NO840049L - Pumpbar vandig oppslemming av et fast brensel og en fremgangsmaate for fremstilling derav - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en pumpbar vandig oppslemming av et fast brensel i form av et pulverisert, karbonholdig pulver, og en fremgangsmåte for fremstilling av en slik oppslemming.

Hovedproblemet med transport av faste brensel/væske-blandinger, f.eks. transport i oppslemmingstanker og fremfor alt i rørledninger, ligger i vanskeligheten med å fremstille lett pumpbare, høykonsentrerte blandinger.

Tidligere teknikk slik som beskrevet i US patenter 3.762.887, 3.073.652, 3.168.350, 3.524.682, 3.842.013 og 4.282.006,

og anvendt teknikk (f.eks. Black Mesa-rørledningen i Arizona/ Nevada) har ikke kunnet unngå de vanskeligheter som er

omtalt i det følgende.

Den konvensjonelle benyttede teknologi anvender en blanding

av temmelig grovt kull og vann som under transport ved turbulens holdes i såkalt livlig suspensjon. Som et resultat vil pumpeomkostningene bli relativt høye, hvortil kommer tre avgjørende mangler, nemlig: 1) Blandingen er ustabil, i det henseende at vannet og kullet lett separerer, hvilket gjør det vanskelig å

pumpe blandingen oppover.

2) Store mengder vann er nødvendig for transport av kullet i en 50% blanding med vann, hvilket kan lede til miljømessig forurensning når kullet må transporteres fra vannfattige

områder.

3) Når blandingen ved enden av rørledningen hverken kan transporteres videre eller benyttes uten omfattende og kostbar avvanning, oppstår vanskeligheter ved deponering av vannet som er kjemisk forurenset av kullet.

Slike forbedringer som har blitt foreslått, hovedsakelig

i US patent 4.282.006, har tatt sikte på en økning av faststoff innholdet i blandingene ved anvendelse av finere par-

tikkelstørrelser og regulerte partikkelstørrelsesfordelinger samt visse kjemiske additiver for å redusere viskositeten og øke pumpbarheten. Ikke desto mindre er disse sammensetninger forbundet med betydelige ulemper, hovedsakelig med henblikk på de reologiske egenskapene. Sammensetningene har en såkalt flyt-pseudoplastisk karakter, hvilket betyr at en viss skjærkraft er nødvendig for å sette blandingen i bevegelse fra stillstand. En midlertidig stopp i pumping av slike sammensetninger vil medføre ødeleggende vanskeligheter når pumping gjenopptas.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å oppheve de ovenfor beskrevne mangler med kjent teknikk ved tilveiebringelse av pumpbar vandig oppslemming av et fast brensel, hvor oppslemmingen, i tillegg til grove korn av et karbonholdig materiale, inneholder en spesiell bærervæske for det grovkornede, karbonholdige materialet. Denne bærervæske består hovedsakelig av en høykonsentrert kulloppslemming som har et høyt innhold av finpulverisert, karbonholdig materiale og et lavt vanninnhold. Ved å kombinere det grovkornede karbonholdige materialet med den nye bærervæsken oppnås en rekke fordeler.

Faststoffinnholdet i oppslemmingen som vesentlig består

av brensel i form av karbonholdig materiale, er minst 65 vekt-%, hvilket betyr at avvanning ikke er nødvendig etter transport og at de spesielle transportomkostninger vil bli lave. Videre har den vandige oppslemmingen en lav tilsynelatende viskositet hvilket gir lave pumpeomkost-ninger. Den vandige oppslemmingen oppviser en Newtonsk reologi, dvs. pumpemotstanden er praktisk talt uavhengig av skjærhastigheten.

Videre er den vandige oppslemming stabil, hvilket betyr

at faststoffdelen ikke er tilbøyelig til å separere fra væsken, og følgelig er den vandige oppslemming velegnet for pumping oppoverbakke.

Det faste stoffet i bærervæsken er fortrinnsvis en renset fraksjon av karbonholdig materiale, hvorved de spesifikke transportomkostningene ytterligere reduseres og oppslemmingen vil bli enda mer egnet som et brensel uten avvanning etter transport.

I den vandige suspensjonen ifølge foreliggende oppfinnelse

er det grovkornede karbonholdige materialet suspendert i en tilsynelatende tyngre væske, dvs. bærervæsken ifølge oppfinnelsen, og kan derfor transporteres med en mindre grad av turbulens og med langt mindre vann enn tilfellet er når bærervæsken består av vann.

De karakteristiske trekk ved oppfinnelsen vil fremgå fra

de medfølgende krav.

Det karbonholdige materialet som i oppfinnelsen er tilstede både i bærervæsken og i den grovkornede fraksjon suspendert deri, velges blant forskjellige typer av karbonholdige materialer, slik som bituminøst, antrasittisk, sub-bituminøst og lignittisk kull, trekull og petroleumkoks.

Det grovkornede karbonholdige materialet som er suspendert

i bærervæsken består av grove korn som har en partikkel-størrelse på opptil 25 mm. Uten først å sikte det grovkornede materialet, er det vanskelig å unngå at en viss mindre andel av finkornet materiale medføres, men vanligvis har det grovkornede karbonholdige materialet en minimum partikkel-størrelse på minst 1 mm. Fraksjonen av det grovkornede karbonholdige materialet i den vandige oppslemmingen ifølge oppfinnelsen kan i og for seg utgjøre opptil bare noen vektprosent, men utgjør normalt en vesentlig del av den vandige oppslemmingen og er fortrinnsvis opptil 20-40 vekt-% basert på totalvekten av den vandige oppslemming.

I tillegg til det ovenfor nevnte grovkornede karbonholdige materialet omfatter også den pumpbare vandige oppslemmingen ifølge oppfinnelsen en ny og spesiell bærervæske som vil bli

beskrevet mer detaljert nedenfor.

Det skal imidlertid i denne sammenheng først nevnes at det

er tidligere kjent å fremstille oppslemminger av pulveriserte faste brensler og å stabilisere disse oppslemminger i en større eller mindre grad ved hjelp av forskjellige additiver. Et eksempel på tidligere kjent teknikk er US patent 4.217.109 som beskriver en kull/vann-oppslemming inneholdende et dispergeringsmiddel som ved selektiv adsorpsjon bevirker kullpartikler og partikler av annet materiale å bli ladet forskjellig, hvorved rensing av kullet og også stabilisering av suspensjonen lettes. Dispergeringsmidlet ifølge US patentet velges blant polyelektrolytter eller polyfosfater.

Videre er det allerede kjent fra den publiserte PCT-søknad PCT/US80/01419 å fremstille en høykonsentrert oppslemming

av kull i vann ved regulering av kullets partikkelstørrelses-fordeling på en spesiell måte og å tilsette overflateaktive kjemikalier som gir kullpartiklene en spesiell overflate-ladning. De overflateaktive kjemikaliene som benyttes er kommersielt tilgjengelige dispergeringsmidler. Egenskapene til oppslemmingen er sterkt avhengig av en kombinasjon av en nøyaktig partikkelstørrelsesfordeling og overflate-ladningen til enkeltpartiklene, hvilket oppnås ved tilsetning av nøyaktige mengder av dispergeringsmiddel. I praksis er det imidlertid meget vanskelig på reproduserbar måte og i kommersiell målestokk å oppnå den nødvendige nøyaktige partikkelstørrelsesfordeling, eller å opprettholde egenskapene til oppslemmingen ved en økende ionisk forurensning av oppslemmingen på grunn f.eks. av korrosjon av utstyret eller utluting av kullet.

I tillegg er det allerede kjent fra fransk patent nr. 1.308.112 å bevirke en viskositetsreduksjon av lavkonsentrerte kull-suspensjoner ved bruk av et alkylenoksydaddukt hvori den hydrofile delen fortrinnsvis består av 5-35 etylenoksydenheter. Britisk patent nr. 1.429.934 angår en fremgangsmåte for dispergering av et partikkelformig materiale i en væske ved hjelp av en blokk-kopolymer oppbygget av blokker som henholdsvis er oppløselige og uoppløselige i væsken. Poly-(t-butylstyren) er nevnt som et eksempel på en oppløselig blokk. Det partikkelformige materialet er sterkt finkornet og har fortrinnsvis en partikkelstørrelse fra 50 Å til 10 um. Et eksempel på partikkelformig materiale er kjønrøk.

US patent nr. 4.358.293 publisert 9. november 1982 og den tilsvarendeEPC-søknad nr. 82300448.6, publikasjon nr.

0 057 576, publisert 11. august 1982, beskriver vandige kulldispersjoner hvori ikke-ioniske overflateaktive midler med minst 100 gjentagne etylenoksydenheter er benyttet som dispergeringsmidler.

Bærervæsken i foreliggende oppfinnelse skiller seg fra

denne tidligere kjente teknikk ved at den består av en høykonsentrert vandig oppslemming av pulverisert karbonholdig materiale, dvs. en vandig oppslemming som har et faststoffinnhold på 65-90 vekt-%, fortrinnsvis 70-80 vekt-%, idet bærervæsken innbefatter et spesielt additiv i form av en vandig overflateaktiv forbindelse som er et alkylenoksydaddukt med en hydrofob del og en hydrofil del, hvor nevnte hydrofile del inneholder minst en polyalkylenoksydkjede som har en lengde på 40-200 alkylenoksydenheter.

Med betegnelsen "overflateaktiv" menes her at en 0,1% oppløs-ning av alkylenoksydadduktet i vann med en temperatur på

20°C har en overflatespenning under 50 dyn/cm, målt ifølge DuNouy-ringmetoden. Alkylenoksydaddukter med en overflatespenning på 40-49 dyn/cm er spesielt egnet.

Et overflateaktivt alkylenoksydaddukt oppbygget av en hydrofob del og en hydrofil del med den ovenfor angitte sammensetning muliggjør oppnåelse av en sterisk stabilisering av bærervæsken ifølge oppfinnelsen ved at den hydrofobe del av alkylenoksyd-

adduktet adsorberes på overflaten av brenselpartiklene,

mens den hydrofile delen, polyalkylenoksydkjeden, i alkylenoksydadduktet binder et vannlag til overflaten av brensel-partikkelen. Dersom overflaten av hver partikkel dekkes med adsorbert alkylenoksydaddukt, vil hver brenselpartikkel i bærervæsken bli omgitt av et slikt lag eller hylster av bundet vann. Dette vannlag rundt hver brenselpartikkel reduserer bærervæskens indre friksjon slik at partiklene kan utøve en glidende bevegelse forbi hverandre som forblir upåvirket av tiltrekningskreftene mellom partiklene. Videre er den steriske stabilisering ifølge foreliggende oppfinnelse ufølsom overfor variasjoner i konsentrasjonsnivået for forskjellige salter i den vandige oppslemmingen.

Det skal fremheves at bærervæsken, som tidligere nevnt, består av en høykonsentrert vandig oppslemming, dvs. en oppslemming som har et faststoffinnhold på minst 65-90 vekt-%, fortrinnsvis 70-80 vekt-%. Dette betyr at vannet bare utgjør en mindre del av oppslemmingen og er tilstede i et innhold under 35 vekt-%, fortrinnsvis 20-30 vekt-%. Såvidt oppfinneren vet, er det ikke tidligere kjent å fremstille vandige oppslemminger av karbonholdig materiale som har et faststoffinnhold over 65 vekt-%, samtidig som oppslemmingens pumpbarhet og stabilitet opprettholdes.

Det er imidlertid nå overraskende funnet at disse problemer kan elimineres ved tilsetning av en spesiell vannoppløselig overflateaktiv forbindelse som består av et alkylenoksydaddukt med en hydrofob del og en hydrofil del, hvor nevnte overflateaktive forbindelse er kjennetegnet ved at den hydrofile delen består av minst en polyalkylenoksydkjede som har en lengde på minst 4 0 alkylenoksydenheter, dvs.

den hydrofile delen består av minst en hydrofil kjede som har en gitt minimumslengde. Det er funnet at denne minimums-lengden av den hydrofile kjeden er en absolutt nødvendig betingelse for oppnåelse av en stabil og lavviskøs, dvs. pumpbar bærervæske ved faststoffinnhold på over 65 vekt-%. Det er faktisk ingen øvre grense for lengden av den hydrofile

kjeden, men av praktiske og økonomiske grunner er det i sammenheng med foreliggende oppfinnelse foretrukket å begrense kjedelengden til høyst 200 alkylenoksydenheter. De beste resultatene ved foreliggende oppfinnelse har blitt oppnådd med alkylenoksydaddukter inneholdende 50-150 alkylenoksydenheter i den hydrofile kjeden. Videre er det spesielt foretrukket at alkylenoksydenhetene består av etylenoksydenheter.

Oppfinnerne har funnet at stabiliteten til bærervæsken,

dvs. dens motstandsevne overfor separering av vann fra de faste stoffene under lagring og transport av bærervæsken, innbefattet vibrasjon av bærervæsken, når et maksimum innen det foretrukne området for alkylenoksydenheter i den hydrofile kjeden. således, dersom den hydrofile kjeden er for kort (antall av alkylenoksydenheter er under 40), vil separering og sedimentering forekomme dersom oppslemmingen har blitt utsatt for vibrasjon i noen dager. Det er også funnet at stabiliteten til bærervæsken reduseres ettersom lengden av den hydrofile kjeden økes over 200 eller endog 150 alkylenoksydenheter .

I tillegg til den hydrofile delen som beskrevet ovenfor, omfatter den overflateaktive forbindelsen ifølge oppfinnelsen også en hydrofob del som er tilpasset til adsorpsjon på overflaten av det pulveriserte karbonholdige materialet.

Forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse kan oppnås

ved addisjon av alkylenoksyd med 2-4 karbonatomer på en slik måte til en organisk forbindelse, som er oppbygget av hydrogen og karbon og eventuelt oksygen eller svovel og har 1-20 hydrogenatomer som er reaktive med etylenoksyd, propylenoksyd eller butylenoksyd, at en ikke-ionisk overflateaktiv forbindelse med en alkylenoksydkjede som har minst 40 alkylenoksydenheter, oppnås. Forbindelser av denne type kan uttrykkes ved den generelle formel:

hvor R er en rest av den organiske forbindelsen, Y er oksygen eller svovel, A er en alkylenoksydgruppe med 2-4 karbonatomer, n er et helt tall på 40-200, fortrinnsvis 50-150, og m er et helt tall på 1-20, hvor minst 40 gjentagende alkylenoksydenheter, f.eks. etylenoksydenheter danner en kjede.

Dersom R er avledet fra en lavmolekylær forbindelse eller fra en forbindelse med utilstrekkelig hydrofob karakter,

vil det være nødvendig å addere propylenoksyd og/eller butylenoksyd for dannelse av en blokk, for derved å oppnå

en tilstrekkelig stor hydrofob rest for å gi tilstrekkelig overflateaktivitet til sluttforbindelsen.

En annen mulighet er å modifisere forbindelse I ved innføring av en hydrofob gruppe, men i dette tilfellet bør det imidlertid observeres at den nye sluttforbindelsen må inneholde minst en polyalkylenglykolkjede oppbygget av minst 40 alky-lenoksydgrupper.

Den organiske forbindelsen til hvilken alkylenoksyd er addert, kan består av mono- eller polyfunksjonelle hydroksyl-og/eller karboksylforbindelser inneholdende 1-40 karbonatomer, eller av oligomere eller polymere forbindelser med flere hydroksyl- og/eller karboksylgrupper. Eksempler på egnede monofunksjonelle hydroksyl- og karboksylforbindelser er metanol, etanol, propanol, butanol, heksanol, cyklo-heksanol, eddiksyre, propionsyre, butansyre, heksansyre og 2-etylheksansyre. Eksempler på polyfunksjonelle hydroksyl- og karboksylforbindelser er glyserol, trimetylolpropan, butylenglykol, butantriol, heksantriol, pentaerytritol, sorbitol, sorbitan, sakkarider, slik som sakkarose, glukose, arabinose, fruktose, mannose, dekstrose, laktose og maltose, ravsyre, glutarsyre, adipinsyre, sebasinsyre, ftalsyre, isoftalsyre, dodekandikarboksylsyre og resorcinol.

Spesielt foretrukne alkylenoksydaddukter basert på poly funksjonelle forbindelser er de såkalte blokk-kopolymerer som er oppbygget av blokker bestående av etylenoksyd, propylenoksyd og eventuelt butylenoksyd. Molarvekten for propylenoksyd- eller alternativt butylenoksyd-delen eller -delene bør fortrinnsvis ligge i området 1500-4000, mens polyetylenoksyddelen eller -delene fortrinnsvis bør ha en molarvekt på 2000-10000.

Andre eksempler på forbindelser som omfattes av formel

I er alkoksylerte svovelforbindelser med den generelle formel:

hvor R"^ representerer en hydrokarbongruppe med 1-24 karbonatomer eller fortrinnsvis gruppen (A)nH, hver A-gruppe representerer en alkylenoksydgruppe med 2-4 karbonatomer,

og n = minst 40, fortrinnsvis 50-200.

I det tilfellet den organiske forbindelsen er en karboksyl-syre med 10-24 karbonatomer eller en aromatisk hydroksyl-forbindelse med 12-54 karbonatomer, er de hydrofobe gruppene tilstrekkelig store til å gi forbindelsen en tilstrekkelig overflateaktivitet og av denne grunn er en økning av den hydrofobe del ved addering av propylenoksyd og/eller butylenoksyd ikke nødvendig. Disse forbindelser kan illustreres med den generelle formel:

hvor R representerer en alifatisk gruppe eller acylgruppe med 10-24, fortrinnsvis 14-24 karbonatomer eller en substituert arylgruppe med totalt 12-54, fortrinnsvis 14-42 karbonatomer, og n er 40-200. Spesielt foretrukne er slike forbindelser hvor n er minst 40, men mindre enn 100, eller hvor n er 40-200, hvor i det siste tilfellet forholdet for etylenoksydenheter til antallet av karbonatomer i gruppen R er 3,5-

6,0 når R er en alifatisk gruppe eller acylgruppe og 3,0-

5,5 når R er en substituert arylgruppe.

Eksempler på egnede organiske forbindelser av denne type

er decylalkohol, laurylalkohol, myristylalkohol, cetylalkohol, stearylalkohol, eikosylalkohol, oleylalkohol, cyklodekanol, cykloheksandekanol, oktylfenol, nonylfenol, dodecylfenol, heksadecylfenol, dibutylfenol, dioktylfenyl, dinonylfenol, didodecylfenol, diheksadecylfenol, trinonylfenol, kaprinsyre, laurinsyre, myristinsyre, palmitinsyre, stearinsyre, olein-syre, linolsyre og arachidinsyre.

For ytterligere å illustrere den spesielle overflateaktive forbindelsen ifølge oppfinnelsen, gis følgende eksempler på nyttige forbindelser.

hvorR^betegner en alkylgruppe,R£betegner en alkylgruppe eller hydrogen og n er enten minst 40, men mindre enn 100, hensiktsmessig minst 50, men mindre enn 100, og fortrinnsvis 50-90, eller n er 40-200, fortrinnsvis 50-150, hvor i det siste tilfellet forholdet for etylenoksyenheter til antallet av karbonatomer i den substituerte fenylgruppen er 3,0-

5,5. Disubstituerte forbindelser er spesielt foretrukne og spesielt de hvori R^ og R2 er nonylgrupper.

Yt-terligere eksempler på alkylenoksydaddukter som kan anvendes i foreliggende oppfinnelse er polyalkylfenolpolymetylen eller polyalkylnaftalenpolymetylenforbindelser hvori noen

■ eller alle OH-gruppene er alkoksylerte med 40-200 alkylen-oksydgrupper, fortrinnsvis etylenoksydgrupper. Når alle OH-gruppene er alkoksylert, har polyalkylfenolpolymetylen-forbindelsene den generelle formel:

hvor R = en alkylgruppe med 1-2 0 karbonatomer

n = 40-200

m = 1-20

Som det fremgår fra det ovenstående, er dispergeringsmidlet som benyttes med foreliggende oppfinnelse normalt ikke-ionisk, dvs. det har ingen ladning. I noen tilfeller kan det imidlertid i noen tilfeller foruten det ikke-ioniske middel være egnet å tilsette et ionisk dispergeringsmiddel hvis hydrofobe del gjennom elektrostatiske tiltrekningskrefter viser forøket adsorpsjon overfor brenselspartiklene. Avhengig av om overflaten til det karbonholdige brenselmateriale utviser negative eller positive elektriske ladninger, kan en slik forbedring av adsorpsjonen gjennom elektrisk til-trekning oppnås ved å gjøre den overflateaktive forbindelsen, mer spesielt dens hydrofobe del, kationisk eller anionisk.

Det ioniske overflateaktive middel kan i prinsippet fritt velges fra kjente ioniske overflateaktive forbindelser.

Noen av de mest egnede typer av anioniske forbindelser

som generelt er tilgjengelig er de med følgende formler:

hvor R betegner en hydrofob gruppe med 8-22 karbonatomer og n er et helt tall 1 eller 2; eller et salt derav med en alkalimetall-, en jordalkalimetall-, en ammonium- eller en aminforbindelse. Blant de anioniske overflateaktive midlene kan spesielt alkylarylsulfonater med følgende formel nevnes:

hvor R^, R2og R^uavhengig av hverandre betegner en alkylgruppe med 1-18 karbonatomer eller hydrogen, forutsatt at det totale antall av karbonatomer i alkylgruppene er 6-22; eller et salt derav med en alkalimetall-, en jordalkalimetall-, en ammonium- eller aminforbindelse.

Andre egnede anioniske overflateaktive midler er alifatiske, f.eks. alkyl, sulfater og fosfater som kan illustreres med de generelle formler:

hvor R er en rett eller forgrenet, mettet eller umettet alifatisk gruppe med 10-22 karbonatomer og n er et helt tall 1 eller 2; eller et salt derav med en alkalimetall-,

en jordalkalimetall-, en ammonium- eller en aminforbindelse. Som spesifikke eksempler på alkylsulfater kan nevnes lauryl-sulfat, myristylsulfat, stearylsulfat og oleylsulfat.

Ytterligere anioniske overflateaktive forbindelser er eter-sulfater og eterfosfater med de generelle formler:

hvor R er en rett eller forgrenet, mettet eller umettet alifatisk gruppe med 8-27 karbonatomer, en monoalkyl-, dialkyl- eller trialkylsubstituert fenylgruppe inneholdende totalt 6-18 karbonatomer i alkylgruppene, eller en alkyl-cykloalkylgruppe inneholdende totalt 8-22 karbonatomer, (0CnH2n)p er en alkylenglykolkjede hvor n betegner hele tall 2, 3 og/eller 4, p er et helt tall 1-10, R^betegner hydrogen eller hvilken som helst av de ovenfor definerte

grupper R eller R(0C H„ ) ; eller et salt eller en alkali-

^ rir n 2n p

metall-, en jordalkalimetall-, en ammonium- eller en aminforbindelse.

Egnede kationiske overflateaktive midler er de som har minst en lang hydrofob kjede festet til en tertiær eller kvartær nitrogengruppe. De må være oppløselige eller disper-gerbare i vann.

Eksempler på slike kationiske overflateaktive midler er kvartære ammoniumforbindelser inneholdende en eller to hydrofobe grupper med 8-22 karbonatomer ifølge den generelle formel:

hvor R^ betegner en rett eller forgrenet, mettet eller umettet alifatisk gruppe inneholdende 8-22 karbonatomer eller en usubstituert eller substituert fenylalkylgruppe inneholdende totalt 7-22 karbonatomer i fenylalkylgruppen,

eller en alkyl-cykloalkylgruppe inneholdende totalt 8-22 karbonatomer, R^og R4betegner uavhengig av hverandre en metyl-, eller en etyl- eller en hydroksyetylgruppe og R2betegner en R^- eller R^-gruppe. A er et anion.

Andre egnede kationiske midler er tertiære ammoniumforbindelser med den generelle formel:

hvor R^, R^og R2har samme betydning som i den ovenfor angitte formel hva angår kvartære ammoniumforbindelser.

Spesielt egnede ioniske overflateaktive midler er de som inneholder en ionisk gruppe ved den hydrofobe delen i forbindelsen, dvs. umiddelbart tilstøtende til, eller inkorpo-rert i, forbindelsens hydrofobe del, og en fri tilknyttet ikke-ionisk alkylenoksydkjede. Slike ioniske forbindelser hjelper til å fremme den steriske stabilitet siden de inneholder en vannoppløselig etylenoksydkjede.

Eksempler på andre spesielt egnede ioniske overflateaktive midler er de som er beskrevet av formelen:

12 • hvor R og R uavhengig av hverandre betegner en alifatisk gruppe med 1-24 karbonatmer, eller gruppen:

hvor B betegner en oksyalkylengruppe med 3-4 karbonatomer, A betegner en oksyetylengruppe, m er et tall fra 0-50 og

n er et helt tall 2-150, spesielt 5-100, mest foretrukket 10-90; eller en kvartær forbindelse derav.

Gruppene R 1, R 2 og (B) m (A) n H må Jjusteres i forhold til hverandre slik at et overflateaktivt middel oppnås.

Andre forbindelser av en nær beslektet type er de som representeres av følgende formel:

hvor R^er en alifatisk gruppe med 8-24 karbonatomer og gruppen H(A) a (B), jo, A er en oksyetylengruppe, B er en oksyalkylengruppe med 3-4 karbonatomer, a er minst 40, fortrinnsvis 50-150, b er et tall fra 10-25, n er et tall fra 2-6

og m er et tall fra 1-3.

Eksempler på slike forbindelser er reaksjonsprodukter fra alkylendiaminer, dialkylentriaminer eller trialkylentetra-aminer til hvilke propylenoksyd og/eller butylenoksyd og etylenoksyd er addert for derved å oppnå en molekylvekt fra ca. 14000 til 20000 og et etylenoksydinnhold fra ca. 70-80 vekt-%.

Ytterligere egnede forbindelser er de med den generelle formel:

hvor R1og R2er hydrogen eller en alkylgruppe med 1-22 karbonatomer, forutsatt at summen av antallet karbonatomer i R-^ ogR2er minst 6, og Z, betegner gruppen -SO^H, -CH2NHR3R4X~ eller -CH2NR3R4R5X~, hvor R3, R4og R5er alkyl- og/eller hydroksyalkylgrupper med 1-4 karbonatomer og X er et anion og n er 40-200, fortrinnsvis 50-150 og mest foretrukket 60-90; eller et salt derav.

I disse sistnevnte forbindelser er og R2vanligvis hydrogen eller en butyl-, oktyl-, nonyl- eller dodecylgruppe. Disse forbindelser viser, i kombinasjon med ikke-ioniske overflateaktive etylenoksydaddukter, meget fordelaktige egenskaper og det er mulig å fremstille en vandig fast brenseloppslemming med denne kombinasjonen som viser en meget høy faststoffkonsentrasjon, tilfredsstillende stabilitet og lav viskositet.

Den mest foretrukne kombinasjon er en som, som ionisk bestand-del inneholder en tertiær hydrogenforbindelse.

Konsentrasjonen av de overflateaktive midlene i den vandige oppslemming ifølge foreliggende oppfinnelse er totalt opptil 0,02-2 vekt-%, basert på den vandige oppslemming. Konsentrasjonen av de overflateaktive forbindelsene ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis 0,05-0,8 vekt-% av oppslemmingen .

Mengden av benyttet ionisk overflateaktivt middel i forhold til mengden av ikke-ionisk overflateaktivt middel er avhengig av graden av partikkeloverflateladning. Vanligvis tilsettes det ioniske middel i en mengde på 0,1-33, fortrinnsvis 0,5-25, mer foretrukket 2-8 vekt-% av den totale mengden av overflateaktive additiver.

I tillegg til den ovenfor nevnte spesifikke overflateaktive forbindelse ifølge oppfinnelsen, kan bærervæsken også innbefatte andre konvensjonelle additiver, slik som antimikrobielle midler, anti-skummingsmidler, pH-modifiserende additiver, og konvensjonelle stabilisatorer som øker effek-ten av den overflateaktive forbindelsen ifølge oppfinnelsen eller gir en ytterligere effekt.

Tilsetningen av konvensjonelle stabilisatorer er i det vesentlige egnet når dispergeringsmidlets hydrofile del er relativt kort. Eksempler på konvensjonelle stabilisatorer er beskyttende kolloider slik som xantangrummi, cellulosederivater, slik som karboksymetylcellulose, etyl-hydroksyetylcellulose, hydroksyetylcellulose, leirer, slik som attapulgitt, sepiolitt, bentonitt, aluminiumhydroksyd, silisiumdioksydgel, cellulosesuspensjoner, kjønrøk, stivelse og stivelsesderivater.

Dersom ytterligere additiver skal anvendes i tillegg til den spesifikke overflateaktive forbindelsen, er regelen at dne konvensjonelle stabilisator bør tilsettes opp til en konsentrasjon på høyst 1 vekt-%, fortrinnsvis høyst 2 vekt-%, mens anti-skummingsmidlet bør tilsettes opp til en konsentrasjon på høyst 0,1 vekt-%, alt basert på vekten av bærervæsken. Det pH-modifiserende additiv som fortrinnsvis er et alkalimetallhydroksyd, slik som natriumhydroksyd, tilsettes i en slik mengde at bærervækens pH-verdi forår-sakes til å ligge på den alkaliske siden, f.eks. over pH

10, for derved å eliminere korrosjonsproblemer i transport-og lagringsutstyret.

Videre, den vandige bærervæsken ifølge oppfinnelsen inneholder som hovedkomponent et fast brensel i form av et pulverisert, karbonholdig materiale. Som tidligere nevnt velges det karbonholdige materialet blant bituminøst kull, antrasittisk kull, sub-bituminøst kull, lignittisk kull, trekull og petroleumkoks. Dersom man ser bort fra faststoffinnholdet som er betinget av additivene, kan innholdet i bærervæsken av pulverisert, karbonholdig materiale settes lik faststoffinnholdet i bærervæsken, dvs. det er 65-90 vekt-%, fortrinnsvis 70-80 vekt-%, basert på totalvekten av bærervæsken. Det pulveriserte karbonholdige materialet behøver ikke utsettes for noen behandling for å øke dets hydrofobi-sitet.

Partikkelstørrelsen til det pulveriserte, karbonholdige materialet spiller en viktig rolle hva angår stabiliteten til bærervæsken ifølge oppfinnelsen. For å oppnå en opti-mal partikkelstørrelse må flere forhold tas i betraktning. For det første må urene, faste brensler, slik som kull, konsentreres for å eliminerer uorganiske urenheter fra det organiske materialet.Partikkelstørrelsen må tilpasses slik at den vil tillate tilfredsstillende frigjøring av urenhetene. For det annet bør brensel-bærervæskene fortrinnsvis ha en partikkelstørrelse som ikke overskrider 100-250 um for å sikre fullstendig forbrenning av brenselpartiklene i flammen. Det er også ønskelig å holde nede den fraksjon av partiklene som er større enn 100 um for derved å minimaliere slitasje i bæreren og lignende utstyr for håndtering av bærervæsken. For det tredje må partikkel-størrelsesf ordelingen naturligvis være slik at den i størst mulig grad medfører et minimum vanninnhold, minimum viskositet og maksimum stabilitet hos bærervæsken.

På grunn av de gunstige egenskapene til den spesifikke

aktive forbindelsen ifølge foreliggende oppfinnelse, er det sistnevnte krav hva angår partikkelstørrelsesfordelingen ikke så kritisk som normalt tilfelle er i høykonsentrerte vandige oppslemminger av faste brensler, og oppfinnelsen tillater visse svingninger i partikkelstørrelsesfordelingen, som tilfellet normalt er under kommersielle produksjons-betingelser, uten uheldig innvirkning på bærervæskens viskositet eller stabilitet. Dessuten er det funnet at for foreliggende oppfinnelse bør partikkelstørrelsen ligge i området 0,1-350 um, fortrinnsvis 1-250 um. For maksimale resultater bør imidlertid partikkelstørrelse ikke overskride ca. 200 um.

For noen anvendelser, slik som brenning av brensel-bærervæsken i et virvelsjikt eller injeksjon av brensel-bærervæsken i masovner, er partikkelstørrelsen til det pulveriserte, karbonholdige materialet ikke spesielt kritisk, og brensel-bærervæsken kan innbefatte relativt store partikler uten å forårsake noen vanskeligheter. Man bør imidlertid ikke gå over en partikkelstørrelse på ca. 0,5 mm på grunn av risikoen for partikkelsedimentering hvilket kan forekomme dersom partiklene er for store.

Oppfinnelsen har ovenfor blitt beskrevet under henvisning til det trekk derav som angår en vandig bærervæske for et fast brensel.

Fremgangsmåten for fremstilling av en vandig bærervæske ifølge foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i forbindelse med et fast brensel i form av bituminøst kull. Den grunnleggende teknologi er den samme for andre faste brensler, slik som sub-bituminøst, antrasittisk og lignittisk kull, trekull og petroleumkoks og andre faste raffineri-biprodukter osv., eller kombinasjoner derav, selv om disse brenseltyper ikke i hvert henseende behandles på samme måte. således krever ikke visse faste brensler det rensings-trinn som er beskrevet og anvendt for det nedenfor omtalte kull, mens noen brensler som har høy affinitet til vann (trekull, lignittisk kull osv.) krever en overflatebehand-ling for å øke de hydrofobe egenskapene, og i noen tilfeller nødvendiggjør forskjellene i de mekaniske egenskapene til forskjellige kulltyper et måleutstyr som er forskjellig fra det utstyr som er beskrevet nedenfor for bituminøst kull.

Et egnet utgangsmateriale er bituminøst kull som har blitt knust i en viss grad og utsatt for primær konsentrasjon på konvensjonell måte, slik at innholdet av uorganisk materiale i kullet, eksklusive-fuktighet, har blitt redusert til ca. 5-20 vekt-%. Det resulterende produkt reduseres deretter på konvensjonell måte til en partikkelstørrelse egnet for et første maletrinn som fortrinnsvis er en våt-maleoperasjon i en kule- eller stangmølle.

Ved dette første maletrinn oppnås tre formål:

1. Maling til en maksimum partikkelstørrelse som gir en tilstrekkelig frigjøring av uorganiske urenheter i kullet.

2. Maling til en maksimum partikkelstørrelse egnet for den tilsiktede bruk, dvs. en partikkelstørrelse som kan brenne ut fullstendig i reaksjonssonen, f.eks. en

flamme,

3. Maling til en partikkelstørrelsesfordeling egnet for

de reologiske egenskapene til brenslet.

Betingelsene som må oppfylles for å oppnå formålene 1 og

2 gis dels av kullets mineralogi og dels av anvendelses-metoden. Som tidligere nevnt bør en partikkelstørrelse på ca. 0,5 mm ikke overskrides, og normalt er den ikke over 350 um. Vanligvis foretrekkes det at den maksimale partikkelstørrelse er ca. 100-200 um.

Når det gjelder partikkelstørrelsesfordelingen er det et velkjent faktum at størrelsesfordelingen for et partikkel-aggregat kan optimaliseres for å minimalisere poreantallet i partikkelaggregatet, dvs. det volum som ikke opptas av fast stoff. I foreliggende oppfinnelse foreligger intet absolutt krav på noen spesiell fordeling for å oppnå en sammensetning med et lavt vanninnhold, lav viskositet og tilfredsstillende stabilitet.Undersøkelser av en rekke kulltyper viser at, både avhengig av typen av kull og måle-metode, så kan forskjellige sammensetninger av partikkelformer identifiseres i partikkelaggregatet etter maleoperasjonen. Dette betyr at det for hver kulltype og for hver maleoperasjon, dvs. malekretsen og mølletypene inkludert deri, forekommer en gitt størrelsesfordeling som gir et optimalt vanninnhold og viskositet og som kan fastsettes av fagmannen.

Dessuten kan partikkelgeometriene til sammensetningen påvirke reologien og stabiliteten. Det er således mulig å velge visse mølletyper for møllekretsen for å oppnå dominans av f.eks. likeaksiale korn eller skiveformede og flaklignende korn, for derved å.påvirke sammensetningens sluttegenskaper på en måte som er gunstig for hver spesiell anvendelse.

Det er imidlertid et viktig trekk ved foreliggende oppfinnelse at de stabiliserende og viskositetsreduserende kjemiske additiver for oppnåelse av nyttige brensler med lave vanninnhold, ikke er kritisk avhengig av spesielle størrelses-fordelinger. på den annen side er det fordelaktig, ifølge kjente prinsipper, å oppnå slike størrelsesfordelinger som gir et maksimum innhold av fast stoff i sammensetningen, og ytterligere fordeler oppnås ved å regulere partikkelformene.

Tilbøyeligheten for forskjellige mølletyper til å gi forskjellige partikkelgeometrier kan eksemplifiseres som følger:

- Hammermølle: Dominans av likeaksiale partikler

ved maling av bituminøst kull.

- Våtmaling i stang- Dominans av uregelmessige spisse og mølle: nålformede partikler ved maling av bituminøst kull.

- Szego-mølle: Flate, flakformede partikler ved

(fra General Com- maling av bituminøst kull.

minution, Inc.

Toronto, Canada)

Noen eksempler på egnede størrelsesfordleinger er følgende:

1. Bituminøst kull fra United Coal Companies, Virginia,

USA (Widow Kennedy Seam)

Følgende partikkelstørrelsesfordeling har resultert i ferdige bærervæsker inneholdende en fast fraksjon på opptil 83,5%

(total fraksjon av faststoff, vekt-% av tørrstoff):

2. Bituminøst kull fra Cape Breton Development Co., Nova Scotia, Canada (Harbour Seam)

Følgende partikkelstørrelsesfordeling har resultert i ferdige bærervæsker inneholdende en faststoff-fraksjon på opptil 78% (vekt-% tørrstoff):

I det mest typiske tilfelelt bruker det første maletrinnet våtmaling i en kulemølle og/eller stangmølle. Dette ute-lukker ikke bruken av andre konvensjonelle mølletyper som er kjent for fagmannen og kan velges avhengig av de karakteristiske maleegenskapene til hver kulltype. Møllekretsen som omfatter en eller flere møller og sorteringsapparatur,

er konstruert på en slik måte at betingelsene 1-3 som nevnt tidligere, oppfylles. For å oppnå en egnet størrelsesfor-deling må malekretsen konstrueres på en spesiell måte fordi det er bare i unntagelsestilfeller at passasjen gjennom en mølle eller flere møller av samme type resulterer i en egnet fordeling. I de fleste tilfeller oppnås de beste resultater med en møllekrets basert på en oppdeling i forskjellige fraksjoner, hvorved kullets naturlige tilbøyelig-het til å gi en spesiell størrelsesfordeling kan motvirkes.

En av vanskelighetene som møtes i disse maleoperasjoner ligger i at deres partikkelstørrelsesfordeling gir en konsentrasjon av partikler i det mellomliggende området slik at fordelingen vil bli for snever, hvilket betyr at volum- konsentrasjonen av faststoff vil bli utilstrekkelig. Dette kan unngås ved å konstruere møllekretsen f.eks. på

følgende måte.

Kull innføres sammen med vann i en kulemølle for våtmaling. Maleproduktet som er grovere enn sluttproduktet fra det

første maletrinnet, føres til en sikt som tillater materialet hvis partikkelstørrelse er under den ønskede maksimum-størrelse å passere. Grovt materiale som ikke passerer gjennom sikten føres til en annen kulemølle hvor størrelses-reduksjon bevirkes for å øke finfraksjonen i det sluttelige maleproduktet. En hydrocyklon anordnet etter kulemøllen separerer maleproduktet fra kulemøllen i en fin og en grov fraksjon, og det grovere materialet resirkuleres til kule-møllen. Den fine fraksjonen resirkuleres til sikten, hvorved det sluttelige maleprodukt oppnås som har en maksimum størrelse bestemt av sikten og som inneholder både grovere og finere partikler i det ønskede området.

Eksemplet ovenfor er på ingen måte den eneste tenkelige løsning på en malekrets for det første maletrinnet og er kun ment å vise hvordan et egnet maleprodukt kan oppnås ved bruk av konvensjonell maleteknikk. En fagmann innen teknikk og som kjenner til de ovenfor beskrevne prinsipper som gjelder partikkelstørrelser og partikkelstørrelses-fordelinger, samt egenskapene til den type kull som er til rådighet, kan utprøve og konstruere fungerende malekretser basert på kjente mølletyper.

Maleprodukter fra det første maletrinnet, som suspenderes

i en vandig fase, kan deretter, om nødvendig, føres til en separeringsprosess hvor uorganiske komponenter separeres fra vesentlig organiske faste brenselkomponenter. Separerings-prosessen består vanligvis av skumfIotasjon i ett eller flere trinn, hvorved enten

i) organiske komponenter heves ved utnyttelse av deres naturlige floterbarhet eller, dersom dette skulle være utilstrekkelig, ved hjelp av et fIotasjonsmiddel, slik

sm kerosen eller brenselolje som fremmer floterbarheten. Samtidig kan pyritt passiveres ved tilsetning av f.eks. FeCl^, kalsiumioner eller andre additiver som reduserer affiniteten for pyritten til luftbobler. En rensing utført på denne måte er, avhengig av kulltypen, funnet å gi askeinnhold på 1-5% i kullkonsentrater; eller

ii) flotasjonen utføres omvendt slik at kullet passiveres og uorganiske komponenter floteres av ved hjelp av hydrofob-gjørende additiver som selektivt gjør uorganiske additiver hydrofobe.

Flotasjon kan også utføres i deltrinn mellom mellomliggende maletrinn for mellomprodukter for frigjøring av ytterligere uorganisk stoff og øke renheten til sluttkonsentratet.

Foruten flotasjon kan renseprosessen også innbefatte andre fysikalske separeringsprosesser slik som høyintensiv magnetisk separering og andre kjente renseprosesser som kan benyttes for fine partikler i våtfasen.

Flotasjon kan resultere i visse forandringer i partikkel-størrelsesf ordelingen sammenlignet med maleproduktet fra det første maletrinnet. Et annet maletrinn for en gitt strøm av konsentratpartikler må derfor foretas i visse tilfeller, primært for å kompensere for tapet av de fineste partiklene i partikkelaggregatet.

Valget av mølletypen vil avhenge av nødvendigheten for

maling av en gitt delmengde materiale, vanligvis 5-25%

av totalmengden, til en gitt maksimum partikkelstørrelse,

og representerer ingen vanskeligheter for fagmannen som kjenner til den ønskede sluttelige partikkelstørrelses-fordeling.

Konsentratet fra det første maletrinnet, eller fra det

andre maletrinnet, dersom et slikt anvendes, har et faststoffinnhold på ca. 20-50 vekt-%, vanligvis ca. 25 vekt-%. Konsentratet må derfor avvannes til et vanninnhold som

fortrinnsvis er en eller to prosentenheter lavere enn vann-innholdet i den sluttelige sammensetning, fordi additivene som benyttes fortrinnsvis tilsettes i form av vandige oppløs-ninger .

Avvanning foretas normalt i to trinn, dvs. fortykning fulgt av filtrering i enten et vakuumfilter eller et pressfilter.

I noen tilfeller kan et flokkuleringsmiddel være tilstede

i fortykningsmidlet forutsatt at det ikke samvirker med additivene for bærervæskesammensetningen ifølge oppfinnelsen.

Når ekstremt lave vanninnhold er ønsket, f.eks. under 20 vekt-%, kan avvanning fullendes ved tilblanding av et tørt, malt og tilstrekkelig rent kullprodukt.

Etter avvanning blir det til den resulterende filterkaken tilsatt ett eller flere additiver innbefattet i det minste den overflateaktive forbindelsen ifølge oppfinnelsen.

Som nevnt ovenfor tilføres additivet i form av en vandig oppløsning tilblandet til filterkaken. Blandeprosessen og -apparaturen er konstruert på en slik måte at blandingen vil bli så homogen som mulig og slik at partikkeloverflåtene dekkes så fullstendig som mulig av additivet.

Etter avvanningen er foretatt og additivet er tilført,

er sammensetningen pumpbar og pumpes til lagringstanker for ytterligere transport til brukeren.

For ytterligere å illustrere oppfinnelsen gis følgende eksempler på oppslemminger som er nyttige som bærervæsker ifølge oppfinnelsen for grove korn av karbonholdig materiale med en partikkelstørrelse på opptil 25 mm. I eksemplene besto det pulveriserte karbonholdige materialet i bærervæske-oppslemmingene av bituminøst kull fra østre USA, mer spesielt fra United Coal Companies, Virginia, USA (Widow KennedySeam).Sammensetningen av dette kull har blitt spesifisert tidligere. Etter våtmaling i en stangmølle og kulemølle ble det oppnådd partikler som hadde en partikkelstørrelse som også har blitt angitt ovenfor. Kullpulverets spesifikke overflateareal var 4,5 m<2>/g, bestemt ifølge BET-metoden ved nitrogenadsorpsjon.

Eksempel 1

En oppslemming ble fremstilt fra

- 68,0 vektdeler kullpulver

0,35 vektdeler av en 75/25 blanding av overflateaktive midler omfattende etoksylert (11 EO) dinonylfenol og kvartært, etoksylert kokosoljeamin.

- 31,65 vektdeler vann.

For fremstilling av oppslemmingen ble det tørre kullpulveret blandet med vannet, hvoretter oppløsningen av den overflateaktive blanding (0,70% faststoffinnhold) tilsatt for å

gi en oppslemming med et totalt faststoffinnhold på 68%.

Reologiske data for oppslemmingen ble bestemt ved hjelp

av et Contraves Reomat 115-viskosimeter. Resultatet oppnådd i løpet av 2,21 minutters akselerasjon fra 0 til 450 s ^, 5,0 minutter ved 450 s ^ og retardasjon i løpet av 2,21 minutter, er vist i tabell 1.

Eksempel 2

En oppslemming ble fremstilt fra:

- 81,0 vektdeler kull,

0,77 vektdeler av en 75/25 blanding av overflateaktive

midler ifølge eksempel 1

- 18,23 vektdeler vann.

For å fremstille oppslemmingen gikk man frem på samme måte som i eksempel 1. De reologiske egenskapene er angitt i tabell 2.

Oppslemminger fremstilt ifølge eksempel 1 og eksempel 2 ovenfor, ble utprøvet i praksis ved statisk og vibrerende lagring og transport med skip i en periode på 4 uker.

Ingen separering av vannet fra de faste stoffene kunne observeres.

Eksempler 4- 12

Mengdene av de respektive additiver som angitt i tabell 1, ble oppløst i 30 ml vann med en hardhet på 1,2° dH, hvoretter 70 g kullpulver ble tilsatt og omrørt med en glasstav i 1 minutt. Utseende på suspensjonen ble deretter bedømt ifølge en skala fra 1 til 4 hvor

1 = tørr ("fast")

2 = viskøs.Utilfredsstillende pumpbarhet.

3 = væskeformig. Egnet for pumping.

4 = lettflytende. Utmerket pumpbarhet.

Suspensjonen ble holdt i 48 timer i et forseglet begerglass og deretter inspisert spesielt med henblikk på sedimenterings-stabilitet.

I tabell 1 angår eksempler 4-12 bærervæsker ifølge foreliggende oppfinnelse, mens forsøk A-G er sammenligninger. Eksemplene viser klart den effekt som oppnås dersom etylenoksydkjeden inneholder, ifølge foreliggende oppfinnelse, det definerte antall repeterende enheter.

Merk: I tabell 1 betegner EO "etylenoksy" og PO betegner "propylenoksy".

Eksempler 13 - 17

Det ble fremstilt oppslemminger fra bituminøst sterkt flyk-tig kull (ex Cape Breton Development Corporation, Sydney, Nova Scotia) malt til minus 200 um i størrelse, vann og dinonylfenoletylenoksyd-addukt ifølge tabell 2.

Viskositetene til oppslemmingene ble målt ved 451 resiproke sekunders skjærhastighet i et Contrave Rheomat 115-visko-meter. Resultatene ble oppnådd og gradert på en skala fra 1 til 4, hvor:

1 betegner en viskositet på over 600 centipois

2 betegner viskositeter mellom 500 og 600 centipois

3 betegner viskositeter mellom 400 og 500 centipois

4 betegner viskositeter under 400 centipois.

Viskositetsverdier over 50 er utilfredsstillende.

Følgende eksempler illustrerer den pumpbare oppslemming ifølge foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 18

Forskjellige mengder av et bituminøst øst canadisk kull fra

Harbour Seam, Cape Breton Development Corp., Sydney N.S.) med en partikkelstørrelse større enn 3 og mindre enn 10 mm, ble tilsatt under omrøring til en bærervæske for kull/vann-oppslemming vesentlig ifølge eksempel 16.

Siktanalyse av den opprinnelige kull/vann-oppslemming som ble oppnådd fra den samme kulltype, viste at:

10 0 vekt-% av partiklene passerte en sikt med 250 åpninger

Viskositetene til oppslemmingene ved 25°C ble bestemt etter 1 minutts rotasjonstid ved 6 omdr./min. i et Brookfield LVT-viskosimeter ved bruk av Spindel 3. Resultatene er vist i nedenstående tabell:

Den opprinnelige bærervæske for kull-vann-oppslemming, dvs. uten grove partikler ble inndampet til forskjellige nivåer og dens viskositet ble målt medBrookfield-viskosimeteret ved 25°C. Resultatene er vist i nedenstående tabell:

Fra tabellen fremgår det at den relative viskositet var betydelig høyere ved det samme vanninnhold sammenlignet med oppslemmingene med det samme fuktighetsinnhold inneholdende grove partikler.

Det ble forsøkt å fremstille en oppslemming så konsentrert som mulig fra det samme kullpartikkelinnhold og med de samme additiver som den opprinnelige oppslemming ble fremstilt fra. Ingen hellbare oppslemminger kunne fremstilles med et vanninnhold under 23-24 vekt-%.

Forsøk viste også at det var umulig å fremstille en oppslemming inneholdende kun grove partikler som den dispergerte fase med det samme vanninnhold som den opprinnelige bærervæsken uten tilsatte grove partikler.

Eksempel 19

Forskjellige mengder av grove kullpartikler (samme som

i eksempel 18) ble tilsatt til en bærervæske for kull-vann-oppslemming lik den i eksempel 18. Disse oppslemminger ble overført til en tank til hvis bunn det ble festet et 3,80 m langt vertikalt rør med en indre diameter på 0,05

m. Røret ble forsynt med en ventil ved sin nedre ende. Tiden som skulle til for å tømme 32 dm<3>av de forskjellige oppslemmingene ble bestemt. Resultatene er vist i nedenstående tabell.

Fra tabellen fremgår det at oppslemmingen ifølge foreliggende oppfinnelse innbefattende grove kullpartikler hadde en tilfredsstillende pumpbarhet. Den tid som skulle til for å overføre en fordampet bærervæske for kull-vann-oppslemming gjennom røret var imidlertid betydelig lengre ved de fuktighetsinnhold som er gitt i ovenstående tabell for oppslemminger inneholdende grove partikler.

Claims (10)

1. Pumpbar vandig oppslemming av et fast brensel i form av et pulverisert, karbonholdig materiale, karakterisert ved at den vandige oppslemming består av grove korn av det karbonholdige materialet som har en partikkelstørrelse på opptil 25 mm, idet nevnte korn er suspendert i en bærervæske med et faststoffinnhold på 65-90 vekt-% og bestående av vann og pulverisert, karbonholdig materiale og 0,02-2 vekt-% av minst ett additiv som innbefatter en vannoppløselig, overflateaktiv forbindelse som er et alkylenoksydaddukt med en hydrofob del og en hydrofil del, hvor den hydrofile delen består av minst en polyalkylenoksydkjede med en lengde på 40-200 alkylenoksydenheter .

2. Pumpbar vandig oppslemming ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder 20-40% av det grovkornede karbonholdige materialet, basert på totalvekten av den vandige oppslemming.

3. Pumpbar vandig oppslemming ifølge krav 1, karakterisert ved " at alkylenoksydadduktet er ikke-ionisk og at det overflateaktive additiv i bærervæsken ytterligere innbefatter et ionisk overflateaktivt middel.

4.P umpbar vandig oppslemming ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at det pulveriserte karbonholdige materiale i bærervæsken har en partikkelstørrelse på høyst ca. 0,5 mm.

5.P umpbar vandig oppslemming ifølge et hvilket som helst av kravene 1-3, karakterisert ved at det grovkornede karbonholdige materiale har en partikkel-størrelse på minst ca. 1 mm.

6.P umpbar vandig oppslemming ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at bærervæsken inneholder 0,05-0,8 vekt-% av en vannoppløse-lig overflateaktiv forbindelse.

7. Pumpbar vandig oppslemming ifølge et hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at bærervæsken inneholder, i tillegg til den vann-oppløselige overflateaktive forbindelse, ytterligere additiver som er valgt fra stabilisatorer, anti-skummingsmidler, pH-modifiserende additiver og antimikrobielle midler.

8. Fremgangsmåte for fremstilling av en pumpbar vandig oppslemming av et fast brensel i form av et pulverisert, karbonholdig materiale, karakterisert ved at man fremstiller en bærervæske som har et faststoffinnhold på 65-90 vekt-% og består av vann og pulverisert, karbonholdig materiale og 0,02-2 vekt-% av minst et additiv som innbefatter en vannoppløselig overflateaktiv forbindelse bestående av et alkylenoksydaddukt med en hydrofob del og en hydrofil del, idet nevnte hydrofile del består av minst en polyalkylenoksydkjede med en lengde på minst 40, fortrinnsvis 50-200 alkylenoksydenheter, og tilsetter til den således fremstilte bærervæske grove korn av det karbonholdige materiale med en partikkelstørrelse på opptil ca. 25 mm.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at bærervæsken fremstilles ved en fremgangsmåte som innbefatter følgende trinn: a) våtmaling av et karbonholdig utgangsmateriale sammen med vann ved et faststoffinnhold på 20-50 vekt-% i minst et maletrinn; b) separerer, om nødvendig, uorganisk materiale i det karbonholdige utgangsmaterialet fra det karbonholdige materialet i nevnte utgangsmateriale; c) avvanner det karbonholdige materialet til et faststoffinnhold som er vesentlig lik faststoffinnholdet i den sluttelige bærervæsken; d) tilsetter bærervæskens additiv og fordeler additivet i det avvannede karbonholdige materialet.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved tilsetning til bærervæsken av 20-40%, basert på totalvekten av den vandige oppslemming, av det grovkornede, karbonholdige materialet.