SE432944B - Sett att agglomerera kolpartiklar i en uppslamning av sadana i vatten under samtidigt avlegsninde av aska - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7713652-1 En metod har nu utvecklats, medelst vilken agglomereringen av kolpartiklar kan ernås med endast små mängder av en olje- fraktion och med låg energiförbrukning. ' Uppfinningen avser ett sätt att agglomerera kolpartiklar i en uppslamning av sådana i vatten under samtidigt avlägsnande av aska, om sådan är närvarande, genom att man till uppslam- ningen sätter en emulsion i vatten av en mineraloljefraktion under omröring av blandningen varvid kolagglomerat bildas, och därefter avskiljer de på så sätt bildade agglomeraten, varvid sättet utmärkes av att man tvättar agglomeraten på ett filter i syfte att avlägsna aska, som vidhäftar agglomeraten, och därefter till filtratet, som utgöres av den uppslamning som kvarstår efter avlägsnande av agglomeraten, sätter ytterligare en emulsion i vatten av mineraloljan och upprepar minst en gång behandlingen med den kvarvarande uppslamningen.

Oljefraktionen kan bestå av en tjär- eller skiffer- eller bergoljefraktion.

I allmänhet kommer den i emulsionen förhandenvarande mineral- oljefraktionen att utgöras av högkokande komponenter, i det att företrädesvis icke något material däri har en kokpunkt understigande ZOOOC. Mycket lämpliga är råoljor, bituminösa fraktioner, de- asfalterade restfraktioner, Smörjoljor och gaso1j°r_ Mängden vatten i emulsionen av oljefraktion kan variera inom vida gränser. I allmänhet är mängder mellan 30 och 70 vikts%, särskilt mellan 40 och 60 vikts% vatten räknat på hela emulsionen mycket lämpliga.

Det är att föredra att emulsionen av oljefraktion i vatten innehåller ett ytaktivt ämne därför att ett sådant avsevärt minskar energibehovet vid emulgeringen av oljefraktionen och möjliggör bildandet av små oljedroppar, vilket är fördelaktigt vid agglomerering av kolpartiklarna. Vidare möjliggör det yt- aktiva ämnet genom konditionering av kolpartiklarnas yta att den , erforderliga oljemängden blir mindre.

Det ytaktiva ämnet kan bestå av en katjonisk, nonjonisk eller företrädesvis anjonisk detergent, t.ex. en fettsyratvål. Mycket lämpliga är alkalimetallsulfater eller -sulfonater av alifatiska eller alkylaromatiska föreningar t.ex. natrium -C8-C20-alkyl- bensensulfonater, primära natrium -C8-C20-alkylsulfater (t.ex. natriumdodecylsulfat) och natrium -C8-C28-sek.alkylsulfater. 10 15 20 25 30 35 7713652-1 Mängden ytaktivt ämne kan variera inom vida gränser. I allmänhet kommer mängden därav att ligga mellan 0,01 och 5 vikts% och särskilt mellan 0,1 och 2 vikts% räknat på vatten- emulsionen och mellan 20 och 200 ppm (vikt), särskilt mellan '40 och 150 ppm (vikt) räknat på totala mängden fasta substanser (kolpartiklar och aska) i utgångsmaterialet.

Oljeemulsionen skall tillsättas till partikelsuspensionen i minst två steg, i vart och ett av vilka agglomerat bildas, i det att det visat sig, att det erhållna utbytet agglomererat kol är lägre, om samma mängd oljeemulsion tillsättes i ett enda steg.

I allmänhet medför tillsättningen av emulsionen av olje- fraktion i två steg optimalt resultat, och en tillsats av emul- sion till den uppslamning som återstår efter det andra steget, ger icke något attraktivt högre utbyte av agglomererat kol, om man beaktar den extra utrustning och det extra energibehov ett sådant tredje steg kräver.

Totala mängden olja (i form av en emulsion i vatten), som skall tillsättas till partiklarna, kan variera inom vida gränser.

Det innebär en fördel med förfarandet enligt uppfinningen, att . mängderna ligger mellan l och 10 vikts%, företrädesvis mellan 2 och 6 vikts%, räknat på totala mängden fasta substanser i utgångsmaterialet.

Den mängd olja, som tillsättes i det första steget, kommer i allmänhet att uppgå till mellan 10 och 80 vikts%, särskilt mellan 30 och 50 vikts% av den oljemängd (i form av en emulsion i vatten) som totalt skafl.til1sättas partikeluppslamningen i vatten.

Den efter tillsättningen av oljeemulsionen till partikel- uppslamningen erhållna blandningen försättes i rörelse, vilket kan ske på godtyckligt lämpligt sätt, t.ex. genom omröring.

Den omröringstid, som erfordras för agglomereringen av kolpartiklarna kan bero på olika faktorer såsom typen av kol, omröringshastig- heten etc. I allmänhet är omröringstider mellan l och 10 minuter mycket lämpliga.

De bildade agglomeraten, som i allmänhet kommer att ha diametrar mellan 0,5 och 5 cm, kan avlägsnas genom godtyckliga lämpliga medel, t.ex. centrifugering. Det är att föredra att avlägsna agglømeraten med hjälp av en vibrerande sil. Agglomeraten blir kvar på silen, och den återstående uppslamningen, som inne- 10 15 20 25 30 35 40 7713652-1 håller icke-aggregerade kolpartiklar och aska, passerar igenom densamma.

Det är väsentligt att tvätta agglomeraten på filtret med vatten i ändamål att avlägsna aska, som häftar fast vid dem, särskilt i det fall att den ursprunfliga partikeluppslamningen haft en hög halt av fasta substanser.

Företrädesvis genomföres tillsättningen av oljeemulsionen till partikeluppslamningen, omröringen av denna och avlägsnandet av de bildade agglomeraten kontinuerligt såsom kommer att exemplifieras i samband med diskussion av ett blockschema för processen.

Den uppslamning i vatten, som man får efter avlägsnandet av de bildade agglomeraten, behandlas i ett andra steg med en mängd oljeemulsion och försättes i rörelse och de bildade agglomeraten avlägsnas på liknande sätt som ovan beskrivits.

De i vart och ett av stegen erhållna agglomeraten kan an- vändas separat eller, om så önskas, sammanföras. De kan lätt avvattnas till en vattenhalt under 10 vikts%, t.ex. genom centri- fugering. De kan användas som bränsle eller bränslekomponenter och är mycket lämpliga som komponenter i vätskeformiga bränslen, som framställes genom införande av densamma exempelvis i en mineral- olja såsom beskrivet i det brittiska patentet l 548 402.

En icke begränsande utföringsform av förfarandet enligt upp- finningen beskrives i det följande med hänvisning till bifogade ritning, där fig. l återger ett blockschema och fig. 2 ett diagram. ' En emulsion av olja i vatten framställes i ett kärl l, och införs i reglerad mängd kontinuerligt i ett med omrörare för-- sett kärl 2. En uppslamning av partiklar införas ävenledes i reglerad mängd kontinuerligt i kärlet 2 genom ledningen 3. Över- strömningen från kärlet 2 ledes till en vibrerande sil 4. Filtratet från denna sil föres till ett med omrörare försett kärl 5, i vilket kontinuerligt införes en emulsion av olja i vatten från kärlet 1. De agglomerat, som blir kvar på silen 4, tvättas med vatten från en ledning 6 och avlägsnas periodiskt eller konti- nuerligt från silen 4 genom ledningen 7. överströmningen från kärlet 5 ledes till en vibrerande sil 8, som.liknar den vibrerande silen 4. De kolagglomerat, som blir kvar på denna sil, tvättas med vatten från ledningen 9 och avlägsnas från silen genom led- ningen l0. Den vätska, som rinner igenom silen, avlägsnas genom ledningen ll. 10 15 20 25 30 35 7713652-1 Exemgel l En koluppslamning i vatten innehållande 20 vikts% fasta substanser med en askhalt av 35 vikts% (räknat på torrt material) pumpades i en mängd av 4000 ml/min in i ett agglomereringskärl, som bestod av en tank med hinderplåtar. I denna tank roterade en sexbladig omrörare med en hastighet av 400 varv/min. En emulsion av tung gasolja i vatten (volymförh. l:l) framställdes med hjälp av en ultraljud-omvandlare. Emulsionen innehöll 0,1 vikt% ytaktivt ämne (Teepol 61 en blandning av natrium -C8-C - -sek. alkylsulfater). Emulsionen infördes kontinuerligt och 18 reglerat i uppslamningen i en mängd av 2,5 vikt% olja räknat på de fasta substanserna i utgångsmaterialet innan koluppslamningen inkom i den med hinderplåtar utrustade tanken. Medeluppehålls- tiden i agglomereringskärlet var 3 minuter, varefter de agglo- mererade kolpartiklarna tillsammans med det askbildande mineral- iska materialet fick strömma över ett bräddavlopp och ned på en vibrerande sil 160 pm stora maskor. Det agglomererade kolet kvarhölls på silen, medan uppslamningen av aska tillsammans med en del kolpartiklar passerade igenom och därefter pumpades till ett andra agglomereringskärl som liknade det första. Samma mängd emulsion av tung gasolja i vatten som förut infördes i reglerad mängd i uppslamningen, och efter omröring under 2 minuter fördes uppslamningen till en andra vibrerande sil, som kvarhöll de återstående agglomeraten av kolpartiklar, medan askan passerade igenom. Medan askhalten hos utgångsmaterialet var 35% var den hos den agglomererade produkten från de båda silarna 7% respektive 10%. Totala kolåtervinningen var 95%.

Exemgel 2 En koluppslamning i vatten innehållande 38% fasta substanser med en askhalt av 44 vikt% (räknat på torrt material) behandlades såsom beskrivet i exempel l. De sammanförda kolagglomeraten hade en askhalt av 20 vikt%. Då de tvättades med vatten på silen sjönk askhalten till ll vikt%. Kolåtervinningen var 92%.

Exempel 3 En koluppslamning i vatten innehållande 7 vikt% fasta sub- stanser med en askhalt av 44 vikt% (räknat på torrt material) behandlades på samma sätt som i exempel l bortsett frâfiatt det använda ytaktiva ämnet var närvarande i en mängd av 0,07 vikt% i emulsion och bestod av natriumsalter av föreningar med formeln l0 15 7713652-'1 R \\\§ C-O-(C2H40)3CH2CH2SO3H, R. där R och R'är alkylradikaler med totalt 5 kolatomer. De samman-, förda agglomeraten av kolpartiklar hade en askhalt av 8 vikt%; kolåtervinningen var 96%.

Exempel 4- Olika försök genomfördes liknande det i exempel 1, varvid mängderna av ytaktivt ämne varierades. Den använda koluppslamningen i vatten var densamma som i exempel 3. Resultaten framgår av diagrammet i fig. 2 där den använda mängden ytaktivt ämne i ppm (vikt) är avsatt efter abskissan och procenten kolåter- vinning efter ordinatan. Askhalten hos de erhållna agglomeraten låg mellan 7 och 8% i samtliga fall.

Det i exempel l beskrivna ytaktiva ämnet användes i de för- sök som återges av kurva l och det i exempel 3 använda yt- aktiva ämnet användes i de försök som återges i kurva 2.

Claims (8)

7713652-1 Patentkrav

1. Sätt att agglomerera kolpartiklar i en uppslamning av sådana i vatten under samtidigt avlägsnande av aska, om sådan är när- varande, genom att man till uppslamningen sätter en emulsion i vatten av en mineraloljefraktion under omröring av blandningen, varvid kolagglomerat bildas, och därefter avskiljer de på så sätt bildade agglomeraten, k ä n n e t e c k n a t därav, att man tvättar agglomeraten på ett filter i syfte att avlägsna as- ka, som vidhäftar agglomeraten, och därefter till filtratet, som utgörs av den uppslamning som kvarstår efter avlägsnande av agg- lomeraten, sätter ytterligare en emulsion i vatten av mineralol- jan och upprepar minst en gång behandlingen med den kvarvarande uppslamningen.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att mine- raloljefraktionen består av en tjär- eller skiffer- eller berg- oljefraktion, som har en kokpunkt överstigande ZOOOC.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att mängden vatten i emulsionen av oljefraktion ligger mellan 30 och 70 vikt%, särskilt mellan 40 och 60 vikt% vatten räknat på hela emulsionen.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att emulsionen av oljefraktion i vatten innehåller ett ytaktivt ämne.

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att det ytaktiva ämnet består av alkalimetallsulfater eller -sulfonater av alifatiska eller alkylaromatiska föreningar såsom natrium-C8- -C20-alkylbensensulfonater, primära natrium-C8-C20-alkylsulfater (t.ex. natriumdodecylsulfat) och sekundära natrium-C8-C18-sul- fater.

6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att mäng- den ytaktivt ämne ligger mellan 0,01 och 5 vikt%, särskilt mel- 7713652-1 lan 0,1 och 2 vikt%, räknat på vattenemulsionen och mellan 20 och 200 ppm (vikt), särskilt mellan 40 och 150 ppm (vikt) räk- nat pâ totala mängden fasta substanser (kolpartiklar och aska) i utgångsmaterialet..

7. Sätt enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t därav, att totala mängden olja (i form av en emulsion i vatten), som skall tillsättas partiklarna, ligger mellan 1 och 10 vikt%, företrädesvis mellan 2 och 6 vikt%, räknat på totala mängden fasta substanser i utgångsmaterialet.

8. Sätt enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t därav, att mäng- den av i det första steget tillsatt olja utgör mellan 10 och 80 vikt%, särskilt mellan 30 och 50 vikt% av den mängd olja (i form av en emulsion i vatten) som totalt skall tillsättas till partikeluppslamningen i vatten.