NO851205L - Fremgangsmaate for oppredning av kull. - Google Patents

Description

Verdens kjente forråd av kull og andre faste karbonholdige brenselsmaterialer er langt større enn de kjente forråd av jordolje og naturgass tilsammen. Til tross for denne enorme overflod av kull og beslektede faste, karbonholdige materialer, har tilliten til disse ressursene, særlig kull, som primærkild-er for energi stort sett vært motarbeidet. Tilgjengelighet av billigere, renere brennende, lettere utvinnbare og transporterbare brennstoffer, som f.eks. jordolje og naturgass, har tidligere henvist kull stort sett til en støtterolle på energiområdet.

Aktuelle verdensbegivenheter har imidlertid fremtvunget

en ny forståelse av globale energikrav og av den tilgjengelig-heten til disse ressursene som på en adekvat måte vil imøte-komme disse behovene. Erkjennelsen av at jordolje- og natur-gassreservene hurtig tømmes sammen med at prisene på jordolje og naturgass skyter i været, samt uroen i de områdene av verden som inneholder de største mengdene av disse ressursene, har tent en ny interesse for utnyttelsen av faste karbonholdige materialer, særlig kull, som primærenergikilder.

Store anstrengelser utvises derfor for å gjøre kull og beslektede faste karbonholdige materialer til like gode eller bedre energikilder enn jordolje eller naturgass. F. eks. er mye av disse anstrengelsene i tilfellet med kull rettet mot å overvinne de miljømessige problemene som er forbundet med produksjonen, transport og forbrenning. Helse- og sikkerhets-risikoer som er forbundet med kullbryting, er f.eks. blitt betydelig redusert som følge av ikraftsettelsen av ny lovgiv-ning som regulerer kullbrytning. Videre er flere teknikker blitt utforsket og utviklet for å få kull til å brenne renere, bli mer egnet for forbrenning og lettere transporterbart.

Forgassing og flytendegjøring av kull er to slike kjente teknikker. Nærmere beskrivelser av forskjellige fremgangsmåter for kullforgassing og -flytendegjøring kan finnes f.eks. i Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk- Othmer, tredje

utgave (1980), volum 11, sidene 410 - 422 og 449 - 473. Disse teknikkene krever imidlertid vanligvis høy energitilførsel,

samt anvendelse av utstyr beregnet på høy temperatur og høyt trykk, noe som reduserer den utstrakte gjennomførbarhet og

verdi av disse.

Det er også blitt utviklet fremgangsmåter for å gjøre kull lettere flytende. En slik fremgangsmåte er beskrevet i U.S. patentskrift nr. 4,033,852. Denne fremgangsmåten omfatter kjemisk modifisering av overflaten på kullet, noe som gjør det lettere å flytendegjøre en del av kullet enn ved ved de naturlige formene for kull.

I tillegg til forgassing og flytendegjøring er det også kjent andre fremgangsmåter for å omdanne kull til mer bekvemme former for brenning og transport. F.eks. er fremstillingen av kull/olje- og kull/vann-blandinger beskrevet i litteraturen. Slike flytende kullblandinger byr på betydelige fordeler. I tillegg til å være lettere transporterbare enn kull i tørr fast form, lar de seg lettere lagre, og er i mindre grad gjenstand for risikoene for eksplosjon ved spontan antennelse. Tilveie-bringelse av kull i flytende form muliggjør videre brenning i konvensjonelle apparater som brukes til brenning av fyringsolje. Slike egenskaper kan i stor grad lette overgangen fra fyringsolje til kull som en primærenergikilde. Typiske kullblandinger og fremstilling av disse er beskrevet i U.S. patentskrift nr. 3,762,887, 3,617,095 og 4,217,109, og GB patentskrift nr. 1,523,193.

Uansett hvilken form kullet til sist anvendes i, må kullet imidlertid renses fordi det inneholder vesentlige mengder svovel- og nitrogenforbindelser og mineralstoff, inkludert betydelige mengder metallurenheter. Under forbrenning kommer disse materialene ut i omgivelsene som svoveldioxyd-er, nitrogenoxyder og forbindelser av metallurenheter. Dersom kull skal kunne akseptereres som en primær energikilde, må det renses for å forhindre forurensning av miljøet, enten ved å

rense forbrenningsproduktene eller kullet før brenning.

Følgelig er såvel fysikalske som kjemiske fremgangsmåter for kullrensing (oppredning) blitt sterkt utforsket. Vanligvis omfatter fysikalske kullrensingsfremgangsmåter pulverisering av kullet for å frigjøre urenheter, hvor finheten av kullet vanligvis styrer graden som urenhetene frigjøres i. Ettersom imidlertid kostnadene ved fremstilling av kullet øker ekspo-nensielt med finhetsgraden som skal behandles, er det et økonomisk optimum ved størrelsesreduksjon. Videre er oppmaling til selv de fineste størrelser ikke virkningsfull når det gjelder å fjerne alle urenheter.

Basert på de fysikalske egenskaper som bevirker separa-sjonen av kullet fra urenhetene, deles fysikalske kullrensings-metoder vanligvis opp i fire kategorier: gravitasjons-, flota-sjons-, magnetiske og elektriske fremgangsmåter.

I motsetning til fysikalsk kullrensning, er teknikker for kjemisk kullrensning i et svært tidlig utviklingsstadium. Kjente kjemiske kullrenseteknikker omfatter f.eks. oxydativ desulfurering av kull (svovelomdannelse til en vannoppløselig form v.h.a. luftoxydasjon), jernsaltutluting (oxydasjon av svovel i svovelkis med jernsulfat) og hydrogenperoxyd/svovel-syre-utluting. Andre fremgangsmåter er også beskrevet i den ovenfor angitte henvisning i Encyclopedia of Chemical Technology , volum 6, side 314 - 322.

Ved de kjemiske kullrensingsfremgangsmåter som er beskrevet i U.S. patentskrift 4,332,593 og 4,304,573, og i United States Government Report No. 2694(Department of Energy) med tittelen "Fuel Extension by Dispersion Clean Coal in Fuel Oil", renses råkull først for stein og/eller andre fremmedma-terialer etter behov og pulveriseres så, fortrinnsvis i nærvær av vann, til en forholdsvis liten gjennomsnittlig partikkel-størrelse. En vanlig oppslemming av det finpulveriserte kull bringes i kontakt med et reaksjonsmedium for polymerisering som omfatter en polymeriserbar monomer og polymeriseringskatalysator for denne, og et flytende organisk medium som f.eks. et destillatbrennstoff for å dispergere kullet og reaksjonsmediet for polymerisering. Som et resultat av at polymerisering har funnet sted, gjøres overflaten på kullpartiklene svært hydrofobe og oleofile . Selv om det ikke er fullstendig forstått og selv om man ikke ønsker å binde seg til en teori, antas det at denne overflatebehandlingen omfatter dannelsen av en polymer eller et belegg på overflaten av kullpartiklene ved molekylær poding av polymere sidekjeder på kullmolekylene. I overflatebehandlede kullpartikler adskilles lett uønsket aske og svovelholdige bestanddeler som er tilstede i den vandige delen av oppslemmingen. Videre kan det hydrofobe kull lett dehydra-tiseres ytterligere til svært lave vannivåer uten å anvende kostbar varmeenergi. Det rene kullet med svært lav fuktighets^innhold som fremstilles ved denne fremgangsmåten, kan så anvendes slik det er, dvs. som et tørt fast produkt, eller bearbeides ytterligere til fordelaktige blandinger av kull og olje eller kull og vann. Ved en forbedring av denne fremgangsmåten beskrevet i U.S. patentsøknad nr. 230,061, inngitt 29. januar 1981, forbedres de ovenfor beskrevne opprednings-fremgangsmåter for kull ved bruk av et skumningsmiddel som, i nærvær av vann og en gass som f. eks. luft, fremmer dannelsen av små bobler som samler opp de hydrofobe, oleofile kullpartiklene på overflaten av oppslemmingen, hvorfra de kan fjernes ved slike teknikker som skumming. Samtidig forflytter urenheter seg inn i vannet, hvorfra de senere fjernes som slam. På denne måten kan det oppnås større grad av separasjon av kjemisk rensket kull fra den urenhet-mettede vandige fase i oppslemmingen .

Det er nå oppdaget at de kjemiske fremgangsmåtene for kullrensing som er beskrevet ovenfor, slik som fremgangsmåten i følge de tidligere nevnte U.S. patentskrifter 4,332,593 og 4,304,573, kan forbedres ytterligere ved å redusere den samlede kombinerte mengde av polymeriserbar monomer og flytende organisk medium som anvendes. Ved å arbeide med forholdsvis lave nivåer av kombinert monomer og uten organisk medium, er det iakttatt at mengden urenheter som er tilstede i kullet, samlet henvist til som aske og svovel, kan bli betydelig ytterligere redusert. Ettersom videre mengden av fuktighet som holdes på av det behandlede kull, også merkbart reduseres, behøves mindre varmeenergi å brukes til tørking av kullet.

I store trekk tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for oppredning av kull som er kjennetegnet ved: a) å bringe pulverisert kull i kontakt med vann, et reaksjonsmedium for polymerisering som omfatter en polymeriserbar monomer og polymeriseringskatalysator for denne under polymeriserende reaksjonsbetingelser, og et flytende organisk medium som letter kontakt mellom overflaten på kullpartiklene og reaksjonsmediet for polymerisering, hvorved det fås overflatebehandlede kullpartikler, idet den totale kombinerte mengde av polymeri-

serbar monomer og flytende organisk medium ikke

overskrider ca. 2,0 vektprosent av kullet, og

b) adskille overflatebehandlede kullpartikler fra vannet.

Uttrykket "kull" er her ment å omfatte alle faste karbon-formasjoner inkludert kull i alle dets variasjoner, skiferolje, tjæresand, koks, grafitt, gruveslagg, fine kullpartikler fra vanndammer i gruver eller slagg o.l. som inneholder rimelige mengder av en eller flere urenheter som det er ønskelig å fjerne helt eller delvis.

Den eneste tegning er et flytskjema for en fremgangsmåte for kulloppredning i henhold til en utførelsesform ifølge oppfinnelsen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blandes kull i pulverisert form med vann, reaksjonsmedium for polymerisering og et flytende organisk medium som letter kontakten mellom overflaten på kullpartiklene og reaksjonsmediet. Den gjennomsnittlige par-tikkelstørrelse til kullet kan variere over et stort område, idet mindre partikkelstørrelser gjør urenhetene som er tilstede i kullet mer tilgjengelig for fjerning. Fordelen ved å utføre fremgangsmåten på kull med svært liten partikkelstørrelse, kan imidlertid bli oppveiet av kostnaden ved den ytterligere energi som kreves for å oppnå slik partikkelstørrelse. Vanligvis vil en partikkelstørrelse fra ca. 48 til ca. 200 mesh (Tyler Standard siktstørrelse) eller mere gi akseptable resultater med et rimelig energiforbruk. Såvidt man vet foreligger det ingen innvendinger dersom en større prosentdel av kullet er mindre enn 200 mesh, men det er foretrukket at ingen stor prosentdel ligger mye over størrelsen på 48 mesh. Etter å ha passert trinnet med reduksjon av størrelse, kan kullet siktes for å fjerne partikler som overskrider 48 mesh og som deretter returneres for ytterligere størrelsesreduksjon. Reduksjon av råkullet kan utføres i fravær av tilsatt væske, men av bekvem-melighetshensyn utføres den fortrinnsvis i nærvær av vann. Dersom størrelsesreduksjon i nærvær av vann overveies, kan det være fordelaktig å tilsette en liten mengde av et vannbehand-lingsmiddel for å øke fuktbarheten til kullet og lette pulverisering. Slike vannbehandlingsmidler omfatter dispergeringsmid-ler, overflateaktive midler, fuktemidler o.l.. Foretrukkede tilsetningsstoffer for kondisjonering av vann er natriumcar-bonat, natriumpyrofosfat o.l.. Det kan også være ytterligere fordelaktig å anvende vann som tidligere er blitt behandlet ved en jonebytterteknikk.

Mengden av vann i blanding med kullet kan variere over store områder/forutsatt at en tilstrekkelig mengde til sist er tilstede, slik at det fåes en tydelig vannfase og en tydelig flocculent fase som inneholder overflatebehandlede kullpartikler slik det er mer fullstendig beskrevet nedenunder. Det er vanligvis foretrukket å anvende bare så mye vann som er nødvendig for å tilveiebringe de ovenfornevnte faser for å minimalisere den totale mengde vann som må behandles. I motsetning til tidligere kjente fremgangsmåter for oppredning som vanligvis utføres på kullopp-slemninger som inneholder fra ca. 90 til ca. 95 vektprosent vann, virker foreliggende fremgangsmåte svært godt med oppslemminger som inneholder fra ca. 65 til 95 vektprosent vann.

Det kan anvendes en hvilken som helst polymeriserbar monomer i reaksjonsmediet for polymerisering. Selv om det er mer bekvemt å benytte monomerer som er flytende ved omgivelses-temperatur og -trykk, kan det også brukes monomerer i gassform som inneholder olefin-dobbeltbindinger som åpner mulighet for

polymerisering med de samme eller forskjellige molekyler. Således kan monomerer som er ment å kunne anvendes karakteriseres ved formelen XHC = CHX<1>hvor X og X<1>uavhengig av hverandre kan være hydrogen eller et hvilket som helst av en lang rekke organiske radikaler eller uorganiske substituent-er. Som en illustrasjon, omfatter slike monomerer ethylen, propylen, butylen, tetrapropylen, isopren, 1,3-butadien, pentadien, dicyclopentadien, octadien, olefinholdige jordoljefraksjoner, styren, vinyltoluen, vinylklorid, vinylbromid, acrylonitril, methacrylonitril, acrylamid, methacrylamid, N-methylolacrylamid, acrolein, maleinsyre, maleinsyrean-hydrid, fumarsyre, abietinsyre og lignende.

En sort monomerer som er foretrukket når det gjelder foreliggende oppfinnelse, er umettede carboxylsyrer, estere eller salter derav, særlig de som omfattes av formelen O

ii

RC-OR'

hvor-R"er et olefinisk umettet organisk radikal, sem fortrinnsvis

inneholder fra ca. 2 til ca. 30 carbonatomer og R<1>er hydrogen, et saltdannende kation som f.eks. et alkalimetall, jordalkali-metall eller ammoniumkation eller et mettet eller ethylenisk umettet hydrocarbylradikal, som fortrinnsvis inneholder fra 1 til ca. 30 carbonatomer, enten usubstituert eller substituert med ett eller flere halogenatomer, karboxylsyregrupper, hydroxylgrupper og/eller hydroxylgrupper hvor hydrogenet kan være erstattet med mettede og/eller umettede acylgrupper, der de sistnevnte inneholder fra ca. 8 til ca. 30 carbonatomer. Be-stemte monomerer som svarer overens med de ovenfornevnte strukturformler, omfatter umettede fettsyrer som f.eks. olje-syre, linolsyre, linolensyre, ricinusoljesyre, mono-, di- og tri-glycerider av en eller flere umettede fettsyrer, og andre estere av umettede fettsyrer, acrylsyre, methacrylsyre, methylacrylater, ethyl-acrylat, ethylhexylacrylat, tertiært butylacrylat, soyabønne-olje, bomullsfrøolje, palmeolje, dehydratiserte ricinusoljer, tallolje, maisolje o.l. For foreliggende oppfinnelses formål er tallolje og maisolje funnet å gi særlige fordelaktige resultater. Maisolje er spesielt foretrukket.

Selv om årsaks- og virkningsforholdet mellom polymerisering (eller muligens dimerisering eller oligomerisering, alt etter omstendighetene) av monomer og utviklingen av hydrofobe, hydrofile egenskaper på overflaten av kullpartiklene ikke er kjent med sikkerhet, synes det å være en sammenheng mellom de to. I praksis vil det anvendes en mengde monomerer som gir disse hydrofobe, hydrofile egenskaper i en passende utstrekn-ing. Det er et spesielt trekk ved foreliggende oppfinnelse å minimalisere den kombinerte bruk av monomer og flytende organisk medium i overensstemmelse med behovet for å oppnå kull som har en passende grad av hydrofobe, hydrofile overflateegen-skaper. Vanligvis brukes monomeren i et nivå fra ca. 0,05 % til ca. 0,10 % og fortrinnsvis 0,1 til ca, 0,05% basert på vekten

av tørt kull.

Katalysatoren som brukes i mediet for polymeriseringsreaksjonen kan velges blant alle slike materialer som vanligvis brukes til å bevirke polymerisering av ethylenisk umettede monomerer. Vanligvis er det for foreliggende oppfinnelses formål foretrukket med en katalytisk mengde av katalysatoren av den såkalte fri-radikaltype. Mengdene utgjør fra ca. 10 til 1,000 ppm katalysator, fortrinnsvis 10 til 200 ppm (deler pr. million) basert på mengden tørt kull. Illustrerende for den type katalysatorer som man her tenker på, er således benzoylperoxyd, methylethylketonperoxyd, tertbutylhydroperoxyd, hydrogenperoxyd, ammoniumpersulfat, di-tert-butylperoxyd, tert-butylperbenzoat, pereddiksyre, og omfatter slike ikke-peroxy, fri-radikalinitiatorer som diazoforbindelsene, som f.eks. 1,1-bis-azo-isobutyronitril o.l. Hydrogenperoxyd er spesielt foretrukket for bruk.

Videre anvendes det vanligvis ved fri-radikal polyimeriseringssystenier fri-radikal initiatorer som virker ved å starte oppdannel-sen av frie radikaler. For de foreliggende formål kan hvilke som helst av tidligere beskrevne initiatorer brukes. Nærmere bestemt omfatter noen av disse initiatorene f.eks. natriumper-klorat og -perborat, natriumpersulfat, kaliumpersulfat, ammoniumpersulfat, sølvnitrat, vannoppløselige salter av edelmetaller som f.eks. platina og gull, vannoppløselige salter av jern, sink, arsen, antimon, tinn og kadmium. Særlige foretrukkede initiatorer er her de vannoppløselige kobbersalt-er, dvs. enverdige og toverdige salter som f.eks. kobberace-tat, kobbersulfat og kobbernitrat. Svært fordelaktige resultater er oppnådd med kobber(II)nitrat, CufNO^^- Ytterligere initiatorer som det her er tenkt på, er også beskrevet iU.S.<p>atentsøknad nr. 230,063, inngitt 29. januar 1981. Disse initiatorene omfatter metallsalter av naftenater, tallater, octanoater o.l. Idet metallene omfatter kobber, kobolt, krom, kvikksølv, mangan, nikkel, tinn, bly, sink, jern, sjeldne jordmetaller og blandede sjeldne jordmetaller. Mengde initiatorer ligger vanligvis i området 10 - 1,000 ppm (deler pr. million) av metalldelen og fortrinnsvis 10 - 200 ppm basert på mengde tørt kull.

Det er selvfølgelig underforstått at katalysatoren må være tilstede i en eller annen katalytisk virksom mengde. Opti-male anvendte mengder vil avhenge av slike faktorer som egenskapene til og konsentrasjonen av monomeren, trykket og temperaturen hvorunder polymerisering skjer, den ønskede reaksjonshastighet osv., og kan bestemmes for en bestemt oppredningsprosess ved å anvende enkle fremgangsmåter som er åpenbare for fagfolk innen teknikken. Det vil vanligvis brukes omgivelsestrykk av hensyn til økonomien og enkelheten ved fremgangsmåten, og av de samme grunner vil også omgivelses-temperaturer eller noe høyere temperaturer være favorisert selv om det selvfølgelig er anerkjent at polymerisering lett vil oppstå innen et bredt temperaturområde, f.eks. fra ca. 0°C til ca. 200°C. F.eks. kan det ved omgivelsestrykk og innenfor det foretrukkede temperaturområde fra ca. 20° - ca. 50°C, under anvendelse av maisolje (en blanding av triglycerider som vanligvis har et gjennomsnittlig innhold av umettede fettsyrer basert på de frie syrene som er ca. 86%) som den polymeriserbare monomer, hydrogenperoxyd brukes som katalysator i en mengde fra ca. 0,01 vektprosent av tørt kull med gode resultater .

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse krever videre bruken av et flytende organisk medium for å lette kontakten mellom overflaten av kullpartiklene og mediet for polymeriseringsreaksjonen. De flytende organiske media som er omfattet innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse, er f.eks. fyringsolje nr. 2 eller nr. 6, andre hydrocarboner inkludert benzen, toluen, xylen, hydrocarbonfraksjoner som f.eks. naftha og middelskokende jordoljefraksjoner (koke-punkt 100 - 180°C), dimethylformamid, tetrahydrofuran, tetra-hydrofurfurylalkohol, dimethylsulfoxyd, methanol, ethanol, isopropylalkohol, aceton, methylethylketon, ethylacetat o.l., og blandinger derav. For oppfinnelsens formål er fyringsolje foretrukket som flytende organisk medium. Den maksimale mengde flytende organisk medium som kan brukes, representerer et kritisk aspekt ved den foreliggende oppfinnelse, og må sammen med polymeriserbar monomer ikke overskride 2,0 vektprosent av kullet som behandles. Alene er det foretrukket å bruke fra ca. 0,10 til ca. 1,0 vektprosent, og helst fra ca. 0,20 til ca. 0,50 vektprosent flytende organisk medium basert på vekten av kull.

Innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse ligger videre anvendelsen av et skumningsmiddel for å bevirke større utvinning av overflatebehandlet kull fra prosessvann slik som beskrevet i den ovenfornevnte U.S. patentsøknad nr. 230,061.

Skumningsmidlene som eventuelt er ment for bruk ved foreliggende oppfinnelse, kan velges blant alle de kjente og konvensjonelle materialer som brukes til å bevirke skumming i kull, og som er egnet for bruk ved foreliggende oppfinnelse, inkludert alifatiske alkoholer f.eks. methylcarbinol (MIBC) som her er et foretrukket skumningsmiddel, cresylsyren, eucalyptus-oljer og furunålsoljer, som alle er svakt oppløselige i vann. Vannoppløslige skumningsmidler som her kan brukes, omfatter alkylethere og fenylethere av propylen og polypropylenoljer.

Mengden av det eventuelt anvendte skumningsmiddel vil i stor grad avhenge av volumet av oppslemning som gjennomgår behandling, og kullinnholdet i denne, og er forbundet med andre fremgangsmåteparametere, noe som lett vil bli forstått av fagfolk innen teknikken. Mengder av skumningsmiddel som varierer fra ca. 0,005 til ca. 0,5 vektprosent eller mere, og fortrinnsvis fra ca. 0,01 til ca. 0,1 vektprosent av tørt kull som behandles, gir vanligvis gode resultater. Tidspunktet for tilsetningen er ikke kritisk, for å unngå muligheten for at skumningen kan virke inn på overflatebehandlingsfasen i kull-renseprosessen, er det imidlertid foretrukket å tilsette skum-ningsmiddelet til oppslemmingen bare etter at betydelig polymerisering har funnet sted, dvs. fra ca. 1 minutt til ca. 2 timer etter kontakten mellom kullet og reaksjonsmediet for polymerisering.

Foreliggende fremgangsmåte omfatter konvensjonelle utvinningsteknikker med flotasjon, idet periodisk eller kontinuerlig skumming av det overflateaktive kull fra overflaten av oppslemmingen er en fullt ut egnet teknikk. Det kull-flokulat som utvinnes, kan om ønskes utsettes for en eller flere sykluser med kjemisk overflatebehandling og/eller vasking for å bevirke enda større separasjon av urenheter og/eller utvinning av behandlet pulverisert kull.

En særlig effektiv teknikk for å separere de behandlede kullpartikler fra uønsket aske og svovel i vannfasen, er en sprøyteteknikk med tilførsel av luft hvor en kullskumfase dannes ved å sprøyte eller injisere vannoppslemmingen av det behandlede kull inn i overflaten av rensevann, slik som beskrevet i U.S. patentskrifter nr. 4,347,126 og 4,347,127. I korte trekk injiseres kulloppslemningen ifølge fremgangsmåten og apparaturen som der er beskrevet, gjennom minst et spredermunnstykke ved trykk f.eks. fra ca. 1,05 til 1,40 kg/cm<2>til en viss avstand over vannoverflaten og inn i vannoverflaten slik at det fåes lufting og en skumming av kullpartiklene, noe som forårsaker at partiklene flyter opp til vannoverflaten for avskumming.

På tegningen renses råkull som kommer gjennom linje

16, for uønsket stein, tung aske o.l., og knuses i nærvær av vann som tilføres gjennom linje 18, i pulveriseringssone 10 hvorved det fåes en vandig kulloppslemming. Steinen og asken forlater pulveriseringssonen 10 gjennom linje 20. I pulveriseringssone 10 males det partikkelformede kull i oppslemmingen til partikkelstørrelser fra ca. 48 til 300 mesh, idet fortrinnsvis ca. 80% av partiklene har en størrelse på ca. 200 mesh. Et vannkondisjoneringsmiddel som beskrevet ovenfor, kan også tilsettes gjennom linje 22 for å hjelpe til ved separa-sjonen av urenheter.

Den vandige kulloppslemning innføres i sone

12 for kjemisk behandling og separasjon gjennom linje

4, hvor den iblandes fyringsolje og polymeriserbar monomer som f.eks. maisolje, innført gjennom linje 26. Fyringsoljen kan virke som et fortynningsmiddel for monomeren. Polymeriseringskatalysator som f.eks. hydrogenperoxyd, og fri-radikal initiator som f.eks. kobber(II)nitrat, tilsettes også til sone 12 via linje 28 og iblandes. Fortrinnsvis sprøytes reaktantene, kull-vann-oppslemmingen og bærer-olje inn i minst et skumnings-fIotasjonskar (ikke vist) i sone 12, hvor en kullskumfase og en vandig fase som inneholder urenheter blir resultatet.Eventuelt tilsettes skumningsmiddel også til oppslemmingen i sone 12 gjennom linje 30 for å indusere skumming.

Den vandige urenhetholdige fase som inneholder aske og svovel, fjernes gjennom linje 32 og kan f.eks. sendes til en anordning for behandling av avfall.

Skumfasen som inneholder rensede kullpartikler, fjernes f.eks. ved skumming eller på annen måte og utvinnes gjennom linje 34. Kullet som er utvunnet og som kan tørkes, kan brukes slik det er, som f.eks. ved fremstillingen av blandinger av kull og olje eller kull og vann, eller det kan brukes som kull i partikkelform for brenning.

Eksemplene nedenunder hvor alle prosentangivelser er basert på vekt, illustrerer fremgangsmåten for oppredning av kull ytterligere.

EKSEMPEL 1- 7.

Det ble utført en serie kulloppredninger på kull av type Pittsburgh Seam med forskjellige nivåer av polymeriserbar monomer (dvs. maisolje) og flytende organisk medium (dvs. fyringsolje nr. 2) for å demonstrere de forbedrede nivåer av askereduksjonen og fuktighetsreduksjonen som fås ved forholdsvis lave nivåer av monomer og organisk væskemedium i blanding.

Enkeltstående porsjoner av en vandig oppslemming av grovmalt kull med en maksimal partikkelstørrelse på ca. 570 mikrometer som inneholdt 200 gram kull og 500 gramm vann, ble utsatt for ytterligere størrelsesreduksjon under- anvendelse av oppmalingstider på henholdsvis 5, 10, 15, 30 og 60 minutter. De enkelte oppslemningene ble deretter blandet med varierende mengder av fyringsolje nr. 2 og maisolje som angitt i tabell

1 nedenunder, samt 1,0 ml av en 5% vandig oppløsning av hydrogenperoxydkatalysator og 5 ml av en 50 mg/ml oppløsning av.natriumpyrofosfat, og 2 ml av en 50 .mg/ml vandig opløsning av kobber(II)nitrat. Resultatene fra hver kulloppredning er gjengitt i Tabell I:

Som disse dataene viser, begynner mengden aske bibeholdt i kullet (for en gitt oppmalingstid) å avta merkbart med reduk-sjonen av den samlede mengde fyringsolje og maisolje til 2,0 vektprosent av det tørre kull og lavere. Samtidig øker graden av askefjerning fra gjenvunnet oppredet kull betydelig ved de lavere fyringsolje/maisolje-nivåer. Selv om de aktuelle prosenter av

gjenvunnet, oppredet kull faller brått når det brukes svært lave nivåer av fyringsolje og maisolje, oppveies dette resultatet lett ved å resirkulere det kullet som ikke er overflatebehandlet til overflatebehandlingstrinnet inntil praktisk talt fullstendig gjenvinning av kullet er bevirket. Fuktighetsnivåene til filter-kaken er de faktiske fuktighetsnivåer til produktet. Filtreringer ble standardisert for å vise de sammenlignbare data. De faktiske mengder av bibeholdt fuktighet i kullet som er gjenvunnet, var langt mindre, og når det gjelder eksemplene 3-7 som er illustrerende for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, var de vesent-lig mindre enn mengdene bibeholdt fuktighet i de oppredede kull som ble oppnådd ved fremgangsmåten ifølge eksemplene 1 og 2.

EKSEMPLENE 8- 11

Den generelle oppredningsfremgangsmåte som ble anvendt ifølge eksemplene 1 - 7, ble her brukt med unntak av at kullet

i var av type Freeport Seam, og alle oppredningene ble utført i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Resultatene er gjengitt i Tabell II nedendunder:

Disse data demonstrerer ytterligere den fordelaktige virkning av å redusere det samlede nivå av monomer og organisk væskemedium ved kulloppredningsfremgangsmåten ifølge oppfinnelsen .

EKSEMPLENE 12- 15

Oppredningsfremgangsmåten ifølge eksemplene 8-11 ble i det vesentlige gjentatt, men med kull av type Pocohontas Seam. Resultatene som ytterligere demonstrerer forbedringene som tilveiebringes ved foreliggende oppfinnelse, er gjengitt i

tabellen nedenunder:

Selv om det ikke er fullstendig forstått på dette tids-punkt, og uten at det er ment å begrense seg til en bestemt teori, antas det at de ovenfor beskrevne, fordelaktige resultater oppnås ved å anvende selektive små mengder polymeriserbar monomer og organisk væskemedium som ikke overskrider ca. 2,0 vektprosent av det tørre kull, ved en enestående kombinasjon hvor tilstrekke-lige tilsetningsstoffer er tilstede til å få den ønskede kjemiske behandling, men som er av tilstrekkelig lav mengde til å unngå uheldig agglomerering av kullpartiklene som kan hindre eller svekke kullgjenvinning ved å unngå at agglomerert kull går tapt i vaskestrømmen.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for oppredning av kull, karakterisert ved at: a) finknuste kull bringes i kontakt med vann, et reak-sj onsmedium for polymerisering som omfatter en polymeriserbar monomer og polymeriseringskatalysator for denne under polymeriserende reaksjonsbetingelser, og et organisk væskemedium som bedrer kontakten mellom overflaten på kullpartiklene og reaksjonsmediet for polymerisering, hvorved det fås overflatebehandlede kullpartikler, idet den samlede mengde av polymeriserbar monomer og organisk væskemedium ikke overskrider ca. 2,0 vektprosent av det tørre kull, og b) overflatebehandlede kullpartikler separeres fra vannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at kullet har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse fra ca. 48 til ca. 200 mesh.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den polymeriserbare monomer har den generelle formel XHC - CHX <1> hvor X og X <1> uavhengig av hverandre er hydrogen, et organisk radikal eller en uorganisk substituent.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den polymeriserbare monomer har den generelle formel

hvor R er et olefinisk umettet radikal eller et mettet ethylenisk hydrocarbyl-radikal, usubstituert eller substituert med ett eller flere halogenatomer, karboxylsyregrupper, hydroxylgrupper og/eller hydroxylgrupper hvor hydroxylhydrogenet kan være erstattet med mettede og/eller umettede acylgrupper.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at R inneholder fra 2 til ca. 30 carbonatomer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den polymeriserbare monomer er et mono-, di- eller triglycerid av en eller flere umettede fettsyrer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at den polymeriserbare monomer er maisolje.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det brukes fra ca. 0,005 til ca. 0,10% polymeriserbar monomer basert på vekten av tørt kull.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det brukes fra ca. 0.01 til ca. 0.05% polymeriserbar monomer basert på vekten av tørt kull.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polymeriseringskatalysa-toren er et uorganisk eller organisk peroxyd.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at polymeriseringskatalysa-toren er hydrogenperoxyd.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at hydrogenperoxydet er tilstede ved et nivå fra ca. 0,01 til ca. 0,1% basert på vekten av monomer.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes et skumningsmiddel .

14. Fremgangsmåte • ifølge krav 13, karakterisert ved at skumningsmidlet velges fra gruppen bestående av methylisobuthylcarbinol, cresylsyre, eucalyptusolje, kamferolje, furunålsolje, alkylether eller fenylether av propylen og polypropylenglycoler.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at skumningsmidlet anvendes ved et nivå fra ca. 0,005 til ca. 0,5% basert på vekten av blandingen av kull, vann, reaksjonsmedium for polymerisering og organisk væskemedium.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at skumningsmidlet anvendes ved et nivå fra ca. 0,01 til ca. 0,1% basert på vekten av blandingen av kull, vann, reaksjonsmedium for polymerisering og organisk væskemedium.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det organiske væskemedium er en fyringsolje.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det organiske væskemedium brukes ved et nivå fra ca. 0,10 til ca. 1,0% basert på vekten av kull.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at det organiske væskemedium brukes ved et nivå fra ca. 0,20 til ca. 0,50% basert på vekten av kull.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonsmediet for polymerisering videre omfatter en fri-radikal initiator.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved at fri-radikal initiatoren er et vannoppløselig kobbersalt.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den polymeriserbare monomer er maisolje, polymeriserings katalysatoren omfatter hydrogenperoxyd og kobber(II)nitrat, og det organiske væskemedium er fyringsolj e.