DE3505278A1

DE3505278A1 - Verfahren zur herstellung einer suspension von feststoffen bei hoher konzentration

Info

Publication number: DE3505278A1
Application number: DE19853505278
Authority: DE
Inventors: Vincenzo Mailand/Milano Lagana; Tarcisio Fano Pesaro Orlandi; Osvaldo Peschiera Borromeo Mailand/Milano Paronuzzi; Carlo Calcinelli di Saltara Pesaro Piccinini
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1985-02-15
Publication date: 1985-08-22
Also published as: GB2154471B; DE3505278C2; GB8503655D0; SE460828B; AU3865085A; IT1175943B; PL251965A1; IT8419679A0; IN164129B; SU1530099A3; PL142256B1; ZA851054B; SE8500640L; AU567791B2; CA1240966A; GB2154471A; SE8500640D0

Description

Case 1887

SNAMPROGETTI S.p.Α., Mailand/IT

Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Feststoffen bei hoher Konzentration

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Peststoffen bei hoher Konzentration.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Kohle in Was ser bei hoher Konzentration und auf eine solche Suspension wird in der folgenden Beschreibung vorzugsweise Bezug genommen.

Zur Herstellung einer Suspension von Feststoffen, insbesondere Kohle, ist es im allgemeinen notwendig, die Feststoffe auf solche Dimensionen zu vermindern, daß es möglich wird, sie stabil in der Flüssigkeit suspendiert zu
halten und dies erfolgt durch Vermählen.

Gemäß der gegenwärtig bekannten Technik kann das Vermählen entweder in einer einzigen Stufe oder in einer
Vielzahl von Stufen durchgeführt werden in Abhänigkeit

davon, ob eine kontinuierliche Kurve oder eine Vielzahl von Dimensionsbereichen (granulometrische Größe) gewünscht wird.

Im besonderen Falle von Kohle hat sich gezeigt, daß besonders wirksam die Suspensionen sind, die Kohle von zwei verschiedenen granulometrischen Größen enthalten und darunter solche, wie sie in der französischen Patentanmeldung 2 506 323 der gleichen Anmelderin geoffenbart sind (veröffentlicht im November 1982).

Um die Kohleteilchen mit zwei verschiedenen granulometrischen Größen zu erhalten, können drei Mahlsysteme verwendet werden: Das Trockensystem, das Naßsystem oder ein gemischtes Trocken-/Naßsystem.

Die Trockensysteme sind hoch verunreinigend und erfordern hohe Investitions- und Arbeitskosten und werden mehr und mehr aufgegeben zugunsten der Naßsysteme.

Es wird sich daher ausschließlich mit den Naßmahlsystemen im Zusammenhang mit der Herstellung einer Kohlensuspension, gebildet durch ein Gemisch von Kohleteilchen, die zu zwei verschiedenen Dimensionsbereichen gehören (zweigipflige Mischung) befaßt.

Die Systeme des Naßvermahlens (Kohle plus Wasser) für die erwähnten Suspensionen sind charakterisiert durch ein erstes Vermählen, worin ein Gemisch von etwa 50 Gewichtsprozent einer auf eine maximale Größe von 6 mm herunter vorgemahlene Kohle eingeführt wird und etwa 50 Gewichtsprozent Wasser und eine gemahlene Fraktion vom groben Typ erhalten wird; ein Teil dieses Gemisches wird zur Feinstvermahlvorrichtung geschickt um die feine Fraktion (die mikronisierte Kohle) zu erhalten, so daß nach Vereinigung und Mischen der beiden Ströme ein Gemisch vom zweigipfligen (bimodalen) Typ erhalten wird,

jedoch mit einer maximalen Konzentration von Kohle von 50 Gewichtsprozent. Um die Konzentration zu steigern ist es notwendig, die erhaltene Lösung durch einen Filter zu schicke^ um das überschüssige Wasser abzutrennen, so daß die Konzentration der Kohle auf den gewünschten Wert (im allgemeinen nicht weniger als 70 Gewichtsprozent) eingestellt wird.

Der Filterarbeitsgang ist ein schwieriger und kostspieliger Prozeß und gibt nicht immer das gewünschte Resultat.

Die eben beschriebenen Naßsysteme leiden vor allem an dem Nachteil des Filtrierens, so daß das bestehende und zu lösende Problem infolgedessen darin besteht, eine bimodale Mischung zu bilden, ohne daß es notwendig ist, dieses Filtrieren anzuwenden.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß es möglich ist, eine Suspension einer zweigipfligen (bimodalen) Mischung von Kohleteilchen in der gewünschten Konzentration zu bilden,wobei der Filtrierarbeitsgang vermieden wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem der in der Flüssigkeit zu suspendierende Feststoff nach einer Vormahlung (Zerquetschen oder Brechen) herunter auf eine maximale Größe des granulierten Feststoffs von 6 mm zwei aufeinanderfolgenden Naßvermahlungen unterzogen wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vermählen eine

Feinstvermahlung des gemahlenen Feststoffs ist, welche in Anwesenheit von Zusätzen durchgeführt wird,mit einem Fest-/Flüssiggewichtsverhältnis innerhalb des Bereichs von 35/65 bis 60/40, vorzugsweise 51/49, bis eine wässrige Suspension mit festen Teilchen mit einer maximalen Größe von 20 JU,m erhalten wird, während das zweite Vermählen auf eine Charge angewandt wird, welche durch die

wässrige Suspension von Peststoffteilchen, die vom ersten Vermählen kommen und durch granulierten Feststoff gebildet ist, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen den zwei Komponenten innerhalb des Bereichs von 46/54 bis 75/25 und vorzugsweise 51/49 (wässrige Suspension von mikronisierter Kohle/zerquetschtem Feststoff) liegt.

Das zweite Vermählen wird fortgesetzt, bis eine maximale Größe von 300/tm des granulierten Feststoffs erhalten wird.

Besonders im Falle von Kohle wird das erste Vermählen fortgesetzt bis eine mittlere Dimension der Teilchen von 2 bis 8 JjLm und vorzugsweise von 3 bis 4/tm erreicht wird, während das zweite Vermählen fortgesetzt wird,bis eine mittlere Dimension von 60 bis 130 um (des groben Feststoffs) erhalten ist.

Die bei dem ersten Vermählen zu verwendenden Zusätze sind ausgewählt unter den nicht-oberflächenaktiven anionischen Polyelektrolyten, welche in dem vorstehend erwähnten französischen Patent beschrieben sind und darunter die Gemische von sulfonierten und salzgebildeten Gemischen, enthaltend wenigstens 2öH/"aromatischer Fraktion^föit Anfangssiedepunkten in dem Bereich von 80⁰C bis 400⁰C und die bei 400⁰C einen festen Rückstand bei Raumtemperatur innerhalb des Bereichs von 0 bis 80 Gewichtsprozent der ursprünglichen aromatischen Fraktionen zeigen.

Unter den Zusätzen vom erstgenannten Typ können als Beispiele DAXAD 15 und DAXAD 19, hergestellt von W.R. Grace, genannt werden und unter denjenigen vom zweiten Typ das sulfonierte und soda-salzgebildete Produkt der aromatischen Fraktion, welche durch Pyrolyse bei 1100 C in Abwesenheit von Luft aus Kohle besonders <£askohle erhalten wurde.(Die unter den Handelsbezeichnungen DAXAD 15 und DAXAD 19 verkauften Produkte sind einwertige (monovalente) kationische Salze von polymerisieren Alkylnaphthalinsulfonsäuren mit einem Molekulargewicht von etwa 2000.)

Der Zusatz wird bei Prozentsätzen verwendet, die zwischen 0,3 und 3 Gewichtsprozent,bezogen auf den Feststoff liegen. Zum praktischen Arbeiten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und zum Sparen von Energie^rÖie granulierte Kohle gesiebt, so dafiR-T.^ zwei Fraktionen unterteilt wird, eine grobe und eine feine.

Die feine Fraktion wird beim ersten Vermählen feinstvermahlen bis zu den vorstehend erwähnten Dimensionen und in dem angegebenen Verhältnis in Bezug auf das Wasser, wobei eine Suspension gebildet wird, welche zu der zweiten Mühle als Verdünnungsmedium geschickt wird, wobei der Ausgleich der Beschickung zu der zweiten Mühle die grobe Fraktion ist.

Es ist interessant festzustellen, daß beim Arbeiten nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine Suspension erhalten wird, worin die mittlere Größe des feinstvermahlenen Feststoffs, der von dem ersten Vermählen kommt, im wesentlichen unverändert ist, ungeachtet des folgenden zweiten Vermahlens.

Die Erfindung soll anhand des folgenden Beispiels näher erläutert werden, wobei sie jedoch nicht auf ein solches Beispiel oder durch ein solches Beispiel beschränkt sein soll.

BEISPIEL

Eine amerikanische Kohle mit den folgenden Charakteristika (Analyse in Bezug auf festes Material):

Flüchtige Substanzen 34 - 35 Gewichtsprozent

Aschenbestandteile 7 - 8 Gewichtsprozent

Schwefel 0,7 Gewichtsprozent

Nettoheizwert 7 300 kcal/kg

wurde für den weiter unten beschriebenen Test verwendet.

Eine Menge von 70 kg einer solchen Kohle wurde zerkleinert bzw. gebrochen, wobei ein Produkt mit maximaler Größe von 6mm erhalten wird.

Das Produkt wurde in einen Klassierbehälter geführt, welcher die Kohle siebte, wobei zwei Fraktionen abgeschieden wurden: eine feine Fraktion von 21 kg mit einer maximalen Größe von 7Oyftm und eine grobe Fraktion von 49 kg mit einer maximalen Größe von 6 mm.

Die feine Fraktion wurde einer Feinstmahlmühle zugeführt zusammen mit 30 kg Wasser, dem 0,5 kg DAXAD 15 zugesetzt waren.

Die erhaltene granulometrische Zusammensetzung hatte eine mittlere Größe von 4 Jon. Die grobe Fraktion (49 kg) wurde einer Fertigstellungsstabmühle zusammen mit dem Produkt, das von der Feinstmahlmühle kommt, zugeführt·

Es wurde eine zweigipflige (bimodale) Suspension erhalten, welche 70 Gewichtsprozent Kohle enthielt. Die erhaltene Suspension war vollkommen stabil in der Zeit (mehr als ein Monat) und fließend mit einer Viskosität von 500 cP.

Claims

Dr. F. Zündstein 3en: - Dr. E. Assmann ^ _ _ ^ _ _ Q " DipL-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun. JoUOZ/0 * PA'T [-NTANWALn. Z U G E L A 3 r> E N E: V Ei W T R I I i l-i MIIM I- U U ■ ι P Λ I S c: H I ti PAIL N T Λ M I R E P R E S 1. N T Λ T I V I. r. Ul FOWI. IHf. IUWOPI Λ N P Λ Γ I MI O I 1 I C [.. Case 1887 SNAMPROGETTI S.p.Α., Mailand/IT Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Feststoffen bei hoher Konzentration Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Suspension von Feststoffen bei hoher Konzentration, insbesondere einer Suspension von Kohle in Wasser bei hoher Konzentration, bei dem der zu suspensierende Feststoff nach einem Vor-Quetschen herunter auf eine maximale Größe von 6 mm zwei aufeinanderfolgenden Naßmahlgängen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vermählen eine Feinstvermahlung des zerquetschten bzw. gebrochenen

ist^dil ^H
FeststoffsYIn Anwesenheit von Zusätzen bei einem Feststoff-/Flüssigkeitsgewichtsverhältnis in dem Bereich von 35/65 bis 60/40, vorzugsweise 51/49 durchgeführt wird, während das zweite Vermählen angewandt wird auf eine Charge, die durch die wäßrige Suspension der festen Teilchen, die von dem ersten Vermählen kommen,und durch gequetschten Feststoff gebildet ist, wobei das Gewichtsverhältnis zwischen den beiden Komponenten in dem Bereich von 46/54 bis 75/25, vorzugsweise 51/49 liegt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Vermählen fortgesetzt wird_;bis eine maximale Größe des Feststoffs von 300^m erreicht ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vermählen fortgesetzt wird,bis eine maximale Größe von 20^m erhalten wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Größe der Teilchen, die von dem ersten Vermählen erhalten werden, innerhalb des Bereichs von 2 bis 8 A^m, und vorzugsweise von 3 bis 4i,tm liegt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Größe der Teilchen, die vom zweiten Vermählen erhalten werden, innerhalb des Bereichs von 60 bis 130itm liegt.

6. Verfahren gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vermählen an der feinen Fraktion durchgeführt wird, die mittels Sieben der granulierten Kohle erhalten wurde, während der Ausgleich der Charge zum zweiten Vermählen die grobe Fraktion, die von demselben Sieben erhalten wird, ist.