NO823620L - Fremgangsmaate for rensing av mineraler og for aa fremstille stabile suspensjoner/emulsjoner, spesielt brennstoffer omfattende kull, olje og vann - Google Patents

Description

<1>I I l

I FREMGANGSMÅTE FOR RENSNING AV MINERALER OG FOR A FREMSTILLE i STABILE SUSPENSJONER/EMULSJONER, SPESIELT BRENNSTOFFER OM- I

'<->FATTENDE KULL, OLJE OG VANN. j 1 IJ

i I : i. i ■ i Foreliggende oppfinnelse er utviklet fra oppfinnerens opp-jdagelser vist i US patent nr. 3.941.552 i henhold til hvil-jket et brennstoff i form av en dispersjon fremstilles ved å i ' i j blande finfordelt kull, olje og vann og underkaste blaijid-Jingen en kraftig lydbehandling tilstrekkelig til å forar-jsake kavitasjon i blandingen for å tilveiebringe blandingen Istabilitet, dvs. bibringe blandingen en betydelig lagrings-''evne slik at brennstoffet kan anvendes uten in situ røre-utstyr. 'i<!>Oppfinnerens tidligere oppdagelse som er angitt i US patén- ! tene Re 25.324, 3.176.964, 3.344.766, 3.715.104 og 3.749. |1318 og som vedrører apparater og fremgangsmåter for frem- i stilling av emulsjoner, innebefattende brennstoff og for ! brenning av brennstoffemulsjoner utgjør også basis for •■ foreliggende oppfinnelse. I denne henseende er "emulsjoner" : i

ment å innebefatte emulsjoner med pulverformige bestand-;deler i dispersjon eller emulsjon som en bestanddel derav. i '

,Som angitt i US patent nr. 3.941.552 innebefatter betegn-pelsen "lydbehandling" både hørbare og ultralydfrekvenser;og kan tilveiebringes av lydgeneratorer såsom en ultralydsonde eller ved hjelp av såkalte superblandere som forårsaker voldsom agitasjon av væsken tilstrekkelig til å forårsake j kavitasjon eller ved hjelp av stempelhomogenisatorer som ;

arbeider ved høye trykk i området 70-240 kp/cm^ eller . høyere for å tilveiebringe en superblanding ved at væsken \ utpresses gjennom en begrensning for å øke dens hastighet

hvoretter den støter på en plate eller ring hvorved trykket og/eller støtet forårsaker kraftig agitasjon eller kavitasjon. Det samme fenomen kan oppnås ved høyhastighetsomrø-rere kontrollerte anordninger og væske "fløyter", støtmøl- i ler som håndterer væsker, kolloidmøller o.l. eller i hvil- i ken som helst anordning hvori væsken utsettes for høy i skjærkraft og plutselig trykkforandring hvilket fører til j

j • ! 'lydagitasjon tilstrekkelig.til å forårsake kavitasjon.<1>

i Som anvendt i det følgende er betegnelsen "lydbehandling" ! ment å innebefatte en omrøring tilstrekkelig til å forår-.sake kavitasjon.

! Ved lydbehandling av kull, olje og vannbland inger er det I åpenbart at med det høye mottrykk i beholderen i hvilki en Ilydbehandlingen finner sted, som forårsaker kavitasjon j av j ekstrem intensitet, finner kjemiske forandringer eller ut-bytninger sted mellom og blant de tre bestanddeler. Ytterligere vil én slik intens kavitasjon tilsynelatende stabi- ! . lisere alle typer suspensjoner eller dispersjoner innebefattende de som kun inneholder to bestanddeler, såsom kull ! i en vanndispersjon. Apparater som tilveiebringer slikt

mottrykk under kavitasjonen er vist i oppfinnerens i US i patent nr. 3.715.104 såvel som i US patent nr. 3.941.552. i ' 1

i Anvendelse av ultralydagitering for å forårsake kavitering er nå funnet å tilveiebringe en. meget rask og økonomisk me-tode for agglomerering av kull og olje i en vannbærer og

til å gi agglomerater av en slik natur slik at de kan blandes med tilstrekkelig olje- og vannadditiver til å danneiet stabilt kull-, olje- og vannbrennstoff uten ytterligere lydbehandling selv om lydbehandling er foretrukket for ytterligere å redusere kullpartiklenes størrelse for en forbedret brenning.

Ved agglomerering av olje og visse kullpulvere, såsom kull inneholdende lignitt ble det funnet at ved å oppvarme vannet i den vandige kulloppslemning til 38-82°C før agglomerering sikres stabilitet av det ferdige brennstoffprodukt.

I så henseende er det funnet at en ytterligere forminskning av det partikkel formige materialet før agglomerering ved lydbehandling av kulloppslemningene også har den effekt at pyritter og aske separerer fra kullet og dette er funnet å , være et utmerket trinn ved foredlingen av kullpartiklene ved fremstilling av kull, olje og vannbrennstoffene i hen-' hold til foreliggende oppfinnelse.

i Stabiliseringseffekten ved kavitering i foreliggende fremgangsmåte synes å være anvendbar på et bredt antall forskjellige mineralsuspensjoner og dispersjoner og er meget gunstig for brennstoffdispersjoner innebefattende koks, 1 i petroleumkoks, bek, trekull såvel som kull, såvel som karbonholdige materialer som inneholder ikke-karbonelemén-te' r i sine sammensetninger. I i i1;

Det er også funnet at under påvirkning av kavitasjon vil t restoljer virke som en stabilisator i foreliggende frem- i gangsmåte og i denne henseende har det vist seg overrask-ende effektivt å iblande i kull-, olje- og vanbrennstoffene' ■ destillat- og restoljer før tilsetning av olje til brenn- f stoffblandingen før kavitasjon. j j

i I andre tilfeller er det funnet at anvendelse av destillatolje i agglomereringstrinnet, f.eks. med tilsetning i av restolje i det avsluttende blandetrinn har gitt den samme stabiliserende effekt.

Ytterligere tilsetning av restolje i det avsluttende trinn , er funnet å ha en ytterligere fordelaktig effekt ved at den har viskositeten for det resulterende produkt (se US patent nr. 3.846.087). Fordelene ved denne teknikk og de oppfinne-riske trekk ved foreliggende oppfinnelse kan kombineres til å gi et utmerket brennstoff for anvendelse i steden for,en nr. 6 fyringsolje.

Effekten ved kavitasjon ved behandling av dispersjoner slik som de ovenfor omtalte brensler er så forskjellige og så fordelaktig med hensyn til brennstoffkvalitet, produk- , sjonsfasilitet og økonomi at det er meget ønskelig med en kontinuerlig "in-line" produksjon av slike brennstoffer under anvendelse av foreliggende fremgangsmåte med et "in-line" apparat. For utførelse av en slik "in-line" produksjon vil de forskjellige fenomener som opptår som følge av kavitasjon, agglomerering, kullforedling, separasjonstrinn o.l. by på valgproblemer. Dvs. at agglomerering har vært ; antatt å være fremgangsmåten med hvilken kull foredles jog ved hvilken agglomerater produseres som et sluttprodukt. Ved utøvelse av oppfinnelsen ifølge US patent nr. 3.914.552 ble blandingen av kull, olje og vann avbalansert for å unn-<;>gå agglomerering fordi dette fenomen syntes å gi en uønsket ustabilitet i sluttproduktet. Ytterligere ble eliminering av svoveloksyder ved brenning av kull-, olje- og vannbrennstoffer.i henhold til nevnte patent oppnådd ved tilsetning av alkali til blandingen. Ytterligere i et initialt trinn ved kul1 foredl ingen ved aggitering av kulloppslemningen\og separering av forurensninger som ble brutt ut fra kullpartiklene syntes å være et bedre alternativ til agglomerering. I

For å tilveiebringe en "in-line" kommersiell fremstilling i av stabile kull-, olje- og vannbrennstoff utføres i henhold I til foreliggende oppfinnelse en kullforedling uten agglomerering i et første trinn etterfulgt av agglomerering som et annet trinn. Foredlingstrinnet avbrytes og agglomereringstrinnet modifiseres til å gi det endelige sluttresultat i form av et rent, stabilt brennstoff. Lydbehandling anvendes for å fremme begge trinn og i forbindelse med agglomereringen til å gi anvendbare agglomerater som taper sin iden-titet som sådann i det endelige blandetrinn.

"In-line" produksjonsmetoden ifølge oppfinnelsen er funnet å forbedre sluttproduktet ved innarbeidelse av restolje som en bestanddel av kull-, olje- og vannproduktet og eksempelvis anvendelse av oppvarmede bestanddeler når dette er ønskelig.

I henhold til et trekk ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for separasjon av pulverfor- . mige diskrete mineraler bundet sammen mekanisk ved å fremstille en oppslemning av partiklene og underkaste den resulterende oppslemning for slik intens vibrasjonspåvirk-ning til å gi kavitasjon inne i oppslemningeh og separasjon av de forskjellige bestanddeler av partiklene. I henhold til et annet trekk tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av brennstoff omfattende | en blanding av kull, olje og vann, hvilken fremgangsmåte innebefatter trinnet å blande partikler av kull og urenheter med vann til å gi en oppslemning og underkaste den er-

" i . i holdte oppslemning en slik voldsom agitasjon at det forår-sakes kavitasjon slik at forurensningene frigjøres fra j kullpartiklene. Fremgangsmåten innebefatter også trinnetj å separere de fraskylte urenheter fra oppslemningen .jog anvende disse urenheter som et biprodukt, eksempelvis ved fremstilling av aggregater. Den rensede kulloppslemning ', blandes etter justering av vanninnholdet med olje og blandingen av kull, olje og vann behandles til å gi en emulsjon. Mest fordelaktig behandles kullet, oljen og vannet ;i til å gi en emulsjon slik som den beskrevet i US patent j nr. 3.914.552. Agitasjonen av oppslemningen av kull og vann utføres mest fordelaktig ved lydbehandling og oppslemningen

utsettes for en energitetthet på minst 3 watt/cm^, og i alle tilfeller med en tilstrekkelig energitetthet, i kombinasjon med en egnet frekvens, slik at det dannes kavitasjon og som står i et forhold til partikkelstørrelsesområdet for , partiklene som behandles.

I henhold til et annet trekke ved oppfinnelsen tilveiebringes det emulsjoner av kull og vann med destillatolje eller vann med destillatoljé som er emulgert og som er stabili-sert ved iblanding av en restolje med brennstoffet.

Mere spesielt kan man erholde en emulsjon under anvendelse av en nr. 2 brenselolje blandet med en restolje såsom nr. 4 eller nr. 6. Nr. 4 eller nr. 6 oljen (eller blandinger av disse og andre restoljer) er generelt tilstede i en andel på mindre enn 10 vekt% av destillatoljen.

I en "in-line" produksjonsprosess er det i henhold til oppfinnelsen påtenkt et eventuelt første trinn omfattende grovmaling etterfulgt av separasjon av hovedandelen av

■ I

forurensningene i mineralet som bearbeides, etterfulgt .av våtmaling som deretter etterfølges av en forlydbehandling j av oppslemningsvæsken og det pulverformige materialet for å redusere størrelsen av det partikkelformige materialet \ og for tilfellet av kull for ytterligere å anrike dette ved å frigjøre fra kullpartiklene ytterligere partikler av aske og andre urenheter som ikke ble separert fra i det første

' i separasjonstrinn. ' i<!>i i Separasjon av urenhetene fra denne oppslemning kan deretter utføres eller når lydbehandlingen av oppslemningen finner sted hvoretter agglomerering kan finne sted. En minimal

mengde av agglomereringsvæske tilsettes til den lydbehand-lede oppslemning og blandingen blir ytterligere agitert, j fortrinnsvis ved en lydbehandling tilstrekkelig til å indu-sere kavitasjon i blandingen. Det er funnet at med lydbehandling i agglomereringstrinnét er kun små mengder agglo-:mereringsvæske nødvendig. Etter lydbehandlingen kan bland- j ingen siktes for å separere fra bærervæsken. Ytterligere , "bridging" væske kan deretter tilsettes til å gi det fer- ' dige produkt.

Som et første eventualtrekke ved utførelse av foreliggende fremghangsmåte ved fremstilling av kull, olje og vannbrennstoffer grovmales satser av kull til 20-60 mesh, som er tilstrekkelig til å frigjøre størstedelen av forurensningene. Vann kan deretter tilsettes til å gi en oppslemning av 10-60 vekt% vann og blandingen utsettes for en kon-vensjonell separasjonsprosess såsom skumflottasjon, selv om lydbehandling sammen med magnetisk eller sentrifugalsepara-sjon kan anvendes for å fjerne hoveddelen av forurensningene. Ved behandling av dette grovmalte produkt oppstår det i realiteten ikke noe tap av små partikler som ellers er lite egnet for separasjon fra et flytende medium ved , hjelp av konvensjonelle separasjonsmetoder, men partiklene er velegnet for den beskrevne agglomereringsprosess.

Når fremgangsmåten anvendes for fremstilling av kull,-, olje-, og vannbrennstoffer er det ønskelig at produktet ; omfatter 50 vekt% kull, 30-40 vekt% olje dg 10-20 vekt% vann, idet oppslemningen av pulverformig kull og vann'er : avledet fra det opprinnelige trinn hvor kullet utgjør Jen j tredjedel av vekten av den vandige blanding. Denne blanding lydbehandles for å bryte aske og pyritter fra kullet 'og ! oljen tilsettes som brodannende væske. Lydbehandling 'av denne væske forårsaker at kull og olje agglomererer, hvoretter blandingen siles for å separere ut gjenværende aske og så meget vann som ønskelig fra den agglomererte masse, j Olje i den mengde som er ønsket for sluttproduktet tilsettes deretter til den agglomererte masse, som fremdeles inneholder noe vann.

Avhengig av prosentandelen av vann i det agglomererte kull . så vil den avsluttende lydbehandling eller bestråling som det også kalles av brennstoffet ved kavitasjonsbehandling , forårsake at noe fritt vann siver ut av den fullstendige blanding og det er funnet at dette vanninnhold har en ten- , dens til å migrere til utsiden av blandingen. Med andre ord hvis blandingen transporteres gjennom et rør vil det dannes et vannlag mellom blandingen og rørveggen, hvilket fremmer passasje av den tiksotrope væske gjennom rørledningen.

Mengden av vann som er tilbake i det agglomererte kull kan kontrolleres nøye ved hjelp av mengden og type av olje som innføres i den sfæriske agglomereringsprosess når kull/ vannblandingen bestråles og når blandingen skal ytterligere bestråles etter innføring av oljen som agglomererende medium.

Det er bemerket at kravene med hensyn til mengden av olje i blandingen for agglomerering når betsråling anvendes i agg-lomereringstrinnene er mindre enn 10 vekt% olje. Fordelen er naturligvis at jo mindre olje som anvendes i agglomereringstrinnet desto billigere blir prosessen. Ytterligere ved lydbehandlingen kan prosentandelen av faststoff i væskene være meget høyere og således er det fordelaktig å anvende lydbehandling ved fremgangsmåten.<!>Selv om iblanding av destillat- og restoljer for å fremme stabiliteten kan tilføres på forskjellig måte ved forelig- , gende fremgangsmåte så er det ved agglomereringstrinniet foretrukket å anvende en destillatolje og en restolje eller en blanding av en restolje og en destillatol j e i det av- i sluttende blandetrinn. !

I

i Ved anvendelse av varme ved foreliggende fremgangsmåtejer det funnet fordelaktig med hensyn til stabiliseringen å anvende oppvarmet vann i agglomereringstrinnet, idet vannets i temperatur er minst 35°C... !

I fig. 1 er vist et flyteskjema for kullanrikningsprosessen. ' i

! i Fig. 2 viser et flytende skjema for kullanrikningsprosessen i kombinasjon med en agglomereringsprosess. I

Fig. 3 viser halvskjematisk en ultralydreaktor.

Ved fremgangsmåten iføle oppfinnelsen vist i svevende søk-nad nr. 109.1217 av 6. oktober 1980 som er en videreføring av søknad nr. 915.854 av 15. juni, 1978 blir kull og vann tilført en slagmølle 10 eller annet egnet måleapparat.. Alternativt sånn som vist med stiplede linjer i flyteskje-maet kan kun tilføres en slagmølle 10a og vann tilsettes til kullpartiklene som forlater slagmøllen 10a, eksempelvis ved 12 til å gi en oppslemning. Oppslemningen som forlater møllen 10 eller det som er dannet ved tilsetning av vann til partiklene som føres ut av møllen 10a tilføres til en tank 14 hvori oppslemningen underkastes kraftig omrøring og ved denne spesielle utførelsesform ved bestråling av oppslemningen med lydenergi. Lydbølgene kan genereres på kjent måte og det er spesielt ønskelig at vibreringene genereres ved anvendelse av utstyr tilsvarende det beskrevet i US patent nr. 3.941.552. Ved anvendelse av en typisk partik-kelstørrelse på 50-100 pm eller mindre er egnede vibrasjo^-ner funnet å ha en frekvens i området 500-50 50 000 Hz og ! amplityder i området 2 x 10^ til ca. 10 pm. Energitettheten •

bør være av en størrelsesorden tilstrekkelig til å gi effektiv kavitasjon inne i oppslemnihgens volum. Det vil forstås at avhengig av densiteten eller andre egenskaper for oppslemningen, særlig de fysikalske egenskaper for kullpartiklené vil føre til at energibehovet vil variere.'Oppslemningen underkastes bestråling hvilket forårsaker frigjørelse av forurensninger bundet til kullkomponenténe av partiklene og vil samtidig forårsake en forminskningjav partikkelstørrelsen.

i

: Fra tanken 14 utføres vann, kull og de forurensede be- ; standdeler av partiklene til en separasjonsenhet 16 hvori kull, pyritter og andre forurensninger separeres. De tyngre urenheter såsom jernpyritter og silisiumoksyd fjernes fra ' enheten 16 ved 10 og kastes eller utnyttes ved fremstilling av andre produkter. Fra enheten 16 utføres relativt rent i kull og vann og tilføres en avvanningsenhet 20 for å redusere mengdene av vann i oppslemningen før ytterligere bear- i beiding slik som angitt i US patent nr. 3.941 .552, eller

for anvendelse som råmateriale, brenning eller annet for-mål. Hvis bearbeidelsen skjer i henhold til US. patent nr. 3. 941.552. tilsettes olje ved innløpet 22 til blandingen som tilføres gjennom, rørledningen 24, slik at mengden av tilsatt olje utgjør ca. 60 vekt% av tilstedeværende kull. Den resulterende blanding av kull, olje og vann tilføres til et lyd behandlingskammer 26 som passende er av den type som er beskrevet- i US patent nr. 3.94 1.552 hvori blandingen underkastes en kraftig agitasjon til å gi kavitasjon og gi en i det vesentlige stabil emulsjon.

Alternativt kan agglomer.eringsprosessen utføres i lydbe-handlingskammeret 26 og i dette tilfellet tilsettes en meget mindre olje til oppslemningen, slik som beskrevet i det etterfølgende. På samme måte kan agglomerering påbegyn-nes i lydbehandlingsreaktoren 14 og i dette tilfellet kan separasjonen utføres i separasjonsenheten 16 eller ved sik-ting som angitt i det etterfølgende under henvisning til ' prosessen vist i fig. 2. Ytterligere kan en "rensning" ved separasjon utføres etter det første forminskningstrinn hvoretter den rene oppslemning tilføres reaktoren 14 for agglomereringstrinnet. Selv om foreliggende fremgangsmåte er diskutert hovedsakelig under henvisning til fremstilling av kull-, olje- og vannblandinger for brennstoffer vil det forstås at utnyttelse av lydbehandling i forbindelse med sfærisk agglomerering ikke er begrenset til kull-, olje- og vannblandinger men;er nyttig generelt for separasjon av faststoffer fra deres bærevæske ved tiltetning av en brodannende væske slik at lyofobe partikler separerer fra suspensjonen etter agglomerering.

i

Det skal bemerkes at hvis vann er bærevæsken så vil en or-ganisk.væske, fortrinnsvis uoppløselig i vann være den brodannende væske og vice versa. Hensikten er at den brodan-

i nende væske vil agglomerere med faststoffet i bærevæsken, hvoretter den agglomerte masse kan separeres fra bærervæsken.

Det er innen foreliggende oppfinnelses ramme å lydbehandle den initiale blanding av bærevæske og faststoffer og på ny utnytte lydbehandling etter at agglomereringsmediet er tilsatt og deretter fortrinnsvis på ny å lydbehandle en even-tuell etterfølgende blanding av den agglomererte masse med ytterligere brodannende medium. Det sistnevnte tilfellet vil når mere brodannende væske tilsettes forårsake at agglomeratene går i oppløsning og blir en del av det mere flytende sluttprodukt.

Spesielt og under henvisning til fig. 2 som skjematisk viser en fremgangsmåte hvori agglomerering utføres kan kull først grovmales og vann tilsettes og den initiale separasjon av forurensninger•med vann utføres ved skumflottasjon, selv om andre separasjonsmetoder kan anvendes såsom lydbehandling av oppslemningen etterfulgt av magnetisk eller sentrifugal separasjon. Den "rene" kull og vannoppslemning blir deretter underkastet en maleoperasjon til å male kullpartiklene til en størrelsesorden i området 100-300 mesh.<!>Hvis det første trinn eventuelt ikke utføres kan bærevæsken, i dette tilfellet vann, tilføres fra en vanntilførsel til en beholder og blandes med kull i pulverform, fortrinnsvis med en partikkelstørrelse i området 50-100 ! pm eller mindre, selv om større partikkelstørrelser på 200 <} im

i eller mere kan avnendes. Blandingen omfatter fortrinnsvis \ 60 vekt% vann og 40 vekt% kull. Blandingen kan omrøres ved ' hjelp av en propeller slik som vist i fig. 1 og i alle til- i feller blir oppslemningen pumpet til en ultralydreaktor,av typen som er vist i US patentene nr. 3.941.552, 3.715.104

i

og 3.749.318. Oppslemningen blir underkastet lydbehandling, dvs. kraftig lydagitasjon med en intensitet tilstrekkelig til å forårsake kavitasjon og i en tid tilstrekkelig til å ytterligere redusere partikkelstørrelsen av kullpartiklene i

i som følge av at pyritter innebefattende aske brytes bort fra kullet. Til denne oppslemning tilsettes en mindre , mengde agglomereringsmedium, men i en foretrukket "in-line" vil oppslemning først bli underkastet et separasjonstrinn'for å eliminere urenhetene som er brutt ut fra kullpartiklene. I alle tilfeller blir oppslemningen deretter pumpet til en beholder hvor en relativt liten mengde agglomereringsmedium tilsettes oppslemningen og i foreliggende tilfelle i en mengde på 1-3 vekt% regnet på kullet. I hvert . tilfelle vil oppslemningen sammen med agglomereringsmediet • deretter agiteres eller fortsatt bli agitert og i henhold til oppfinnelsen fortrinnsvis på ny lydbehandlet med tilstrekkelig intensitet til å forårsake kavitasjon.

Agglomereringstrinnet forsterkes meget ved anvendelse av lydbehandling, dvs. det skjer raskere og mindre agglomereringsmedium må anvendes enn hvis agitasjonen méd mindre intensitet anvendes på blandingen.

Den resulterende blanding etter lydbehandlingen av vann/, kulloppslemning og agglomereringsoljemediet omfatter den agglomererte masse av kull og olje og en blanding av vann og aske som er lyofilt til agglomereringsmediet men ikke til vann. Blandingen blir deretter silt slik at vann og aske siles fra og den agglomererte masse av kull og olje gjenvinnes. Det utsilte vann/aske kan føres tilbake opp- i strøms via et separeringstrinn hvor aske og vann separeres og vannet returneres og anvendes som vanntilførsel til den j første beholder.

I' realiteten inneholder imidlertid den agglomererte masse også en liten mengde vann som er meget fordelaktig forjde ønskede egenskaper i det endelige sluttprodukt i henhold til foreliggende fremgangsmåte, nemlig et kull-, olje-jog vannbrennstoff inneholder 10-20 vekt% vann. Til den agglomererte masse tilsettes tilstrekkelig olje til å gi et blandet kull, inneholdende olje og 10-20 vekt% vann. Kull-, olje- og vannblandingen kan deretter agiteres eller på i ny ; lydbehandles og deretter lagres, føres gjennom rør eller anvendes som et brennstoff. Lydbehandling på dette trinn i prosessen har en tendens til å skille ut vann som igjen tenderer til å migrere til utsiden av massen og således fremme blandingens transportegenskaper i et rør.

Det er utført mange forsøk i laboratoriet vedrørende ande-len av de forskjellige elementer som skal anvendes i den , ovenfor beskrevne fremgangsmåte. Ytterligere forsøk er ut- , ført for anvendelse av en nr.. 2 olje og en nr. 6 olje både ved agglomereringen og i de avsluttende trinn i en serie (nr. 2 olje i en og nr. 6 olje i det andre) med varierende resultater for sluttproduktet med hensyn til viskositet og tiksotropi. Yt teriigere.bland ing av rest- og destillatolje i den beskrevne fremgangsmåte uten agglomereringstrinnet har også gitt ønskelige stabiliserende effekter.

I et forsøk var hensikten å bestemme hvorvidt sfærisk agglomerering ville finne sted under anvendelse av en nr. 2 olje i agglomereringstrinnet. I dette eksempel ble 200 gram kull med én partikkelstørrelse på ca. 700 pm blandet med 200 g vann i en blandeanordning. Den resulterende oppslemning ble bestrålt, dvs. lydbehandlet. Til den resulterende bestrålte blanding ble først tilsatt to gram av en nr. 2 j olje, blandingen på ny bestrålet. Agglomerering synes ikke å finne sted. Sluttligen ble ytterligere to gram, dvs. 6 gram i alt, av en nr. 2 olje tilsatt og den resulterende \ blanding ble bestrålet og sfærisk agglomerering fant sted. j Denne blanding ble ført gjennom en sikt hvor vann og aske som var skilt fra kullet ble separert. Til den agglomererte masse ble tilsatt 40 g av en nr. 6 olje og blandingen ble

i agitert. Det resulterende sluttprodukt utviste gode tiksotrope egenskaper.

i i Et brennstoff i henhold til oppfinnelsen omfatter en blanding av ca. 50 vekt% kullpartikler med en størrelse på ca.

20 mesh, 20 vekt% vann, 25 vekt% nr. 2 destillatolje og 5

vekt% nr. 4 restolje og fremstilles først ved å danne en oppslemning av vann og kull. Deretter forenes de blandede oljer med oppslemningen av kull og vann og den resulterende blanding underkastes agitasjon til å forårsake dannelse/av . en emulsjon. Agitasjonen kan være lydagitasjon eller kan oppnås ved en homogenisator eller annen blandeanordning.;

Et annet brennstoff i henhold til et trekk ved oppfinnelsen omfatter kun olje og vann og fremstilles ved å blande 5 vekt% nr. 6 restolje med 80 vekt% nr. 2 brennstoff6je , og deretter blande den erholdte blanding med vann, slik ,at vann utgjør 15 vekt% av blandingen. Denne blanding agiteres til å gi en emulsjon. For hver av de beskrevne brennstoff stabiliseres emulsjonen ved tilsetning av restolje og en betydelig lagringstid oppnås i hvert tilfelle.

Fig. 3 viser skjematisk en ultralydreaktor 200. Ultralydvi-brasjoner i området 20 000 - 22 000 Hz erholdes ved en elektrisk strøm med den samme frekvens og er vist tilført via ledninger. Vibrasjonen genereres i en piezoelektrisk krystallanordning 210 som er koblet til den brede ende 220 av en stålhastighetsomformer som avsmalner eksponensielt til en liten ende 230. Det er denne ende som agiterer dis-persjonen.

Som diskutert i US patent nr. 3.715.104 anvendes i reakto ren en lyd, fortrinnsvis ultralydsonde i et lukket rom, slik som beholderen 130. Det er viktig av avstanden mellom j endeflatene av sonden og beholderveggen 232 som vender mot i sonden er justerbar og at kanalen mellom rommet og veggen j "i er jevn og av små dimensjoner, slik at flytende dispersjoner som strømmer mellom platene holdes i en tynn eller kort bane som utsettes for kraftig ultralydvibreringer. Behol- , deren er forsynt med to væskeledere, en som fører inn fra utsiden og er rettet i det vesentlige over rommet mellom enden av sonden og veggen og den andre sonde er anordnet

aksielt. Strømmen av væske over platene gjør det mulig å oppnå en noe forstørret eller utstrakt sone av ultralydvibreringer da sondens ende og beholderveggen kan bringes nær hverandre slik at det ikke oppstår så lange baner gjennom

væsken som alvorlig ville dempe kraften av ultralydvibra-sjonene og i visse tilfeller er amplityder for vibrasjon tilnærmet rommet mellom sonden og veggen. Strømmen : av væskesystemet over sonden og veggen kan enten .være under ! trykk, dvs. at væskedispersjonen pumpes inn, eller den kan

strømme som følge av at utløpet er satt under vakuum. Det er naturligvis mulig å kombinere begge metoder. Når trykk-, strømning anvendes er det enkelte ganger ønskelig å øke trykket nedstrøms for utløpsåpningen, hvilket kan oppnås ved struping eller .annen måte.

Væskemediets trykk i ag i tasjonssonen eller i beholderen kan variere og i mange tilfeller kan et positivt trykk være ønskelig.

i

Claims (9)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av brennstoff, karakterisert ved å danne en vandig dispersjon av partikler av kull inneholdende forurensninger bundet til kullet, underkaste oppslemningen en kraftig agi tasjon for å danne kavitasjon inne i oppslemningen og for j mekanisk å fjerne urenheter fra kullet, samt for å nedsette partiklenes størrelse, mekanisk separere frigjorte urenheter fra oppslemningen og delvis avvanne kull/vannoppslem-ningen til å gi denne et innhold på ca. 40 vekt% kull, agglomerere kull og olje, separere agglomeratene fra en større del av vannet, tilsette olje til det delvis avvannede agg-lomerat og underkaste den resulterende blanding agitasjon til å gi en stabil emulsjon.

2. Fremgangsmåte ved fremstilling av brennstoff ifølge krav 1, karakterisert ved at olje tilsettes i en mengde på opptil ca. 60 vekt% av kullet.

3. Fremgangsmåte ved fremstilling av kull, karakterisert ved å fremstille en oppslemning av kulIpartikler og vann, lydbehandle oppslemningen med tilstrekkelig intensitet til å forårsake kavitasjon, tilsette olje til oppslemningen under lydbehandlingen av denne og derved forårsake sfærisk agglomerering av olje og kullandelene i blandingen, frasile vann og ikke-agglomererte partikler fra kullpartiklene og tilsette olje til den agglomererte masse til å gi et stabilt brennstoff.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den agglomererte masse og oljeblandingen lydbehandles.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at kull fra en kullmine først grovmales til 20-60 . mesh for å frigjøre forurensninger derfra hvoretter vann tilsettes til å danne en oppslemning som underkastes jen separasjonsprosess hvor vann og forurensninger separeres' fra det pulveriserte kull, hvoretter vann tilsettes til j dette og oppslemningen underkastes ytterligere maling for å I bringe partikkelstørrelsen ned til 1 00-300 mesh . hvoretter oppslemningen lydbehandles i henhold til fremgangsmåten I i følge krav 3..

6. Brennstoff bestående av kull, olje og vann, I karakterisert ved at det er lydbehandlet til å gi en emulsjon og i hvilken oljen består av 'en blanding av en restoljebestanddel og :en destillatoljebestanddel, idet restoljebestanddelen er ,et I middel for stabilisering av emulsjonen og utgjør en del!av denne og kullet utgjør et pulver med nedsatt partikkelstørreise og fra hvilket urenheter er .fjernet ved lydbehandling av kullpulveret i vann som bærer.

7. Fremgangsmåte ved fremstilling av et brennstoff, karakterisert ved å nedsette partikkelstørrelsen for et kullpulver ved å lydbehandle kullpulveret i vann som bærer hvilket vann er under trykk, separere urenheter som brytes ut fra pulveret, tilsette olje til kullet og vannet og lydbehandle den resulterende blanding bestående av kull, vann og olje.

8. Ytterligere stabilisering av brennstoffet ifølge krav 7, karakterisert ved å iblande restolje i blandingen til å gi emulsjonen av kull, vann og olje hvori oljen består av en destillatoljebestanddel og , en restoljebestandde1.

9. Fremgangsmåte ved fremstilling av et brennstoff i henhold til krav 1, karakterisert ved , at vannet før agglomereringstrinnet oppvarmes til ,en temperatur på minst 35°C.