DE3213307A1

DE3213307A1 - Verfahren zur entaschung und befoerderung von kohle

Info

Publication number: DE3213307A1
Application number: DE19823213307
Authority: DE
Inventors: Yuuichi Katoh; Shigeru Nagamori; Kenichi Yachiyo Chiba Nagata; Katsumi Satoh; Takashi Ichihara Chiba Yano
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1982-04-08
Publication date: 1983-01-20
Also published as: CA1168871A; AU8238282A; JPS57167392A; US4455148A; JPS588719B2; AU547437B2

Description

Verfahren zur Entaschung und Beförderung von Kohle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entaschen und Befördern von Kohle. Spezieller betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Zerkleinerung, Pelletisierung und Entaschung von Kohle bei Kohlebergwerken und anschließende Beförderung der Kohle durch Schlanunpipelinesysteme oder Massenbeförde-10rung mit Eisenbahnzügen, Lastwagen, Förderanlagen und dergleichen.

Die bekannten Methoden für Kohletransporte sind (1) Schlammtransport, bei dem pulverisierte Kohle in Wasser aufgeschlämmt und durch Pipelines transportiert wird, und (2) Transport in Masse, bei dem Kohle in der Form von Brocken gehandhabt wird.

Nach der Schlammtransportmethode wird Kohle zu einer mittle-

20ren Teilchengröße von etwa 0,1 nun pulverisiert und in Wasser aufgeschlämmt, und der Kohleschlamm wird durch Pipelines zu der Verbrauchsstelle transportiert. Diese Methode hat' jedoch den folgenden Nachteil. Damit der Schlamm stabil genug ist, um ein Absetzen von Kohleteilchen in der Pipeline

25zu verhindern, sollte der Schlamm etwa 20 % feine Kohleteilchen mit einer Größe geringer als 40 Mikron enthalten. Wenn daher ein Schlamm bereitet wird, der feine Kohleteilchen enthält, kann der Schlamm so eine verbesserte Stabilität bekommen, doch wird dann die Entwässerung des Schlammes

30zwangsläufig erschwert, so daß es in diesem Fall unvermeidbar ist, eine leistungsfähige Entwässerungsstufe an der für den Verbrauch bestimmten Stelle durchzuführen: beispielsweise wird ein durch eine Pipeline transportierter Schlamm für eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung in einer Zentrifugen-

35trenneinrichtung behandelt, doch noch da besteht die Neigung, daß feine Teilchen in der abgetrennten Flüssigkeit suspendiert bleiben, so daß man die abgetrennte Flüssigkeit weiter durch einen Eindicker und zur weiteren Reinigung

-5-durch eine Abwasserreinigungsanlage schickt.

Wie oben ausgeführt, gibt es beim, direkten Aufschlämmen feiner Kohleteilchen ernsthafte Nachteile, die mit extremer Schwierigkeit für die Entwässerung verbunden sind.

Andererseits erfordert der Transport von Kohlebrocken mühsames, kostspieliges Verladen und Entladen von Maßnahmen gegen eine Umweltverschmutzung mit Staub und spontane Verbrennung während der Lagerung.

Kohle enthält Gestein und Erde, und es ist unwirtschaftlich, alles zusammen zu transportieren. Um diese Probleme zu lösen, wurden folgende Verfahren vorgeschlagen. (A) Entfernung des Gesteins aus der Kohle durch Trennung unter der Schwerkraft. (B) Zugabe von Brennöl oder Leichtöl zu dem Kohleschlamm am Endpunkt eines Pipelinesystems, wobei ein Entaschen und Pelletisieren auf der Grundlage des Prinzips der ölagglomeration in Wasser (nachfolgend als OAW abgekürzt) eintritt. (C) Zugabe von Wasser zu einem Kohle-Ölgemisch, wobei von Wasser eingefangene Asche entfernt wird.

Das Verfahren (A) erfordert eine Kohleaufbereitungsanlage mit zusätzlichen Kosten für die Ausrüstung und das Laboratorium, und dennoch blieb das Problem bei der Schlammentwässerung ungelöst.

Das Verfahren (B) hat Nachteile, die nachfolgend erwähnt sind.
30

(1) Es ist unmöglich, die OAW-Betriebsbedingungen gemäß der Fluktuation der Kohlenarten zu steuern. Die Kohlenart fluktuiert selbst, bei dem gleichen Kohlebergwerk, und der Aschegehalt und die lipophile Eigenschaft von Kohle variiert entsprechend. OAW benutzt die lipophile Eigenschaft von Kohle, und das zuzusetzende öl sollte nach der Kohleart gesteuert werden. Dies ist jedoch nicht praktikabel im Hinblick auf die Tatsache, daß

zehntausende Tonnen Kohle ständig in der Pipeline fließen. Zwar kann man die Fluktuation der Kohleart am Eingang der OAW-Anlage feststellen, doch ist es unmöglich, dem mit der Zeitverzögerung Herr zu werden. Als das Ergebnis wird Schlammwasser ausgetragen,, wobei die Agglomeration unvollständig bleibt. Dies könn';e zu einer Wasserverunreinigung mit feinen Kohleteilchen führen.

(2) Es ist unmöglich, öl in einer geeigneten Menge entsprechend der Pulverisierung der Kohle, die während des Schlammtransportes auftritt, zuzusetzen. Die in dem OAW-Verfahren zuzusetzende ölmenge sollte nach der Teilchengröße des Kohlepulvers verändert werden,und je feiner das Pulver ist, desto mehr öl ist erforderlich. Das Pulverisierungsverhältnis variiert je nach der Kohleart, doch ist es sehr schwierig, dies vorauszuschätzen.

(3) Das OAW-Verfahren erfordert eine große Pulvermenge, viel Zeit und eine Apparatur von undurchführbar großem Volumen. Wenn beispielsweise fünf Millionen Tonnen Kohle je Jahr transportiert werden sollen, müßte die OAW-Apparatur eine Fließgeschwindigkeit von 2.000 m /h haben, wenn man annimmt, daß in dem Schlamm 30 Gew.-% Feststoffe enthalten sind. Eine solche Apparatur hätte 1.000 bis 2.000 m³ Volumen und würde für das Rühren 4.000 bis 12.000 kW erfordern, was nach den Berechnungen des Erfinders einen Energieverbrauch von 2 bis 6 kWh je Kubikmeter Schlamm bedeuten würde.

(4) Das OAW-Verfahren, das dazu bestimmt ist, reine Kohle durch Agglomerieren von Asche in pulverisierte Rohkohle zu trennen, hat den Nachteil, daß es von reiner Kohle eingeschlossene Ascheteilchen nicht abtrennen kann. Dies ist der Grund, warum das Entaschungsverhältnis mit dem herkömmlichen OAW-Verfahren nur 30 bis 40% betrug.

Schließlich ist das Verfahren (C) nicht wirtschaftlich, da

das öl, welches in einer Menge von mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf die Kohlemenge, verwendet wird, schließlich verbrannt wird. Die Verwendung von öl in einer solch großen Menge läuft der Zeittendenz entgegen/ gemäß der der Ersatz von Erdöl durch Kohle befürwortet wird.

Ein erstes Ziel der Erfindung, die vollendet wurde, um die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen, besteht darin, ein Verfahren zur Entaschung und Beförderung von Kohle zu bekommen, das ungeachtet der Fluktuation der Kohleart gesteuert werden kann.

Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entaschung und ein Verfahren zur Beförderung von Kohle zu bekommen,- die in Kombination miteinander gemäß der Fluktuation der Kohleart verwendet und ungeachtet der Fluktuation der Härte und Pulverisierbarkeit der Kohle gesteuert werden können.

Ein drittes Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entaschung und Beförderung von Kohle zu erhalten, das den Verbrauch von Bindemittelöl um 40 bis 60 % im Vergleich mit dem herkömmlichen OAW-Verfahren einspart.

Ein viertes Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entaschung und Beförderung von Kohle zu erhalten, das mit viel geringerem Energieverbrauch als das herkömmliche OAW-Ver fahren durchgeführt werden kann.

Ein fünftes Ziel der Erfindung ist es, eine wirksame Methode zur Kohleentaschung zu erhalten.

Ein sechstes Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entaschung und Beförderung von Kohle zu bekommen, das auf Kohle irgendeiner Zusammensetzung angewendet werden kann.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß man pulverisierte Kohle mit einem Bindemittel vermischt und so die

-δ-

Kohleteilchenoberflächen mit dem Bindemittel überzieht, Wasser zu der pulverisierten Kohle unter Bildung eines Kohleschlamms zusetzt, den Schlamm rührt und so in der pulverisierten Kohle enthaltene Ascheteilchen in Wasser dispergiert und Kohleteilchen in der pulverisierten Kohle durch · Wälzen agglomeriert, wobei sich pelletisierte Kohle bildet, die pelletisierte Kohle von den Ascheteilchen abtrennt und die pelletisierte Kohle befördert. Je nach dem Aschegehalt in der Rohkohle geht dem Verfahren die Vorbehandlung voraus, die die zerkleinerte Kohle in zerkleinerte Kohle mit hohem Aschegehalt und reine zerkleinerte Kohle durch Trennung unter Schwerkraft auftrennt und anschließend die reine zer-, kleinerte Kohle pulverisiert, wenn die Rohkohle etwa 30 bis 50 % Asche und Ascheteilchen größer als 1 mm enthält, und/ oder dem Verfahren kann eine Nachbehandlung folgen, bei der die pelletisierte Kohle in Pellets mit hohem Ascheanteil und reine Pellets durch Trennung unter der Schwerkraft aufgetrennt wird, wenn die Rohkohle weniger als 30 % Asche

enthält und die Ascheteilchen kleiner als 1 mm sind. 20

In der Zeichnung bedeuten:

Figur 1 ein Fließbild, das Beispiel 1 der Erfindung erläutert,

Figuren 2A bis 2D vergrößerte schematische Darstellungen, die das Prinzip der Pelletisierung von Kohleteilchen nach dem herkömmlichen OAW-Verfahren erläutern ,

Figuren 3A bis 3D vergrößerte schematische Darstellungen, die das Entaschungs- und Pelletisierungsverfahren des Beispiels 1 der Erfindung erläutern,

Figur 4 ein Fließbild, das Beispiel 2 der Erfindung erläutert,

Figuren 5A und 5B vergrößerte schematische Darstellungen, die das Prinzip des Verfahrens des Beispiels 2 der Erfindung erläutern,

Figur 6 ein Fließbild, das Beispiel 3 der Erfindung erläutert,

Figur 7 ein Fließbild, das Beispiel 4 der Erfindung erläutert,

Figur 8 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Entaschungsverhältnis und der Trockenrührzeit im Beispiel 1 der Erfindung zeigt, Figur 9 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen der Ausbeute an reiner Kohle und der Trockenrührzeit im Beispiel 1 der Erfindung zeigt, Figur 10 eine graphische Darstellung, die der Beziehung zwischen der in das Abwasser abgegebenen ölmenge mit der Trockenrührzeit im Beispiel 1 der Erfindung zeigt,

Figur 11 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Brennölmenge und der Teilchengröße der pulverisierten Rohkohle im Beispiel 1 der Erfindung zeigt,

Figur 12 und Figur 13 graphische Darstellungen, die die Beziehung zwischen dem Gewichtsverhältnis von flottierender Kohle und dem Aschegehalt im Beispiel 2 der Erfindung zeigt, und

Figur 14 und Figur 15 graphische Darstellungen, die die Beziehung zwischen dem Gewichtsverhältnis von flottierender Kohle und dem Aschegehalt im Beispiel 3 bzw. im Beispiel 4 der Erfindung zeigen. 25

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele erläutert.

Das Verfahren des Beispiels 1 ist in Figur 1 gezeigt. Nach diesem Verfahren werden pulverisierte Kohleteilchen mit einem Bindemittel überzogen und in Wasser pelletisiert, während hydrophile Ascheteilchen in Wasser dispergiert werden, wodurch eine Entaschung vorgenommen wird. Das Verfahren des Beispiels 1 ist grundlegend für die Verfahren der Beispiele bis 4. Es ist anwendbar auf Rohkohle, die weniger als 15 % Asche enthält, wie bituminöse Kohle, subbituminöse Kohle und Braunkohle.

-ιοί In Figur 1 wird die Rohkohle auf eine erwünschte Teilchengröße mit Hilfe des Brechers 2 zerkleinert, der eine Käfigmühle, Stabmühle oder Kugelmühle ist. Die Teilchengröße wird in geeigneter Weise in Bezug auf das Entaschungsverhältnis ausgewählt. Wenn Kohle zu Teilchen feiner als 50 Mikron pulverisiert wird, können mehr als 50 % Asche in der anschließenden Entaschungsstufe entfernt werden. Wenn die Teilchengröße feiner wird, muß für die gleiche Kohlemenge das Bindemittel mehr sein. Wenn Kohle aus groben Teilchen von 0,7 mm im Mittel und feiner als 5 mm pulverisiert wird, liegt die erforderliche Bindemittelmenge bei etwa 5 Gew.-%, doch nimmt das Entaschungsverhältnis auf 35 bis 45 % ab. Somit sollte die Teilchengröße nach dem Entaschungsverhältnis oder der Bindemittelmenge bestimmt werden, was immer vom Standpunkt der Endverwendung der Kohle wichtig ist. Gemäß den Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen des Erfinders wird die oben erwähnte grobe Teilchengröße von durchschnittlich 0,7 mm und feiner als 5 mm empfohlen.

Abstromwärts von dem Brecher 2 ist die Klassiereinrichtung 3 angeordnet, die grobe Kohleteilchen 4 von der zerkleinerten Rohkohle 5 abtrennt und gestattet, daß feine Kohleteilchen 6 zu der nachfolgenden Pelletisierstufe überführt werden.

Nach einer anderen Methode, die vorzugsweise angewendet wird, um die Gesamtwirtschaftlichkeit der Erfindung zu verbessern, wird Rohkohle von dem Brecher zu einer Teilchengröße von durchschnittlich 0,7 mm und feiner als 7 mm zer-

30kleinert, und Teilchen kleiner als 0,5 mm werden von einer Klassiervorrichtung abgetrennt und dann pelletisiert. Die pelletisierte Kohle wird mit Kohleteilchen einer Größe von 0,5 bis 7 mm vermischt, um das Endprodukt zu bilden. Dieses. Verfahren wird vorteilhaft auf Kohle mit niedrigem Aschegehalt angewendet, die während des Transportes nicht leicht pulverisiert wird.

Die feine Kohle 6 wird, wobei grobzerkleinerte Kohle 4 ent-

fernt wird, in die Pelletisiereinrichtung 7 eingespeist, in der die feine Kohle 6 mit dem Bindemittel 8 vermischt wird, welches später beschrieben wird. Die Atmosphäre in der Pelletisiereinrichtung 7 sollte vorzugsweise bei Braunkohle durch Stickstoff ersetzt werden, da diese während der Behandlung schnell oxidiert.

Das Bindemittel 8 wird unter Kohleteer, aus Kohle erhaltenem künstlichem Erdöl, Brennöl und aus Erdöl erhaltenem Asphalt ausgewählt, die leicht mit niedrigen Preisen erhältlich sind und für das Agglomerieren feiner Kohleteilchen wirksam sind. Bei Verwendung wird das Bindemittel erhitzt, um die Viskosität in geeigneter Weise einzustellen.

Die zuzusetzende Menge des Bindemittels .8 wird nach der Teilchengröße der zerkleinerten Kohle, wie oben erwähnt, bestimmt. Wenigstens 20 Gew.-% sind erforderlich, wenn die Teilchengröße kleiner als 50 Mikron ist, und etwa 5 Gew.-% reichen aus für Kohleteilchen von durchschnittlich etwa 0,7 mm. Die mittlere Teilchengröße von 0,7 mm wird nach den Wirtschaftlichkeitserwägungen der Erfinder vorzugsweise verwendet.

Das Bindemittel 8 wird vorzugsweise zusammen mit einem oberflächenaktiven Mittel 9 zugegeben, das wirksam ist, die zuzugebende Menge des Bindemittels 8 zu vermindern und die Pelletisierzeit zu verkürzen. Einige Beispiele des oberflächenaktiven Mittels 9 sind nachfolgend gezeigt.

H₀C CHCH₉OOCR

I I

oc HOHC CHOH

CHOH

R-COO-(CH₂CH₂O)_nH

(worin R eine Alkylgruppe von C bis C₂₀ ist und η eine ganze Zahl von 1 bis 30 bedeutet).

Dieses oberflächenaktive Mittel wird in einer Menge von 0,05 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Rohkohle, zugegeben.

Das mit dem oberflächenaktiven Mittel 9 zugegebene Bindemittel 8 kann weiterhin mit etwa der gleichen Menge Wasser 32 eingearbeitet werden_/ und das Bindemittel 8 wird in Wasser in der Form feiner Teilchen in der Größenordnung von Mikrons dispergiert. Für das Dispergieren wird vorzugsweise die überschallemulgiereinrichtung 33 verwendet.

Das Bindemittel kann 30 bis 60 Gew.-% Kohlepulver feiner als 10 Mikron zusätzlich zu dem oberflächenaktiven Mittel enthalten.

Das feine Kohlepulver für eine solche Einarbeitung kann irgendwelche der pelletisierten Kohleteilchen nach Beispiel 1 der Erfindung, die später zu beschreibenden gereinigten Pellets gemäß den Beispielen 2 und 3 und die pelletisierten Teilchen gemäß Beispiel 4 der Erfindung, die auf eine Teilchengröße unterhalb 10 Mikron pulverisiert wurden, umfassen.

Die Trockenpelletisiereinrichtung 7 ist vorzugsweise ein Pulvermischer vom Henschel-Typ oder ein Schrägtellermischer mit einem außermittigen Drehrechen, die für das Mischen von Feststoffen bestimmt sind.

In der Pelletisiereinrichtung 7 wird das Bindemittel um die Kohleteilchen herum verteilt, so daß das Bindemittel die Oberfläche der Kohleteilchen gleichmäßig überzieht. Während dieses Verfahrens verlieren Kohleteilchen die oxidierte Schicht auf der Oberfläche infolge der Reibung zwischen den Kohleteilchen, und Wasser auf der Kohleteilchenoberfläche wird durch das Bindemittel ersetzt.

Die Verweilzeit in der Pelletisiereinrichtung 7 liegt ge-

wohnlich bei 3 bis 10 Minuten, und das Rührblatt wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 3 bis 30 m/s gedreht.

Das Bindemittel 8 kann in die Pelletxsiereinrichtung 7 auf einmal gegeben werden, oder es kann durch Aussprühen aus einer Düse, während das Kohlepulver gerührt wird, zugeführt werden. Die letztere Methode ist bevorzugt für ein gleichmäßiges Dispergieren und schnelles Beschichten der Kohleteilchenoberfläche .

Als das Ergebnis der oben erwähnten Stufe werden die Oberflächen der Kohleteilchen mit einem dünnen Film des Bindemittels überzogen. Die mit Bindemittel überzogenen Kohleteilchen. 10 werden in den Mischer 11 eingeführt, in welchem Wasser 12 zugegeben wird, um den Kohleschlamm 13 zu ergeben, der 30 bis 60 Gew.-% Peststoffe enthält.

Wenn der Feststoffgehalt des Kohleschlammes geringer als 30 Gew.-% ist, benötigt das Agglomerieren längere Zeit, da dann die Kohleteilchen weniger wahrscheinlich in der Formungsmaschine 14 miteinander zusammenstoßen. Außerdem wird Energie vergeudet, um unnötig Wasser zu rühren.

Wenn der Feststoffgehalt des Kohleschlammes größer als 60 Gew.-% ist, wird eine Freigabe von Ascheteilchen verhindert und hat der Schlamm keine Fließfähigkeit, wenn er an die Formungsmaschine 14 abgegeben wird. Der Mischer 11 ist gewöhnlich ein Mischer vom Kesseltyp mit einem Vertikalrührer.
30

Der in der obigen Stufe erhaltene Kohleschlamm 13 wird dann in die Formungsmaschine 14 vom Naßtyp eingespeist, worin mit dem Bindemittelfilm überzogene Kohleteilchen zum Agglomerieren gebracht werden, wie wenn in Wasser dispergierte öltröpfchen agglomerien, während hydrophile Ascheteilchen den Bindemittelfilm verlassen und die resultierenden bloßen Ascheteilchen im Wasser dispergiert werden.

Die Formungsmaschine 14 hat gewöhnlich einen Kesselmischer mit einem Rührer, und ein vertikaler oder horizontaler zylindrischer Mischer mit einem Mehrblattrührer wird auch bevorzugt verwendet. Die Verweilzeit in der Formungsmaschine 14 liegt gewöhnlich bei 3 bis 15 Minuten, und das Rührblatt wird mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 6 bis 30 m/s gedreht.

In der ersten Hälfte (an der Einlaßseite) der Formungsmaschine 14 streift die hohe Scherkraft, die von den Rührblättern erzeugt wird, den Bindemittelfilm von den Ascheteilchen ab und dispergiert die resultierenden bloßen Ascheteilchen in Wasser und agglomeriert gleichzeitig mit dem Bindemittelfilm - überzogene Kohleteilchen.
15

In der zweiten Hälfte ( an der Auslaßseite) der Formungsmaschine 14 bewirkt die von den Rührblättern erzeugte Zentrifugalkraft, daß die Kohleagglomerate unter der Preßkraft gegen die Innenwand des Zylinders gewälzt werden. Die Kohleagglomerate werden schließlich kugelige Pellets.

Der Pellets und Ascheteilchen enthaltende Schlamm 15 geht dann durch das Sieb mit öffnungen von 0,3 bis 0,7 mm. Die Teilchen mit Übergröße sind Pellets von 0,3 bis 0,5 mm und 25mehr im Teilchendurchmesser, und die Teilchen mit Untergröße sind in dem Schlamm 18 dispergierte Einzelteilchen.

Der Ascheteilchenschlamm 18 wird in Ascheteilchen 20 und klares Wasser 21 mit Hilfe der Feststoff-Flüssigkeitstrenn-30einrichtung 19 getrennt. Eine für die Behandlung von tonhaltigem Abwasser verwendete Fällungseinrichtung kann als Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung 19 verwendet werden.

Das klare Wasser 21 wird zu dem Mischer 11 zurückgeführt, 35nachdem es mit Ergänzungswasser 12 vereinigt wurde.

Die Ascheteilchen 20 werden nach der Entwässerung verwendet, die beim Kohleabbau verbliebenen Hohlräume aufzufüllen.

Die in den obigen Stufen hergestellten Pellets 17 werden mit Wasser 23 in dem Konditionierkessel 22 vermischt, um einen Schlamm 24 von geeignetem Feststoffgehalt, wie 30 bis 50 Gew.-%, zu bekommen, und dieser Schlamm ist geeignet für den Transport mit Hilfe der Pumpe 25 zu der Stelle des Verbrauchs.

An dem Ende der Pipeline werden die Pellets mit der Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung 26 vor der Verbrennung entwässert. Da die Pellets hydrophob sind, lassen sie sich leicht entwässern.

Die Pellets können in dem herkömmlichen Brenner 27 für pulverisierte Kohle verbrannt werden, nachdem sie mit dem Brecher 2 zu einer erwünschten Teilchengröße wieder zerkleinert wurden. Auch können die Pellets verbrannt werden, wenn sie in einem (nicht gezeigten) Wirbelschichtofen aufgenommen werden.

Beim Schlammtransport werden die Schlammpumpen 25, die übliche Sandpumpen sein können, in Abständen von 100 km installiert. Die Pellets 17, die beim Rühren mit Hilfe des Rührblattes mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 bis 30 m/s in der Umformmaschine 14 nicht zerkleinert wurden, werden natürlich auch nicht zerkleinert, wenn sie durch die Pumpe 25 und die Pipeline 24 gehen.

Wenn man ein Vibrationssieb von 0,3 bis 1 mm als die Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung verwendet, ist es möglich, den Wassergehalt der Pellets 17 auf 12 Gew.-% zu vermindern. Wenn eine Zentrifugentrenneinrichtung vom Käfigtyp mit etwa 100G verwendet wird, ist es möglich, den Wassergehalt auf 7 Gew.-% oder weniger herabzusetzen.

Anstelle eines Schlammtransportes durch die Pipeline 24 können die Pellets auch zur See oder auf dem Land transportiert werden. Für einen Transport in Masse auf der See oder auf dem Land werden die Pellets 17, wenn erforderlich, für

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eine Wassergehalteinstellung durch den Trockner 34 geschickt und dann mit dem Stapler 28 an dem Lagerplatz unter freiem Himmel (29) aufgehäuft.

Die auf dem Lagerplatz unter freiem Himmel aufgehäuften Pellets 29 werden von einem Rücklader 30 auf Waggons 31 geladen. Am Bestimmungsort werden die Pellets 29 wieder auf einem Lagerplatz unter freiem Himmel aufgehäuft und dann dem Brecher 2 und dem Ofen 27 zugeführt. Die Pellets können so, wie sie ankommen, in einem Wirbelschichtofen verbrannt werden.

Wenn Pellets nach dem Schlammtransport durch Erdpipelines transportiert werden sollen, kann der Schlamm vor dem Verladen mit Sieben entwässert werden, und der verladene Schlamm kann durch Siebe am Boden des Schiffsladeraums entwässert werden, so daß die Mitführung von unerwünschtem Wasser vermieden wird.

Das Verfahren nach der Erfindung, wie es in Figur 1 geseigt ist, wird weiter im Vergleich mit dem herkömmlichen OAW-Verfahren theoretisch beschrieben werden.

■Die Figuren 2A bis 2D erläutern das Prinzip des OAW-Verfahrens, und die Figuren 3A bis 3D erläutern das Prinzip der vorliegenden Erfindung.

Figur 2A zeigt schematisch einen Kohleschlamm, der aus Wasser W und Kohleteilchen C sowie darin suspendierten Ascheteilchen A zusammengesetzt ist.

Wenn ein Bindemittel zu dem Schlamm zugegeben wird, verteilt sich das Bindemittel in der Form von Tröpfchen B um die Kohleteilchen C und Ascheteilchen A, wie in Figur 2B gezeigt ist. Die Bindemitteltröpfchen B kleben selektiv an

351ipophilen Kohleteilchen A und bilden überzogene Kohleteilchen P, wie in Figur 2C gezeigt ist. Die überzogenen Kohleteilchen P agglomerieren, wie in Fig. 2D ist, und die Agglomerate bilden Pellets Q, wenn sie in Wasser gewälzt werden.

-πι Andererseits bleiben hydrophile Ascheteilchen A im Wasser suspendiert, und schließlich werden Pellets Q von dem Ascheteilchen enthaltenden Schlamm abgesiebt.

Aus diesem Prinzip ist verständlich, daß das herkömmliche OAW-Verfahren von dem Grad der lipophilen Eigenschaft der Kohle abhängt. Daher kann das herkömmliche OAW-Verfahren keine Braunkohle pelletisieren, da diese keine lipophile Eigenschaft hat, und es führt zu Problemen, wie niedrigen Pelletausbeuten und erhöhter Überführung von Bindemitteln in den Ascheschlamm, was alles aus der lipophilen Eigenschaft der Kohle resultiert.

Nach dem Prinzip der Erfindung werden pulverisierte Kohle und Bindemittel in der Trockenpelletisiereinrichtung derart vermischt, daß die Kohleteilchenoberflächen mit dem Bindemittel überzogen werden. Dies ist schematisch in Figur 3A ge-· zeigt, in welcher Kohleteilchen C und Ascheteilchen A mit Bindemittel Z überzogen werden und überzogene Teilchen X bilden.

Während des Trockenmischens werden Kohleteilchen C gegeneinander gerieben, und Wasser und oxidierte Schicht werden von den Kohleteilchen entfernt. So bildet sich der Binde-25mittelfilm Z auf den frischen Oberflächen der Kohleteilchen.

Bei Zugabe von Wasser W und anschließendem Rühren trennt sich das Bindemittel von den hydrophilen Ascheteilchen A, so daß nackte Ascheteilchen in Wasser dispergiert werden, 30wie in Figur 3B gezeigt ist.

Nach fortgesetztem Rühren agglomerieren mit Bindemittel Z die überzogenen Kohleteilchen X und bilden Agglomerattexlchen Y oder Pellets beim Wälzen in Wasser, wie in Figur 3C 35gezeigt ist.

Die Agglomerattexlchen Y werden von dem Ascheteilchen A enthaltenden Schlamm abgesiebt, und die resultieranden Pellets

(Fig. 1) werden durch Schlanuntransport oder Transport in Masse/ wie oben erwähnt, befördert.

Der Ascheteilchen A enthaltende Schlamm wird, wie in Figur 3D gezeigt ist, in Ascheteilchen 20 und klares Wasser 21 durch die Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung 19 getrennt, wie oben erwähnt ist.

Wie aus den Figuren 3A bis 3D ersichtlich ist, ist für das Verfahren nach der Erfindung charakteristisch, daß das Bindemittel an Kohleteilchen unabhängig von dem Carbonisierungsgrad der Rohkohle anhaftet.

Beispiel 2 ist unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben, in welcher die Stufen der Herstellung des Schlammes 15, der Pellets und Ascheteilchen aus Rohkohle 1 enthält, und des Siebens des Schlammes in der gleichen Weise wie in Beispiel

1 (Figur 1) ausgeführt werden. Das Verfahren des Beispiels

2 schließt die zusätzliche Nachbehandlungsstufe für verbesserte Entaschung ein, bei der die von dem Sieb 16 abgesiebten Pellets 17 in der Trenneinrichtung 35 unter der Schwerkraft getrennt werden.

Mit anderen Worten, das Verfahren des Beispiels 2 ist dazu bestimmt, die in dem Verfahren des Beispiels 1 erhaltenen Pellets weiter zu entaschen, um so gereinigte Pellets 36 zu erhalten. Da die Pellets 17 gleichmäßigere Teilchengröße im Vergleich mit herkömmlicher pulverisierter Kohle haben, kann eine Entaschung durch Trennung unter der Schwerkraft wirksam erreicht werden.

Die gereinigten Pellets 36 enthalten mehr Kohle und tragen mehr Bindemittel mit sich als die Pellets 17 und haben daher ein niedrigeres spezifisches Gewicht als Pellets 17 und geben leicht Asche frei.

Außerdem enthalten die gereinigten Pellets 36 Blasen, obwohl in sehr kleiner Menge, und schwimmen daher leichter als

Pellets 17 auf. Diese Eigenschaft verbessert auch das Entaschen durch Trennung unter der Schwerkraft.

Wenn Rohkohlepulver/ das nicht pelletisiert wird, direkt der herkömmlichen Trennung unter der Schwerkraft unterzogen wird, wird die Trennung von Kohle und Asche infolge feiner Kohleteilchen in der Rohkohle verschwommen. Mit anderen Worten, die feinen Kohleteilchen bilden einen schwarzen Schlamm, der die Trennung von Kohle mit niedrigem Aschegehalt, die aufschwimmt oder flottiert, und Kohle mit hohem Aschegehalt, die sich absetzt, verhindert.

Dieses Beispiel 2 ist dazu bestimmt, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen und durch wirksame Entaschung gereinigte Pellets zu erzeugen.

Das Verfahren des Beispiels 2 kann auf Rohkohle, wie bituminöse Kohle und subbituminöse Kohle mit einem Gehalt von 15 bis 45 Gew.-% Asche und speziell auf Rohkohle, in welcher Asche in der Form von Teilchen mit einer Größe von 1 bis 2 mm enthalten ist, angewendet werden.

Gemäß Figur 4 werden durch ein Sieb 16 abgetrennte Pellets 17 in die Trenneinrichtung 35 zur Trennung unter der·. Schwerkraft eingeführt, worin gereinigte Pellets 36 aufschwimmen oder· flottieren und Pellets mit hohem Aschegehalt 37 sich absetzen.

Es ist auch möglich, Pellet-Ascheschlamm 15 direkt in die unter der Schwerkraft arbeitende Trenneinrichtung 35 einzuführen.

Es sei festgestellt, daß Pellets mit hohem Aschegehalt 37 Kohleteilchen einer solchen Struktur enthalten, daß Kohle Ascheteilchen einschließt, oder daß sie Ascheteilchen der gleichen Teilchengröße wie die Pellets enthalten.

Als unter der Schwerkraft arbeitende Trenneinrichtung

kann ein Zyklon für schwere Medien oder eine Wasserkonzentriereinrichtung verwendet werden. Sie werden mit einem Trennverhältnis von 90 % flottierender Stoffe und 10 % sich absetzender Stoffe, bezogen auf die Fließgeschwindigkeit der Pellets, betrieben.

Die abgesetzten Pellets 37 mit hohem Aschegehalt werden mit der Naßmühle 38 zerlegt und dann zu dem Mischer 11 zurückgeführt. Die aufschwimmenden oder flottierenden gereinigten Pellets 36 gehen durch die Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung 39 zur Abtrennung von Wasser 40 und werden dann mit frischem Wasser, wie-in Beispiel 1, für einen Schlammtransport zu der Stelle des Verbrauchs vereinigt. Anstelle des Schlammtransportes können die Pellets 36 auch durch Massentransport 41, wie in Beispiel 1, befördert werden.

Nach dem Prinzip des Beispiels 2 werden die in Figur. 13 (Beispiel 1) gezeigten Pellets Y in einer unter der Schwer™ kraft arbeitenden Trenneinrichtung behandelt, wobei die Pellets S mit hohem Aschegehalt, die Asche enthalten, wie in Figur 5A gezeigt ist, von den gereinigten Pellets R getrenniv^wxS in Figur 5B gezeigt ist. Die Entfernung von Pellets S mit hohem Aschegehalt verbessert das Entaschungsverhältnis weiter.

Beispiel 3 ist unter Bezugnahme auf Figur 6 beschrieben, worin die Vorbehandlungsstufe des Zerkleinerns von Rohkohle und die Durchführung der Entaschung durch Trennung unter der Schwerkraft zu dem Verfahren des Beispiels .2 hinzukommen. Das Verfahren des Beispiels 3 kann vorzugsweise auf die Behandlung von Rohkohle angewendet werden, die Gesteinsschichten dicker als 1 mm und Ascheteilchen feiner als 1 mm enthält.

Zugleich mit dem Verfahren des Beispiels 2 ist das Verfahren des Beispiels 3 insofern vorteilhaft, als die Entaschung vor der Zugabe von Bindemittel durchgeführt wird und daher der Gehalt an reiner Kohle zum Zeitpunkt der Bindernittelzu-

gäbe erhöht wird und die Menge an Asche in der Entaschungsstufe nach der Bindemittelzugabe vermindert wird. Im Verhältnis zu dieser Abnahme kann die Menge an zuzusetzendem Bindemittel verhindert werden, und Pellets hoher Reinheit können in hohen Ausbeuten erhalten werden.

In Figur 6 wird Rohkohle 1 mit dem Brecher 2 zerkleinert und dann von der Klassiereinrichtung 3 gesiebt. Kohlebrocken in einer Größe von 7 bis 100 mm werden in die unter der Schwerkraft arbeitende Trenneinrichtung 42 eingespeistiund feine Kohle 6 mit einer Größe kleiner als 7 mm wird in die Trockenpelletisiereinrichtung 7 eingespeist.

Als unter der Schwerkraft arbeitende Trenneinrichtung 42 kann ein Zyklon für schwere Medien oder eine Konzentriereinrichtung für Wasser verwendet werden, wie im Falle der unter der Schwerkraft arbeitenden Trenneinrichtung 35, die für die Vorbehandlung in Beispiel 2 (Figur 4) verwendet wird. Die abgesetzte in Brockenform vorliegende Kohle 43 mit hohem Aschegehalt wird beispielsweise für Landverfüllung verwendet.

Andererseits wird die aufschwimmende oder flottierende entaschte gereinigte stückige Kohle 44 von dem Wasser 46 mit Hilfe der Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung 47 abgetrennt, zu Teilchen kleiner als 7 mm mit einer Durchschnittsgröße von 0,5 bis 0,8 mm mit Hilfe des Brechers 47 zerkleinert und dann in die Trockenpelletisiereinrichtung 7' eingeführt. Danach unterliegen die Pellets der gleichen Behandlung wie in Beispiel 2 (Figur 4).

Das von der Feststoff-Flüssigkeitstrenneinrichtung 47 abgetrennte Wasser 46 enthält noch suspendierte feine Kohletei'lchen. Es wird mit dem Eindicker 48 gereinigt, und das gereinigte Wasser 49 wird zu der unter Schwerkraft arbeitenden Trenneinrichtung 42 zurückgeführt.

Beispiel 4 ist unter Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben, worin das Vorbehandlungsverfahren zur Entaschung von zerklei-

nerter Rohkohle mit einer unter Schwerkraft arbeitenden Trenneinrichtung zu dem Verfahren des Beispiels 1 (Figur 1) hinzugefügt wird. Dieses Entaschungsvorbehandlungsverfahren wird in der gleichen Weise wie die Entaschungsvorbehandlung in Beispiel 3 (Figur 6) durchgeführt.

Das Verfahren des Beispiels 4 kann auf die Behandlung von Rohkohle, die Gesteinsschichten größer als 1 mm enthält, angewendet werden, wobei man einen Wirtschaftlichkeitseffekt dadurch bekommt, daß die Menge an Kohle für die Deponie vermindert und die Kohlaauabeute verbessert, wird.

Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Wirkungen:

(1) Da das Bindemittel direkt auf die Oberfläche von Teilchen pulverisierter Kohle durch Trockenrühren aufgebracht wird, wird das Anhaften von Bindemittel nicht .durch die Kohlesorte oder den Grad der lipophilen Eigenschaft der Kohle beeinflußt. Somit ist es möglich, die Entaschungs- und Pelletisierbehandlung auch auf Braunkohle anzuwenden, auf die das herkömmliche Verfahren nicht anwendbar war.

(2) Das trockene Vermischen von Kohleteilchen und Bindemittel ergibt ein gutes Anhaften von Bindemittel in einem dünnen Film auf der Kohleteilchenoberfläche. Es ist auch möglich, das Bindemittel daran zu hindern, daß es mit dem Schlamm aus Ascheteilchen verworfen wird. Dies spart am Bindemittelverbrauch um 40 bis 60 % im Vergleich mit dem herkömmlichen Verfahren, bei dem das Bindemittel dem Schlamm aus feiner Kohle zugesetzt wird.

(3) Bei dem herkömmlichen Verfahren ist es erforderlich, eine große Menge Schlammmedium (Wasser) mit hoher Stromenergie zu rühren, um durch Zugabe von öl zu dem Kohleschlamm Teilchen aus öl an Kohle zu erhalten, während nach der vorliegenden Erfindung das Bindemittel direkt in Luft an Kohleteilchen gebunden wird und folglich das Energieerfordernis extrem vermindert werden kann.

(4) Nach dem herkömmlichen OAW-Verfahren ist es schwierig, die Entaschung und das Pelletisieren durchzuführen, wenn die Oberflächen der Kohleteilchen oxidiert und weniger Iipophil sind, während nach der vorliegenden Erfindung Kohleteilchen aneinander gerieben werden und die oxidierte Schicht so entfernt wird, wenn das Bindemittel zugegeben wird. Daher verursacht die Oxidation von Kohleteilchen kein Problem.

(5) Im Falle, daß die Kohleteilchen eine große Wassermenge mit sich tragen, wird das Oberflächenwasser durch das Bindemittel ausgetauscht. Somit ist es möglich, mit der Durchführung der Entwässerung Bindemittel zum Anhaften zu bringen.

(6) Asche, wie Erde und Gestein, in der Kohle läßt man sich 1*> in Wasser dispergieren, indem man die hydrophile Eigenschaft von Asche ausnutzt, die es gestattet, daß Wasser mit einer

Kraft so hoch wie 10.000 kg/cm Druck absorbiert wird. Wegen dieser hydrophilen Eigenschaft werden Ascheteilchen, die erst von dem Bindemittel eingeschlossen wurden, von dem 2" Bindemittel an das Wasser freigegeben. Somit kann ungeachtet der Kohleart das Entaschen wirksam durchgeführt werden.

(7) Nach der vorliegenden Erfindung kann die Entaschungsbehandlung durch unter der Schwerkraft erfolgende Trennung je nach dem Vorhandensein von Asche in der Rohkohle, der Größe der Ascheteilchen und dem Aschegehalt kombiniert werden. So ist es möglich, von der reinen Kohle eingeschlossene Ascheteilchen durch Sedimentation zu entfernen, obwohl diese Teilchen nach der herkömmlichen Methode nicht entfernt wer-

3« den können. Flottations-Sinktrennverfahren können wirksamer für gleichmäßige Pellets als für Kohleteilchen, wie sie erhalten wurden, angewendet werden.

(8) Außerdem werden nach der vorliegenden Erfindung Kohle und Bindemittel durch Wiederzerkleinern von Kohle mit hohem Aschegehalt, die durch Schwerkrafttrennung abgetrennt wurde, wiedergewonnen. Dies erhöht das Entaschungsverhältnis und die Ausbeute an Reinkohle und vermindert den Bindemittelver-

. -24-

brauch.

(9) Der Schlammtransport oder der Transport in Masse von Pellets, die verminderten Aschegehalt haben, vermindert den unnützen Transport von Asche. Außerdem werden nach der vorliegenden Erfindung Pipelines für den Schlammtransport wirksam gegen Korrosion geschützt, und die von Asche befreiten und mit Bindemittel (öl) oberflächenbeschichteten Pellets flottieren während des Schlammtransportes gut. Pellets können am Ende der Pipeline für den Schlammtransport leicht entwässert werden.

(10) Massentransport in der Form von Pellets verhindert fast Vollständig Staubentwickelung.

(11) Das Verfahren nach der Erfindung kann ohne irgendeine Modifizierung auf das Verkoken von Kohle sowie die Wasserdampferzeugung mit Kohle angewendet werden. Das Verfahren nach der Erfindung ist auch anwendbar auf Ölschiefer, Braunkohle, subbituminöse Kohle und bituminöse Kohle.

Die Erfindung wird nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Das Verfahren nach der Erfindung wurde durch Betrieb einer Pilotanlage nach dem Fließbild, das in Figur 1 gezeigt ist, mit einer Kohlefließgeschwindigkeit von 100 kg/h In dem Entaschungs- und Pelletisierverfahren von dem Brecher 2 zu dem Sieb 16 durchgeführt.

(1)Entaschungsverhältnis

Das Entaschungsverhältnis in Beziehung zu der Rührzeit in dem Trockenrührer 7 wurde für Braunkohle bestimmt, die in der arktischen Zone gewonnen worden war. Die Rohkohle wurde bis zu einer mittleren Teilchengröße von 0,7 mm pulverisiert.

Die Ergebnisse sind in Figur 8 gezeigt. In Figur 8 zeigt der Doppelkreis bei der Rührzeit Null das Betriebsergebnis ohne Trockenrühren und nur unter Verwendung der Naßumformungsmaschine 14 in der gleichen Weise wie in dem herkömmliehen OAW-Verfahren. Der Energieverbrauch (kW) in dem gesamten Verfahren war der gleiche.

Es ist damit aus Figur 8 ersichtlich, daß das herkömmliche Verfahren ein Entaschungsverhältnis von 30 % erreichte, während das Verfahren nach der Erfindung mit dem Trockenrührer 4 das Entaschungsverhältnis auf etwa 50 % verbesserte.

Nebenbei ist zu sagen,daß das Entaschungsverhältnis (n) wie folgt definiert wird:

(V) - 1 - (A x R) /A

el -C

worin A : Aschegehalt in den Pellets a

a : Aschegehalt in der Rohkohle

R : Ausbeute

(2) Rohkohleausbeute

Wie oben unter (1) wurde die Beziehung zwischen dem Entaschungsverhältnis und der Trockenrührzeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Figur 9 gezeigt. Aus Figur 9 ist ersichtlich, daß die Ausbeute von 94 % auf 99 % verbessert wurde.

(3) An das Abwasser abgegebene ölmenge

Wie oben unter (1) wurde die Beziehung zwischen der in das Abwasser abgegebenen ölmenge (% zugesetztes öl) und der Rührzeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in Figur 10 gezeigt. 35

Aus Figur 10 ist ersichtlich, daß die abgegebene ölmenge von etwa 9 % auf etwa 1,5 % stark gesenkt werden konnte.

Gemäß den obigen Untersuchungen (1) bis (3) erforderte das Verfahren nach der Erfindung etwa die Hälfte der Energie des herkömmlichen OAW-Verfahrens, um das gleiche Ergebnis zu erzielen (angegeben durch den Doppelkreis). Dies beruht auf der Tatsache, daß das herkömmliche Verfahren heftiges Rühren von Wasser erfordert, um öl am Kohleteilchen zum Anhaften zu bringen, während das Verfahren nach der Erfindung kein Wasserrühren braucht.

10 Beispiel 2

Das gleiche Experiment wie Beispiel 1 wurde für bituminöse Kohle mit hohem Aschegehalt, die in Australien gewonnen worden war, unter Verwendung von Brennöl C als Bindemittel durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

Rohkohle 20 Wassergehalt (Gew.-%)

Aschegehalt (Gew.-%) mittlere Teilchengröße (mm)

zugesetztes Bindemittel (%, bev.ogon auf Rohkohle) Asche in den Pellets (Gew.-%)

Es ist festzustellen, daß die Bindemittelmenge, um das gleiche Entaschungsverhältnis zu erreichen, etwa um die Hälfte in dem Verfahren nach der Erfindung im Vergleich mit den herkömmlichen Verfahren vermindert wurde.

35 Bej spiel 3

Das gleiche Experiment wie Beispiel 1 wurde für Braunkohle mit hohem Wassergehalt, die in Australien gewonnen wurde.

	5,0
	36,0
	0,085
Herkömmliches	Verfahren nach der
Verfahren	Erfindung
19,0	12,0
) 13,0	12,5

durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II gezeigt.

Tabelle II

Rohkohle

Wassergehalt (Gew.-%) 60

Aschegehalt (Gew.-%) 4,8 mittlere Teilchengröße (mm) 0,285

Herkömmliches Verfahren nach der Verfahren Erfindung

Art und Menge des zuge	Kohleteer	Brennöl
setzten Bindemittels (%)	30	16
Wasser in den Pellets
15 (Gew.-%)	15,0	12,0
Asche in den Pellets
(Gew.-%)	2,5	2,9

In dem herkömmlichen Verfahren war es unmöglich, Pellets mit 30 Gew.-% Brennöl C herzustellen, und es war nur möglich,, Pellets mit 30 Gew.-% Kohleteer zu bekommen. Dies bedeutet, daß das herkömmliche Verfahren in den jüngst vergangenen Jahren industriell ungünstig war, wenn Kohleteer nicht in großen Mengen zur Verfügung stand.
25

In dem Verfahren nach der Erfindung war es möglich, Pellets mit halb so viel Bindemittel (Brennöl C) wie in dem herkömmlichen Verfahren zu erzeugen.

Die Beziehung zwischen der herabgesetzten Brennölmenge und der Teilchengröße von pulverisierter Rohkohle wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in Figur 11 gezeigt.

Die Teilchengrößenverteilung der Rohkohle war so, daß die Kurve der Rosin-Rammler-Verteilung etwa 45° (Tangens 9=1) hat.

Figur 11 zeigt, daß das Bindemittel in dem Verfahren nach

der Erfindung (Linie H) im Vergleich mit dem herkömmlichen OAW-Verfahren (Linie G) nahezu halbiert wurde.

Beispiel 4
5

In dem Verfahren dieses Beispiels, das in Figur 4 gezeigt ist, wurde die Nachbehandlungsstufe durch Trennung unter der Schwerkraft zu dem in Figur 1 gezeigten Verfahren hinzugefügt.

Unter Vorwendung der gleichen Kohkohle wie in Beispiel 2 wurde die Beziehung zwischen der Schwerkrafttrennung und dem Aschegehalt der Pellets bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Figuren 12 und 13 gezeigt.

In den Figuren 12 und 13 zeigt Punkt K (mit einem Doppelkreis angegeben) auf der Kurve J den Äschegehalt an Rohkohle (33 Gew.-%), die unterbrochene Linie vom Punkt K zum Punkt L ( mit einem Dreieck angegeben) ist die sogenannte Schwerkrafttrennungskurve der Rohkohle. In der herkömmlichen Schwerkraftstrennung von Rohkohle kann gereinigte Kohle mit einem Gehalt von 20 Gew.-% Asche, die durch den Punkt L repräsentiert wird, erhalten werden, wenn abgesetzte Kohle in einer Menge von 20 Gew.-% der Gesamtkohle verworfen wird. Die verworfene Kohle enthält jedoch noch etwa 15 Gew.-% reine Kohle und ergibt somit ein großes Problem hinsichtlich der Energieausbeute und des Umweltschutzes.

Punkt N (durch einen Kreis angegeben) auf der Kurve M seigt den Aschegehalt der Pellets (Pellets 17 in Figur 4) vor der Schwerkrafttrennung in dem Verfahren nach der Erfindung. Die Kurve von Punkt N zu Punkt O (mit einem χ bezeichnet) ist die Schwerkrafttrennungskurye der Pellets. Diese Kurve zeigt, daß nach dem Verfahren der Erfindung es möglich ist, den Aschegehalt auf 11 Gew.-% bei den gereinigten Pellets zu vermindern, was durch Punkt O bezeichnet ist. Die abgesetzte Kohle oder Pellets mit hohem Aschegehalt, die nach dem Zerkleinern zu der Entaschungsstufe 14 zurückgeführt

werden sollen, enthalten etwa 45 % reine Kohle, was etwa 7 Gew.-% Kohle vor der Behandlung entspricht. Diese reine Kohle wird in den Stufen von dem Mischer 11 bis zu der Trenneinrichtung 19 in Figur 4 gewonnen.

Beiläufig ist zu erwähnen, daß in Figur 13 die strichpunktierte Linie P eine imaginäre Linie für eine 100 %-ige Ausbeute reiner Kohle zeigt.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, ein sehr hohes Entaschungsverhältnis zu bekommen, während die Bindemittelmenge um etwa die Hälfte vermindert wird und die Ausbeute höher als 98 % gehalten wird.

Beispiel 5

In dem Verfahren dieses Beispiels, das in Figur 6 gezeigt ist, wurde die Vorbehandlungsstufe der Schwerkrafttrennung zu dem in Figur 4 gezeigten Verfahren hinzugefügt. 20

Figur 14 zeigt die Beziehung zwischen dem Aschegehalt und dem Gewichtsverhältnis de : aufschwimmenden oder flottierenden Kohle der resultierenden Pellets.

In diesem Beispiel wurde bituminöse Kohle mit hohem Aschegehalt, nämlich mit einem Gehalt von 35 Gew.-% Asche, verwendet .

In Figur 14 bedeutet die gestrichelte Linie J vom Punkt P (Rohkohle) zum Punkt F über den Punkt T die Flottierkurve der stückigen Kohle, die man durch Zerkleinern von Rohkohle auf eine Größe von .20 bis 100 mm erhält. Im Vergleich mit Figur 13 weicht diese Kurve J stark von der imaginären Linie PQ ab, die eine 100 %-ige Ausbeute an reiner Kohle repräsentiert.

Wie in Figur 6 gezeigt ist, wird die Rohkohle einer Schwerkrafttrennung unterzogen, um so gereinigte Kohle (durch T

-30-

in Figur 14 gezeigt) mit einem Gehalt von 23 Gew.-% Asche zu erhalten. Diese gereinigte Kohle wird einer Trockenpelletisierung und ünterwasserumformung unter Bildung von Pellets mit einem Gehalt von 13 Gew.-% Asche unterzogen, was letzteres durch U in Figur 14 bezeichnet ist. Die Pellets ü werden dann einer Schwerkrafttrennung unterzogen und ergeben gereinigte Pellets als Endprodukte mit einem Aschegehalt von weniger als 10 Gew.-% (durch R bezeichnet).

' 10 Wenn versucht wird, gereinigte Kohle mit einem Gehalt von 10 Gew.-% Asche zu erhalten, indem man einfach die Rohkohle (Punkt P) einer Schwerkrafttrennung unterzieht, ist die Ausbeute 40 Gew.-%, wie durch Punkt S gezeigt 1st, während das in Figur 6 gezeigte Verfahren es möglich macht, die Ausbeute auf 62 % (Punkt R) mit einem wichtigen wirtschaftlichen Effekt zu erhöhen.

Beispiel 6

In dem Verfahren dieses Beispiels, das in Figur 7 gezeigt ist, wurde die Vorbehandlungsstufe für die Entaschung durch Schwerkrafttrennung" zu dem in Figur 1 gezeigten Verfahren hinzugefügt.

Ficjur 15 zeigt die Beziehung zwischen dem Aschegehalt und dem Gewichtsverhältnis der flottierenden Kohle der resultierenden Pellets.

In diesem Beispiel wurde bituminöse Kohle mit hohem Aschegehalt, nämlich mit einem Gehalt von 40 Gew.-% Asche, verwendet.

In Figur 15 bedeutet die ausgezogene Linie von Punkt P, die den Aschegehalt der Rohkohle zeigt, zum Punkt Q, der 60 Gew.-5 35Ausbeute flottierender Kohle bedeutet, die imaginäre Linie für 100 %-ige Ausbeute von reiner Kohle. Die gestrichelte Linie J vom Punkt P zum Punkt S über den Punkt T bedeutet die Flottierkurve der durch Zerkleinern von Rohkohle auf eine

-31-Größe von 20 bis 100 mm erhaltenen stückigen Kohle.

Solange die Flottierkurve J nahe der ausgezogenen imaginären Linie für 100 %-ige Ausbeute an reiner Kohle liegt oder in dem Bereich, in welchem der Aschegehalt von 40 Gew.-% auf 20 Gew.-% gesenkt wird, ist es angebracht, die Rohkohle einer Schwerkrafttrennung zu unterziehen. Mit anderen Worten, Rohkohle unterliegt einer Schwerkrafttrennung, bis eine 77 %-ige Ausbeute (Punkt T) erreicht ist, und die flottierende gereinigte Kohle unterliegt einer Trockenpelletisierung und einer ünterwasserumformung. Die Kohle wird vom Punkt T bis zum Punkt R weiter entascht, und es können gereinigte Pellets mit einem Gehalt von 9 Gew.-% Asche erhalten werden.

Wenn versucht wird, gereinigte Kohle mit einem Gehalt von 10 Gew.-% Asche einfach dadurch zu erhalten, daß man Rohkohle einer Schwerkrafttrennung unterzieht, wie in Kurve J vom Punkt T zum Punkt S über den Punkt T gezeigt ist, liegt die Ausbeute bei weniger als 50 Gew.-%, wie durch Tunkt S gezeigt ist, während das in Figur 7 gezeigte Verfahren es möglich macht, die Ausbeute auf 66 % (vom Punkt P zum Punkt R über den Punkt T) mit einer Einsparung an verworfener Kohle und mit verbesserter Wirtschaftlichkeit zu steigern.

Beispiel 7

Der Schlammtransport wurde unter Verwendung der im Beispiel 1 erhaltenen Pellets untersucht.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß für Schlammtransport von Pellets verwendete Rohre größeren Durchmesser haben als jene, die für Schlammtransport von Kohlestaub verwendet werden, ist man geneigt zu denken, daß Schlammtransport von Pellets eine größere kritische Fließgeschwindigkeit erfordert und demgemäß Schwierigkeiten bereitet.

Es wurde jedoch in der Pilotanlage des Beispiels 1 bestätigt,

daß ein Pelletschlamin mit 50 Gew.-% Feststoffen zufriedenstellend durch ein Rohr mit einem nominalen Durchmesser von 3B (3 Inch) und einer Gesamtlänge von 100 m mit "einer Fließgeschwindigkeit von 1,5 m/s befördert werden kann, was die Standardfließgeschwindigkeit für Kohlestaubschlamm ist. Dies resultiert aus der Tatsache, daß Pellets ein niedriges amtliches spezifisches Gewicht haben, da sie frei von schwerer Asche (P y 2) sind und Brennöl (p = 0,9 bis 0,95) und Luft enthalten, die während des Trockenrührverfahrens in Hohlräumen eingeschlossen wurde.

Im Falle von Kohleschlamm, der Pulver von bituminöser Kohle enthält, die in Ostaustralien gewonnen wurde, ist der resultierende Schlamm bei pH 3 bis 5 sauer und korrodiert die Pipelines. Der die gleiche Kohle enthaltende Schlamm, der zu Pellets umgeformt wurde, ist jedoch bei pH 7,3 neutral und korrodiert Pipelines nicht.

Die in Beispiel 1 erhaltenen Pellets wurden durch die Zentrifugalpumpe in die Pilotanlage 185 mal geführt und durch die Rohre neun Stunden geleitet, um zu sehen, ob die Pellets während des Schlammtransportes pulverisiert werden. Es wurde gefunden, daß Teilchen kleiner als 0,5 mm in einer Menge von etwa 10 %, bezogen auf die Gesamtmenge der Pellets größer als 0,5 mm, gebildet wurden. Es wurde auch gefunden, daß die durch Zerlegung' gebildeten feinen Teilchen noch agglomerieren und keine Teilchen von Mikrongröße sind, die in dem Entwässerungsverfahren Ärger bereiten.

Es wurde bewiesen, daß das Verfahren nach der Erfindung besser als das herkömmliche OAW-Verfahren ist, das am Ende einer Pipeline für Kohlestaubschlamm benutzt wurde. Es ist überflüssig zu sagen, daß das Verfahren nach der Erfindung einen wichtigen Effekt hat, indem die Vergeutung eines Transportes von Asche vermindert wird.

Claims

Patentansprüche

15 1

20

Verfahren zur Entaschung und Beförderung von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß man pulverisierte Kohle mit -einem Bindemittel vermischt und so die Kohleteilchenoberflächen mit dem Bindemittel überzieht, Wasser zu der pulverisierten Kohle unter Bildung eines Kohleschlammes zusetzt, den Schlamm rührt und so in der pulverisierten Kohle enthaltene Aseheteilchen in Wasser dispergiert und in der pulverisierten Kohle enthaltene Kohleteilchen durch Walzen agglomeriert, wobei Kohlepellets gebildet werden, die Kohlepellets von den Asche-

25

teilchen abtrennt und befördert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Trennung der Kohlepellets von den Ascheteilchen die Kohlepellets unter der Schwerkraft in Pellets mit hohem Aschegehalt und gereinigte Pellets auftrennt und die gereinigten Pellets befördert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Trennung von zerkleinerter Rohkohle in zerkleinerte Kohle mit hohem Aschegehalt und gereinigte zerkleinerte Kohle sowie ein Pulverisieren der gereinigten zerkleinerten Kohle vorschaltet und die pulverisierte gereinigte Kohle mit dem Bindemittel vermischt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittel ein sich von Kohle herleitendes künstliches Erdöl, Kohleteer, Erdölkohlenwasserstofföl oder Asphalt verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bindemittel im Gemisch mit einem oberflächenaktiven Mittel verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gemisch von Bindemittel und oberflächenaktivem Mittel eine Emulsion verwendet, die durch Zugabe von Wasser zu einem Gemisch eines oberflächenaktiven Mittels und eines von Kohle sich herleitenden künstlichen Erdöls, eines Kohleteers, eines ErdölkohlenwasserstoffÖls oder von Asphalt hergestellt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gemisch von Bindemittel und oberflächenaktivem Mittel ein Öl-Kohlegemisch verwendet, das durch Zugabe von 30 bis 60 Gew.-% feinen Kohlepulvers zu einem Gemisch eines oberflächenaktiven Mittels und eines sich von Kohle herleitenden künstlichen Erdöls, eines Kohleteers,

eines Erdölkohlenwasserstofföls oder von Asphalt gewonnen ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Gemisch von Bindemittel und oberflächenaktivem Mittel ein Öl-Kohlegemisch verwendet, das durch Zugabe von 30 bis 60 Gew.-% feinen Kohlepulvers, welches durch Pulverisieren von Kohlepellets oder gereinigten Kohlepellets zu feinen Teilchen kleiner als 10 Mikron erhalten wurde, zu einem Gemisch eines oberflächenaktiven Mittels und eines sich von Kohle herleitenden künstlichen Erdöls, eines Kohleteers, eines Erdölkohlenwasserstofföls oder von Asphalt hergestellt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pellets mit hohem Aschegehalt zerkleinert und das resultierende Pulver zusammen mit der pulverisierten Rohkohle in Wasser dispergiert.

2010.Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Pellets als Schlamm oder als solche in Masse befördert.