufschlämmen, Bestreichen und Spülen.

Vermutlich wirkt das Polyethylenoxid als Übertragungsmittel für Wasser in der folgenden Weise. Während des Mischens wird der qrößte Teil der Ob«rflächenfeuchtigk^it der Kohle in die Lösung absorbiert. Die Polyethylenoxid-0 lösung wandert in die Kohleporen und absorbiert die dort vorhandene Feuchtigkeit. Weiterhin wird angenommen, daß während des Verdampfens die vorhandene Feuchtigkeit zur Oberfläche verfrachtet wird.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Das in diesem Beispiel und im folgenden Beispiel verwendete Polyethylenoxid war POLYOX WSR-1105, welches von der Union Carbide hergestellt wird und die folgenden Charakteristiken aufweist: ein annäherndes Molekulargewicht von 900 000 und eine Viskosität einer 5 %igen Lösung von 800 bis 17 600 cP bei 25°C. Die Kohle war ein Lignit, welches in der Nähe von Stanton, North Dakota vom Hagel Seam

der North Great Plains Coal Province, Fort Union Region, vorkommt.

Fünf Kohleproben von 10 g,wurden durch Eintauchen in Polyethylenoxidlösungen verschiedener Konzentrationen behandelt. Nach Eintauchen in die Lösung wurde die Kohle heftig 15 min gerührt, um die Kohle vollständig mit der Lösung zu kontaktieren. Dann wurde die Lösung von der Kohle abdekantiert, worauf die Kohle ungefähr 24 h Raumbedingungen ausgesetzt wurde. Eine unbehandelte Kohleprobe wurde ebenfalls 24 h Raumbedingungen ausgesetzt. Nach der erwähnten Zeit wurde der Feuchtigkeitsgehalt der Proben dreifach bestimmt, wobei ein Perkin-Elmer TGS-II verwendet wurde.

Konzentration der Feuchtigkeitsgehalt (%)

Probe Lösung (% PEO) Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Durchschnitt

1	1
2	2
3	0,5
4	4
5	0,1
Vergleich	-

18,14	17,98	17,50	17	,87
6,79	6,21	6,54	' 6	,51
24,36	24,09	24,01	24	,15
6,99	7,21	7,01	7	,07
16,89	16,45	17,20	16	,82
16,82	16,91	16,51	16	,74

Aus den obigen Versuchen geht klar-hervor, daß das Eintauchen von Kohle in Polyethylenoxidlösungen mit 2 % und 4 % den Feuchtigkeitsgehalt der Kohle stark verr-ingert.

Beispiel 2

Eine Kohleprobe von 20 g wurde in zwei Portionen unterteilt und wie folgt behandelt. Portion 1 wurde nicht mit PoIyethylenoxidlösung behandelt, sondern 24 h der Luft von 21⁰C ausgesetzt. Die Probe 2 wurde in eine 3 %ige Polyethylenoxidlösung in Wasser eingetaucht und 15 min gerührt. Die

-JeT-

Kohle wurde dann ablaufen gelassen und 4 h Raumtemperatur ausgesetzt. Eine kleine Probe von 100 mg (Probe 2A) der Probe 2 wurde 2 h Luft mit 50⁰C ausgesetzt.

Der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt wurde an drei Portionen einer jeden der drei Proben unter Verwendung eines Per kin-Elmer TGS-II bestimmt. Der TGS wurde mit Stickstoff 5 min lang gespült, und zwar mit 300 ccm/min. Die Probe (eine 20 bis 40 mg-Portion einer jeden Probe) wurde eingebracht. Der Feuchtigkeitsgehalt wurde durch 10 min dauerndes Erhitzen der Probe auf 105⁰C unter einer Stickstoff spülung ermittelt. Der prozentuale Gewichtsverlust entsprach dem Feuchtigkeitsverlust.

Feuchtigkeitsgehalt (%) Probe Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Durchschnitt

1 (Vergleich)	17	,68	18	,23	17	,87	17	,93
2	11	,15	11	,09	10	,99	11	,08
2A	7	,92	8	,21	7	,90	8	,01

Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß die Behandlung von Kohle mit einer 3 %igen Lösung von Polyethlyenoxid in Wasser den Feuchtigkeitsgehalt der Kohle stark verringert.

Beispiel 3

Kohleproben von 10g mit steigender Güte wurden mit Lösungen von Polyethylenoxid mit drei unterschiedlichen Molekulargewichten behandelt und 24 h Raumbedingungen ausgesetzt. Eine unbehandelte Vergleichsprobe einer jeden Kohlentype wurde ebenfalls 24 h Raumbedingungen ausgesetzt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Kohlentype	Ver	10 ml von	10 %	%	10 ml von 5 %	10 ml von	1 %
	gleich	PBO MG	300 000		PBO MG 900 000	PBO MG 4	000 000
Torf	61 %	25	_%		25 %	30	_%
Lignit	15,2 %	5	,0		7,7 %	7	,2 %
Subbitumi
nöse Kohle	23 %	14	%	%	'13 %	15	%
Bituminöse
Kohle hoher
Flüchtigkeit	10,8 %	8	,0		8,4 %	8	,2 %
Bituminöse				%
Kohle mitt
lerer Flüch
tigkeit	11,1 %	10	,8	10,8 %	10	,9 %

Aus der obigen Tabelle geht hervor, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Feuchtigkeitsverringerung in der Tat den Feuchtigkeitsgehalt verschiedener Kohlearten verringert. Es ist auch ersichtlich, daß das Verfahren bei höherwertigen Kohlen weniger wirksam ist. Es wird angenommen, daß die höherwertigen Kohlen, wie z. B. bituminöse Kohlen mittlerer Flüchtigkeit, weniger kontinuierliche Poren aufweisen, wodurch die Wanderuna des Polyethylenoxids in die Poren gehemmt ist, so daß nur wenig der vorhandenen Feuchtigkeit durch die Polyethylenoxidlösung zum Zwecke der Wanderung an die Oberfläche absorbiert wird.

Beispiel 4

Lignitkohleproben von 10 g mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15,2 % wurden in verschiedene Polyethylenoxidlösungen eingetaucht, ablaufen gelassen und dann 24 h Raumbedingungen ausgesetzt. Die Resultate dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle aezeigt:

MG

1000

20000

100000

300000

900000

Konzen tration	ml Lösung auf gebracht	g PEO auf gebracht	Feuchtigkeitsgehalt nach dem Trocknen
20 %	2,5	0,5	13,8
	5,0	1,0"	13,4
	10,0	2,0	13,2
10 %	2,5	0,25	14,4
	5,0	0,5	14,2
	10,0	1/0	14,1
20 %	2,5	0,5	13,5
	5,0	1,0	13,3
	10,0	2,0	13,1
10 %	2,5	0,25	15,2
	5,0	0,5	15,0
	10,0	1/0	14,7
5 %	5,0	0,5	15,4
10 %	5,0	0,5	13,6
	10,0	1/0	13,0
5 %	5,0	0,25	14,4
	10,0	0,5	13,9
10 %	5,0	0,5	6,9
	10,0	1,0	5,0
5 %	5,0	0,25	10,4
	10,0	0,5	6,1
3 %	5,0	0,15	14,2
	10,0	0,3	10,1
• 2 %	5,0	0,1	14,2
	10,0	0,2	13,7
10 %	5,0	0,5	6,2
	10,0	1,0	7,7
2 %	5,0	0,1	15,0
	10,0	0,2	8,1
1 %	5,0	0,05	14,9
	10,0	0,1	14,3

Tabelle (Fortsetzung)

MG Konzen tration	ml Lösung auf gebracht	g PBO auf gebracht	Feuchtigkeitsgehalt nach dem Trocknen
4 000 000 1,0 %	5,0	0,05	8,4 .
	10,0	0,10	7,2
0,5 %	5,0	0,025	13,1
	10,0	0,05	9,2
0,2 %	5,0	0,01	14,1
	10,0	0,02	14,0

Die obige Tabelle zeigt klar die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Polyethylenoxide mit einem Molekulargewicht von 100 000 oder weniger waren eindeutig bei der Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes unwirksam, jedoch waren die Polyethylenoxide mit einem Molekulargewicht von 300 000 und mehr unter den geeigneten Bedingungen wirksam.

Beispiel 5

Proben von subbituminöser Kohle mit einem Gewicht von 10 g wurden in verschiedene Polyethylenoxidlösungen eingetaucht, entnommen und dan 24 h Raumbedingungen ausgesetzt. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Molekular- Konzentra- ml aufge- g aufge- Feuchtig- annähernde gewicht tion (%) bracht bracht keitsgehalt Verringe- ^^ ■ rung

20,5

000

100 000

000

10 10 10 5 5 5 2 2 2 1 1 1

10	,0
5	,0
2	,5
10	/0
5	,0
2	,5
10	,0
5	,0
10	,0
5	,0
2	,5
10	,0
5	,0
2	,5
10	,0
5,	,0
20,	,0
5,	,0
2,	,5
10,	,0
5,	rO
2,	,5
10,	rO
5,	,0
2,	,5
10,	.0
5,	,0
2,	,5

1,0	19,0
1/0	18,9
0,5	19,3
1,0	19,5
0,5	19,8
0,25	20,0
0,5	20,4
0,25	22,1
2,0	18,5
1/0	18,8
0,5	19,0
1/0	18,7
0,5	18,6
0,25	20,4
0,5	20,1
0,25	20,6
1,0	10,1
0,5	11,8
0,25	14,0
0,5	11,5
0,25	14,1
0,125	18,4
0,2	15,2
0,1	19,4
0,05	20,1
0,1	19,2
0,05	20,0
0,025	21,0

Tabelle (Fortsetzung):

Molekular- Konzentra- ml aufge- g aufge- Feuchtig- annähsrnde gewicht tion (%) bradht bracht keitsgehalt Verringe_i rung

0 0 0 0 20,4

900 000	10	10	1	8,1	60
	10	5	0,5	10,4	50
	10	2,5	0,25	14,2	35
	5	10	0,5	10,9	45
	5	5	0,25	15,3	25
	5	2,5	0,125	18,7	10
	2	10	0,2	16,0	20
	2	5	0,1	19,0	0
	2	2,5	0,05 .	20,1	0
	1	10	0,1	19,2	0
	1	5	0,05	20,3	0
	1	2,5	0,025	19,1	0
4 000 000	2,0	10	0,2	10,1	50
	2,0	5	0,1	9,8	55
	2,0	2,5	0,05	10,3	50
	1,0	10	0,1	9,7	55
	1,0	5	0,05	11,2	45
	1,0	2,5	0,025	10,9	45
	0,5	10	0,05	10,7	45
	0,5	5	0,025	8,6	55
	0,5	2,5	0,0125	16,3'	20
	0,2	10	0,02	8,7	55
	0,2	5	0,01	13,4	33
	0,2	2,5	0,005	18,7	10
	0,1	10	0,01	13,1	33
	0,1	5	0,005	17,8	10
	0,1	2,5	0,0025	19,3	0

Vf-

Die obige Tabelle zeigt klar die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Polyethylenoxide mit einem Molekulargewicht von 100 000 oder weniger waren bei der Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts eindeutig unwirksam, jedoch waren Polyethylenoxide mit einem Molekulargewicht von 300 000 und darüber unter den beeigneten Bedingungen wirksam.

Beispiel 6

Proben einer hochflüchtigen bituminösen B-Köhle mit einem Gewicht von 10g wurden in verschiedene Polyethylenoxidlösungen eingetaucht, entnommen und dann 24 h bei Raumtemperatür stehen gelassen. Die Resultate dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle enthalten.

Molekular- Konzentra- ml aufge- g aufge- Feuchtig- annähernde gewicht tion (%) bracht bracht keitsgehalt Verringerung

- - 10,3

300 000

10	10	1	7,2	30
10	5	0,5	8,4	20
10	2,5	0,25	9,8	0
5	10	0,5	8,3	20
5	5	0,25	9,9	0
5	2,5	0,125	10,4	0
2	10	0,2	8,1	20
2	5	0,1	9,4	10
2	2,5	0,05	9,9	0
1	10	0,1	10,0	0
1	5	0,05	.10,0	0
1	2,5	0,025	10,2	0

Tabelle (Fortsetzung)

Molekular gewicht	Konzentra tion {%)	ml aufge bracht	g aufge bracht	Flüssig-; keitsgehalt	annähernde Verringe rung
900 000	10	10	1,5	6,8	30
	10	5	0,25	8,0	20
	10	2,5 ■	0,5	9,8	5
	5	10	0,25	8,1	20
	5	5	0,125	9,7	5
	5	2,5	0,2	10,1	0
	2	10	0,1	9,8	0
	2	5	0,05	9,9	0
	2	2,5	0,1	10,3	0
	1	10	0,05	10,1	0
	1	5	0,025	10,4	0
	1	2,5	-	10,2	0
4 000 000	1,0	10	0,01	8,2	20
	1,0	5	0,05	9,5	10
	1,0	2,5	0,025	9,9	0
	0,5	10	0,05	9,7	0
	0,5	5	0,025	10,1	0
	0,5	2,5	0,0125	10,4	0
	0,2	10	0,02	10,2	0
	0,2	5	0,01	10,2	0
	0,2	2,5	0,005	10,4	0
	0,1	10	0,01	10,1	0
	0,1	5	0,005	9,9	0
	0,1	2,5	0,0025	10,3	0
	2,0	10	0,02	7,7	25

Die obigen Daten zeigen klar, daß eine annehmbare Feuchtigkeitsverringerung erhalten werden kann, wenn Polyethylen-35 oxid mit einem Molekulargewicht von mindestens 300 000 in einer wäßrigen Lösung zur Behandlung von feuchter Kohle verwendet wird.

20

— ΛΑ —

Beispiel

Torfproben von 10g wurden in verschiedene Lösungen von Polyethylenoxid eingetaucht, entnommen und dann 24 h Raumbedingungen ausgesetzt. Die Resultate dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle angegeben:

Molekular- Konzentra- ml aufge- g aufge- Feuchtig- annähernde

gewicht tion (%) bracht bracht keitsgehalt Verringe-

' rung

keines - - - 46,1

100

300

10	10	1	40,8	10
10	5	0,5	42,1	10
10	2,5	0,25	43,0	5
5	10	0,5	41,9	10
5	5	0,25	40,8	10
5	2,5	0,125	45,4	0
2	10	0,2	" 45,1	0
2	5	0,1	46,0	0
2	2,5	0,05	47,2	0
10	10	1	25,2	45
10	5	0,5	31,1	33
10	2,5	0,25	40,3	10
5	10	0,5'	30,8	33
5	5	0,25	41,4	10
5	2,5	0,125	45,7	0
2	10	0,2	41,0	10
2	5	0,1"	46,0	0
2	2,5	0,05	45,9	0
1	10	0,1	45,9	0
1	5	0,05	46,1	0
1	2,5	0,025	46,4	0

	Molekular gewicht	Konzentra tion (%)	ml aufge bracht	g aufge bracht	Feuchtig keitsgehalt	annähernde Verringe rung
	900 000	10	10	1	21,1	55
5		10	5	0,5	26,1	45
		10	2,5	0,25	31,7	33
		5	10	0,5	28,1	35
		5	5	0,25	32,4	33
		5	2,5	0,125	39,0	10
O		2	10	0,2	35,0	25
		2	5	0,1	39,7	10
		2	2,5	0,05	42,3	5
		1	10	0,1	40,3	10
		1	5	0,05	44,6	0
5		1	2,5	0,025	47,3	0

Die obige Tabelle zeigt, daß durch die Verwendung von Polyethylenoxid mit einem Molekulargewicht von 100 000-keine ausreichende Feuchtigkeitsverringerung erreicht wurde, während bei Verwendung von Polyethylenoxid mit höherem Molekulargewicht eine ausreichende und unter geeigneten Bedingungen eine überlegene Verringerung der Feuchtigkeit erreicht wurde. Dies ist wesentlich, da Torf einen beträchtlich höheren Feuchtigkeitsgehalt aufweist als andere Kohletypen.

Beispiel 8

Proben einer subbituminösen Kohle mit einem Gewicht von 20 g wurden mit 5 ml verschiedener Polyethylenoxidlösungen (Molekulargewicht 300 000) behandelt und bei Raumbedingungen stehen gelassen. Der Feuchtigkeitsgehalt wurde dann bestimmt. Eine unbehandelte Probe der gleichen Kohle wurde ebenfalls bei Raumtemperatur stehen gelassen, wobei ebenfalls der Feuchtigkeitsgehalt bestimmt wurde. Die Resultate dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.

Feuchtigkeitsgehalt

Zeit in min O 5 10 15 30 60 120 180 240 ünbehandelt 20,5 18,7 17,6 17,5 16,9 15,8 15,8 15,7 15,8

5 % PBO in H₂O — 24,3 24,2 24,0 22,6 9,3 9,3 8,3 8,3

5 % PEXD in 66%

H 0, 33 % MeOH — 20,8 16,8 14,7 9,3 8,4 8,4 8,4 8,4

5 % PED in 50%

H₂O, 50 % MeOH — 19,5 14,3 10,3 8,2' 8,2 8,2 8,2 8,2

Die obige Tabelle zeigt, daß Polyethylenoxidlösungen in Wasser und in einem Wasser/Methanol-Gemisch die Vorteile der vorliegenden Erfindung erreichen lassen. Es ist jedoch klar gezeigt, daß die Feuchtigkeitsverringerung viel rascher verläuft, wenn eine Lösung von Polyethylenoxid in Methanol und Wasser anstelle einer Lösung von Polyethylen-0 oxid in Wasser alleine verwendet wird. Es wird angenommen, daß der Grund für die schnellere Trocknung in der höheren Flüchtigkeit des Methanols liegt.

Claims

32003G3 — AT — Patentansprüche

1. Verfahren zur Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts von Kohle , dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohle mit einer wäßrigen Zusammensetzung, die mindestens ungefähr 0,1 % Polyethylenoxid mit einem Molekulargewicht von mindestens ungefähr 200 000 enthält, in Berührung bringt und hierauf das Wasser abdampft, wodurch mindestens 1 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle auf der Kohle abgeschieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Polyethlyenoxids mindestens ungefähr 2 % beträqt, das Molekularaewicht des Polyethylenoxids mindestens ungefähr 300 000 ist und mindestens ungefähr 20 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle auf der Kohle abgeschieden werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Polyethylenoxids mindestens ungefähr 2 % beträgt, das Molekulargewicht des Polyethylenoxids mindestens ungefähr 900 000 ist und mindestens ungefähr 20 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle auf der Kohle abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Polyethylenoxids mindestens ungefähr 0,1 % beträgt,

das Molekulargewicht des Polyethylenoxids mindestens ungefähr 4 000 000 ist und mindestens ungefähr 1 g Polyethylenoxid je 1000 g Kohle auf der Kohle abgeschieden wird.
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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser bei einer Temperatur.von ungefähr 0⁰C oder darüber abgedampft wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdampfzeit mindestens ungefähr 2 h beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung aus Polyethylenoxid, Wasser und Methanol besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Zusammensetzung mit der Kohle durch Aufsprühen in Berührung qebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung mit der Kohle durch Eintauchen in Berührung gebracht wird.