DE2605001A1

DE2605001A1 - Verfahren zum abtrennen von kohleteilchen aus waessrigen aufschlaemmungen

Info

Publication number: DE2605001A1
Application number: DE19762605001
Authority: DE
Inventors: Leo Johannes Theodorus Huberts; Eke Verschuur
Original assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1975-02-10
Filing date: 1976-02-09
Publication date: 1976-08-19
Also published as: FR2299914B1; FR2299914A1; CA1074998A; JPS51104669A; DE2605001C2; AU1094776A; US4021206A

Description

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Carel van Bylandtlaan 30, Den Haag/Niederlande

betreffend

Verfahren zum Abtrennen von Kohleteilchen aus wäßrigen Aufschlämmungen

Die Erfindung bezieht sich auf das Abtrennen und Isolieren von Kohle te ilclien aus ihren Auf schlämmungen in V/asser und insbesondere auf ein Verfahren, bei dem die Kohle in Form von feineren und gröberen Teilchen in wäßriger Aufschlämmung vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Aufschlämmungen in Wasser und Kohle aufzutrennen, und zwar derart, daß man als Produkt eine verhältnismäßig trockene Kohle erhält, die nur eine geringe Tendenz zur Staubbildung aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem man wäßrigen Aufschlämmungen, die außer Kohleteilchen noch feine Aschenteilchen enthalten, die Asche entziehen kann, sodaß man als Endprodukt eine verhältnismäßig trockene Kohle mit geringer Tendenz zur Staubbildung enthält.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im wesentlichen aus folgenden Schritten:

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ORIGINAL INSPECTED

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2 6 η 5 ο η ι

a) Man bringt die wäßrige Aufschlämmung in einen Separator ein, worin die größeren Kohleteilchen zusammen mit einer relativ geringen Menge Wasser von der Aufschlämmung abgetrennt werden, sodaß eine zweite Aufschlämmung zurückbleibt, die neben einem größeren Anteil Fasser die kleineren Kohlepartikel enthält;

b) man zieht die größeren Kohleteilchen zusammen mit einer geringen Wassermenge als Produkt ab;

c) man überführt die unter a) erhaltene zweite Aufschlämmung in eine Vorrichtung zur Agglomeration;

d) man führt in die Agglomerationsvorrichtung zusammen mit der zweiten Aufschlämmung einen Binder ein, sodaß sich ein Agglomerat aus Kohleteilchen und Binder bildet;

e) man trennt das gebildete Agglomerat vom Wasser ab; und

f) gewinnt das Agglomerat als Produkt.

Falls die Aufschlämmung von Kohle in V/asser außer den Kohleteilchen noch feine Ascheteilchen enthält, bleiben diese in der in Stufe a) erhaltenen zweiten Aufschlämmung zurück. Die in diesem Fall anzuwendende Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weicht daher in folgenden Stufen von der obigen Durchführungsform ab:

k) Man überführt die zweite Aufschlämmung einschließlich des Ascheanteils in eine Vorrichtung zur Agglomeration;

1) analog Stufe d) führt man zusammen mit der zweiten Aufschlämmung einen Binder in die Agglomerationsvorrichtung ein, sodaß sich ein Agglomerat aus Kohleteilchen und Binder bildet;

m) man trennt das Agglomerat von dem Wasser, das noch freie Ascheteilchen enthält, ab; und

n) gewinnt das Agglomerat als Produkt.

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? 6 G 5 O O 1

Zweckmäßigerweise kann die Abtrennung in Stufe a) mit Hilfe einer Zentrifuge durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sei anhand der Zeichnung näher erläutert. In den Figuren 1 und 2 sind zwei verschiedene Durchführungsformen des Verfahrens schematisch dargestellt.

Bei der Durchführungsform nach Figur 1 wird eine Aufschlämmung von Kohle in Wasser über Leitung 21 dem Separator 22, der beispielsweise mit Sieben ausgerüstet ist, zugeführt. Dort wird die Aufschlämmung in mindestens zwei Fraktionen aufgetrennt, von denen die erste gröbere Kohleteilchen, z.B. solche mit mehr als 300 /um Durchmesser, und die zweite die feineren Kohleteilchen, z.B. solche mit weniger als 300 /tun Durchmesser, enthält.

Die Fraktion mit den gröberen Kohleteilchen wird über Leitung 31 einer Zentrifuge oder einem Filter 32 zugeführt, wo sie auf einen relativ geringen Feuchtigkeitsgehalt abgeschleudert bzw. filtriert wird, der den verhältnismäßig großen Kohleteilchen entspricht. Aus der Zentrifuge bzw. dem Filter 32 werden die gröberen Kohleteilchen dann, beispielsweise über Leitung 33» abgezogen und der Halde 25 zugeführt.

Die andere, oben als "zweite Aufschlämmung" bezeichnete Fraktion, die die feinen Kohleteilchen enthält, wird aus dem Separator 22 über Leitung 24 einer Agglomerationsvorrichtung 26 zugeführt. Die letztere ist an sich bekannt und beispielsweise in der GB-PS 846 219 beschrieben.

Über 27 wird ein Bindemittel, vorzugsweise ein als Bindemittel geeigneter Kohlewasserstoff, wie etwa Gasöl, in die Agglomerationsvorrichtung 26 eingeführt, wo sich Agglomerate aus Kohleteilchen und Binder bilden. Diese Agglomerate werden zusammen mit dem noch vorhandenen Wasser über Leitung 34 einer mit Sieben ausgestatteten Trenneinrichtung 35 zugeleitet, worin ihnen der Hauptanteil an Wasser entzogen wird.

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Das Wasser verläßt die Siebeinrichtung 35 über die Leitungen 36 und 40.

Die mit 41 bezeichneten Agglomerate werden zusammen mit dem restlichen kleinen Wasseranteil über 37 einer Siebstraße 38 zugeführt, bei deren Passieren ihnen weiterhin Wasser entzogen wird. Das letztere wird über Leitung 39 ebenfalls der Leitung 40 zugeführt, über die es entweder endgültig abgeleitet oder gegebenenfalls in das System zurückgeführt wird. Am Ende der Siebstraße 38 werden die Agglomerate 41 abgezogen und auf Halde genommen (25¹)·

Die in den Halden 25 und 25 * angesammelte Kohle ist verhältnismäßig trocken und hat eine nur geringe Neigung zum Stäuben. Sie findet entsprechende technische Verwendung.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zum Abtrennen von Kohle aus Aufschlämmungen, die neben Wasser und feinen und gröberen Kohleteilchen noch freie Ascheteilchen enthalten; auch in diesem Fall erhält man eine Kohle, die verhältnismäßig trocken ist, eine nur geringe Neigung zum Stäuben aufweist und einen relativ niedrigen Aschegehalt hat. Enthält die bei 21 zugeführte Aufschlämmung freie feine Aseheteilchen, so gehen diese hauptsächlich in die zweite Aufschlämmungsfraktion über, die aus dem Separator 22 über 24 der Agglomerationsvorrichtung 26 zugeführt wird. Die Ascheteilchen bleiben dann in dem Wasser zurück, das in der Siebeinrichtung 35 und der Siebstraße 38 von den Agglomeraten 41 getrennt wird. Sie können dann z.B. zusammen mit dem abgeschiedenen Wasser über die Leitungen 36, 39 und 40 abgezogen werden. Gegebenenfalls kann das abfließende Wasser jedoch auch gereinigt und in das System zurückgeführt werden.

Eine zweite Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schematisch in Figur 2 dargestellt, wobei die Aufschlämmung von Kohle in Wasser über Leitung 1 einer Zentrifuge 2 zugeführt wird. Dort werden die größeren Kohleteilchen

r\ λ ti

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76Q5001 an Wasser

zusammen mit einer verhältnismäßig geringen Menge aus der Aufschlämmung abgeschieden und als Endprodukt beispielsweise über Leitung 3 auf die Halde 5 abgeführt. Diese gröberen bzw. größeren Kohleteilchen stellen z.B. etwa 75 Gew.-% der Feststoffe dar, die in der über 1 eingeführten Aufschlämmung vorhanden sind. Ihre größte Dimension liegt beispielsweise zwischen 40 und 5000 /um, vorzugsweise zwischen 70 und 2000 /um. Der geringe Wasseranteil, der aus der Zentrifuge 2 zusammen mit diesen gröberen Kohleteilchen abgezogen wird, beträgt z.B. etwa 10 bis 15 %, bezogen auf das Kohlegewicht. Das Wasser überzieht die einzelnen Kohleteilchen als dünne Schicht.

Nach Abzug der gröberen Teilchen bleibt eine zweite Aufschlämmung zurück, welche die kleineren Kohleteilchen und einen verhältnismäßig großen Anteil Wasser enthält. Diese zweite Aufschlämmung wird aus der Zentrifuge 2 über Leitung einer Agglomerationseinrichtung 6 zugeleitet. Sie enthält den Hauptanteil an feineren Kohleteilchen, die in der ursprünglichen Αμΐ3οη^πιΐηΐΗ^ vorhanden waren, d.h. zum Beispiel etwa 25 Gew.-% der beim Einleiten über 1 in der Aufschlämmung vorhandenen Feststoffe. In dieser aus der Zentrifuge 2 abgezogenen zweiten Aufschlämmung haben die Kohleteilchen einen Durchmesser von bis zu 70 /um.

Die zweite Aufschlämmung wird in die Agglomerationsvorrichtung 6 weitergeleitet, die an sich bekannt und z.B. in der GB-PS 846 219 beschrieben ist. In diese Vorrichtung wird über eine Leitung 7 ein Bindemittel, vorzugsweise ein als Bindemittel dienender Kohlenwasserstoff, wie Gasöl, eingeleitet. Aufgrund der Anwesenheit des Binders bilden sich dann aus den feinen Kohleteilchen Agglomerate 8, die dann über der Siebstraße 9 zugeführt werden, wo ihnen der Hauptanteil an Wasser entzogen wird. Die noch etwas feuchten feinen Kohleteilchen werden dann bei 5' auf Halde genommen. Ihr Wasseranteil beträgt z.B. 15 Ms 20 Gew.-%. Das von der Siebstraße

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bei 10 abgezogene Wasser kann gegebenenfalls in das System zurückgeleitet werden»

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, daß die erhaltenen Produkte praktisch trocken sind. Da die feineren .Teilchen als Agglomerate erhalten werden, haben weder diese noch die davon getrennt angesammelten gröberen Teilchen eine praktisch ins Gewicht fallende Neigung zum Stau-. ben. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß man in der Agglomerationsvorrichtung nur verhältnismäßig wenig Bindemittel, nämlich etwa 5 bis 20 % des Agglomeratgewichtes, braucht.

Als geeignet zum Trennen der Kohleaufschlämmung beim vorliegenden Verfahren erwies sich beispielsweise die "Screen Bowl Centrifuge" erhältlich über'Bird Machine Company Inc.", South Walpole, Massachusetts, USA.

Auch die Durchführungsform gemäß Figur 2 eignet sich zum Aufarbeiten von Aufschlämmungen, die neben dem Wasser und den feinen und groben Kohleteilchen freie feinkörnige Ascheteilchen enthalten. In diesem Fall bleibt dann der Hauptanteil an Ascheteilchen in der zweiten Aufschlämmung, die aus der Zentrifuge 2 über 4 der Agglomerationsvorrichtung 6 zugeführt wird. Da sie nicht mit dem Binder agglomerieren, gehen sie dann beim Überleiten der Aufschlämmung über die Siebstraße 9 in das sich dort abscheidende Wasser über, das zusammen mit den Ascheteilchen abgeführt oder gegebenenfalls nach Reinigung in das System zurückgeführt werden kann.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen den Leitungen 1 und 4 eine Abzweigung 11 (in der Zeichnung gestrichelt) anzuordnen, sodaß gegebenenfalls ein Teil der Aufschlämmung die Zentrifuge 2 umgehen kann. Diese Abzweigung 11 kann über das Ventil 12 nach Belieben geöffnet oder geschlossen werden. Man kann auf diese Weise den Grad bestimmen, indem der über Lei-

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2605001 tung 1 zugeführten Aufschlämmung die Asche entzogen wird.

Es sei noch bemerkt, daß man gegebenenfalls die zweite Aufschlämmung, die aus der Zentrifuge 2 über 4 abgezogen wird, mit Wasser verdünnen kann, das über 13 in die Leitung 4 eingeleitet wird.

Die Agglomerate aus feinen Kohleteilchen und Binder (41 bzw-, 8) können, bevor sie endgültig aus dem Verfahren entnommen werden, gegebenenfalls in Briketts überführt werden.

Zu bemerken ist ferner, daß gegebenenfalls aus dem Separator 22 mehr als zwei, gegebenenfalls drei Fraktionen abgezogen werden können. Die dritte Fraktion kann zum Beispiel Kohleteilchen enthalten, die eine Zwischengröße zwischen den beiden anderen Fraktionen aufweisen.

../Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Abtrennen von Kohleteilchen aus wäßrigen Aufschlämmungen, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) die Aufschlämmung einem Separator (2, 32) zuleitet, worin die gröberen Kohleteilchen zusammen mit einem relativ geringen Anteil des Wassers der zugeführten Aufschlämmung entzogen werden, derart, daß man eine zweite Aufschlämmung erhält, welche die feineren Kohleteilchen und einen relativ großen Anteil Wasser enthält; worauf man

b) die gröberen Kohleteilchen zusammen mit dem geringen Anteil an Wasser als Produkt entnimmt; und

c) die zweite Aufschlämmung einer Agglomerationsvorrichtung (6, 26) zuleitet, in die man

d) zusätzlich ein Bindemittel einleitet, das die Fähigkeit hat, die Kohleteilchen zu agglomerieren; worauf man

e) die gebildeten Agglomerate vom Wasser abtrennt; und

f) sie als zweites Verfahrensprodukt abzieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h n'*e t , daß man von einer wäßrigen Aufschlämmung ausgeht, die außer gröberen und feineren Kohleteilchen auch noch freie Ascheteilchen enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch zeichnet, daß man

gekenn

k) die gemäß Verfahrensstufe a) erhaltene zweite Aufschlämmung, welche die Ascheteilchen enthält, einer Agglomerationseinrichtung (6) zuführt, in die man

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1) ein Bindemittel einführt, das geeignet ist, die Kohleteilchen zu agglomerieren; worauf man

m) die gebildeten Agglomerate von dem die freien Ascheteilchen enthaltenden Wasser abtrennt; und

n) diese Agglomerate als zweites Verfahrensprodukt gewinnt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man das Abtrennen in Verfahrensstufe a) mit Hilfe einer Zentrifuge durchführt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man, bevor man die gröberen Kohleteilchen als erstes Produkt gewinnt, diesen noch einen weiteren Anteil an V/asser entzieht.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man den weiteren Entzug von Wasser von den gröberen Kohleteilchen durch Zentrifugieren oder Filtrieren bewirkt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß man, bevor man die Agglomerate als zweites Produkt gewinnt, diese in Briketts überführt.

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