NL8402877A - Agglomeraten van vaste brandbare materialen en werkwijze voor het bereiden ervan. - Google Patents

Description

F

É-' -, V _1 _ ‘ ........ - - . ...... - - · - v

Agglomeraten van vaste brandbare materialen en werkwijze voor het'bereiden ervan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op agglomeraten of briketten van fijnverdeelde brandbare materialen, meer in het bijzonder op koolbevattende briketten. De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze 5 voor het bereiden van deze agglomeraten of briketten.

Grote hoeveelheden fijnverdeeld of poedervormige brandbare materialen zijn beschikbaar in bepaalde bedrijfstakken zoals in kolenmijnen waar fijne kolen of kolenbries afkomstig is uit de verwerking van kolen, bijvoorbeeld 10 wassen en malen vanuit de mijn komende kolen of uit een desintegratie tijdens bewaren. Deze fijne kolen, worden niet gemakkelijk verwerkt en daarom is hun economische waarde laag.

Een werkwijze voor het doen toenemen van de 15 economische waarde van deze fijne deeltjes van brandbare materialen bestaat uit het agglomereren ervan onder toepassing van bindmiddelen, zoals koolteer, bitumen, lignosulfo-naten, met name calcium en magnesiumlignosulfonaten, synthetische harsen of mengsels ervan en vervolgens het samenper-20 sen tot briketten.

Deze briketten geven echter niet steeds resultaten naar tevredenheid. Sommige van hen breken tijdens verdere verwerking. Andere briketten verbranden met ontwikkeling van een aanzienlijke hoeveelheid rook. Dit nadeel 25 zou kunnen worden ondervangen door de briketten te onderwerpen aan een warmtebehandeling waarbij zij van rook worden ontdaan. Een dergelijke behandeling vereist echter investeringen, geeft aanleiding tot verontreinigingsproble-men en doet de fabricagekosten toenemen. Verder zijn sommige 30 bindmiddelen slechts geschikt wanneer het watergehalte van de vaste brandstof laag is. Maar fijne kolen bevatten een aanzienlijke hoeveelheid water, dat in bepaalde gevallen 20% kan bereiken. Het watergehalte dient te worden verlaagd door een drogingsstap, maar opnieuw leidt deze behandeling 35 tot verdere onkosten. Aan de andere kant moeten bepaalde _ - mengsels van fijne kolen, en bindmiddelen worden onderworpen / 84 0 2 8 7 7 ♦ 4> -2- aan een samenbakkende warmtebehandeling teneinde briketten te bereiden die een mechanische sterkte naar tevredenheid hebben.Een ontwikkeling van schadelijke gasachtige produk-ten is in het algemeen het resultaat van deze behandeling, 5 zoals (SO) in geval van lignosulfonaten als bindmiddelen, en investeringen zijn ook vereist om deze produkten te verwijderen.

Een doel van deze uitvinding is het opheffen van deze nadelen. Een ander doel van de uitvinding is 10 het verschaffen van brandbare agglomeraten die gemakkelijk worden bereid en die een hoge sterkte vertonen. Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van briketten die niet een ontrokingsbehandeling vereisen teneinde te voldoen aan de gebruikelijke vereisten betreffende de 15 rookontwikkelende eigenschappen van brandstoffen.

In overeenstemming met deze uitvinding omvatten de vaste brandbare briketten in wezen een fijnverdeelde vaste brandstof en een asfaltenische samenstelling.

De werkwijze voor het bereiden van deze briketten 20 bestaat uit het mengen van fijnverdeelde vaste brandstof met een asfaltetische samenstelling en uit het samenpersen van het mengsel, met name in een vorm ter verkrijging van briketten met een gewenste vorm.

Veel typen vaste brandstoffen kunnen worden 25 gebruikt ter bereiding van de briketten van deze uitvinding. Deze brandstoffen zijn in het algemeen afvalprodukten uit uiteenlopende bedrijfstakken en zijn meer in het bijzonder fijne kolen of zelfs kolenbriès. Het dient duidelijk te zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de toepassing 30 van fijne deeltjes; zij neemt ook in aanmerking cellulose-achtige vezels, houtschilfers en andere materialen van lage economische waarde. Bovendien is de uitvinding niet beperkt tot briketten die zijn bereid uit afvalmaterialen; de briketten kunnen ook worden gefabriceerd uit gebruikelijke .35 vaste brandstoffen die speciaal werden gemalen. Met het oog op het belang van de gebruiker, is het voordeliger briketten te fabriceren uit kolen, met name anthraciet, desgewenst gemengd met een vrij kleine hoeveelheid van een andere fijnverdeelde vaste brandstof.In het algemeen 40~ zal het aldus gebruikte anthraciet een deeltjesgrootte 84 0 28 7 7 «, ^ * -3- hebben, die niet ongeveer 5 mm overschrijdt en die lager kan zijn dan 2 of 3 mm.

De termen "asfaltenische samenstelling" dienen aldus te worden verstaan, dat zij het pródukt insluiten 5 dat afkomstig is van de behandeling met een oplosmiddel van het residu dat is verkregen door het destilleren van ruwe aardolie bij atmosferische of onder-atmosferische druk. Als oplosmiddel kan worden genoemd propaan, butaan, pentaan of mengsels ervan, waarbij de behandeling wordt 10 uitgevoerd hetzij bij lage hetzij bij verhoogde temperaturen.

De samenstelling van de asfaltenische samenstelling hangt hoofdzakelijk af van het type van behandeld residu en de snelheid van extractie met het oplosmiddel. In het algemeen zal de gebruikte asfaltenische samenstelling 15 een doordringing (in overeenstemming met ASTM D-5) hebben van minder dan 10 ddm en die bij voorkeur ongeveer 0 is.

Dit komt hoofdzakelijk overeen met een asfaltenische samenstelling bevattende C7 asfalteen (asfalteen onoplosbaar in n-heptaan in overeenstemming met IP-143) in een-minimum 20 hoeveelheid van ongeveer 30% en met een verwekingspunt in het traject van 90° tot 150°C. De asfaltenische samenstelling is een zwart, glasachtig produkt.

Een asfaltenische samenstelling met een verwekingspunt hoger dan 150°C kan worden gebruikt en de bereide 25 agglomeraten verbranden met ontwikkeling van een verminderde hoeveelheid rook. Er bestaat echter het gevaar, dat agglomeraten worden verkregen, die bros zijn, wanneer zij worden gefabriceerd onder toepassing van een fijnverdeeld vast brandbaar materiaal. Het te gebruiken type en de te gebrui-30 ken hoeveelheid asfaltenische samenstelling hangt af van j de deeltjesgrootte van het brandbaar materiaal, de vereiste mechanische sterkte van de agglomeraten en hun verbrandings-karakteristieken, meer in het bijzonder de ontwikkeling van rook. De deskundige kan gemakkelijk het te gebruiken 35 type en de te gebruiken hoeveelheid asfaltenische samenstelling bepalen wanneer hij het type en de deeltjesgrootte van de brandstof kent. In het algemeen zal een asfaltenische samenstelling met een verwekingspunt binnen het traject 90°-115°C worden gebruikt in een hoeveelheid van ongeveer 40~ 4 tot 6%, gebaseerd op het gewicht van agglomeraat, ter i 84 0 28 7 7 ~ * _4_ bereiding van briketten uit kolen, met een deeltjesgrootte dat niet ongeveer 4 ..mm overschrijdt.

De briketten volgens de uitvinding worden bereid door het mengen en bekleden van fijnverdeelde vaste brand-5 stof met de asfaltenische samenstelling en het daarna samenpersen in een vorm ter verkrijging van briketten met de gewenste vorm. De bekledingsbewerking kan worden uitgevoerd bij kamertemperatuur, onder toepassing van een gemalen asfaltenische samenstelling, hetzij worden 10 toegepast bij een hogere temperatuur, met een gesmolten of tenminste verweekte asfaltenische samenstelling. De warmte-inhoud van de gesmolten samenstelling is in het algemeen zodanig dat overmaat water wordt verdampt en daartoe is een drogingsstap van natte kolèn..niet vereist 15 voor het persen. De agglomeraten kunnen ook bepaalde aanvullende materialen bevatten, zoals oliën of een vrij kleine hoeveelheid van een ander bindmiddel.

De hoeveelheid asfaltenische samenstelling die moet worden gebruikt teneinde stabiele briketten te ver-20 krijgen, kan uiteenlopen binnen ruime grenzen. Deze hoeveelheid hangt af van het gebruikte type vaste brandstof, de deeltjesgrootte ervan, de samenstelling van de asfaltenische samenstelling, het gebruik naar keuze van aanvullend bindmiddel, etc.... Resultaten naar tevredenheid worden 25 al verkregen wanneer de hoeveelheid asfaltenische samenstelling ongeveer 2,5% bedraagt, gebaseerd op het totale gewicht aan briket. Grotere hoeveelheid asfaltenische samenstelling kan worden gebruikt, naarmate deze samenstelling een hoge verhittingswaarde heeft. De brandbare briket-;30 ten kunnen 50% of zelfs meer dan 50% asfaltenische verbinding bevatten, berekend op het totale gewicht aan briket.

De procentuele bovengrens van deze samenstelling hangt af van haar zwavelgehalte, dat afhangt van het zwavelgehalte van het behandelde residu. In het algemeen worden briketten 35 met een geschikte sterkte en een laag zwavelgehalte verkregen wanneer de hoeveelheid asfaltenische samenstelling ligt in het traject van ongeveer 2,5% tot 15%, en meer in het bijzonder tussen ongeveer 3% en ongeveer 10%, berekend op het gewicht., aan briket.

40. De agglomeraten volgens de uitvinding kunnen ook 8ÏÏÏ2877 -5-

Ir ·—’ -j· enige additieven, zoals vulstoffen, verbrandingsverbeteraars en dergelijke bevatten.

De onderhavige uitvinding wordt toegelicht door de volgende, niet ter beperking dienende voorbeelden.

5 De in deze voorbeelden vermelde rookindex is bepaald onder toepassing van de volgende techniek:

Een vlakke cilindrische kroes met een fijn draadgaasbodem wordt geplaatst onder een beklède glazen labora-toriumtrechter die werkt als kap. De steel van de beklede 10 trechter wordt bevestigd aan een glazen buis die werkt als een korte schoorsteen. Een elektrostatische neerslag wordt bevestigd aan de bovenkant van deze schoorsteen.

Een te testen monster van het agglomeraat wordt in de kroes geplaatst en verhit tot zijn ontvlammingstempera-15 tuur door middel van stralingswarmte die van onderen wordt toegevoerd door een gloeiende elektrische brander.

De verbrandingslucht wordt gezogen door de gaasbodem en het geteste agglomeraat.

De beklede trechter, de glazen buis en de precipi-20 tator worden gewogen voor en na verbranding van het monster.

De hoeveelheid verbrandingsprodukten die in deze delen van het apparaat zijn verzameld, is de rookindex. Deze hoeveelheid mag niet 11 g/kg brandstof te boven gaan voor een '‘rookloze" brandstof.

25 De volgende voorbeelden tonen aan dat de agglome raten of briketten volgens de uitvinding rookloze brandstoffen zijn. Zij kunnen rechtstreeks worden gebruikt en vereisen niet een ontrokingsstap. Bovendien worden zij gemakkelijk gefabriceerd uit fijne kolen, die vaak afvalprodukten 30 in vele bedrijfstakken waren.

Voorbeeld 1:

Een asfaltenische samenstelling bevattende 35% asfalteen en met een penetratie van 0 ddm (ASTM D.5) werd 35 gesmolten bij ongeveer 115°C en daarna met fijne deeltjes anthraciet gemengd. De hoeveelheid asfaltenische samenstelling was 4,5%, gebaseerd op het gewicht van het mengsel.

Het mengsel werd uitgegoten in cilindrische vormen en geperst.

40 Cilindrische agglomeraten met een glad, glasachtig 840 2 8 7 7 ” ” -6- oppervlak werden verkregen. Zij werden getest op hun slag-sterkte, in vergelijking met soortgelijke cylindrische agglomeraten die bereid waren uit een mengsel van deeltjes van dezelfde anthraciet en 35% bitumen. De laatste agglome-5 raten hadden een lagere weerstand (vorming van splinters), terwijl de agglomeraten volgens de uitvinding onbeschadigd onder dezelfde testomstandigheden bleven. Bovendien hadden zij een opmerkelijke afsch^ringssterkte.

10 Voorbeeld II:

Ruhr anthraciet met een deeltjesgrootte die niet 4 mm te boven ging en een rookindex van 2 werd bij kamertemperatuur gemengd met een asfaltenische samenstelling 15 met een verwekingspunt van 107°C. Het mengsel bevattende ' 95 gew.% kool en 5% asfaltenische samenstelling werd gebruikt ter fabricage van briketten door persen in een vorm.

De rookindex van de briketten was-9.

20

Voorbeeld III:

" ' 11 : ' A

De werkwijze van voorbeeld II werd herhaald ter fabricering van briketten uit een mengsel bevattende 25 94% anthraciet uit Wales (rookindex :1) en 6% asfaltenische samenstelling (verwekingspunt:95°C).

De rookindex van de briketten was 9.

De verbrijzelingssterkte werd bepaald onder toepassing van cylindrische briketten. Elke briket werd 30 geplaatst tussen een statische plaat en een beweegbare plaat (snelheid : 847 μιη/εβσ.). De richting van de samen-persingskracht was loodrecht op dë as van het briket.

De verbrijzelingssterkte was 2000 Newton.

Bij wijze van vergelijking werden briketten 35 uit de handel getest en het beste resultaat was 1000 Newton.

-conclusies- 84 0 287 7

Claims (18)

1. Agglomeraten van fijnverdeeld vast brandbaar materiaal, gekenmerkt door een mengsel van het brandbare materiaal en asfaltenische samenstelling en doordat het kan worden gebruikt als brandstof zonder voorafgaande 5 ontrokingsbehandeling.

2. Agglomeraten volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat het asfaltenische samenstellingsgehalte is gelegen tussen 2,5% en 50%, gebaseerd op het totale gewicht aan 10 agglomeraat.

3. Agglomeraten volgens conclusie 2, gekenmerkt doordat het asfaltenische samenstellingsgehalte is gelegen tussen 2,5% en 15%,, met name tussen 3% en 10%, gebaseerd 15 op het totale gewicht aan agglomeraat.

4. Agglomeraten volgens één of meer van de conclusies 1- 3, gekenmerkt doordat het brandbaar materiaal hoofdzakelijk kool is. 20

5. Agglomeraten volgens één of meer van de conclusies 1- 4, gekenmerkt doordat de asfaltenische samenstel ling het produkt is dat afkomstig is uit de behandeling met een paraffinisch oplosmiddel 25 van het residu dat is verkregen door destillatie van ruwe aardolie bij atmosferische of onder-atmosferische druk.

6. Agglomeraten volgens één of meer van de conclusies 1- 30 5, gekenmerkt doordat de asfaltenische samenstel ling van 30 gew.% tot 100 gew.% asfalteen bevat en een penetratie heeft die lager is dan 10 ddm.

7. Agglomeraten volgens conclusie 6, gekenmerkt 84 0 28 7 7 -8- *' Ϋ doordat de asfaltenische samenstelling een penetratie van 0 ddm heeft.

8. Agglomeraten volgens één of meer van de conclusies 1- 5 7, gekenmerkt doordat de asfaltenische samenstel ling een verwekingspunt heeft in het traject van 90° tot 150°C. j

9. Agglomeraat vólgens conclusie 1, gekenmerkt 10 doordat het brandbaar materiaal kool is met een deeltjesgrootte dat niet 5 mm te boven gaat en de asfaltenische samenstelling een verwekingspunt heeft dat is gelegen tussen 90° en 115°C, waarbij de hoeveelheid asfaltenische .samenstelling is gelegen tussen 4 en 6%, gebaseerd op 15 het gewicht aan agglomeraat.

10. Werkwijze 'voor het bereiden van de agglomeraten volgens conclusie 1-9, mét het kenmerk, dat men een fijnverdeeld vast brandbaar materiaal mengt en bekleedt 20 met een asfaltenische samenstelling en daarna het verkregen mengsel perst in een vorm ter vervaardiging van briketten die de gewenste vorm hebben en rechtstreeks kunnen worden gebruikt als brandstof zonder voorafgaande ontrokings-behandeling. 25

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de asfaltenische samenstelling wordt gebruikt in een hoeveelheid die is gelegen tussen 2,5% en 50%, berekend op het totale gewicht van agglomeraat. 30

12. Werkwijze volgens conclusie 11,met het kenmerk , dat de asfaltenische samenstelling wordt gebruikt in een hoeveelheid die is gelegen tussen 2,5% en .15%, met name tussen 3% en 10%, berekend op het totale 35 gewicht aan agglomeraat.

13. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 10- 12,met het kenmerk, dat kool wordt gebruikt als vaste brandstof. 40·- \ 84 0 2 8 7 7 1·. * -9-

14. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 10-13, met het kenmerk, dat de asfaltenische verbinding van 30 tot 100 gew.% asfalteen bevat en een penetratie heeft die lager is dan 10 ddm. 5

15. Werkwijze volgens conclusie 14, m e t het kenmerk, dat de penetratie van de asfaltenische verbinding 0 is. 10

16.Werkwijze volgens conclusie 10, m e t het ken merk, dat de asfaltenische verbinding een verwekings-punt heeft dat is gelegen tussen 90° en 150°C.

17. Werkwijze volgens conclusie 10,met het ken-15 merk, dat kool met een deeltjesgrootte dat niet 5 mm te boven gaat, wordt gemengd en bekleed met een asfaltenische samenstelling met een verwekingspunt dat is gelegen tussen 90°C en 115°C, waarbij de hoeveelheid asfaltenische samenstelling in het mengsel is gelegen tussen 20 4% en 6%, en het mengsel wordt samengeperst tot briketten.

18. Agglomeraten en briketten vervaardigd onder toepassing van de werkwijze volgens één of meer van de conclusies 10-17. 25 --------- 84 0 28 7 7