PL169399B1

PL169399B1 - Sposób obróbki wilgotnego mialu weglowego PL PL

Info

Publication number: PL169399B1
Application number: PL92297381A
Authority: PL
Inventors: Burl E Davis; Raymond M Henry; Gordon S Trivett; Edgar W Albaugh
Original assignee: Beard Techn Inc
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1996-07-31
Also published as: ES2092134T3; US5231797A; EP0581913A1; PL297381A1; AU1881592A; EP0581913B1; ZA922772B; JPH06506722A; AU661691B2; DE69214139T2; CA2108657A1; CN1066007A; DE69214139D1; CN1040295C; WO1992018233A2; WO1992018233A3; RU2126033C1

Abstract

1. Sposób obróbki wilgotnego mialu weglowego, znamienny tym, ze stosujac sile mieszajaca mniejsza niz 1000 s-1 miesza sie zbrylony mial z wysokogatunkowego wegla o zawartosci wolnej wilgoci 5-60% wag. z olejem w ilosci do 5% wag. suchego zbrylonego mialu weglowego w przeliczeniu na jego ciezar w stanie suchym, wybranym z grupy zlozonej z cieklego weglowodoru nie parujacego w temperaturze pokojowej, rafinowanych materialów na bazie olejów smaro- wych, paliwa do silników wysokopreznych, cieklych olejów roslinnych, osadu dennego wiezy prózniowej, oleju opalowego nr 6, silikonów, terpentyny i benzyny lakowej, przy czym wymie- niona sila mieszajaca jest skuteczna dla wytwarzania wielu swobodnie plynacych granulek, z których kazda jest zlozona z mieszaniny wilgoci, oleju i co najmniej jednej czastki wegla, gdzie srednia wielkosc tych czastek wegla jest mniejsza niz nr sita okolo 28, a zasadniczo cala wymieniona wilgoc jest zawarta w wymienionych granulkach. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki wilgotnego miału węglowego. W szczególności wynalazek dotyczy przygotowania swobodnie płynących produktów ziarnistych z wilgotnych materiałów zbrylonych, a zwłaszcza procesu wytwarzania takiego swobodnie płynącego produktu ziarnistego przez mieszanie substancji niemieszalnej z wodą i z wilgotnym miałem węglowym.

Konwencjonalne operacje wydobywania i przeróbki mechanicznej węgla oraz nowoczesne procesy wzbogacania węgla, wymagające spełnienia surowych przepisów ochrony środowiska, jeśli chodzi o zawartość popiołu i siarki w węglu, dają w wyniku drobnoziarnisty węgiel i miał węglowy zawierający 15-40% swobodnej wilgoci. Struktura węgla zawiera pewną ilość wilgoci naturalnej lub równowagowej. Wiadomo, że gorsze gatunki węgla mają większą zawartość naturalnej wilgoci. Oprócz naturalnej wilgoci węgla miał powstający przy konwencjonalnym wydobyciu i obróbce mechanicznej węgla oraz w trakcie oczyszczania węgla ma pewną ilość swobodnej wilgoci adsorbowanej na powierzchni cząstek węgla. Drobnoziarnisty węgiel obciążony wilgocią nazywany jest zwykle w przemyśle węglowym „mokrym ciastem.

Mokre ciasto jest to zasadniczo wilgotna, kleista, zbrylona masa cząstek węgla (zasadniczo poniżej numeru sita 28), stwarzająca bardzo duże trudności przy składowaniu, manipulowaniu nią i transportowaniu. Często miesza się ją z większymi cząstkami suchszego węgla przed przewozem luzem do wykorzystania w charakterze paliwa. W ten sposób można obchodzić się jednak tylko z mokrym ciastem spełniającym określone parametry wilgotnościowe zmieszanego produktu. Czasami dla spełnienia tych wymagań trzeba suszyć mokre ciasto w suszarkach termicznych, aby zmniejszyć zawartość wilgoci. Operacje suszenia zwiększają koszt związany ze stosowaniem takich drobnoziarnistych gatunków węgla. Nadmiar wilgotnego, drobnoziarnistego węgla, którego nie można zagospodarować w ten sposób, często wyrzuca się do zbiorników osadnikowych, naruszając normy ochrony środowiska.

169 399

Pył powstający podczas transportu i wykorzystania suchego drobnoziarnistego węgla grozi wybuchem. Ponadto straty podczas transportu oznaczają pogorszenie opłacalności, jak również zwiększenie skażenia środowiska.

Prowadzone w związku z tym prace badawcze doprowadziły do uzyskania metod wytwarzania zawiesin miału węglowego o konsystencji zbliżonej do cieczy, które nadają się do przeładunku i składowania. Zawiesiny takie mogą być rozpylane natryskowo w celu spalania ich w piecach. Jednakże zawiesiny tego rodzaju wymagają stosowania dużych ilości kosztownych środków chemicznych zapewniających długotrwałe składowanie bez osadzania się i aby możliwe było kontrolowanie lepkości dla pompowania i rozpylania.

Procesy, w których olej dodaje się do drobnoziarnistego węgla w trakcie przygotowania zawiesin węgla w oleju ujawniono w opisach patentowych USA nr nr 4 859 209 i 4 744 797. Według opisu patentowego USA nr 4 744 797 ciężki olej i miał węglowy miesza się przy zastosowaniu niewielkiej siły tnącej przy około 50-150 obrotów na minutę z wodnym roztworem rozpuszczalnej w wodzie żelatyny lub kleju w ciężkim oleju. Roztwór składnika rozpuszczalnego w wodzie dyspreguje wodę w ciężkim oleju.

Użycie oleju do „zwilżania¹¹ wysuszonego, pokruszonego węgla w celu zmniejszenia pylenia i skłonności takiego węgla do zapłonu jest z kolei ujawnione w opisach patentowych USA nr nr 4 775 390, 4 828 576, 4 783 200, 4 402 707 i 3 953 927.

W procesach zbrylania zawiesiny węgla w oleju olej dodaje się w celu rozrzedzenia mieszanin węgla z wodą (mniej niż około dwadzieścia procent węgla) wobec dużych sił tnących, by każda cząstka węgla została pokryta olejem. Duże siły tnące przy mieszaniu powodują, że cząstki węgla pokryte olejem przywierają do siebie tworząc bryły zawierające niewiele pozostającej wody lub nie zawierające jej w ogólne. Procesy zbrylania służą do odzyskiwania węgla ze strumieni wody i wzbogacania go. Opisy patentowe USA nr nr 4 396 396 i 4 889 538 ujawniają przykłady procesów zbrylania zawiesiny węgla w oleju.

Przytoczone powyżej rozwiązania nie zapewniają jednakże praktycznych stabilizowania mokrego ciasta do postaci materiału umożliwiającego łatwy transport, składowania i przeładunek.

Wymagane jest zatem opracowanie procesu obróbki wilgotnego, ciastowatego miału węglowego, takiego jak mokre ciasto, aby otrzymać swobodnie płynący materiał, który można łatwo składować, transportować i wykorzystywać. Ponadto proces ten powinien eliminować lub zmniejszać ryzyko związane z przetwarzaniem i przeładunkiem takich materiałów. Proces ten powinien także zapewniać stabilizowanie mokrego ciasta w celu stosowania go w charakterze paliwa.

Sposób obróbki wilgotnego miału węglowego, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że stosując siłę mieszającą mniejszą niż 1000 s^_1 miesza się zbrylony miał z wysokogatunkowego węgla o zawartości wolnej wilgoci 5-60% wag. z olejem w ilości do 5% wag. suchego zbrylonego miału węglowego w przeliczeniu na jego ciężar w stanie suchym, wybranym z grupy złożonej z ciekłego węglowodoru nie parującego w temperaturze pokojowej, rafinowanych materiałów na bazie olejów smarowych, paliwa do silników wysokoprężnych, ciekłych olejów roślinnych, osadu dennego wieży próżniowej, oleju opałowego nr 6, silikonów, terpentyny i benzyny lakowej, przy czym wymieniona siła mieszająca jest skuteczna dla wytwarzania wielu swobodnie płynących granulek, z których każda jest złożona z mieszaniny wilgoci, oleju i co najmniej jednej cząstki węgla, gdzie średnia wielkość tych cząstek węgla jest mniejsza niż nr sita około 28, a zasadniczo cała wymieniona wilgoć jest zawarta w wymienionych granulkach.

Zawartość swobodnej wilgoci w zbrylonych miałach węglowych dobiera się w zakresie 20 do 40% wag.

Korzystnie, stosuje się mieszanie swobodnie płynących granulek z materiałem wybranym z grupy złożonej ze środków powierzchniowo czynnych, ligniny i sulfonianów naftalenowych oraz ich kombinacji, by utworzyć zawiesinę. Dodatkowo stosuje się suszenie swobodnie płynących granulek w celu zmniejszenia zawartości wilgoci w nich. Zawartość wilgoci w granulkach dobiera się w zakresie 10-50% wag. Dodatkowo stosuje się mieszanie swobodnie płynących granulek z materiałem tworzącym z nimi zawiesinę.

169 399

Otrzymywany sposobem według wynalazku swobodnie płynący materiał, zawiera wiele swobodnie płynących granulek, przy czym granulka złożona jest z mieszaniny co najmniej jednej cząstki wysokogatunkowego węgla, a średnia wielkość tych cząstek węgla jest mniejsza niż numer sita 28, swobodnej wilgoci w zakresie około 2-50% wag. oraz oleju w ilości do 5% wag. suchego zbrylonego miału węglowego w przeliczeniu na jego ciężar w stanie suchym, przy czym olej stanowi ciekły węglowodór nie parujący w temperaturze pokojowej, a ponadto wymieniona mieszanina ma gęstość nasypową 370-720 kg/m³.

Przedmiotowy wynalazek stanowi zatem proces wytwarzania swobodnie płynącego materiału, który można łatwo składować i przeładowywać. Proces ten może przebiegać w sposób ciągły lub wsadowo.

Ciastowatym miałem węglowym może być materiał wytwarzany podczas normalnego urabiania węgla, obróbki mechanicznej lub w procesach oczyszczania węgla itp., zwany zwykle mokrym ciastem. Substancją niemieszalną z wodą jest korzystnie olej, który nie będzie parować w temperaturze pokojowej.

Gotowy produkt jest sucho wyglądającym, ziarnistym produktem o zawartości wilgoci około 2-50% wagowych. Substancję niemieszalną z wodą miesza się z jedną lub dwiema cząstkami tworzącymi granulkę, która jak się uważa utrzymuje wilgoć wewnątrz pomiędzy cząstkami węgla. Swobodnie płynące granulki można przeładowywać konwencjonalnymi sposobami stosowanymi obecnie w przypadku suchego cementu lub piasku. Przykładowo swobodnie płynące granulki można transportować pneumatycznie ze zbiorników magazynowych, silosów i stosów na ziemi bezpośrednio na miejsce wykorzystania. W korzystnym przykładzie realizacji swobodnie płynące granulki mieszaniny oleju, wody i cząstek węgla mogą być transportowane bezpośrednio do komory spalania nadającej się do spalania sproszkowanego węgla. Ilość wilgoci usuwana z granulek umożliwia suszenie swobodnie płynących granulek, na przykład w suszarce termicznej, jeżeli potrzeba. Nie obserwowano wchodzenia wilgoci z powrotem w granulki po takim wysuszeniu przy wystawieniu na działanie powietrza o dużej wilgotności.

Proces według wynalazku może zawierać etap dodawania środka powierzchniowo czynnego lub jakiegoś innegododatku do swobodnie płynących granulek, korzystnie na miejscu wykorzystania, aby uzyskać stabilną zawiesinę węgla w wodzie. Dodatki te obejmują środki powierzchniowo czynne, takie jak kopolimery blokowe tlenku etylenu i tlenku propylenu wytwarzane przez BASF Chemical Corporation (Pluronics) lub oksyetylenowane alkohole, takie jak wytwarzane przez Union Carbide Chemical Corporation (Tergitols). Inne czynniki, takie jak ksanten lub kauczuk guarowy mogą być używane jako zagęszczacze do stabilizowania i regulowania lepkości, a lignina lub sulfoniany naftalenowe lub dyspergatory. Zawiesina taka może być pompowana i/lub rozpylana według potrzeby w komorze spalania.

Właściwości swobodnie płynących granulek wytwarzanych sposobem według przedmiotowego wynalazku można zmieniać przez dobieranie gatunku węgla, wielkości cząstek, dobór substancji niemieszalnych z wodą i innych współzależnych parametrów znanych fachowcom od obróbki węgla.

Swobodnie płynące granulki wytworzone sposobem według przedmiotowego wynalazku pozwalają na uniknięcie problemów z przeładunkiem i transportem, jakie występowały dotychczas w przypadku ciastowatych, wilgotnych materiałów, takich jak mokre ciasto węglowe. Ponadto produkt według przedmiotowego wynalazku znacznie zmniejsza ryzyko wybuchu i zanieczyszczenia środowiska związane z konwencjonalnie suszonym miałem węglowym.

Stosując proces według przedmiotowego wynalazku można wykorzystywać do przetwarzania wilgotnego, ciastowatego miału węglowego na wyglądające sucho, swobodnie płynące granulki, które można łatwo przeładowywać, składować, transportować i wykorzystywać przy stosowaniu konwencjonalnych sposobów przeładunku, składowania, transportowania i wykorzystywania suchych materiałów ziarnistych.

Wytwarzanie sproszkowanego węgla sposobem według przedmiotowego wynalazku rozpoczyna się od obróbki ciastowatego miału węglowego o przeważającej wielkości cząstek odpowiadającej numerowi sita 28 i o zawartości swobodnej wilgoci około 5-60% wagowych. Swobodna wilgoć trzyma cząstki węgla razem w wielu wilgotnych, lepkich bryłach, czasami zwanych tu mokrym ciastem. Mokre ciasto miesza się z substancją niemieszalną z wodą, korzystnie z olejem, a jeszcze korzystniej z ciekłym węglowodorem, który nie paruje w temperaturze pokojowej.

169 399

Mokre ciasto i olej miesza się przy temperaturze pokojowej wobec niewielkich sił tnących przy mieszaniu przez czas około 5-15 minut wystarczający do wytworzenia wielu swobodnie płynących granulek. Uważa się, że każda granulka złożona jest z jednej lub kilku cząstek węgla, do których powierzchni w mieszaninie z olejem przywarta jest wilgoć. Uważa się, że granulki te utrzymują wodę wewnątrz pomiędzy cząstkami węgla, dając ziarnisty produkt o suchym wyglądzie, który może zawierać 2-50% wilgoci przy gęstości nasypowej 370 do 120 kg/m³. Jedną z możliwych struktur sugerowanych przez zachowanie się i wygląd granulek jest powstawanie błonki olejowej, która otacza cząstki węgla i adsorbowanej wody.

Małe siły tnące przy mieszaniu stosowane w tym procesie są mniejsze niż stopień ścinania, który będzie odciągał wodę od powierzchni cząstek węgla. Stwierdzono, że średnie siły ścinania do około jednego tysiąca (1000) s^-1 są zadowalające dla tworzenia granulek. W laboratorium z powodzeniem stosowano również siły tnące przy mieszaniu tak małe jak 10-100 s\ Wiadomo jednak, że można pracować również z większymi siłami tnącymi. Mieszanie nie powinno jednak być tak silne, by woda oddzielała się od mieszaniny węgla i oleju. Działanie tnące przy mieszaniu nie jest, jak się sądzi, tak krytyczne dla przedmiotowego wynalazku jak zawartość wilgoci w materiale wyjściowym.

Materiałem wyjściowym dla procesu według przedmiotowego wynalazku jest korzystnie mokre ciasto utworzone z miału węglowego powstającego przy konwencjonalnych operacjach wydobywania i obróbki mechanicznej oraz oczyszczania węgla. Korzystne są lepsze gatunki węgla. Niezależnie od wewnętrznej zawartości wilgoci cząstek węgla w ciastowatej masie zawartość swobodnej wilgoci wynosi korzystnie około 10-50% wagowych, a korzystniej 20-40% wagowych. Stwierdzono, że zawartość swobodnej wilgoci powyżej około 60% wagowych będzie powodowała powstanie swobodnej wody zmieszanej z miałem. Zawartość swobodnej wilgoci mniejsza niż około 5-10% uważana jest za nieodpowiednią dla wytwarzania drobnoziarnistego węgla według wynalazku.

Substancja wybrana do zmieszania z ciastowatym miałem węglowym musi być niemieszalna z wodą. Korzystne są nietoksyczne, słabo lotne oleje o niskiej temperaturze zapłonu, tzn. przynajmniej około 138°C. Przydatne są również oleje o niższej temperaturze zapłonu jak podano w tabeli II. Wystarczające będą oleje, które są związkami organicznymi lub związkami o wiązaniach kowalencyjnych z niepolarnymi funkcjami chemicznymi ze stosunkowo długimi łańcuchami (N>4) (węglowodory, etery, silikony). Mogą one pochodzić przykładowo z ropy naftowej (paliwo do silników wysokoprężnych, oleje smarowe, olej opałowy nr 6, ropa naftowa, zredukowana ropa naftowa, przepracowane oleje smarowe i ciężkie benzyny), drewna (terpentyna), olejów roślinnych (olej kukurydziany, olej sojowy, olej rycynowy, olej liniany itd.) lub z materiałów syntetycznych (silikony). Oleje smarowe o wysokim stopniu rafinacji, takie jak rozprowadzane przez Chevron i sprzedawane pod nazwą Pale Oil 75 lub przez Pennzoil jako N-60-HT były z powodzeniem stosowane w procesie według przedmiotowego wynalazku. Typowe właściwości tych olejów podano w tabeli I.

Tabela I

Typowe właściwości dodawanych olejów

Właściwości	Chevron Pale Oil 75	Pennzoil N-60-HT
Gęstość AP1	26.5	26,5-28,0
Lepkość CST przy 40°C	13,3	9,07-10,25
Lepkość SUS przy 38°C	75	60
Temp zapłonu, °C	154	143
Temp krzepnięcia, °C	-12	-27
Ciężar cząsteczkowy	300
Siarka, % wag.	0,09	<0,50

Inne oleje mogą być jednak korzystne ze względów ekonomicznych, środowiskowych lub eksploatacyjnych. Przykładowo okazało się, że dobrze jest stosować olej napędowy, ale niesie on oczywiste ryzyka, jeśli chodzi o bezpieczeństwo i zanieczyszczanie środowiska.

169 399

Tabela II

Właściwości przykładowych domieszek olejowych

Właściwość	Benzyna lakowa	Terpentyna	Olej lniany (surowy)
Barwa	wodnistobiała	wodnistobiała	zółtobrązowa
Temp. spalania, °C	154-191	154-165	brak
Gęstość przy 15°C	0,779	0,860-0,875	0,931-0,936
Temp. zapłonu,
°C (TCC)	39	32-56	222
Liczba jodowa	brak	brak	177

Ilość substancji niemieszalnej z wodą stosowanej w tym procesie wynosi korzystnie około 1-5% wagowych w stosunku do ilości suchego węgla. Wystarczająca będzie każda ilość, która powoduje przemianę ciastowatego miału węglowego w mieszaninę cząstek olejowo-wodnowęglowych, tworzącą swobodnie płynące granulki o suchym wyglądzie według wynalazku. Użyta ilość oleju i wielkość poszczególnych granulek uzyskanych sposobem według wynalazku są różne w zależności od pierwotnego wymiaru cząstek węgla. Z kolei wymiar cząstek węgla determinuje pole powierzchni materiału i jego zdolność do zatrzymywania swobodnej wilgoci. Im większa jest zawartość wilgoci w mokrym cieście węglowym, tym więcej potrzeba substancji niemieszalnej z wodą.

Przykład I. Czterysta trzydzieści (430) gramów mokrego węglowego placka filtracyjnego zawierającego 30% wilgoci umieszczono w mieszadle laboratoryjnym z odsłoniętą łopatką. Mieszadło włączono z małą prędkością (100-500 obrotów na minutę), aby spowodować mieszanie. Następnie dodano jednorazowo dziewięć (9) gramów oleju Pale Oil 75 i kontynuowano mieszanie przez 5-10 minut, aż otrzymano granulowany, swobodnie płynący produkt. Produkt ten spływał swobodnie z misy mieszadła do zbiornika.

Przykład II. Siedemnaście tysięcy czterysta siedemdziesiąt dziewięć (17 479) gramów mokrego ciasta zawierającego 35% wilgoci (11 361 gramów suchego węgla plus 6118 gramów wody) umieszczono w przemysłowej mieszarce do zaprawy o pojemności 0,2 metra sześciennego i rozpoczęło się powolne mieszanie (40 - 50 obrotów na minutę). Następnie jednorazowo, stale mieszając, dodano trzysta czterdzieści (340) gramów (3% ciężaru suchego węgla) wybranego oleju. Mieszanie kontynuowano przez 5-10 minut aż powstał drobnoziarnisty produkt węglowy o suchym wyglądzie. Produkt ten następnie usunięto po prostu przez wylanie swobodnie płynących granulek z ruchomej czaszy mieszarki.

Przykład III. Trzysta (300) gramów suchego węgla Pittsbourg pokład nr 8 o przeciętnej średnicy cząstek 13,3 mikrometra (100% cząstek poniżej 62 mikronów) i o zawartości popiołu 6% zmieszano ze 190 gramami wody. Po dokładnym wymieszaniu powstało wilgotne, lepkie ciasto. Następnie dodano 9,0 grama Pennzoil HT-60 i mieszaninę mieszano w mieszadle laboratoryjnym przy około 200 obr/min. Po około 5-10 minutach zaobserwowano ziarnisty materiał o suchym wyglądzie. Materiał ten można było usunąć po prostu przez wywrócenie pojemnika mieszadła.

Przykład IV. Trzysta (300) gramów suchego węgla Upper Elkhorn nr3 o przeciętnej średnicy cząstek 20 mikrometra i o zawartości popiołu 1,4% zmieszano z 161 gramami wody. Po dokładnym wymieszaniu otrzymano wilgotne, lepkie ciasto. Następnie dodano 9,0 grama oleju kukurydzianego (dostępny w handlu olej Mazola® Oil) i mieszaninę mieszano w mieszadle laboratoryjnym przy około 200 obr/min. Po 5-10 minutach zaobserwowano drobnoziarnisty materiał o suchym wyglądzie. Produkt ten można było usunąć po prostu przez odwrócenie pojemnika mieszadła.

Przykład V. Trzysta (300) gramów suchego, drobnoziarnistego, wschodniego węgla antracytowego o przeciętnej średnicy ziaren 12,7 mikrometra (98% cząstek poniżej 44 mikrometrów) zmieszano ze 161 g wody. Po dokładnym wymieszaniu otrzymano ciasto o mokrym wyglądzie. Następnie dodano 9,0 grama Pennzoil HT-60 i mieszaninę mieszano w mieszadle laboratoryjnym przy około 200 obr/min. Po około 5 minutach mieszania otrzymano granulat o suchym wyglądzie. Produkt ten można było usunąć po prostu odwracając pojemnik mieszadła.

Powyższe przykłady ilustrują pewne cechy procesu według przedmiotowego wynalazku. Można stosować dowolne odpowiednie urządzenie mieszające, które może zapewnić mieszanie z małymi siłami ścinającymi. Operacje ciągłe i operacje wsadowe na skalę przemysłową mogą wymagać różnych typów urządzeń mieszających.

169 399

Badania wynikowych swobodnie płynących granulatorów wykazały, że drobnoziarnisty produkt węglowy traci wodę bardzo szybko pod wpływem działania powietrza lub ciepła i że ponowne wystawienie go na działanie wilgoci nie powoduje powtórnego uwodnienia. Nasuwa się przypuszczenie, że olej może zamykać lub otaczać cząstki węgla wraz z wewnętrzną wodą w sposób umożliwiający łatwą ucieczkę wody, ale uniemożliwiający powtórne uwodnienie cząstek węgla. Ta zdolność granulek do tracenia wody powoduje, że nadają się one do dalszej obróbki w celu zmniejszenia zawartości wilgoci. Granulki można suszyć termicznie za pomocą odpowiednich znanych środków. Należy jednak zauważyć, że suszenie nie jest konieczne. Granulki wytworzone sposobem według przedmiotowego wynalazku mają suchy wygląd i nadają się do przeładunku, transportu i składowania w taki sam sposób jak każdy suchy, sypki materiał ziarnisty. Granulki takie tworzą stabilizowane mokre ciasto, które może być spalane bez dalszego przetwarzania, albo też może być łatwo przetwarzane w paliwo węglowo-wodne w miejscu spalania.

Proces według przedmiotowego wynalazku różni się zasadniczo od procesów dodawania oleju lub zbrylania olejowego według stanu techniki. W procesie zbrylania olejowego olej dodaje się do mieszaniny węglowo-wodnej o niskim stężeniu (mniej niż 20% węgla), którą następnie miesza się wobec dużych sił ścinających, aby każda cząstka węgla została powleczona olejem i aby spowodować przywieranie cząstek do siebie, tak by powstawały skupienia z usunięciem większości lub całości wody. W procesie według wynalazku swobodna woda jest zatrzymywana. Stosunkowo niewielką ilość substancji niemieszalnej z wodą dodaje się do wilgotnego miału węglowego w warunkach mieszania z niewielkimi siłami ścinającymi, które powodują że drobne cząstki węgla, wody i olej tworzą swobodnie płynącą mieszaninę typu granulatu, w której wiele granulek utworzonych przez jedną lub kilka cząstek węgla i wody (2-50% wagowych) wydaje się być uchwyconych lub izolowanych w mieszaninie z substancją niemieszalną z wodą.

Swobodnie płynące granulki można łatwo usunąć z urządzenia mieszającego za pomocą odpowiednich znanych środków, takich jak wyrzucanie lemieszem lub wyciąganie urządzeniem podciśnieniowym. Następnie granulki takie można składować, bez potrzeby stosowania środków konserwujących i łatwo przenosić za pomocą konwencjonalnych środków, takich jak przenośniki pneumatyczne lub ślimakowe, do komory spalania, takiej jak używane do kotłów parowych w elektrowniach. Drobnoziarnisty węgiel można składować w stosach na ziemi lub w znanych zbiornikach materiałów sypkich stosowanych do ziarna, cementu lub wapienia.

Wynikowy produkt może być alternatywnie przenoszony za pomocą konwencjonalnych przenośników suchych, sypkich produktów granulowanych na miejsce wykorzystania i mieszany przed użyciem z dodatkami, aby przemienić swobodnie płynące granulki w zawiesinę. Można stosować odpowiednie dodatki w celu przetworzenia granulek w stabilną zawiesinę węgla w wodzie, charakteryzującą się małą lepkością, która może być pompowana do rozpylacza w celu wykorzystania w procesach spalania. Dodatki te zawierają środki powierzchniowo czynne, takie jak kopolimery blokowe tlenku etylenu i tlenku propylenu wytwarzane przez BASF Chemical Corporation (Tergitols). Inne czynniki, takie jak ksantan i kauczuk guarowy, mogą być stosowane jako zagęszczacze do stabilizowania i regulacji lepkości, a lignina lub sulfoniany naftalenowe jako dyspergatory.

Sposoby przeładunku, które można stosować w przypadku swobodnie płynących granulek lub drobnoziarnistego węgla według przedmiotowego wynalazku, nie są wrażliwe na poziomy wilgotności, wielkość dostarczanych cząstek lub zmianę obróbki mechanicznej węgla. Utrata wilgoci podczas składowania ma niewielki wpływ na właściwości przeładunku.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz

Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób obróbki wilgotnego miału węglowego, znamienny tym, że stosując siłę mieszającą mniejszą niż 1000s^_1 miesza się zbrylony miał z wysokogatunkowego węgla o zawartości wolnej wilgoci 5-60% wag. z olejem w ilości do 5% wag. suchego zbrylonego miału węglowego w przeliczeniu na jego ciężar w stanie suchym, wybranym z grupy złożonej z ciekłego węglowodoru nie parującego w temperaturze pokojowej, rafinowanych materiałów na bazie olejów smarowych, paliwa do silników wysokoprężnych, ciekłych olejów roślinnych, osadu dennego wieży próżniowej, oleju opałowego nr 6, silikonów, terpentyny i benzyny lakowej, przy czym wymieniona siła mieszająca jest skuteczna dla wytwarzania wielu swobodnie płynących granulek, z których każda jest złożona z mieszaniny wilgoci, oleju i co najmniej jednej cząstki węgla, gdzie średnia wielkość tych cząstek węgla jest mniejsza niż nr sita około 28, a zasadniczo cała wymieniona wilgoć jest zawarta w wymienionych granulkach.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość swobodnej wilgoci w zbrylonych miałach węglowych dobiera się w zakresie 20 do 40% wag.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się mieszanie swobodnie płynących granulek z materiałem wybranym z grupy złożonej ze środków powierzchniowo czynnych, ligniny i sulfonianów naftalenowych oraz ich kombinacji, by utworzyć zawiesinę.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo stosuje się suszenie swobodnie płynących granulek w celu zmniejszenia zawartości wilgoci w nich.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zawartość wilgoci w granulkach dobiera się w zakresie 10-50% wag.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dodatkowo stosuje się mieszanie swobodnie płynących granulek z materiałem tworzącym z nimi zawiesinę.