FI70921B - Foerfarande och anordning foer anrikning av kol - Google Patents

Description

' 70921

Menetelmä ja laite hiilen rikastamiseksi - Förfarande och anordning för anrikning av koi

Keksinnön kohteena on hiilen rikastaminen hiilessä olevan tuhka- ja rikkimäärän vähentämiseksi ja hi i li-öljyseosten kuljetusominaisuuksien parantamiseksi. Lisäksi keksinnön kohteena on laite mainitun menetelmän toteuttamiseksi.

Huomattavia yrityksiä on tehty hiilen rikastamismonetelmien aikaansaamiseksi ja parantamiseksi. Rikastukseen liittyy yleensä hiilen tuhka- ja rikkipitoisuuden vähentäminen. Tutkittuihin menetelmiin kuuluu tekniikka, jossa hiili jauhetaan suhteellisen hienoksi jauheeksi ja pestään vedellä veteen liukenevan ei-toivotun tuhkan erottamiseksi fyysisesti. Ikävä kyllä tämä menetelmä voi johtaa sellaiseen rikastettuun hiili-tuotteeseen, jonka vesipitoisuus on liian suuri, ikä vähentää olennaisesti hiilen energia-arvoa. Lisäksi vesivirrassa läsnäoleva hiili saattaa aiheuttaa kuljetusvaikeuksia johtuen liiallisesta ja tarpeettomasta laskeumasta jne. Tästä syystä on huomattavia yrityksiä suunnattu menetelmiin ja tuotteisiin hiilen suspendoimiseksi kantoaineeseen, kuten esimerkiksi polttoöljyyn. US-patentissa 4,101,293 on esitetty emultointi-aineiden käyttö tähän tarkoitukseen. Muissa menetelmissä esitetään hiukkasmaisen hiilen suspendoimista öljyyn, mutta nämä menetelmät voivat vaatia liiallisten puhdistuvesimäärien poistamista esimerkiksi lämpäkäsittelyllä.

Erillisenä kehittelynä on esitetty, että jauhettu hiili voidaan puhdistaa käyttämällä polttoöljyn ja veden seosta, jolloin hiili uutetaan öljyfaasissa, mutta tämän menetelmän mukainen erotettu hiili saattaa silti laskeutua öljyfaasista.

Tähän mennessä ei ole esitetty menetelmää hiilen rikastamiseksi sellaisen hiilituotteen valmistamiseksi, joka 2 70921 on laskeutumaton eikä vaadi ei-’Oivotun veden välilämpöuut-toa .

Aivan eri alalla on kehitetty menetelmä, jota kutsutaan "kemialliseksi haaroitukseksi· Tämän menetelmän mukaisesti orgaaninen materiaali haaroitetaan substraattiin käyttämällä asemainitiaattoreita, jotka muodostavat asemia materiaali-substraatin kemialliseksi sitomiseksi. US-patentissa 4,033,852 (Horowitz) on esitetty kemiallinen haaroitus keinona saattaa tietty prosenttimäärä hiiltä liukenemaan liuottimeen. Tässä liudttimeen liukenevassa hiilessä ei ole suspendoituja hiiliosasia.

Mainitun US-patentin mukaisesti kemiallinen haaroitus saatetaan tapahtumaan kemikaalilisäaineiden pienten määrien läsnäollessa, yleensä mukana on polymeroitavaa tyydyt-tymätöntä vinyylimonomeeria määränä, joka muodostaa noin 0,5 - 10 painoprosenttia käsiteltävästä hiilestä. Samoin mukana käytetään vapaaradikaa1i-kata1yyttijärjestelmää noin 0,001 - 0,10 painoprosenttia monomeeristä. Mainitussa patentissa esitetty vapaa radikaa1ikatalyytti muodostuu orgaanisesta peroksidikatalyytistä, jota lisätään reaktioon 0,01 - 2,5 painoprosenttia monomeeristä. Mainitussa patentissa esitetyssä vapaaradikaali-katalyyttijärjestelmässä on läsnä jonkin verran vapaaradikaali-initiaattorime-talli-ioneja, tavallisesti jalometalleja. Hiilen kemialliseen haaroitukseen käyttökelpoisia monomeereja on sanottu olevan vinyylioleaatti, vinyylilauraattistearaatti ja muita tunnettuja monomeereja, tyydyttämättömiä luonnon tai synteettisiä orgaanisia yhdisteitä.

US-patentissa 4,033,852 esitetty metalli-ionikataiyytti-initiaattori on hopea, joka on mukana hopeasuolojen muodossa, kuten esimerkiksi hopeanitraattina, hopeaperkloraattina ja hopea-asetaattina. US-patentissa 3,376,168 (Horowitz) on esitetty, että muitakin metalli-ioneja, kuten platinaa, kultaa, nikkeliä tai kuparia voidaan käyttää haaroitettaessa 70921 kemiallisesti polymeroitavia monomeereja esimuodostettujen polymeerien, esimerkiksi sellofaanin ja dinitratoidun nitroselluloosan perushaaraan. Mainittu patentti ei kuitenkaan kohdistu hiilen rikastamiseen.

Edelleen tekniikan tason mukaisesti jo monia vuosia on tiedetty, että hienojakoisia hiiliosasia voidaan sekoittaa sopivissa valvontaolosuhteissa huolellisesti valittuihin nestemäisiin hiilivetypolttoaineisiin hiilen pinnan kastelemiseksi edullisesti veteenliukenemattomalla polttoainefraktiolla vesiseoksessa. Menetelmä tunnetaan yleisesti nimellä "palloagglomeraatio". Selvitykset palloagglomeraatioprosessikehityksestä osoittivat selvästi, että hiilivetynesteen ominaispaino, sen alkuperä ja kemiallinen ja fyysinen laatu sekä sekoituksen luonne liittyvät toisiinsa. Toimintamuuttujät vaikuttavat ratkaisevilta ja ehkäisevät olennaisesti yhtenäisen toiminnan. Tässä menetelmässä käytetyt hiiliosaset on edeltäkäsin murskattu hienoksi jauheeksi, eli seulakokoon alle noin 200 ja ne on usein kuivattu lämmöllä. Samoin saadulla tuotteella on lyhyt varastoiko ja sitä on vaikeata käyttää polttimessa. Edelleen tunnetaan yleisesti laitteita ja menetelmiä louhitun hiilen pienentämiseksi eri osas-kokoihin esimerkiksi murskaamalla, jauhamalla ja hienontamalla joko kuivassa tai märässä tilassa. Selvitys tällaisista menetelmistä on esitetty julkaisussa Coal Age, tammikuu 1978, sivut 66 - 83.

Yhteenvetona esillä olevan keksinnön tekniikan tasosta voidaan todeta, että useitakin yrityksiä on tehty hiilen saattamiseksi entistä paremmaksi ja taloudellisemmaksi energialähteeksi. On esitetty järjestelmiä hiilen rikastamiseksi esimerkiksi murskaamalla se pienikokoisiksi osasiksi ja pesemällä nämä osaset tuhkan ja jätteiden poistamiseksi. On kehitetty järjestelmiä hiiliosasten sekoittamiseksi polttoöljyyn käytettäväksi polttimissa käyttäen siten hyväksi hiilen alhaisia kustannuksia 4 70921 ja helppoa saatavuutta. Kaikissa näissä järjestelmissä on haittapuolia, jotka ovat estäneet niiden laajan käytön.

Keksinnön mukaisesti on saatu aikaan menetelmä hiilen rikastamiseksi, jossa hiukkasmaista hiiltä syötetään vesivirtaan ja hiukkasmainen hiili käsitellään kemiallisesti hiilen saattamiseksi vesipakoiseksi ja öljyhakuiseksi. Tämän jälkeen hiili erotetaan hiilessä normaalisti läsnäolevasta ei-toivo-tusta tuhkasta ja rikistä öljyn ja veden erotustekniikalla, jolloin ainakin osa ei-toivotusta tuhkasta ja rikistä työntyy vesifaasiin ja hiukkasmainen hiili poistetaan vaahtofaasina.

Tarkasteltaessa menetelmää lähemmin voidaan todeta, että hiukkasmaista hiiltä käsitellään vesivirrassa (a) vapaaradi-kaalipolymerointikatalyytillä; (b) vapaaradikaalikatalyytti-initiaattori1la? (c) polttoöljyllä; ja (d) orgaanisella tyydyttymättömällä monomeeri1la. Käytettyyn vapaaradikaali-polymerointikatalyyttiin kuluvat orgaaniset tai epäorgaaniset peroksidit, kuten esimerkiksi vetyperoksidi, bentsoyyliper-oksidi, happi ja ilma. Vapaaradikaalikatalyytti-initiaatto-reihin kuuluu aktiivisia metalli-ioneja, kuten kuparin, raudan, sinkin, arseenin, antimonin, tinan ja kadmiumin ionit. Orgaaniset tyydyttymättömät nomomeerit käsittävät oleiini-hapon, naftaleenihapon, kasvisöljyn rasvahapon, tyydyttymät-tömän rasvahapon, metyyli- ja etyylimetakrylaatin, metyyli- ja etyyliakrylaatin, akrylonitrilon, vinyyliasetaatin, styreenin, krakkauskasoliin in, disyklopentadieenin, koksigasoliinin, polymeerigasoliinin, soijaöljyn, risiiniöljyn, venezuelalaisen raaka- ja bunkkeriöljyn, mäntyöljyn ja maissiöljyn.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan aikaan rikastettu vesipakoinen ja öljyhakuinen hiilituote, jonka vesipitoisuus on suhteellisen vähäinen ja jota voidaan edelleen kuivata huomattavassa määrin käyttämällä lämpöenergiaa. Hiilen 70921 tuhkapitoisuus vähenee hyvin pieniin määriin ja läsnäolevat mineraalirikkiyhdisteet poistuvat. Lopullisessa hiili-tuotteessa on entistä parempi BTU-pitoisuus ja sitä voidaan polttaa joko kiinteänä tai yhdistelmänä polttoöljyn kanssa, jolloin muodostuu hiilen ja polttoöljyn seos palavaksi polttoaineeksi. Tämän jälkeen voidaan köyttää alkalimetalli- ja maa-alkalimetalli-ioneja hiili-öljyseoksen muuttamiseksi tiksotrooppiseksi geelimäiseksi polttoaineeksi, jolla on erinomainen dispersiostabiliteetti. Juoksevia tiksotrooppisia polttoaineita voidaan hyvin käyttää lämpöenergialähteinä. Haluttaessa kuiva hiilituote voidaan dispergoida uudelleen vesijärjestelmään siten muodostuneen nestemäisen ja vesipitoisen hiililietteen pumppaamiseksi putkijohtojen tai vastaavien läpi.

Keksinnön mukaista menetelmää hiilen rikastamiseksi voidaan käyttää samalla, kun hiilen osaskokoa pienennetään. Käsiteltäviin aineksiin kuuluu: lajittelematon raakamalmi, jätekasat, hiilen käsittelyjätteet jne. Yleensä hiili suspendoidaan veteen tai kastellaan vedellä riittävästi nestevirtauksen aikaansaamiseksi rikastuskäsittelyä varten.

Edelleen keksinnön mukaisesti hiilivetypolttoainefraktio toimii yhdessä veden kanssa kemiallisen haaroituspoly-merointireaktion kantoaineena, jolloin tyydyttymätön monomeeri reagoi hiilen pinnalla saaden aikaan sen, että alunperin vedellä kastellut hiilipinnat muuttuvat kemiallisesti polymeroitavien monomeerien kovalenssisi-toutuessa käsiteltävän hiilen pintoihin. Hiilipinnat kastellaan edullisesti veteenliukenemattomilla hiilivety-polttoaineilla, kuten esimerkiksi alifaattinen tai aromaattinen polttoaine, raskaat po11tooljyt, kerosiinit ja vastaavat.

Laajasti ottaen esillä olevan keksinnön tarkoituksiin s 70921 sopivia orgaanisia tyydyttymättömiä monomeereja ovat polymeroitavat orgaaniset monomeerit, joissa on ainakin yksi tyydyttymätön ryhmä, johon kuuluu huoneen lämpötiloissa nestemäisinä olevat monomeerit. Listaan kuuluu esimerkiksi oleiinihappo, naftaleenihappo, kasviöljyn rasvahappo, tyydyttymätön rasvahappo, metyyli- ja etyylimetakrylaatti, metyyli- ja etyyliakrylaatti, akrylonitriili, vinyyli-asetaatti, styreeni, krakkausgasoliini, disyklopentadieeni, koksigasoliini, po1ymeerigasoliini, soijaöljy, risiiniöljy, venezuelalainen raaka- ja bunkkeriöljy, mäntyöljy, maissi-öljy ja muita monomeereja, joita tekniikan tasossa on esitetty.

Edullisesti keksinnön käytettäviksi sovelletut orgaaniset tyydyttymättömät monomeerit ovat veteenliukenemattomia orgaanisia happoja, joilla on yleisrakenne 0

II

R---- C _ OH

jossa R on kooltaan enemmän kuin 8 hiiliatomia ja edullisesti tyydyttymätön. Erinomaisia tuloksia on saavutettu käyttämällä puumassateollisuuden johdannaista mäntyöljyä sekä maissiöljyä, johon kuuluu useiden rasvahappojen ja tyydyttymättömien kasviöljyrasvahappojen glyseridit. Näiden materiaalien karboksyyliosa ei ole oleellisen tärkeä, mutta jäljempänä kuvatulla tavalla kuitenkin edullinen.

Yllä kuvatut lisäaineet voidaan lisätä menetelmän alkuvaiheissa, esimerkiksi hienonnettaessa raakahiiltä seu-laosaskokoon 48 - 200 mesh, 0,1 - 79 mikronia tai vieläkin hienommaksi. On edullista lisätä vapaaradikaalipolyme-rointikatalyytti hiilen lopullisen jauhannan loppuvaiheessa tai sen jälkeen. Se voi kuitenkin olla läsnä ja se voidaan lisätä milloin tahansa hiilen hankausjakson aikana (eli pienennettäessä seulakokoon 48 - 200 mesh) yhdesä jäljellä 7 70921 olevien yllä kuvattujen kemiallisten haaroituslisäaineiden kanssa.

Kemiallinen haaroitusreaktio tapahtuu vesiväliaineessa yllä kuvattujen reaktioaineiden läsnäollessa. Peroksi-dikatalyytti (orgaaninen peroksidi, happi, ilma, vetyperoksidi) lisätään kuvattuun veteenliukenemattomaan tyydy ttymättömään orgaaniseen happoon ja vapaa radikaalin muodostavan katalyytin metalli-initiaattoriin.

Orgaaninen tyydyttymätcin monomeeri tulee päällystetyksi hiiliosasiin. Rajoittumatta mihinkään teoriaan tai mekanismiin ovat titraatio- ja uuttokokeet osoittaneet, että orgaaninen tyydyttymätön monomeeri ilmeisesti kiinnittyy kemiallisesti tai haaroittuu hii1ipintaan. Monomeerin edelleen polymeroituminen johtaa siihen, että hiili tulee päällystetyksi tyydyttymättömän monomeerin polymeerillä. Valitsemalla monomeeri oikealla tavalla saadaan hiili vesipakoiseksi ja öljyhakuiseksi ja voidaan välittömästi puhdistaa ja ottaa talteen. Vesipakoiset tai hydrofobiset hienojakoiset osaset flokkuloituvat ja kelluvat veden pinnalla. Kasteltaessa vedellä ja laskeutumisen tapahtuessa suurempi prosenttimäärä alkuperäisessä hiilessä läsnäolevaa tuhkaa pysyy pintaominaisuuksiltaan vesihakuisena tai hydrofiilisena, se laskeutuu ja pyrkii säilymään dispergoituneena veteen, jolloin se voidaan pumpata pois flokkuloituneen hiilen alta lisäerotuksen suorittamiseksi ja tuhkan poistamiseksi sekä veden talteenottamiseksi ja uudelleenkierrättämiseksi.

Haluttaessa voidaan käyttää kalkkia tuhkan poistumisen parantamiseksi vesifaasista. On kuitenkin todettu edulliseksi ja merkittäväksi lisätä kaikki kemialliset haa-roituskomponentit vasta sen jälkeen, kun hiilen osaskoko on pienennetty lopullisessa jauhatusvaiheessa. Käytännössä vapaaradikualipolymerointikatalyytti toimii tehokkaammin, 8 70921 kun sitä ei oteta mukaan ennenkuin kaikki muut lisä-ainekomponentit (metalli-ioni ja polymeroituva monomeeri) on päästetty dispergoitumaan maksimimäärin lopulliseen, hienoksijauhettuun ja vedellä kasteltuun hiililietteeseen.

Kun kemiallinen haaroitusreaktio on suoritettu loppuun peroksidikäsittelyllä, sillä hetkellä vesipakoiset ja öljyhakuiset rikastetut hiiliosaset flokkuloituvat ja kelluvat nestemassan pinnalla. Tuhka säilyy edelleen vesih a kuisena ja pyrkii laske u tumaan ja poistetaan vesi-faasissa.

Talteenotettu flokkuloitunut hydrofobinen hiili disper-goidaan uudelleen lietteenä uuteen pesuveteen hyvin sekoittaen. Aluksi havaittiin edullseksi ja menestykselliseksi muodostaa tarvittava vesipakoisten hiili osasten dispersio vesipesuvaiheisiin käyttämällä suur-tehoisia keskipakokiertopumppuja. On kuitenkin havaittu, että hajottamalla hii1i-ö1jy-vesif1okkulaatit tehokkaammin suurhiertolaittei1la saadaan aikaan se, että flokku-loituneiden hiiliosasten saumoissa pysynyt vesi (joissa on myös lisää tuhkaa) tulee tehokkaammin kosketukseen pesuveden kanssa ja enemmän kokonaistuhkapitoisuudesta saadaan poistetuksi talteenotetusta vesipakoisesta hii-lihiukkaskonglomeraatista.

Entistä parempi tuhkanpoiston hyötysuhde pesuvaiheen aikana on saatu aikaan turvautumalla laitteisiin, jotka muodostavat suuret nestenopeudet ja voimakkaat hier-tonopeudet. Tämä on saatu aikaan entistä tehokkaammin linkoamalla hiili-öljy-vesiflokkulaatit uuteen pesuveteen sumutuspaineella sumutussuuttimen läpi, jolloin muodostuu pieniä pisaroita hetkellisesti ilmaan, mutta jotka suuntautuvat voimakkaasti uuden pesuvesimassan pintaan ja työntyvät siihen. Tällöin järjestelmään tulee mukaan jonkin verran ilmaa. Tämä parannus on esitetty parhaana tapana parantaa tämän hakemuksen edullisen suoritusmuodon 9 tuhkanpoistovaihetta. 709 21

Hiiliflokkulaattien useiden vesipesu-suurhiertouudel-leendispersioiden ja niiden vesifaasiin vapauttaman tuhkan lisäpoiston jälkeen saatetaan edullisessa suoritusmuodossa hiili uudelleen toiseen haarapoly-merointivaiheeseen käyttämällä kemiallista haaroitus-reagenssiseosta, johon kuuluu tyydyttymättömät RC"^-0H hapot (mäntyöljyn rasvahapot), vetyperoksidi, veteen-liukeneva kuparisuola, polttoöljy ja vesi samalla tavoin kuin niitä käytettiin aikaisemmin menetelmässä. Kuitenkin, vaikka tämä toinen haarapolymerointivaihe on edullinen, ei se ole ehdottoman oleellinen. Tämän jälkeen voidaan käsitelty hiili ottaa talteen käytettäväksi "kuivana" polttoaineena, jolloin käsitelty hiili on rikastettu ja on saatu aikaan kuiva hiilituote, jonka vesipitoisuus on pieni, joka sisältää pienen määrän polttoöljyä ja jossa on entistä parempi BTU-pitoisuus.

Laskeutumaton, nestemäinen, pumpattava, varastoitava hiili-öljynesteseos (C.O.M.) voidaan valmistaa tästä pisteestä lähtien. Toista haarapolymerointivaihetta ei tarvitse välttämättä suorittaa. Se on kuitenkin keksinnön edullisen käytännön suorittamisen kannalta hyväksi. Valinnaisesti voidaan lisätä vain pieni, mutta tehokas lisämäärä vapaata rasvahappoa (RC-^-0H happoa), jossa R-ryhmä voi olla, mutta ei välttämättä ole tyydyttymätön samassa vaiheessa kuin välittömästi yllä viitatussa edullisessa suoritusmuodossa todettiin.

Talteenotetusta pestystä hydrofobisesta tai vesipakoisesta hiilestä on vapautettu huomattava määrä alunperin läsnä-ollutta tuhkaa ja sen jälkeen se kuivataan edelleen erittäin pieniin vesimääriin yksinomaan mekaanisesti, esimerkiksi linkoamalla, paine- tai tyhjösuodatuksella jne., jolloin ei tarvitse käyttää lämpöenergiaa jäljellä olevan veden poistamiseksi, mikä on edullista, koska 10 70921 Jämpöenergia vaatii koko hiilimassan kalliin lämmityksen. Koska käsitelty hiili on nyt vesipakoinen ja öljyhakuinen tai öljyllä kasteltu, vesi poistuu entistä helpommin.

Tässä vaiheessa käsitelty hiili on valinnaisesti valmis nestemäisen hiili-öljyseoksen (C.O.M.) valmistamiseksi. Tarvittaessa voidaan lisämääriä polttoöljyjä sekoittaa käsiteltyyn "kuivaan1' hiileen missä tahansa halutussa suhteessa. Edullinen painosuhde on noin 1:1.

Käytettävissä on kaksi 1isäkäsittelymahdollisuutta.

Mikäli RC^-OH käytetään kemiallisessa haaroitusvaiheessa hiiliosasten pinnan saattamiseksi öljyhakuiseksi ja vesipakoiseksi, voidaan haaroitettu happoryhmä samoinkuin lisätty rasvahapporyhmä saattaa edelleen reagoimaan aktiivisen, happaman vetyatominsa kautta alkali- tai maa-a lkalimetallin tai useiden valittujen metai1i-ionien kanssa. Valitsemalla metalli-ionit voidaan ohjata lopullisten nesteytettyjen puhtaiden öljyseos (C.O.M.) tiksotrooppisten polttoainetuoteiden "tippapistettä".

Mikäli halutaan suspendoida talteenotettu hiili veteen stabiilin dispersion ja suspension muodostamiseksi, jollainen saatetaan tarvita pumppauksen suorittamiseksi pitkien putkijohtojen läpi, hapan vety voidaan korvata alkalimetalli-ionilla, esimerkiksi natriumilla.

On kuitenkin todennäköisempää, että polttoöljyhiili vedyllä jatkettu nestemäinen suspendoitu hienohiukkasinen kiinteä hiilituote muodostuu kaupallisesti kysytyimmäksi. Tässä tapauksessa metalli valitaan silmälläpitäen nesteytetyn hiili-ö1jypo1ttoainetuotteen haluttua "tippapistettä". Maa-alkalimetalli-ionit ovat hyvin käyttökelpoisia tähän tarkoitukseen.

On havaittu, että RC“^-0H-lisäysten votyuyn (ja joissain tapauksissa kemiallisessa ha ro .i t uksessa ) metalli-ioniin; n 70921 kuten esimerkiksi natrium, kalium, kalsium, (alkali- ja maa-alkalimetallit), jotka ympäröivät rikastettujen hiiliosasten pintoja johdettavan happaman vetyionin konversio sallii tai mahdollistaa hiilen helpon dis-pergoinnin lähes kaikenasteisiin polttoöljyihin, jolloin muodostuu geeli tai rakenne, joka hidastaa laskeutumista lähes rajattomasti. "Tippapistettä" (lämpötila, jossa geelirakenne sallii nestemäisen hiili-öljypolttoaineen vapaan virtauksen) voidaan ilmeisesti valvoa ja ohjata metalli-ionin valinnalla. Muutkin meta11i-ionit voivat olla käyttökelpoisia yksinään tai seoksena "tippapisteen" valvomiseksi tai säätämiseksi.

Keksinnön mukaisilla hiilellä jatketuilla nestemäisillä polttoöljytuotteilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Niihin kuuluu tiksotrooppisuus, joka lisää polttoöljyllä jatketun hiilen rakenteen geelimäistä viskositeettia.

Kun neste on lepotilassa tai silloin, kun se on alle "tippapisteensä", geelirakenne on ehjä. Kuitenkin sekoitettaessa tai hämmennettäessä esimerkiksi kiertopumpulla tai sekoitettaessa tai lämmitettäessä "tippapisteen" yläpuolelle tuotteen rakenne rikkoutuu ja neste virtaa normaalisti, mutta on luonteeltaan epä-nev/tonmainen.

Myös "tippapiste" lämpötilaan on vaikutettu metalli-ionin valinnalla.

Tällöin jauhetun hiilen monikäyttöisyys lisääntyy, energiapitoisuus lisääntyy, epäedullinen tuhka poistuu ja mahdollisuus käyttää hiiltä erittäin laajalti markkinoilla nestemäisenä polttoaineena mahdollistaa raakaöljyn lisäsäästöjä.

On selvästi odotettavissa, että fluidisoitu tuote, jossa eriasteiset polttoöljyt toimivat kantoaineina, tulee muodostumaan erittäin tärkeäksi keksinnön mukaisena nesteytettynä hiili-öljytuotteena.

12 70921

Keksintö muuttaa kemiallisesti hiiliosasten pintaa siten, että ne sekä hylkivät vettä että pyrkivät yhteyteen fluidisoivan nestepolttoaineen kanssa, johon hiiliosaset on dispergoitu. Tämä kemiallinen pintareaktio suoritetaan pääasiallisesti vedessä.

Hiilipitoisuuden vähentäminen (hiilen mineraalirikin pääasiallinen lähde) on erittäin tärkeätä valmistettaessa hyväksyttävää hiiltä. Hiilen tuhkapitoisuus on läsnä erittäin hienoina osasina hiiltä jaettaessa edelleen.

Hiilen pintakäsittely antaa voimakkaasti öljyä puoleensavetävän ominaisuuden. Vapaasti jakautunut tuhka pysyy edullisesti vesihakuisena tai hydrofiilisena helpottaen siten hiilen ja tuhkan selektiivistä erottamista.

Menetelmän mukainen vesipesuvaihe on erityisen tärkeä. Täydellisempi tuhkan erotus vesifaasista ja täydellisempi rikastetun hiilen talteenotto vettähylkivässä "öljyfaasissa" voidaan saada aikaan kiinnittämällä huomiota vesifaasin veden laatuun ja ottamalla käyttöön uudet prosessirajoi-tukset pesuvaiheissa, jolloin pesuvesi ja talteenotettava hiili sekoittuvat perusteellisesti voimakkaan hierron alaisena. Tämä voimakas hierto voidaan kehittää ilmanpaineen yli menevillä paineilla toimivassa sekoitusletkusuuttimessa. Normaalisti vesipakoiset tai hydrofobiset hiiliosaset osuvat voimakkaasti ja tehokkaasti pesuveteen tullessaan suurhiertosuuttimeen yhden tai useamman aukon läpi, jolloin ilmaa saadaan syötetyksi sekä suuttimen kanavaan että hiiliosasten osuessa pesuvesiky1vyn ilma-vesijako-pintoihin. Yllä olevilla prosessimodifikaatioilla voidaan tuhkaa entistä tehokkaammin ottaa talteen. Tämä pesuvaiheen parannus on esitetty tässä hakemuksessa tarkoituksena esittää paras toimintatapa.

Seuraavassa keksintöä selvitetään tarkemmin viittaamalla oheisiin kaaviomaisiin piirustuksiin, joissa: i3 70921

Kuviot IA ja IB kuvaavat yhdessä entistä tarkemmin menetelmän erästä suoritusmuotoa.

Kuviot 2A ja 2B kuvaavat ja tarkastelevat yhdessä parasta nykyään tunnettua toimintatapaa keksinnön toteuttamiseksi.

Tarkasteltaessa yksityiskohtaisesti kuvioita IA ja IB voidaan todeta, että kaivoksesta louhittua raakahiiltä pienennetään tavanomaisilla louhintatoiminnoilla suhteellisen yhtenäisen kokoisiksi osasiksi. Yhtä hyvin voidaan käyttää kaivoksen jätealtaista tai rikastusjätteistä talteenotettuja aineksia. Käytettäessä lähtökohtana suurehkoa + 2,5 cm kokoa hydrovalssimurskain pienentää hiilen karkeaksi vesipitoiseksi lietteeksi, jonka osaskoko on noin 0,625 cm

Sen jälkeen, kun osaskoko on pienennetty edelleen alle 0,625 cm, lisätään tähän vesipitoiseen hiililietteeseen kemiallinen haaroitusreagenssikomposiittiseos, joka saattaa sisältää, mutta ei välttämättä sisällä, vapaa-radikaalipolymerointikatalyyttiä. On havaittu, että vetyperoksidi ^2^2 on tyydyttävä tähän tarkoitukseen.

Muita lisättäviä komponentteja ovat: polymeroituva veteenliukenematon monomeeri, edullisesti RC"^-0H happo, jossa R on yli noin 8 hiiliatomia ja tyydyttymätön; reaktiivinen metalli-ioniasemakatalyytti-initiaattorisuola; pieni määrä valittua polttoöljyä.

Tällä hetkellä karkeassa hiililietteessä on läsnä yllä mainittua kemiallista haaroitusreagenssiseosta ja liete pienennetään edelleen seulakokoon noin 48 - 200 mesh tai vieläkin hienommaksi. Tässä vaiheessa lisätään edullisesti peroksidikatalyytti, eli tämä tapahtuu hienojauhatusvaiheessa.

Hiili muuttuu erittäin vesipakoiseksi kemiallisen haa- 14 70921 roituksen tapahtuessa. Kun jauhatus päättyy, sillä hetkellä vesipakoinen hiili flokkuloituu ja erottuu vesifaasista ja siis myllysatsin loppuosasta. Huomattavasti tuhkaa eroaa tässä vaiheessa vesifaasissa. Kelluva flokkuloitunut vesipakoinen hiili otetaan talteen (seulaa voidaan edullisesti käyttää flokkuloidun hiilen erottamiseksi ja talteenottamiseksi) ja johdetaan useiden pesuvaiheieen läpi, joissa voimakas sekoitus pikasekoittimilla ja vesipakoisen hiili-vesipesudispersion voimakas hierto aiheuttaa yllä kuvatulla tavalla lisää tuhkan vapautumista vesifaasiin, joka tuhka poistuu vesifaasissa. Vedellä kasteltu tuhkasuspensio otetaan talteen lisälaskeutumis-säiliöihin ja lähetetään jätteeksi. Prosessivesi kierrätetään ja käytetään uudelleen. Lisää tuhkaa ja rikkiä voidaan poistaa haaroitetusta hiili-öljykonglomeraatista sarjalla vastavirtaisia vesipesuvaiheita.

Kemiallisesti haaroitettu jauhetu hiili (josta on suurin osa alunperin raakahiilessä läsnäolleesta tuhkasta poistettu) kuivataan erittäin alhaiseen vesipitoisuuteen linkoamalla. Menetelmässä ennen kemiallista haaroitusta on hiilen vesipitoisuus noin 22 - 2Θ %. Hiilen haara-polymeroinnin ja kokonaisrikastuksen jälkeen voi haaroitetun pestyn tuotteen vesipitoisuus olla noin 6-12 painoprosenttia .

Talteenotettu "kuiva" rikastettu käsitelty hiilimassa voidaan käyttää välittömästi "kuivana hiilituotteena" polttoaineena lisäämättä enää polttoöljyä. Yllä kuvatulla tavalla on kuitenkin edullista sekoittaa mukaan lisää riittävä määrä polttoöljyä rikastettuun hiileen hiili-öljyseoksen muodostamiseksi.

Tällöin mekaanisesti kuivattu hiili ("kuiva" rikastettu käsitelty hiili) siirretään hiili-öljydispersion esise-koittimeenj mukaan lisätään lisää RC“^-0H happoa. Lisätty happo voi olla samaa kuin kemiallisessa haaroitusvaiheessa 70921 15 käytetty tyydyttymätön happo. Hapon ei kuitenkaan tarvitse olla tyydyttymätön. Voidaan myös käyttää tyydyttyneitä RC" -OH happoja, kuten steariinihappoa ja sarjaa sekä raakoja että jalostettuja nafteenihappoja, joita on saatu jalostamalla raakaöljyjä. Hiili-öljyseokseen lisätään tässä vaiheessa veteenliukenevaa aikaiihydroksidimetai1 ia. Tämä neutraloi vesipakoisissa hiiliosasissa ja niiden ympärillä olevat vapaa rasvahappovedyt.

Hiili-öljyseoksen muodostaminen voidaan suorittaa ja sitä voidaan jatkaa jatkuvasti tai panoksittain esimerkiksi maalinhiertolaitteissa, joissa käytetään raskaita hierto-aineita dispersion hiertämiseksi laskeutumattomaksi, luonteeltaan tiksotrooppiseksi polttoainetuotteeksi lisäämällä edelleen metalli-ionilähdettä, kuten esimerkiksi kalsiumhydroksidia maa-alkalimetallisuolan tai saippuan muodostamiseksi. Muutkin metallisaippuat ovat käyttökelpoisia, kuten seuraavassa on esitetty.

Seuraavaksi tarkastellaan piirustusten kuvioita 2A ja 2B. Yhdessä seuraavan yksityiskohtaisen selityksen kanssa kuviot 2A ja 2B laajentavat ja valaisevat parasta toimintatapaa.

Käytettäessä tavanomaista hiilen louhintaan liittyvää talteenottoa ja rikastusta lajittelemattoman raakamalmin yhteydessä tai työstämällä uudelleen hiilen talteen-ottolammikoista saadut louhintajätteet tai kiinteät ainekset alkaa keksinnön mukainen menetelmä tavanomaisesti saadusta hiukkasmaisesta hiilestä, joka on pienennetty suunnilleen kokoon 6,25 cm. Kaikesta kaupallisesti jauhetusta tai murskatusta hiilestä on noin 50 - 60 % liian hienoa käytettäväksi kaupallisesti. Nämä hienot "hukkahiilet" ovat erinomaisia raakahiililähteitä esillä olevassa keksinnössä.

Hiili syötetään kuula- tai kankimyllyyn tai johonkin muuhun jauhatus- ja pienennyslaitteeseen. Vesi käsitellään 70921 16 edullisesti natriumpyrofosfaatilla ja/tai jollain muilla orgaanisilla ja epäorgaanisilla vedenkäsittelymateriaaleilla. Nämä materiaalit toimivat dispergoivina aineina.

Tähän mennessä käytettävien tietojen mukaisesti ei ole mitään esteitä sille, että huomattava määrä märkäjau-hatustuotteesta on seulakooltaan pienempää kuin 200 mesh, mutta on edullista, että ei käytetä suurta osaa seulakooltaan yli 48 mesh'in tuotetta.

Kankimyllystä lähtevä vesiliete ohjataan lajittelijan läpi ja kaikki osaset, joiden seulakoko on yli noin 48 mesh palautetaan uudelleen pienennykseen.

Lajittelijasta lähtevä materiaali johdetaan tasoitussäiliöön, jossa hiililietteen tiheys säädetään. Jäljempänä tapahtuneesta käsittelystä talteenotettu hieno hiili voidaan syöttää mukaan tässä vaiheessa. Haarapolymerointireaktio tapahtuu yleensä ennen ensimmäistä kolmesta vesipesu-vaiheesta, joissa kemiallisia haaroitusreaktioaineita lisätään.

Kun vesipitoinen kemiallinen haaroitusreagenssiseos on täydellinen ja käyttökelpoinen aloittamaan haaroitus, se sisältää noin 0,2 kg mäntyöljyn rasvahappoja, 45 kg nestemäistä veteenliukenematonta hiilivetyä (yleensä valitunasteista polttoöljyä), 0,45 kg esimerkiksi kupari-nitraattia. (Muitakin metalli-ioneja tiedetään käyttökelpoisiksi metalli-ionien initiaattoriasemien muodostamiseksi. Käytännössä yleensä kustannukset estävät niiden käytön). Viimeinen olennainen elementti, vapaaradikaalikäsittely-peroksidikatalyytti, voi olla mikä tahansa tunnetuista orgaanisista peroksideista tai epäorgaanisista peroksideista (H2O2), joka lisätään suoraan tai valmistetaan in situ ilmalla tai hapella, mutta joka tässä on edullisesti vetyperoksidi, jolloin sitä on läsnä liuoksena noin 0,45 - 0,3 kg seoksen ollessa 30 % % vettä kemiallisen 70921 17 haaroituskatalyytin polymerointiseoksen määrä on esimerkki siitä, joka tarvitaan käsiteltäessä noin 900 kg kuvattua, erittäin hienoksi jauhettua hiilituotetta (kuivapainoa) vesilietteessä.

Käytännössä on havaittu edulliseksi, mutta ei välttämättömäksi lisätä peroksidi- tai vapaaradikaalipolyme-rointikatalyytti vasta välittömästi sen jälkeen, kun liete on pumpattu tasoitussäiliöstä.

Kemiallinen haaroitus tapahtuu erittäin nopeasti hienoksi jauhetun vesipitoisen hiililietteen lähtiessä tasoitus-säiliöstä, jolloin siihen sekoitetaan yllä kuvattu kemiallinen haaroitus- tai polymerointiseos. Tämä reak-tioaineseos 11 pumpataan hiililietteen poistoputkeen 12 ja johdetaan paineenalaisena in-line-sekoittimen 13 läpi. Reaktio tapahtuu nopeasti. Tässä vaiheessa käsitellyt hiilipinnat muuttuvat entistä voimakkaammin öljyhakuisiksi ja vesipakoisiksi eikä vesifaasi enää niitä kastele.

Käsitellyn vesipakoisen hiilen virta kastellaan polymeerillä ja polttoöljyllä paineenalaisena yhdessä mukana olevan vesifaasin kanssa ja syötetään suurhiertosuuttimen D läpi, jossa virran nopeus ja hiertovoimat rajoittavat hiiliflokkulantti-pesuvesilietteen hienoiksi pisaroiksi, jotka lävistävät ilmajakopinnan pesualtaassa 1 ja törmäävät alaspäin ensimmäiseen pesusäiliöön 1 kerääntyneen jatkuvan vesifaasin massaan ja tunkeutuvat siihen voimakkaasti.

Suuttimessa 4 kehittyneet voimakkaat hiertovoimat ja dispergoituneiden osasten voimakas työntyminen vesifaasin pintaan hajottavat hiili-öljy-vesi flokkulaatit tai höytäleet kastellen siten vedellä ja vapauttamalla tuhkaa hiiliflok-kuloiden välissä olevista välipinnoista ja hajottavat hiiliflokkulaatit siten, että tällä tavoin vesifaasille alttiiksi tulleet tuhkapinnat irtoavat hiilihiukkasista ja hajaantuvat vesifaasimassaan. Tässä vaiheessa myös is 70921 hienojakoiset hiiliosaset, joiden pintoja ympäröi polymeeri ja polttoöljy, sisältävät ilmaa, joka on sorboitunut sumutettuihin hiukkasiin, jotka on saatu aikaan syöttämällä suuttimen läpi ja suuttimen hiertovaikutusten avulla. Kemiallisen haaroituksen ja polttoöljyn sekä sorboidun ilman yhteisvaikutukset käsiteltyyn hiileen saavat aikaan flokkuloituneen hiilen näennäistiheyden pienenemisen ja sen kellumisen veden pinnalla, jolloin flokkuloitunut hiili eroaa ylöspäin pesusäiliössä 1 olevasta suuremmasta vesimassasta ja virtaa sen jälkeen yli sivukerääjään IA.

Edelleen hydrofiilinen tai vesihakuinen tuhka pysyy vesi-faasimassassa, pyrkii laskeutumaan alaspäin pesusäiliössä 1 painovoiman johdosta ja vedetään pois tuhka-vesivirrassa 14 astian pohjasta. Mahdollisesti täysin erottumaton pieni määrä hienoa hiiltä voidaan siirtää vesifaasin mukana (poisvedetty tuhka-vesikomponentti) hienon hiilen talteenottoasemaan 15 (kts. kuvio 2B).

On mielenkiintoista tarkastella eri fysikaalisia ilmiöitä, joita esiintyy kussakin pesuvaiheessa ja parantaa toiminnan hyötysuhdetta.

Ohjattaessa hydrofobinen polymeeri-öljypinnoitettu hiili-ja vesiliete suuttimen D läpi ei haluttu mineraalituhka, joka sisältää huomattavan prosenttimäärän epäedullista mineraalirikkiä ja inerttejä palamattomia aineksia, joutuu voimakkaasti vastakkain veden kanssa. Tämä tuhka kastellaan edullisesti vedellä ja ae pyrkii työntymään vesifaasiin ja pysymään sen kastelemana. Ohjattaessa hienojakoista hiiliflokkulaatin vesilietettä suuttimen läpi ja ilmatilan läpi siten, että se törmää pintaan ja kaikki tämä tapahtuu voimakkailla hiertovoimilla, saadaan aikaan se, että järjestelmä sorboi ilmaa, joka sulkeutuu hiiliflokkulaattiin tai höytäleeseen.

70921 19

Itse hiiliflokkulaatin tiheys on pienempi kuin itse hiilen johtuen sen pinnalla olevasta kemiallisesti polymeroidusta orgaanisesta kerroksesta, joka on vähemmän tiheää kuin vesi, johtuen edelleen läsnäolevasta polttoöljystä, joka on sorboitu öljyhakuiseen ja vesipakoiseen hiilihiukkaseen ja edelleen johtuen flokkulaatissa läsnäolevasta ilmasta. Tällöin hiili flokkulaatin tiheys muodostuu vähäisemmäksi kuin veden ja se hylkii vettä ja johtuen kasvaneesta vesipakoisuudestaan nousee nopeasti veden pintaan. Toisaalta tuhka säilyy vesihakuisena ja itse asiassa käsitellyt hiilipinnat hylkivät sitä ja työntävät sen edullisesti vesifaasiin. Tuhkan tiheys on suurempi kuin veden ja se pyrkii laskeutumaan alaspäin vesimassan läpi. Vaikka tässä ei olekaan tarkoitus sitoutua mihinkään teoriaan, edellä kuvatut tekijät ovat esimerkkejä erinomaisesta ja huomattavan täydellisestä runsaasti rikkiä sisältävän hydrofiilisen tuhkan erotuksesta haarapolymeroidusta hydrofobisesta hiilestä ja entistä paremmasta hiilen talteenotosta. Rikkipitoisuuden vähentäminen poistaa useimmat esteet hiilen käyttämiseksi polttoaineena.

Paitsi, että yllä kuvatulla tekniikalla saadaan tuhka poistetuksi entistä paremmin käsitellystä hiilituotteesta, lisäksi mukaan vangittu ilma ja entistä vesipakoisemmat ja öljyhakuisemmat hiilipinnat parantavat huomattavasti rikastetun käsitellyn hiilen talteenoton kokonaishyöty-suhdetta.

Ensimmäisen pesun pesuprosessi toistetaan olennaisesti vastavirtapesujärjestelmällä, jolloin hiili muuttuu aina puhtaammaksi peräkkäisten ylivirtausten ja talteenottojen kautta pesusäiliöissä 1, 2 ja 3, kun taas puhtaaseen pesuveteen kerääntyy progressiivisesti vesiliukoisia ja vedellä kasteltuja kiinteitä epäpuhtauksia, jotka joutuvat pesuveteen kierrätettäessä puhdistettua vettä kiertovesiputkesta A toiseen pestyn flokkulaatin talteen- 70921 20 ottosäiliöön IB kiertovesiputken 16 kautta. Uutta tai kierrätettyä ja käsiteltyä pesuvettä säiliöön IB disper-goidaan flokkulaattiin ja saatu liete poistetaan pumpulla 17 sen pohjasta samalla kun toinen pesty ylivirtaus-flokkulaatti säiliöstä IB työntyy in-line sekoittimen 18 kautta pesusäiliöön 3 hiertosuuttimen F kautta.

Pesusäiliöstä 3 erotettu tuhka ja pesuvesi poistetaan pesusäiliön 3 pohjasta ja pumpataan vastavirtaan ensimmäiseksi pestyn flokkulaatin säiliöön IA, jossa se puolestaan pumpataan säiliöön IA kerääntyneen ylivir-tausflokkulaatin kanssa in-line sekoittimen ja suuttimen E kautta pesusäiliöön 2. Tuhka- ja vesiseos, joka sisältää hiiliosasia, jotka eivät flokkuloituneet ja ylivirranneet säiliön IB poistetaan putken 19 kautta pesusäiliön 2 pohjaosasta ja pakotetaan hienon hiilen talteenottoputkeen B-l, jonka kautta talteenotettu hiili kerätään sarjaan hiilen talteenottosäiliöitä 15, joihin muuten hukkaanmenevä hieno hiili otetaan talteen. Voimakkaasti sekoitettu tuhka-vesisuspensio, joka sisältää pieniä määriä hiukkas-maista hiiltä erotetaan pesuveden talteenottojärjestelmässä ohjaamalla se laskeutus- ja lajittelijala it teen läpi ja lopuksi lingon läpi, jossa runsaasti tuhkaa ja vähän vettä sisältävät kiinteät hiukkaset otetaan talteen ja poistetaan prosessista. Suspendoitunut kiinteistä aineksista vapautettu pesuvesi käsitellään edelleen kohdassa 20 talteenotetun veden tilan valvomiseksi ennen kierrätystä. Puhdas käsitelty prosessivesi kierrätetään alkuperäisen vesipitoisen hiililietteen ja tällaisen toisen korvausveden muodostamiseksi aina prosessin kokonaistarpeiden mukaisesti materiaalivirran pitämiseksi tasapainossa.

Pesty hiiliflokkulaatti tulee viimeiseen pesuvaiheeseen kohdasta IB. In-line sekoittimesta 18 paineenalainen flokkulaatti-vesiliete ohjataan hiertosuuttimen F läpi. Vesi-hiilihiukkasseos sumutetaan jälleen ja kerätään pesusäiliöön 3. Nopeus ja voimakas hierto suuttimien 21 70921 D, E ja F läpi päästää pesuv/eden kosketukseen mahdollisesti hiiliflokkulaatin välipinnoissa vielä olevan tuhkan kanssa auttaen siten kussakin pesuvaiheessa vapauttamaan tuhkaa veteen irrottaen lisää hiilessä olevaa reagoivaa tuhka-epäpuhtautta. Pesusäiliöissä 1, 2 ja 3 muodostettu massiivinen vesifaasi saattaa flokkuloidun hiili-öljy-ilmamassan kellumaan pesusäiliöiden 1, 2 ja 3 pinnalla, jonka jälkeen hiiliflokkulaatti virtaa peräkkäisesti yli kokoomasäiliöihin IA, IB ja 1C. Hieno flokkulaattivirta säiliöstä 3 säiliöön 1C kuljettaa pestyn flokkulaatin vesivirrassa mekaaniseen kuivauslaitteeseen putken C kautta.

Tällöin rikastettu, haaroitettu, puhdas hiililiete saadaan erittäin täydellisesti kuivatuksi tarvitsematta käyttää lämpöenergiaa. Tässä on kuvattu linko, joka on eräs edullinen mekaaninen laite tähän tarkoitukseen. Voidaan myös huomata, että tässä vaiheessa prosessia ei "kuiva" talteenotettu hiilituote vaadi veden lämpöhaihduttamista johtuen vähentyneestä veden vetovoimasta suurien hiili-öljypintojen ja sen veden välillä, joka on fysikaalisesti jäänyt näiden pintojen väliin mekaanisesta kuivausvaiheesta talteenotetussa flokkuloituneessa "kuivassa" hiilessä.

Kuivaa vesipakoista puhdistettua hiiltä voidaan edullisesti tässä vaiheessa käyttää enemmän energiaa sisältävänä ja rikkipitoisuudeltaan vähentyneenä polttoaineena, jota voidaan kutsua tuotteeksi 1. Tätä polttoainetta voidaan käyttää suorasssa poltossa.

Tämän keksinnön pääasiallisen käytännön tarkoitus on kuitenkin saada aikaan nestemäinen polttoaine, jota voidaan helposti pumpata nesteenä, mutta jolla on sellainen Teologinen laatuominaisuus, että muodostuu tiksotrooppinen neste. Tiksotrooppinen neste on sellainen, että sillä on "rakenne" tai sen pyrkii muuttumaan viskoosiseksi ja geelimäiseksi ollessaan liikkumattomana, mutta että 2? 70921 se kadottaa viskositeettinsa ja "rakenne" tai geeli vähenee huomattavasti ja nopeasti kohdistettaessa tiksotrooppiseen nesteeseen hiertovoimia esimerkiksi sekoittamalla läpi sekoitus- ja pumppausprosessien tai lämmittämällä "tippa pisteen" yläpuolelle.

Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa mekaanisen vedenpoiston jälkeen kuljettimelta tuleva kuiva, rikastettu hiilituote I sekoitetaan polttoöljyyn (esimerkiksi 1:1 painoa), joka on edullisesti lämmitetty viskositeetin pienentämiseksi niissä tapauksissa, joissa polttoöljy on raskasta viskositeettiastetta, jolloin lämmitys tapahtuu esisekoitussäiliöissä pumpattavan nesteseoksen muodostamiseksi uudelleen.

Edullisessa, mutta vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa polttoaine-öljy-hiiliseos saatetaan esisekoitussäiliöissä lisähaaroituspolymerointivaiheeseen, joka seuraa yleis-reaktiovaihetta ja on samanlainen kuin ensimmäinen haarapolymerointi. Tässä tapauksessa käytetään RC~^-0H happoja, kuten esimerkiksi mäntyöljyn rasvahappoja, oleiinihappoa jne. Menetelmän vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa on kuitenkin mahdollista ja toimivaa käyttää RC“^-0H happoa, joka on tyydytetty (mikäli ei haluta kehittää toista reagoivaa haaroitusprosessia). Tässä jälkimmäisessä vaihtoehdossa ei peroksidia ja metalli-ioni-initiaattoria tarvitse lisätä yhdessä lisätyn tyydytetyn tai tyydyttymättömän rasvahapon kanssa. Esimerkkeinä voidaan mainita nafteenihapot.

Polymeeripintaisen haaroitetun hiilen, polttoöljyn ja RC“^-0H hapon ei nestemäinen seos neutraloidaan olennaisesti vesiliukoisella alkalimetallilla ja fluidisoitu hiukkasia sisältävä polttoöljy-hiili pumpataan in-line sekoittimen läpi. Esimerkiksi kalsiumhydroksidiliuoksesta saatuja maa-alkalimetalli-ioneja lisätään virtaan siinä määrin, että ne reagoivat ainakin osittain kaksi hajotusreaktiota 23 70921 muodostaen aikaisemmin alkalimetallilla neutraloidun happo-osan maa-alkalimetallisaippuoita tai suoloja. Muita metalli-ioneja voidaan myös valita tässä vaiheessa lopullisen tuotteen II, nesteytetyn hiili-öljyseoksen (C.O.M.) "tippa-pisteen" säätämiseksi.

Sen jälkeen nestemäiseen hiili-öljymassaan kohdistetaan edelleen voimakas hiertokäsittely suurhiertojauhatus-laitteessa, jollaista käytetään esimerkiksi dispergoitaessa pigmenttejä öljyihin maalituotteiden valmistamiseksi.

Nestemäinen puhdas hiili-öljy-polttoaineseos ei pyri lainkaan laskeutumaan ja se saadaan talteen varastoitavasta, jolloin muodostuu juokseva, huomattavasti energiaa sisältävä aines, jota voidaan käyttää erittäin moniin käyttötarkoituksiin.

Taulukko I on mielenkiintoinen siinä mielessä, että se esittää keksinnön mukaisten tuotteiden joitakin tietoja.

TAULUKKO I

Menetelmävertailuja nykyisillä kustannuksilla

Materiaali BTU/n:o $/MBTU $/tonnia (1) Nso 2 polttoöljy 19,5K 4,77 186,00 (2) Raakaöljy* 15,7K 4,40 138,00 (3) N:o 6 polttoöljy 17,OK 3,65 124,00 (4) Hiili ROM 10,5 =,95 20,00 (5) Hiili (Deliberate Ben) 12,5 1,60 40,00 (6) Hiili (Elaborate Ben) 13,5 2,59 70,00 (7) Keksinnön mukainen 13,5 1,38 37,38 tuote 16,5 2,85 94,00 (8) 7 + n:o 2 polttoöljy 15)0 z,53 76)-00 (9) 7 + n:o 6 polttoöljy * Raakaöljy laskettu $ 20,00 tynnyri.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä edelleen.

24

Esimerkki I 7 0 9 21 2000 g Illinois n:o 6 hiiltä, jonka tuhkapitoisuus oli 5,35 % pienennettiin noin 0,625 cm kokoisiksi palasiksi ja edelleen sen osaskokoa pienennettiin seulakokoon noin 48 - 200 mesh hydromurskainvalssijauhinyksikössä vesipitoisessa nestelietteessä, jossa nestefaasi on noin 5 % kokonaismäärästä polttoöljynä ja noin 65 % vetenä. Kiinteää hiiltä on noin 30 % kokonaisnestelietteeestä.

Ensimmäisessä myllykuormauksessa ladattiin yllä mainittuun myllysatsiin kemiallista haarapolymerointiseosta, jossa oli 500 mg mäntyöljyä, 100 g polttoöljyä, 2 - 1/2 g nat-riumpyrofosfaattia ja 1 g kuparinitraattia. Ennen myllyn tyhjentämistä lisättiin 1 - 1/2 g H^O^ liuksena (30 % vec*essä) ja polymeerin haarapolymerointi hiilen pintaan suoritettiin loppuun. Vesiliete poistettiin lyhyen aikaa tämän jälkeen myllystä, siirrettiin laskeutumisastiaan ja vesipakoinen haaroitettu hiili otettiin talteen poistamalla se vesifaasin pinnasta, jossa se kellui. Vesifaasi sisälsi poisohjättävän vesipakoisen tuhkan. Käytetyn veden lämpötila oli 30 - 40°C kaikissa käsittelyvaiheissa.

Useiden uuteen pehmennettyyn pesuveteen tapahtuneiden uusintadispersioiden ja siitä tapahtuneiden talteenottojen jälkeen agglomeroitu haaroitettu hiili otettiin talteen.

Kun suodatus oli suoritettu BOchner'in suppilossa, oli vesipitoisuus noin 15 %. Normaalisti ilman haaroitusvaihetta käsitelty hiili sisältää 20 - 50 % vettä jauhettuna samaan seulakokoon. Pesu voi olla tehokas vain jopa 20°C lämpötilassa, mutta on edullista käyttää ainakin 30°C vesi-lämpötilaa. Vesi sisältää edullisesti fosfaattikäsit-telyainetta.

Talteenotettu, mekaanisesti kuivattu ja puhdistettu sekä käsitelty hiiliaggregaatti sekoitettiin öljyyn ja lisäksi 25 70921 60 g:aan mäntyöljyä. Perusteellisen sekoituksen jälkeen seoksen happoarvoa vastaava kaustinen sooda saatettiin reagoimaan mäntyöljyn vapaiden karboksyyliryhmien kanssa. Useiden kuukausien seisottamisen jälkeen ei havaittu minkäänlaista hiili-nestepolttoaineseoksen laskeutumista.

Esimerkki II

Suoritettiin sarja ajoja samalla tavoin kuin esimerkissä 1, mutta mäntyöljy (hapot) substituoitiin vastaavilla grammamäärillä polymeroitavien monomeerien sarjaa seuraavasti: a) Styreenimonomeeri, b) metyylimetakrylaatti, c) metakryylihappo, d) olefiinihappo, e) disyklopentadieeni, f) dodekyylimetakrylaatti, g) oktadieeni 1, 7, h) 2, 2, 4 trimetyylipenteeni-1, i) glysidyylimetakrylaatti ja j) soijaöljyn rasvahapot. Jauhetun, käsitellyn hiilen pinnan kemiallinen haaroitus muutettiin samalla tavoin voimakkaasti hydrofobiseksi ja käsiteltiin esimerkin 1 tapaan. Kummassakin tapauksessa talteenotettuun hiiliaggregaattiin sekoitettiin kuivauksen jälkeen sama määrä mäntyöljyä (happoja). Happamuus neutraloitiin emäksellä ja valmistettiin samanlaisia nestepolttoainesuspensioita. Kaikilla oli tiksotrooppinen ominaisuus riippuen siitä metalli-ionista, joka valittiin poistamaan alkuvaiheessa lisätyn alkalimetallihydroksidin natriumioni. Laskeutumista ei havaittu useiden viikkojen aikana riippumatta valitusta polymeroituvasta monomeeristä.

Esimerkki III

Esimerkki suoritetaan samalla tavoin kuin esimerkki I paitsi, että 2 g butyyliperoksidia käytettiin haarapo-lymerointivaiheessa Η2θ2*.η asemesta. Vesi käsiteltiin 2 g:lla Triton X-100 ja 25 g:lla natriumpyrofosfaattia, jota on läsnä alkuperäisessä lietevedessä. Vesifaasissa oleva tuhka suodatettiin pois sen jälkeen, kun se oli 70921 26 käsitelty kalkilla. Tuhkapitoisuus vähennettiin noin 4,18 % : s t a noin 1,9 S:iin viiden erillisen pesun jälkeen, joissa vettä käsiteltiin myös samoilla käsittelyaineilla. Haarapolymeroinnissa käytetty mäntyöljy (hapot) sekä käsittelyn jälkeen lisätty mäntyöljy neutraloitiin ensin kaustisella soodalla ja käsiteltiin myöhemmin vastaavalla määrällä vesiliukoista maa-alkalimetallia (kalsiumhyd-roksidi). Talteenotettu mekaanisesti kuivattu puhdas hiili-öljytuote pelkistettiin edelleen polttoöljyllä juoksevaan viskositeettiin. Järjestelmän viskositeetti tai Teologia osoitti, että se oli luonteeltaan tikso-trooppista ja geelimäistä, josta syystä seisotettaessa ei ollut odotettavissa laskeutumaa.

Esimerkki IV

Alkuvaiheessa arvioitiin luultavasti edulliseksi lisätä kemiallisia haaroituskomponentteja, joihin kuului RC"^-0H tyydyttymättömät monomeerihapot (mäntyöljy), metalli-ioni-initiaattorikatalyytti, joka aloittaa vapaan radikaalin muodostumisen peroksidista sekä peroksiditon radikaali polymerointikatalyytti ennen hiilen pienentämistä seulakokoon -48 mesh hienojauhatustekniikalla.

Lisäysaikojen tutkimus osoitti edullisempaa tuhkanpoistoa ja hiilen talteensaamista pienentämällä hiili ensin alle noin 48 mikronin kokoon käsitellyssä vesilietteessä.

Tämän jälkeen lisätään vapaan radikaalin peroksidikatalyytin metalli-initiaattori, polttoöljy ja veteenliukenematon polymeroituva monomeeri. Vapaaradikaalikatalyyttiä lisätään vasta juuri jauhatusvaiheiden loppuunsuorittamisen jälkeen ja ennen talteenottoa pesuvaiheita varten. Tähän hetkeen asti viivytetään monomeerin varsinaista polymerointi-haaroitusta.

Seuraavassa esitetään tällä hetkellä tunnettu paras toimintatapa ja muoto.

27 70921

Hiili pienennetään seulakokoon 200 mesh (suunnilleen) käsitellyssä vesilietteessä (natriumtetrapyrofosfaatti).

2000 g hiiltä on myllyssä. Myllyn sisältöön lisätään 1/2 g mäntyöljyhappoja, 100 g polttoöljyä ja 1 g metalli-initiaattoria (Cu kuparinitraattina). Annosta pidetään 30°C:ssa. Juuri kun jauhatus on tarkoitus keskeyttää, lisätään 1,64 g ^02· Myllyn sisältö pumpataan suur-hiertokeskipakopumpulla vastaanottoastiaan, joka on varustettu pikasekoittimellä. Hiili-vesiliete pidetään dispergoidussa tilassa vastaanottoastiassa noin 10 minuutin ajan ja pumpataan sen jälkeen suurella paineella hieno-suihkusuuttimen läpi, jossa voimakkaat hiertovoimat su-muttavat lietteen hienoiksi pisaroiksi. Ilmasumutetut pisarat suunnataan käsitellyn pesuveden sisältävän nesteen pintaan ja sen sisään, jossa tuhka eroaa veteen ja tällä hetkellä ilmastetut hiiliosaset nousevat ja kelluvat pinnalla ja otetaan talteen sekä tyhjösuodatetaan tai lingotaan. Alkuperäinen tuhkapitoisuus oli 4,45 % ja käsitellyn puhtaan hiilituotteen tuhkapitoisuus oli 1,50 %. Havaittiin myös, että 1905 g puhdasta hiiltä saatiin talteen eli yli noin 95 % hiiltä saatiin talteen.

Keksinnön kehitys

Kemiallisissa haaroitus- ja polymerointiprosesseissa aikaisemmin käytetyt monomeerit vaativat yleensä painetta, koska ne ovat kaasumaisia. Keksinnön tarkoituksiin käytetään kuitenkin vain monomeerejä, jotka ovat nestemäisiä huoneen lämpötilassa johtuen siitä, että keksinnössä menetelmän kokonaistaloudellisuus on erittäin ratkaiseva tekijä.

Lisäksi jotkut tunnetut monomeerit kykenevät muodostamaan hydrofobisen pinnan jauhetun hiilen suurille pinta-alueille, mutta ne eivät ole luonteeltan yhtä öljyhakuisia kuin muut. Tämän keksinnön tarkoituksia silmälläpitäen ovat metyyli- ja etyylimetakrylaatti, metyyli- ja etyyliakry-laatti, akrylonitriili, vinyyliasetaatti ja styreeni 28 70921 esimerkiksi käyttökelpoisia kemiallisessa haaroitus-ja polymerointivaiheessa.

Kemiallisessa haaroitusvaiheessa voidaan menestyksellisesti käyttää tyydyttymätöntä monomeeriä, joka on nestemäinen huoneen lämpötiloissa eikä siinä ole polaarista karboksyy-liradikaalia. Hiilen kemiallisessa haaroituksessa tehokkaiksi havaituista monomeereistä ovat esimerkkejä: Styreeni, krakkausgasoliini, disyklopentadieeni, koksigasoliini, polymeerigasoliini, joita kaikkia on saatavissa erilaisista jalostusprosesseista.

Keksinnön mukaisesti ja tutkimusten mukaisesti on edullinen toimintamuoto kuitenkin käyttää tyydyttymätöntä veteen-liukenematonta monomeerista orgaanista happoa, jolla on yleisrakenne RC" -OH, jossa R on tyydyttymätön ja siinä on ainakin noin 8 hiiliatomia hiilivetyosassa. Taloudellisesti erinomainen ja erittäin tehokas on mäntyöljy, joka on hyvinkin tunnettu sivutuote paperiteollisuudessa ja jota on saatavissa eri puhtausasteina. Eräässä asteessa on yleensä yli 95 % oleiinihappoa, ja suurin osa loppuosasta on hartsihappoja. Kaikki tyydyttymättömät rasvahapot, joita saadaan kasvissiemenöljyistä, esimerkiksi soijaöljy, rasvahapot, ovat käyttökelpoisia. Dehydratoidut risiiniöljyn rasvahapot ovat suhteellisen kalliita, mutta käyttökelpoisia.

Sen jälkeen, kun kemiallinen haaroitusvaihe on suoritettu loppuun ja tavallisesti kaiken vesipesun jälkeen on RC"^-0H:n lisääminen edullista. Kaikkia yllä kuvattuja tyydyttymättömiä pitkäketjuisia orgaanisia happoja voidaan käyttää. Sekundäärisessä käytössä, ellei toista haarapolymerointia valita suoritettavaksi, on myös sopivaa laajentaa käyttökelpoisten orgaanisten RC“^-0H happojen luokka käsittämään ne, joissa R on tyydytetty, ja tätä luokkaa voidaan erityisesti laajentaa käsittämään sekä korkeasti jalostetun nafteenihapon että useita suhteellisen ainutlaatuisia nafteenihappoja, kuten Venezuelan raakaöljyt ja tietyt bunkkeripolttoaineet, M 70921 joiden tiedetään sisältävän monia nafteenihappofraktioita. Hartsihapot ovat myös käyttökelpoisia.

Nafteenihappo voi myös olla reaktiivinen resonanssi-ilmiöiden kautta ja sen reaktiokyky on olennaisesti yhtä hyvä kuin tyydyttymättömien RC-^-0H happojen haaroitusvaiheessa.

Vaikka alkukokeet osoittavat jonkin verran reaktiokykyä huolimatta siitä, että nafteenihapot ovat tyydytettyjä, näitä viimeksi mainittuja happoja ei vielä olla todettu täysin käyttökelpoisiksi kemiallisen haaroitusvaiheen kannalta.

USA-patenteissa 4,033,852 ja 3,376,168 (Horou/itz) on esitetty käyttökelpoisina seuraavia reagoivia metalli-ioniasemakatalyytti-initiaattorisuoloja: Hopeanitraatti, hopeaperkloraatti, hopea-asetaatti ja muita jalometalli-ioneja, kuten platina ja kulta. Nikkeli ja kupari on myös mainittu käyttökelpoisina aloitettaessa vapaa-radikaalikehitys peroksidikatalyytistä, jotta tällä tavoin stimuloitaisiin reagoivien polymereoituvien monomeerien haaroittumista esimuodostettujen polymeerien perushaaraan. Näitä metalli-initiaattori-ioneja käytetään niiden vesiliukoisten suolojen muodossa.

Keksinnön mukaisesti pidetään edullisena käyttää kupari-ioneja, joka nykyisten tietojen perusteella on paras keksinnön mukaisessa menetelmässä. Tietyt todisteet osoittavat kuitenkin, että varsin suuri määrä muitakin tunnettuja katalyyttisesti aktiiveja metalleja voidaan käyttää keksinnön tarkoituksiin. Mahdollisesti arvokkaita ovat fe, Zn,

As, Sb, Sn ja Cd, vaikkakaan ne eivät rajoita keksintöä.

Termi metalli-ionikatalyytti-initiaattori kattaa siis kaikki katalyyttisestä aktiiviset metallisuolat, joita voidaan käyttää polymeroitavasti aktiivisten metalli-ioniasemien muodostamiseksi jauhemaisen hiilen pintoihin.

Käytetty prosessivesi on edullisesti välillä 30 ja 40°C.

30 70921

Mikäli lämpötila ylittää tämän yleisesti ottaen parhaan alueen, on havaittu, että vaikka hiilihäviöitä ei tapahdukaan, tuhkan poistuminen vähenee. Mikäli lämpötila on tämän alueen alapuolella, muodostuu tuhkan poistuminen entistä vähäisemmäksi ja lisäksi hiilen talteensaanti menetelmässä vähenee. Pesu voidaan suorittaa alhaisemmissa g lämpötiloissa, mutta noin 30 C:ssa on havaittu yleensä parhaat tulokset. Noin 95 % hiilen talteensaanti on saavutettu, kun vesipitoisuus on tyh jösuodatiksel la vähennetty noin 12 painoprosenttiin. Veden käsittely on havaittu hyödylliseksi.

Keksinnön mukaisen kemiallsesti haaroitetun hiilen Soxhlet-uutto osoittaa, että vain hyvin vähän vapaata öljyä poistuu (lukuunottamatta polttoöljyproseseilisäyksiä ). Tuotteen I mukaisen hiilen happoarvo havaittiin olennaisesti samaksi kuin RC“^-0H hapon, jota käytettiin sekä haaroitusvaiheessa tai vaiheissa että myöhemmissä RC~ -OH lisäyksissä olipa se tyydytetty tai tyydyttymätön R-ryhmässä.

Aikaisemmin kemiallinen haaroitusvaihe aktivoitiin käyttämällä orgaanisia peroksideja, joita normaalisti käytetään vapaaradikaalipolymerointireaktioiden alalla. Havaittiin kuitenkin, että vetyperoksidi oli sen erinomainen substituutti parantaen toiminnan taloudellisuutta. Parempi hiilen talteensaaniin hyötysuhde on havaittu käytettäessä h202.

Haaramonomeeripolymerointilisäysvaiheessa vaikuttaa siltä, että noin 5 % luokkaa olevan polttoöljyn käyttö kata-lyyttikantoaineessa toimii siten, että saadaan parempi hiilen talteensaanti ja lähes paras mahdollinen tulos. Käytön kannalta 5 % täsmällinen määrä ei ole ratkaiseva.

Veden käsittely muuttuu vesilähteen mukaisesti, kuten hyvin tiedetään. Zeoliittivesikäsittely voi olla joissain tapauksissa edullinen. Muut vedenkäsittelymenetelmät 3i 70921 ovat erikoisalaa ja niiden avulla voidaan saada aikaan etuja verrattuna käsittelyyn ainoastaan tunnetuilla fos-faattil isääinei11a, esimerkiksi tetranatriumpyrofosfaatilla. Anionisten. ei-ionillisten ja kationioten orgaanisten pinta-aktiivisten aineiden pienet lisääinemäärät voivat olla arvokkaita lisäyksiä joissain tapauksissa. Edelleen niiden käytön taloudellisuus punnittuna tuhkanpoiston ja hiilen talteensaannin etuja vastaan voivat hyvinkin riippua käsiteltävästä hiilestä ja prosessiveden lähteestä.

Koska prosessivesi voidaan ottaa talteen kierrätettynä tuhkan laskeutumissäiliöistä, saadaan suuri osa alkuperäisistä vesikustannuksista vähennetyksi.

Hiilen talteensaantia voidaan parantaa lisäämällä kahdessa vaiheessa kemiallisia haaroituslisäaineita. Ts. kaksi täydellistä ja erillistä haarapolymerointireaktioseoksen lisäystä ja reaktiota voidaan suorittaa haluttaessa hienolla hiilellä käsitellyn aikana. Tämä on osoittautunut aikaisemmin edulliseksi. Joissakin koekäytöissä on saatu talteen ja aikaan noin 66 % luokkaa oleva tuhkan väheneminen (1,5 % jäljellä olevaa tuhkaa hii1ituot teissa ).

Esimerkeissä esitetty kemiallisten haaroituslisäaineiden kokonaismäärä on tyydyttävä ja toimiva. Epäilemättä modifikaatiot! sekä reagoivien aineiden suhteessa että niiden suhteessa käsiteltävän hiilen painoon voidaan toimivasti vaihdella laajoissakin rajoissa. Rajoittavat tekijät muuttuvat luonnollisesti vakiintuneen kaupallisen laitoksen menetelmän taloudellisuudesta saamien kokemusten mukaisesti.

Hiilen pienennystä varten valmistetussa hiililietteessä ovat hiilen ja veden prosenttimäärät muuttuvia riippuen jälleen käytetyistä jauhatusmenetelmistä sekä hiilen ja veden lähteistä. Hiilen jauhamisalan ammattimies kykenee helposti määrittämään nämä suhteet tietyille olosuhteille.

70921 32

Yllättävä etu on havaittu siinä, että talteenotetun öljy-käsitellyn ja haaroitetun hiiliflokkulaatin vesipitoisuus on suhteellisen vähäinen ja että on suhteellisen helppoa poistaa vettä puhtaasti mekaanisesti, esimerkiksi lingolla, painesuodatuksella jne., jotka menetelmät sopivat jatkuvaan käsittelyyn. Vedenpoisto ja kuivaus ei vaadi lämpöenergiaa. Tässäkin tapauksessa keksinnön mukaisen menetelmän edut heijastuvat suhteellisen pieninä pääomakustannuksina (arvioitu noin 2/3 tämänhetkisten hiilirikastuslaitosten kustannuksista) laitokselle ja laitoksen käyttökustannuksiin.

Fluidisoidun hiilen valmistamiseksi käytetty polttoöljy voi olla kaikkia polttoöljyasteita, se voi olla jopa n:o 6 polttoöljyä, jonka seos tai koostumus on erittäin muuttuva.

Se, että hiilen louhinnassa seulakoko on 28 mesh jauhettu hiili jättää tavallisesti noin 40 % alkuperäisestä hiilestä taakseen hienompana seulakokona, jolloin tätä 40 % ei voida käyttää myyntiin, mahdollistaa keksinnön mukaisesti tilaisuuden käyttää hyväksi näitä kaivosjätteitä. Hiilen jäätymistä alle 0°C lämpötiloissa ei esiinny esitetyillä kuivatuilla kiinteillä hiilituotteilla I ja II, koska ne eivät vedä varastoitaessa itseensä vettä ja samoin tuote kuljetetaan "kuivassa" tilassa. Keksinnön mukaisessa fluidisoidussa tiksotrooppisessa muodossa (tuote II) tuote voidaan siirtää pumppaamalla.

Hiilihäviöt pesuvaiheiden aikana ovat olleet noin 10 % luokkaa. Tähän mennessä saadut kokemukset osoittavat, että keksinnön mukainen menetelmä parantaa (vähentää) raaka-ainehäviöitä.

Käytettäessä joitakin polttoöljyjä valmistettaessa nes-teytettyä tuotetta II on edullista lämmittää komponentit yhdessä esisekoittimessa. Käyttökelpoisiksi on havaittu 70921 yleensä lämpötilat alueella 66 - 106 C.

Vain hyvin vähän vettä on hävitetty käsittelyssä ja lopputuotteisiin menetetty vesi korvataan yleensä aikaisemmasta käsittelystä tulevassa hiilessä luonnostaan olevalla vedellä. Tuote II sisältää korkeintaan noin 6 % vettä ja kuiva puhdas hiilituote I yleensä korkeintaan noin 12 K vettä.

Koska vesi kierrätetään, ainoa prosessin jätetuote on lingottu tuhka. Lämpöenergiaa ei käytetä kuivauksessa, josta syystä menetelmä on ympäristöystävällinen.

Claims (8)

34 70921

1. Menetelmä hiilen rikastamiseksi, jossa kemiallisesti haaroitetaan vesipakoinen ja öljyhakuinen polymeeripinta jauhetulle hiilelle vesilietteessä ja tämän jälkeen erotetaan edullisesti vedestä märkänä pysyvä tuhka polymeeripinta-käsitellyistä hiiliosasista vetämällä pois vedellä kasteltu tuhkafaasi ja ottamalla talteen vesipakoinen hiili-öljyfaasi, tunnettu siitä, että talteenotettu hydrofobinen tai vesipakoinen hiili-öljyfaasi käsitellään sekoitusvyöhykkeessä, jossa hiilifaasi ja pesuvesifaasi sekoitetaan toisiinsa suur-hiertovyöhykkeessä hi ili-öljyfaasien ja pesuvesifaasin pisaroiden perusteelliseksi seokseksi,minkä jälkeen seos poistetaan sekoitusvyöhykkeestä hiertopaineen alaisena siten, että se törmää vastaanottavan pesuvesimassan pintaan ja sen sisään, jolloin aikaisemmin hiili-öljyfaasissa läsnäolleet hiiliosaset pakotetaan perusteelliseen kosketukseen veden kanssa, jolloin vedellä kasteltu tuhka edullisesti vapautuu vesifaasiin ja poistuu vesifaasin mukana, kun taas vesipakoinen hiili-öljymassa nousee pintaan ja erotetaan vesifaasista, fyysisesti paikallaan pidetty vesi poistetaan hiili-öljy-faasista mekaanisesti ja rikastettu "kuiva" hiili-öljytuote otetaan talteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen tapa veden poistamiseksi pestystä hiili-öljyfaasista on linkoaminen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mekaaninen tapa veden poistamiseksi pestystä hiili-öljyfaasista on suodosvaihe.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aluksi talteenotettu mekaanisesti kuivattu ja 35 70921 tuhkasta irrotettu vesipakoinen "kuiva" hi ili-öljyseos sekoitetaan nestemäisen hiilivetypolttoaineen lisämäärän ja veteeniiukenemattomien RC=0-0H happojen lisämäärän, kanssa joissa hapoissa R on tyydyttymätön hi ilivetyosa, jossa on enemmän kuin 8 hiiliatomia, lisätään haarapolymerointimetalli-ioni-initiaattori ja peroksidikatalyytti ja suoritetaan toinen haarapolymerointi, jonka jälkeen pintamodifioidussa hiili-öljyseoksessa läsnäolevat happoioniryhmät muutetaan metalli-ioneiksi ja otetaan talteen pumpattava nestemäinen hiili-öljytuote, jolla on tiksotrooppisia Teologisia ominaisuuksia.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alunperin talteenotettu mekaanisesti kuivattu ja tuhkasta erotettu vesipakoinen "kuiva" hiili-öljy sekoitetaan nestemäisen hiilivetypolttoaineen lisämäärään ja veteenliuke-nemattomien RC^-OH happojen lisämäärään, joissa R ei ole olennaisesti tyydyttymätön, mitä sen hiilivetyosaan tulee ja siinä on enemmän kuin 8 hiiliatomia, ja tämän jälkeen pinta-modifioidussa hi ili-öljyseoksessa läsnäolevat happoioniryhmät muutetaan metalli-ioneiksi ja pumpattava hiili-öljytuote otetaan talteen, jolloin kyseinen tuote on tunnettu laskeutumattomista ominaisuuksistaan.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesifaasi esikäsitellään vesikäsittelymenetelmällä ennen käyttöä siten, että a) vesifaasi käsitellään natriumpyrofosfaati1la, b) vesifaasi käsitellään sekä orgaanisilla että epäorgaanisilla pinta-aktiivisilla aineilla tai c) vesifaasi ohjataan ioninvaihtovesipehmentimen lävitse.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veteeniiukenemattomat RC=0-OH hapot ovat pääasiallisesti luonnostaan läsnä venezuelalaisessa raakaöljy- 36 70921 lisäyksessä, jossa on runsaasti nafteenihappoa.

8. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, tunnettu siitä, että siihen kuuluu peräkkäisenä yhdistelmänä: hiilen jauhatuslaite hiilen pienentämiseksi seulakokoon alle 40 mesh vesikantoaineessa; prosessiohjauslaite, jolla syötetään mitattuja määriä reagoivia kemikaaleja ja indusoidaan polymerointireaktio mainituilla hiiliosasilla mainitussa vesikantoaineessa polymerointireaktiovyöhykkeessä; pumppaus- ja sekoituslaite, joka estää haaroitettuja vesi-pakoisia hiiliosasia eroamasta vesifaasista paineistus-olosuhteissa; paineenpäästölaite, jonka läpi paineenalainen hiili-vesiliete johdetaan suurella nopeudella ja voimakkaalla hierrolla, joka laite käsittää suuntinosan, kokooja- ja erotuslaitteet, jotka toimivat ympäröivissä paineissa mahdollistaen vedellä kastellun tuhkafaasin kokoamisen ja erottamisen vesimassasta sekä kelluvan käsitellyn hiilen kokoamisen ja erottamisen veden pinnasta, siirtolaitteen kerätyn hiilien poistamiseksi mekaanisiin kuivauslaitteisiin, joissa liika vesi poistetaan siirretystä hiilestä; sekä voimakkaasti hiertävät dispergointilaitteet, joilla käsitelty talteenotettu hiili dispergoidaan polttoöljyyn, jota on riittävä määrä laskeutumattoman nestemäisen polttoainetuotteen valmistamiseksi. 37 70921