EP0065259B1 - Verfahren zur Herstellung einer brennbaren Kohle/Wasser-Mischung - Google Patents
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- EP0065259B1 EP0065259B1 EP82104067A EP82104067A EP0065259B1 EP 0065259 B1 EP0065259 B1 EP 0065259B1 EP 82104067 A EP82104067 A EP 82104067A EP 82104067 A EP82104067 A EP 82104067A EP 0065259 B1 EP0065259 B1 EP 0065259B1
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/32—Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
- C10L1/326—Coal-water suspensions
Definitions
- the present invention relates to a method for producing a combustible mixture of coal and water, it relates in particular to a mixture of finely ground coal, water, a wetting or dispersing agent and a suspending agent.
- the additive consists of a suitable surface treatment agent in combination with a gel-forming clay as a suspending agent.
- DE-A-29 42 122 describes a suspension of coal dust in heating oil, the suspension also being stabilized using gel-forming clay as a suspension medium.
- US Pat. No. 4,062,694 describes the use of attapulgite clay as a suspending agent for coal dust in combustible liquid hydrocarbons for the formation of heating materials which facilitate the removal of fly ash from the combustion device after combustion.
- U.S. Patent 239,859 also describes an attempt to partially replace oil with coal to create a composite fuel.
- the problem with the oil-coal mixtures is that they still contain heating oil in as large a proportion as 50 to 70%.
- the invention seeks to remedy this.
- the invention as characterized in the claims, achieves the object of specifying a method for producing a fuel which enables the use of powdered coal without the addition of heating oil, while at the same time creating a stable and cost-saving fuel composition.
- the fuel composition created according to the method according to the present invention consists of a mixture of coal, water, wetting or dispersing agent for the coal and a suspending agent for stabilizing the sludge.
- the coal is present in the mixture in an amount of 65 to 70%, the wetting or dispersing agent is used in smaller, functional percentages.
- the suspending agents used are colloidal clays which show gel-forming properties in the water which forms the rest of the composition.
- the method according to the invention describes the composition of a new fuel with the above-mentioned components.
- the upper limit of the particle size is determined by what burns in the flame (approximately a grain size with a clear mesh size of 0.18).
- the amount of coal that can be incorporated into a slurry of coal in water depends on the grain size distribution, the structure of the particles and the dispersant used. Grain size distribution and particle shape can be accomplished during dry processing or by post processing the slurry with one of the conventional wet grinders to achieve a change in grain size distribution and grinding of the particle shapes.
- a gel-forming agent that imparts gel-forming properties to the water phase is required for any medium or long-term stability.
- the dispersing or wetting agents which are effective in the context of the invention foam little or not at all in water, have a structure which consists of an organic half which absorbs the surface of the coal more than water and a charged hydrophilic part which is lyophilic in relation to the water phase is. These agents are used in low concentrations and accumulate at the coal-water interface. They displace air and water, allow the carbon agglomerates to flocculate with gentle stirring and charge the carbon particles so that the viscosities are low.
- Stabilizing agents by means of which the carbon powder is kept in suspension in the water phase, act through the gelation thereof.
- the water phase transformed into a gel plus the suspended coal should have a gel strength which reversibly breaks up under shear, so that the coal / water mixture, also referred to below as C / WM, can be pressed through a burner nozzle to form a combustible spray .
- the yellowing agents used are colloidal clays such as bentonite, attapulgite, sepiolite montmorrilonite.
- the resulting predispersion is thin and pourable and can be added to the water of the coal / water mixture before the coal is added.
- montmorillonite can be used up to 30% by weight.
- Sepiolite can be prepared in a mixture in a similar way to the predispersed attapulgite.
- Bentonite is predispersed using 0.5% TSPP in an amount of 10% by weight.
- the coal / water mixtures containing flocculated pre-dispersed clays are very stable and have a higher gel strength than those containing pseudoplastic gels made from dry clays.
- hydrocolloids are used as stabilizers, they are introduced in the conventional manner known to the person skilled in the art.
- Typical spinning compositions are:
- Pregele are added to the coal / water slurry in the form of the desired aliquot to the water or to the finished mixture.
- the predispersions are prepared by dissolving TSPP in water in a mixing tank, adding the clay while stirring and continuing the stirring process until it is dispersed.
- the predispersions can be added early or late in the course of the C / WM process, but are generally added before the coal.
- Common dispersants are tetrasodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, condensed phosphate-containing dispersants, and other polyanionic organic dispersants that act as dispersants in clays.
- Aluminum, magnesium and calcium montmorillonites of the non-swelling types can be used as stabilizers in the context of the invention. They cannot be added dry or pre-gelled because they develop a low viscosity, but they form gel structures and therefore a certain viscosity if they are added predispersed.
- a typical predispersion has the following composition:
- This predispersion is prepared and added in the same way as the other predispersions.
- All pre-dispersed clay-stabilized coal / water mixtures should be checked whether a neutralizer is required for the dispersant. If very clean coal is used and the viscosity and gel strength of the finished C / WM is low, neutralizers such as hydrated lime, ammonium nitrate, aluminum sulfate etc. can be added to the finished mixture to thicken it by flocculating the clay component.
- neutralizers such as hydrated lime, ammonium nitrate, aluminum sulfate etc. can be added to the finished mixture to thicken it by flocculating the clay component.
- the efficiency of the use of clay for stabilizing the suspension is usually: predispersed> pre-gelled>> dry additive.
- Example 2 If attapulgite is added, as shown in Example 2, the slurries become thicker (2A, 2B and 2C), but the clay stabilizes lower coal concentrations in water according to approach 2D.
- Example 5 Since usually predispersed attapulgite as a suspending agent is far more effective than dry clay, a 25% predispersion was prepared and examined in conjunction with a 70% coal slurry, shown in Example 5. The amounts of clay are based on predispersed clay and must therefore be divided by 4 to get the dry clay content.
- Example 5 If one looks at the batches and the results according to Example 5, it is found that the amount of predispersed clay required to stabilize a 70% coal slurry is substantially reduced compared to the values shown in Example 4, the 0.75% predispersed clay of the Approach 5A actually corresponds to 0.19% dry clay.
- Raylig 260 LR plus pre-dispersed clay produce batches that thicken when stored. Batches with Lomar D, Lomar PW and Darvan 1, all sodium sulfonate salts of condensed naphatlin formaldehydes, plus predispersed clay show good viscosities and stabilities.
- Example 6 In order to show the effect of the finishing of these slurries, a larger amount of batch F from example 5 was produced. It was then worked for 5, 10 and 15 minutes in a ball mill as in Example 6.
- Montmorillonite of the non-gelling type can also be used to stabilize the coal / water mixture. To show this, a 30% predispersion of montmorillonite was made in the known manner. The predispersion was applied to a 70% coal slurry.
- a stable 70% coal in water slurry is used by using dispersants based on lignin sulfonate in the amount of 1 to 5% or sodium salts of sulfonated naphthalene formaldehyde condensates in the amount of 0 , 5 to 2% plus attapulgite in dry, predispersed form or non-gel-forming montmorillonite can be produced as a stabilizer.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer brennbaren Mischung aus Kohle und Wasser, sie betrifft insbesondere eine Mischung von fein gemahlener Kohle, Wasser, einem Netz- bzw. Dispergiermittel und einem suspendierenden Mittel.
- Es ist seit längerem bekannt, daß die derzeitigen Ölvorräte sehr schnell erschöpft sein werden. Bedingt durch die in Zukunft mögliche Verknappung von Öl in der Welt und die laufenden Preissteigerungen bei Erdölprodukten ist die Verwendung von Öl als Energiequelle sehr teuer geworden, während umgekehrt die ölversorgung in Zukunft unsicher sein wird. Die Fachleute, die um diese Probleme wußten, haben versucht, die Nachfrage nach Heizöl durch Ersatz durch andere fossile Brennstoff zu vermindern. Der überfluß an Kohle und ihre leichte Zugänglichkeit legen einen direkten Ersatz von Öl durch Kohle bei vielen Anwendungen nahe. Deshalb wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen, Mischungen aus Öl und feingemahlener Kohle im Verhältnis 50 : 50 bis 70 : 30 herzustellen (siehe hierzu DE-A-28 27 168).
- In der genannten Patentanmeldung wird die Suspension von Kohlestaub in Heizöl beschrieben, wobei die Suspension gegen Sedimentation durch einen Zusatz stabilisiert ist, der bei niedrigen Scherkräften die Mischung viskos macht während bei hohen Scherkräften die Viskosität herabgesetzt wird, so daß sie über längere Strecken hinweg leicht mit Hilfe von Pumpen weiterbefördert werden kann. Der Zusatz besteht aus einem geeigneten Oberflächenbehandlungsmittel in Verbindung mit einem gelbildenden Ton als Suspensionsmittel.
- In der DE-A-29 42 122 wird eine Suspension aus Kohlestaub in Heizöl beschrieben, wobei die Suspension ebenfalls unter Verwendung von gelbildendem Ton als Suspensionsmitel stabilisiert wird.
- In der US-Patentschrift 40 62 694 wird die Verwendung von Attapulgit-Ton als Suspensionsmittel für Kohlestaub in brennbaren flüssigen Kohlewasserstoffen zur Ausbildung von Heizmaterialien beschrieben, die die Entfernung von Flugasche aus der Verbrennungsvorrichtung nach dem Verbrennen erleichtern. In der US-Patentschrift 239 859 wird ebenfalls der Versuch beschrieben, Öl zum Teil durch Kohle zur Schaffung eines zusammengesetzten Brennstoffes zu ersetzen.
- Eine ganze Reihe der beschriebenen Mischungen konnten erfolgreich in bestimmten Ofentypen verbrannt werden.
- Das Problem bei den Öl-Kohle-Mischungen liegt darin, daß sie immer noch Heizöl in so beträchtlichen Anteilen wie 50 bis 70 % enthalten.
- Der Idealzustand wäre natürlich die vollständige Weglassung von Öl aus der Brennmischung. Viele der vorhandenen Einrichtungen sind für die Verbrennung von Kohlestaub ausgelegt und wurden aus Gründen des Umweltschutzes auf die Verbrennung von Öl umgerüstet. Viele dieser Anlagen besitzen keine Nebenräume und Möglichkeiten, gemahlene Kohle zu lagern und deshalb ist der Wechsel zurück zur Verbrennung von Kohle oder gepulverter Kohle nicht möglich.
- Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Brennstoffes anzugeben, der die Verwendung von gepulverter Kohle ohne Zusatz von Heizöl ermöglicht, wobei gleichzeitig eine stabile und kostensparende Brennstoffzusammensetzung geschaffen wird.
- Die gemäß dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung geschaffenen Brennstoffzusammensetzung besteht aus einer Mischung von Kohle, Wasser, Netz- bzw. Dispergiermittel für die Kohle und einem Suspensionsmittel zur Stabilisierung der Aulschlämmung. Die Kohle liegt in der Mischung in einer Menge von 65 bis 70 % vor, das Netz- bzw. Dispersionsmittel wird in kleineren, funktionellen Prozentanteilen verwendet. Die eingesetzten Suspensionsmittel sind kolloidale Tone, die in dem Wasser, daß den Rest der Zusammensetzung bildet, gelbildende Eigenschaften zeigen.
- Das Verfahren nach der Erfindung beschreibt die Zusammensetzung eines neuen Brennstoffes mit den oben genannten Bestandteilen.
- Kohle wie Anthrazitkohle, Halbanthrazitkohle, Bitumen ebenso wie halbbitumenöse oder andere Kohle wird zuerst zerkleinert und dann nach den herkömmlichen Techniken zu einem feinen Pulver vermahlen. Beispiele für erfolgbringenden Malgrade, die bei der Herstellung des Kohlepulvers angewendet werden können, sind, in lichter Maschenweite (mm),
- 1. 95 % - 0,15, 80 % - 0,074, 65 % - 0,044
- 2. 90 % - 0,15,75 % - 0,074, 52 % - 0,044
- 3.100 % - 0,044, (44 f.Lm) 55 % - 0,026
- Die Obergrenze der Teilchengröße wird dadurch bestimmt, was in der Flamme verbrennt (angenähert eine Korngröße in lichter Maschenweite von 0,18). Die Kohlenmenge, die in eine Aufschlämmung von Kohle in Wasser eingearbeitet werden kann, hängt ab von der Korngrößeverteilung, dem Aufbau der Teilchen und dem verwendeten Dispergiermittel. Korngrößenverteilung und Teilchenform kann während der Trockenverarbeitung oder durch nachträgliche Bearbeitung der Aufschlämmung mit einem der herkömmlichen Naßmahlvorrichtungen zur Erzielung einer Änderung der Korngrößenverteilung und Abschleifen der Teilchenformen bewerkstelligt werden.
- Es ist erwünscht, die Maximalmenge an Kohle in die Aulschlämmung einzuarbeiten, wobei gleichzeitig die Fließeigenschaften erhalten bleiben, die gute Stabilität der Mischung und Versprühbarkeit in der Brennerdüse sicherstellen.
- Der maximale Gehalt an Kohle scheint bei ca. 70% zu liegen und eine zufriedenstellende Aufschlämmung kann nur mit verhältnismäßig runden Teilchen sowie einem hohen Anteil an feinen Partikeln und Zusatz eines Netz- bzw. Dispergiermittels erreicht werden. Für jede mittel-oder langdauernde Stabilität ist ein gelbildendes Mittel erforderlich, das der Wasserphase gelbildende Eigenschaften verleiht.
- Die im Rahmen der Erfindung wirkungsvollen Dispergier- bzw. Netzmittel schäumen im Wasser wenig oder gar nicht, besitzen eine Struktur, die aus einer organischen Hälfte besteht, die die Oberfläche der Kohle mehr als Wasser absorbiert sowie einen geladenen hydrophilen Teil, der gegenüber der Wasserphase lyophil ist. Diese Mittel werden in niedrigen Konzentrationen benutzt und sammeln sich an der Grenzfläche Kohle-Wasser. Sie verdrängen Luft und Wasser, ermöglichen das Ausflocken der Kohleagglomerate bei mildem Rühren und laden die Kohleteilchen auf, so daß die Viskositäten niedrig sind.
- Viele Kohlesorten ergeben lediglich dicke Pasten, wenn 70 % Kohle mit 30 % Wasser vermischt werden, sobald jedoch ein Netzmittel zugefügt wird, lassen sie sich unter leichtem Rühren zu Flüssigkeiten niedriger Viskosität verdünnen. Das Dispergier- bzw. Netzmittel muß mit den zur Verbesserung der Stabilität eingearbeiteten Gelbildnern nicht in Wechselwirkung treten. Chemische Stoffe, die eine gute Wirkung als Dispergier- bzw. Netzmittel für Kohlepulver zeigen sind Natriumsalze von kondensierten Naphtalin-Formaldehydsulfonaten (Lomar D und PW von Diamon Shamrock Corp. oder Tamol N und SN von Rohm Haas Co. oder Darvan 1 und Darvan 2 von R.T. Vanderbild Co.), ferner polymerisierte Natriumsalze von Alkylnaphtalinsulfonsäuren und Natriumsalze von polymerisierten substituierten Benzolalkylsulfonsäuren, sowie den erstgenannten Typen in der Zusammensetzung ähnlicher Produkte der Firma W.R.Grace Corp. Natriumligninsulfonate und andere Ligninsulfonate können ebenfalls verwendet werden.
- Stabilisierende Mittel, durch die das Kohlepulver in der Wasserphase in Suspension gehalten wird, wirken durch ihre Gelbildung in derselben. Die zu einem Gel verwandelte Wasserphase plus der suspendierten Kohle sollte eine Gelstärke besitzen, die unter Scherwirkung reversibel aufbricht, so daß die Kohle/Wasser-Mischung, im folgenden auch als C/WM bezeichnet, unter Ausbildung eines brennbaren Sprays durch eine Brennerdüse gedrückt werden kann. Die verwendeten gelbildenen Mittel sind kolloidale Tone wie Bentonit, Attapulgit, Sepiolit Montmorrilonit.
- Werden Tone als Suspensionsmittel verwendet, so können sie mit einem chemischen Dispergiermittel wie Tetranatrium-pyrophosphat (TSPP) vor dem Gebrauch vordispergiert werden. Eine derartige Vordispersion mit Attapulgit hat z. B. folgende Zusammensetzung :
- Wasser 74,25 %
- TSPP 0,75 %
- Attapl. 25,00 %
- Die resultierende Vordispersion ist dünn und gießbar und kann dem Wasser der Kohle/Wasser- Mischung vor dem Zusatz der Kohle zugefügt werden. Bei Verwendung von 3% TSPP kann man Montmorillonit bis zu 30 Gew.% einsetzen.
- Sepiolit kann in ähnlicher Weise wie das vordispergierte Attapulgit in einer Mischung aufbereitet werden. Bentonit wird unter Verwendung von 0,5 % TSPP in einer Menge von 10 Gew.% vordispergiert. Die Kohle/Wasser-Mischungen mit einem Gehalt an ausgeflockten vordispergierten Tonen sind sehr stabil, haben eine höhere Gelfestigkeit als solche, die pseudoplastische, aus trockenen Tonen hergestellte Gele enthalten.
- Werden Hydrokolloide als Stabilisatoren verwendet, so erfolgt ihr Einbringen auf die dem Fachmann bekannte herkömmliche Weise.
- Um die Zusammensetzungen und die dabei auftretenden Probleme und wichtigen Daten besser zu erfassen, so daß der Fachmann in der Lage ist, die Mischungen mit einem geringen Aufwand herzustellen, werden Beispiele sowie technische Überlegungen nahestehend diskutiert.
- Werden Tone wie Attapulgit, Sepiolit und Bentonit als Stabilisatoren der Kohle/Wasser-Mischung verwendet, können sie der Mischung zugefügt werden :
- 1. in der Endkonzentration als trockener Ton,
- 2. vorhydratisiert durch Vorquellen in Wasser bei einer hohen Konzentration und Zugabe zu der Aufschlämmung in der gewünschten Menge oder
- 3. vordispergiert bei einer hohen Konzentration in Wasser unter Verwendung eines Dispergiermittels und dann Zugabe zu der Aufschlämmung als Vordispersion.
- Wählt man den letzten Weg, kann es notwendig sein, ein Ausflockungsmittel oder einen Dispergiermittelneutralisator zuzufügen, damit die Tonteilchen in Wechselwirkung treten und eine stabilisierende Gelstruktur bilden.
- Typische Pregelzusammensetzungen sind :
- Sie werden hergestellt, indem man Wasser in einen Mischtank füllt, den Ton unter Rühren zufügt und das Rühren fortsetzt, bis ein Gel gebildet ist und keine Tonklumpen mehr vorhanden sind. Die Pregele werden der Kohle/Wasser-Auf-schlemmung in Form des gewünschten aliquoten Teils zum Wasser oder zu der fertigen Mischung zugefügt.
- Typische Vordispersionsansätze sind nachstehend aufgeführt :
- Die Vordispersionen werden durch Lösen von TSPP in Wasser in einem Mischtank, Zufügen des Tons unter Rühren und Fortsetzung des Rührvorganges bis zur Dispergierung desselben hergestellt. Die Vordispersionen können in einem frühen oder späten Stadium im Verlauf des C/WM-Verfahrens-ablaufes zugefügt werden, im allgemeinen werden sie jedoch vor der Kohle zugesetzt. Gebräuchliche Dispergiermittel sind Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, kondensierte phosphathaltige Dispergiermittel und andere polyanionische organische Dispergiermittel, die als Dispergiermittel bei Tonen wirken. Aluminium-, Magnesium- und Calcium-Montmorillonite der nichtquellenden Arten können als Stabilisatoren im Rahmen der Erfindung verwendet werden. Sie können weder trocken noch vorgeliert zugesetzt werden, da sie eine geringe Viskosität entwickeln, sie bilden jedoch Gelstrukturen und damit eine bestimmte Viskosität, wenn sie vordispergiert zugesetzt werden. Eine typische Vordispersion besitzt folgende Zusammensetzung :
- Diese Vordispersion wird in der gleichen Weise hergestellt und zugefügt wie die anderen Vordispersionen.
- Sämtliche vordispergierte tonstabilisierte Kohle/Wasser-Mischungen sollten geprüft werden, ob ein Neutralisator für das Dispergiermittel erforderlich ist. Wird eine sehr saubere Kohle verwendet und die Viskosität und Gelfestigkeit der fertigen C/WM ist niedrig, kann man Neutralisatoren wie hydratisierten Kalk, Ammoniumnitrat, Aluminiumsulfat usw. der fertigen Mischung zufügen, um diese durch Ausflocken der Tonkomponente einzudicken. Üblicherweise ist der Wirkungsgrad der Anwendung von Ton zur Suspensionstabilisierung : vordispergiert > vorgeliert > > Trockenzusatz.
- Die gleiche Wirkung bei der Anwendung erzielt man in Kohle/Wasser-Mischungen.
- Beispiele der Anwendung der vorliegenden Erfindung werden nachstehend gezeigt, wobei eine fein gemahlene bituminöse Kohle (Teilchengröße 80 % unter 0.074 mm lichte Maschenweite), Verarbeitung bei mittlerer Scherkraft, eingesetzt wird.
- 1-A Diese Mischung war zu dick und voluminös
- 1-B Dick aber gießbar, setzte sich rasch ab
- 1-C Gute Konsistenz, setzte sich aber sofort ab
- Die Ergebnisse der Zusammensetzung nach Beispiel 1 zeigen, daß hohe Kohlekonzentrationen (60-70 %) eine dicke Konsistenz ergeben und zum Absetzen neigen. Bei einem Verhältnis von 55 % Kohle und 45 % Wasser sind die Mischungen dünner und setzen noch schneller ab als im Falle von 1C.
- Wird Attapulgit zugesetzt, wie Beispiel 2 zeigt, werden die Aufschlämmungen dicker (2A, 2B und 2C), aber der Ton stabilisiert niedrigere Kohlekonzentrationen in Wasser gemäß Ansatz 2D.
- Da zu Verbrennungszwecken ein Gehalt von 55 % Kohle in Wasser weniger erwünscht ist als 70 % Kohle in Wasser, wurden Untersuchungen mit Dispersions- bzw. Netzmitteln für Kohle gemacht. Dabei erwiesen sich Ligninsulfonate und sulfonierte Kondensationsprodukte von Naphtalin und Formaldehyd als geeignete Mittel. Sie wurden in den in Beispiel 3 wiedergegebenen Ansätzen untersucht, wobei Raylig 260 LR eine 50%ige Natriumlignisulfonatlösung und Lomar D das Natriumsalz eines kondensierten Naphatlynsulfonates ist. TSPP ist, wie bereits erwähnt, Tetranatriumpyrophosphat und Calgon das Natriumsalz von kondensierten Phosphaten (Polyphosphate).
- Beispiel 3 Wasser, Kohle, Dispergiermittel .
- In Beispiel 3 sind die Zusammensetzungen und die Bewertungs-ergebnisse für die Ansätze Wasser-Kohle-Dispergiermittel gezeigt. Bei der Verwendung von Raylig 260 LR oder Lomar D wurde die gepulverte Kohle in Wasser in einer Menge von 70 % dispergiert und man erhielt niedrige Viskositäten. Die zwei Ansätze 3A und 3B lieferten brauchbare Viskositäten, aber nach einer Lagerzeit von 24 Std. zeigte sich eine geringe Absetzung. Diese resultierte aus
- 1. den großen Kohleteilchen und
- 2. der Tatsache, daß kein stabilisierendes gelbildendes Mittel anwesend war.
- Merke : TSPP und Calgon dispergieren Kohle in Wasser nicht.
- Die Ansätze nach Beispiel 4 zeigen die Wirkung von eingearbeitetem trockenem Ton in die Ansätze nach Beispiel 3.
- Bezüglich der Viskositätsergebnisse ist zu bemerken, daß Attapulgit die Viskosität des Ansatzes (4A) wesentlich erniedrigt, ihn jedoch gegen das Absetzten stabilisiert. Der Ton hatte bei dem Ansatz 4E keine gegenteilige Wirkung, so daß der Ansatz seine niedrige Viskosität behielt, wobei er gleichzeitig stabil blieb. Tonzugabe bei den Ansätzen 4C und 4D führte zu sehr dicken Zusammensetzungen. Diese Ansätze hatten alle 70 % Kohleanteil. Wurde die Kohlekonzentration auf 65 % erniedrigt, wie z. B. in 4B und 4F, so rersultierten viel niedrigere Viskositäten und die Ansätze waren stabil.
- Da üblicherweise vordispergierter Attapulgit als Suspensionsmittel weit wirkungsvoller ist als trockener Ton, wurde eine 25 %ige Vordispersion hergestellt und in Verbindung mit einer 70 %igen Kohleaufschlämmung untersucht, gezeigt in Beispiel 5. Die Tonmengen sind dabei auf vordispergierten Ton bezogen und müssen deshalb durch 4 geteilt werden, um auf den Gehalt an trockenem Ton zu kommen.
- Betrachtet man die Ansätze und die Ergebnisse nach Beispiel 5, so stellt man fest, daß die zur Stabilisierung von einr 70%igen Kohleaufschlämmung erforderliche Menge an vordispergiertem Ton wesentlich herabgesetzt ist gegenüber den in Beispiel 4 gezeigten Werten, die 0,75 % vordispergierten Tones des Ansatzes 5A entspricht tatsächlich 0,19 % trockenen Ton. Raylig 260 LR plus vordispergierter Ton ergeben Ansätze, die beim Lagern eindicken. Ansätze mit Lomar D, Lomar PW und Darvan 1, alles Natriumsulfonatsalze von kondensierten Naphatlinformaldehyden, plus vordispergierter Ton zeigen gute Viskositäten und Stabilitäten.
- Um die Wirkung der Nachbearbeitung dieser Aufschlämmungen zu zeigen, wurde eine größere Menge des Ansatzes F aus Beispiel 5 hergestellt. Es wurde dann 5,10 und 15 Minuten in einer Kugelmühle wie in Beispiel 6 bearbeitet.
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- Eine Behandlung des Ansatzes 6A in einr Kugelmühle von 10 Minuten Dauer führt zu einer Erhöhung der Viskosität gegenüber dem Vergleich, ergibt jedoch auch eine homogenere, glatter aussehende Aufschlämmung. Man sieht, daß die Viskosität abfiel und stabil wurde.
- Montmorillonit der nicht gelbildenden Art kann ebenfalls zur Stabilisierung der Kohle/Wasser- Mischung verwendet werden. Um dies zu zeigen, wurde eine 30 %ige Vordispersion von Montmorillonit in der bekannten Weise hergestellt. Die Vordispersion wurde bei einer 70%igen Kohleaufschlämmung angewendet.
- Die Verwendung von 5 % einer 30 %igen Vordispersion von Montmorillonit entspricht einer Menge von 1,5 % trockenem Ton.
- Aus den Ansatzwerten und den Stabilitätsergebnissen kann geschlossen werden, daß man eine stabile 70 %ige Kohle in Wasser-Aufschlämmung durch Verwendung von Dispergiermitteln auf der Basis Ligninsulfonat in der Höhe von 1 bis 5 % oder Natriumsalzen von sulfonierten Naphtalinformaldehyd-Kondensaten in der Höhe von 0,5 bis 2 % plus Attapulgit in trockener, vordispergierter Form oder nicht gelbildendem Montmorillonit als Stabilisator hergestellt werden können.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung einer brennbaren Kohle/Wassermischung, dadurch gekennzeichnet, daß 65 bis 70 Gew% Kohlepulver, 0,5 bis 5 Gew% eines Netz- bzw. Dispergiermittels, 0,19 bis 3 Gew% kolloidaler Ton sowie die zu 100% fehlenden Gew% in Form von Wasser unter Rühren miteinander vermischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton vor der Zugabe durch Einrühren in Wasser zu einem Gel vordispergiert wird, wobei ein Dispergiermittel dem Wasser vor der Zugabe des Tons zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel Tetranatrium- Pyrophosphat oder Natrium-Tripolyphosphat ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton Attapulgit, Sepiolit, Bentonit oder Montmorillonit ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlepulver eine Teilchengröße von 0,074 mm lichte Maschenweite aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz- bzw. Dispergiermittel ein Natriumsalz eines sulfonierten Naphtalinformaldehydkondensates, einer Ligninsulfonsäure oder einer Alkylnaphtylsulfonsäure ist.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der fertigen Mischung ein Neutralisator wie Amoniumnitrat, Aluminiumsulfat oder Calciumhydroxyd zum Eindicken zugesetzt wird.
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