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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung eines festen Brennstoffs aus Rohmaterialkohle.
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Beispiele
bekannter Technologien zur Herstellung fester Brennstoffe aus Rohmaterialkohle schließen das
in der
JP 7-233383 A beschriebene Herstellungsverfahren
ein. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren wird
ein Mischöl, das
ein Schweröl
und ein Lösungsöl enthält, mit
poröser
Kohle gemischt, um eine Rohmaterialschlämme anzusetzen, wobei die sich
ergebende Schlämme
erhitzt wird, um die Entwässerung
der porösen Kohle
zu erleichtern, und dem das Schweröl und das Lösungsöl enthaltenden Mischöl außerdem erlaubt wird,
von den Poren der porösen
Kohle aufgenommen zu werden. Danach wird die sich ergebende Schlämme einer
Fest-Flüssig-Trennung
unterzogen.
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Gemäß dem in
dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines
festen Brennstoffs wird die Kohle entwässert und kann zudem ein hochkaloriger
fester Brennstoff produziert werden, der sich schlecht selbst entzündet, eine
hervorragende Transporteignung hat und eine hervorragende Lagerfähigkeit
hat.
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Ein
solches Verfahren ist insbesondere für niedrig inkohlte Kohle nützlich,
die generell einen hohen Feuchtigkeitsgehalt enthält und niederkalorig
ist. Da poröse
Kohle großen
Mengen Wasser enthält,
ist der Transport der porösen
Kohle gleichbedeutend mit dem Transport von Wasser, weswegen die
Transportkosten verhältnismäßig hoch
sind. Unter diesem Gesichtspunkt ist die Transporteignung schlecht
und ist der Kaloriengehalt entsprechend dem hohen Feuchtigkeitsgehalt
geringer. Es ist daher wünschenswert,
dass die poröse
Kohle entwässert
wird. Wenn diese Entwässerung
jedoch durch ein Entwässerungsverfahren
der Verdampfungstrocknungsart erfolgt, bei dem ein Rohrtrockner
oder dergleichen verwendet wird, besteht die Gefahr, dass es aufgrund der
Adsorption von Sauerstoff an aktiven Stellen in den Poren der entwässerten
porösen
Kohle und einer Oxidationsreaktion zu einem Unfall durch Selbstentzündung kommt.
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Bei
dem in der obigen Druckschrift offenbarten Verfahren zur Herstellung
eines festen Brennstoffs wird das Wasser in den Poren der porösen Kohle
dagegen durch das Erhitzen der Rohmaterialschlämme (des Gemischs aus dem das
Schweröl und
das Lösungsöl enthaltenden
Mischöl
und der porösen
Kohle) gasifiziert und verdampft und wird außerdem das Innere der Poren
mit dem das Schweröl enthaltenden
Mischöl
bedeckt und füllt
dieses Mischöl
schließlich,
und zwar vorrangig das Schweröl,
die Poren. Daher werden die oben angesprochene Adsorption von Sauerstoff
an aktiven Stellen in den Poren und die Oxidationsreaktion und dadurch
auch die Selbstentzündung
unterdrückt.
Darüber
hinaus kommt es durch die oben beschriebene Erhitzung zu einer Entwässerung
und erhöht
sich aufgrund der Entwässerung
und der sich mit Öl
füllenden
Poren wie oben beschrieben der Kaloriengehalt. Folglich kommt es
zur Entwässerung
und kann außerdem
ein hochkaloriger fester Brennstoff produziert werden, der sich
schlecht selbst entzündet,
eine hervorragende Transporteignung hat und eine hervorragende Lagerfähigkeit
hat.
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Im
Hinblick auf die Vorrichtung zur Herstellung des oben beschriebenen
festen Brennstoffs offenbart die oben beschriebene Druckschrift
(JP 7-233383 A) eine Vorrichtung zur Herstellung eines festen Brennstoffs,
die einen Mischtank, in dem ein Mischöl, das ein Schweröl und ein
Lösungsöl enthält, mit
einer porösen
Kohle gemischt wird, um eine Rohmaterialschlämme anzusetzen, einen Verdampfer zum
Erhitzen der Rohmaterialschlämme,
um so Dampf zu entfernen, und eine Fest-Flüssig-Trenneinrichtung enthält, um die
erhitzte und behandelte Schlämme
einer Fest-Flüssig-Trennung zu unterziehen.
Dabei entspricht die poröse
Kohle einer niedrig inkohlten Kohle. Die Vorrichtung zur Herstellung
eines festen Brennstoffs stellt eine grundlegende Vorrichtung zur
Erzeugung des oben beschriebenen festen Brennstoffs dar.
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Bei
dem in der oben beschriebenen Druckschrift offenbarten Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs erfolgt die Fest-Flüssig-Trennung der
Schlämme
nach der Entwässerungsbehandlung (Wasserverdampfungsbehandlung)
zum Beispiel wie folgt. Die entwässerte
Schlämme
wird der Fest-Flüssig-Trennung mit einer
mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
wie z. B. einer Trennschleuder unterzogen, wobei der auf diese Weise
abgetrennte (im feuchten Zustand befindliche) Feststoff in einem Trockner
erhitzt wird, während
ein Trägergas
hindurchströmt,
um so das Öl
zu verdampfen. Das sich ergebende verdampfte Öl (im Folgenden auch als Verdampfungsöl bezeichnet)
wird zusammen mit dem Trägergas
einem Kühler
zugeführt
und kondensiert (das gasförmige Öl wird zu
flüssigem Öl umgewandelt),
um so wiedergewonnen zu werden (siehe Absatz [0040] in der oben
beschriebenen Druckschrift).
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Wenn
das Öl
in dem oben beschriebenen Trockner verdampft, wird ein fester und
zudem feinpulvriger Brennstoff produziert, d. h. ein feines Pulver festen
(Kohle-) Brennstoffs (nachstehend auch als feines Kohlepulver bezeichnet).
Dieser feinpulvrige Festbrennstoff besteht aus feinen Teilchen und
wird daher in dem Trägergas
aus dem Trockner mitgerissen und so zum Kühler transportiert.
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Zwar
kann dieser feinpulvrige Festbrennstoff entfernt werden, indem zwischen
dem Trockner und dem Kühler
ein Staubabscheider angeordnet wird, doch kann das feine Pulver
nicht vollständig
entfernt werden. Daher haftet und sammelt sich das feine Pulver
innerhalb des Rohrs an, was zu Problemen führt, z. B. dass das Rohr verstopft.
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Die
Temperaturen sind nämlich
bezogen auf das Rohr zwischen dem Staubabscheider und dem Kühler in
der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts
gering, wobei es dort Stellen gibt, an denen die Temperaturen kleiner
als oder gleich hoch wie die Taupunkttemperatur des verdampften Öls sind,
wobei das Öl
an diesen Stellen kondensiert, sodass das feine Pulver anhaftet.
Das feine Pulver sammelt sich an und verstopft schließlich das
Innere des Rohrs.
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Der
Erfindung erfolgte in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände.
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Die
Erfinder führten
ausführliche
Untersuchungen durch, um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden,
wodurch es zu der Erfindung kam. Durch die Erfindung können die
oben beschriebenen Probleme überwunden
werden.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung eines festen Brennstoffs aus niedrig inkohlter Kohle,
die als Rohmaterial dient, und hat die folgende Gestaltung.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur
Herstellung eines festen Brennstoffs aus Rohmaterialkohle die Schritte Einmischen
der Kohle in ein Mischöl,
das ein Schweröl
und ein Lösungsöl enthält, um eine
Rohmaterialschlämme
anzusetzen; Erhitzen der Rohmaterialschlämme in einem Verdampfer, um
Wasser zu verdampfen; Unterziehen der sich ergebenden Rohmaterialschlämme einer
Fest-Flüssig-Trennung
mit einer mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung, um
einen abgetrennten Feststoff (Kuchen) zu erzielen; Erhitzen des
abgetrennten Feststoffs in einem Trockner, während ein Trägergas hindurchströmt, um so
das Öl
zu verdampfen und einen festen Brennstoff zu produzieren; und Kühlen des
Trägergases
aus dem Trockner in einen Kühler,
um Öl in
dem Trägergas
wiederzugewinnen, wobei in der Nachbarschaft eines Kühlereinlassabschnittes
eines Rohrs zum Einführen
des Trägergases
in den Kühler
ein Öl
fließen gelassen
wird.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs der ersten
Ausgestaltung wird für
das Öl,
das in das Rohr zum Einführen
des Trägergases in
den Kühler
fließen
soll, gemäß einer
zweiten Ausgestaltung mindestens eines der folgenden Öle verwendet:
das im oben beschriebenen Kühler
kondensierte Öl;
das durch die Fest-Flüssig-Trennung
mit der oben beschriebenen mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung abgetrennte Öl; und das
mit dem oben beschriebenen Kühler
kondensierte und wiedergewonnene Öl.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs der ersten
und zweiten Ausgestaltung wird das mit dem oben beschriebenen Kühler wiedergewonnene Öl gemäß einer
dritten Ausgestaltung von einem oberen Abschnitt des oben beschriebenen
Kühlers
aus eingeführt
und mit dem Trägergas in
Kontakt gebracht.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung eines festen Brennstoffs der ersten,
zweiten oder dritten Ausgestaltung wird das mit dem oben beschriebenen Kühler wiedergewonnene Öl gemäß einer
vierten Ausgestaltung als ein Teil des Öls verwendet, das bei beim
Ansetzen der oben beschriebenen Rohmaterialschlämme mit der Kohle vermischt
werden soll.
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Gemäß einer
fünften
Ausgestaltung der Erfindung enthält
eine Vorrichtung zur Herstellung eines festen Brennstoffs einen
Verdampfer zum Erhitzen einer Rohmaterialschlämme, die durch Einmischen von
Kohle in ein ein Schweröl
und ein Lösungsöl enthaltendes
Mischöl
angesetzt wurde, um Wasser zu verdampfen; eine mechanische Fest-Flüssig-Trenneinrichtung,
um die Rohmaterialschlämme
einer Fest-Flüssig-Trennung zu unterziehen,
damit ein abgetrennter Feststoff erzielt wird, aus dem Wasser verdampft
worden ist; einen Trockner zum Erhitzen des abgetrennten Feststoffs,
während ein
Trägergas
durchströmt,
um so das Öl
zu verdampfen; und einen Kühler
zum Kühlen
des Trägergases
aus dem Trockner, um so Öl
in dem Trägergas wiederzugewinnen,
wobei außerdem
eine Einrichtung vorhanden ist, um in der Nachbarschaft eines Kühlereinlassabschnittes
eines Rohrs zum Einführen des
Trägergases
in den Kühler
ein Öl
fließen
zu lassen.
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Bei
der Vorrichtung zur Herstellung eines festen Brennstoffs der fünften Ausgestaltung
enthält die
Einrichtung zum Fließen
lassen des Öls
auf der Innenwand des oben beschriebenen Rohrs gemäß einer
sechsten Ausgestaltung ein mit einer oberen Seitenwand des Rohrs
verbundenes Öl-zuflussrohr und eine
Einrichtung zum Zuführen
des Öl
zum Ölzuflussrohr.
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Bei
der Vorrichtung zur Herstellung eines festen Brennstoffs der sechsten
Ausgestaltung ist die Einrichtung zum Zuführen des Öls zu dem oben beschriebenen Ölzuflussrohr gemäß einer
siebten Ausgestaltung eine Ölzufuhreinrichtung
zum Zuführen des
in dem oben beschriebenen Kühler
kondensierten Öls
zu dem oben beschriebenen Ölzuflussrohr.
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Bei
der Vorrichtung zur Herstellung eines festen Brennstoffs der sechsten
Ausgestaltung ist die Einrichtung zum Zuführen des Öls zu dem oben beschriebenen Ölzuflussrohr
gemäß einer
achten Ausgestaltung mit dem oben beschriebenen Ölzuflussrohr und einem oberen
Abschnitt des Kühlers
verbunden.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs wird das Wasser in der
Rohmaterialschlämme,
die durch Mischen der Kohle und eines das Schweröl und das Lösungsöl enthaltenden Mischöls angesetzt
wurde, mit einem Verdampfer verdampft und wird die sich ergebende Rohmaterialschlämme einer
Fest-Flüssig-Trennung mit
der mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung unterzogen.
Anschließend
wird der abgetrennte Feststoff im Trockner erhitzt, während das
Trägergas hindurchströmt, um so
das Öl
zu verdampfen und den festen Brennstoff zu produzieren. Das im Trockner
verdampfte Öl
(Verdampfungsöl)
wird zusammen mit dem Trägergas
in den Kühler
eingespeist, wobei das oben angesprochene Verdampfungsöl kondensiert
und wiedergewonnen wird. Gleichzeitig kann das Auftreten einer Verstopfung
im Rohr verhindert werden, indem in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts
des Rohrs zum Einführen
des Trägergases
in den Kühler
das Öl
fließen
gelassen wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung eines festen Brennstoffs kann das oben beschriebene
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs durchführen, wobei im Ergebnis die
oben beschriebene Wirkungsweise erreicht wird.
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Es
folgt nun anhand der beigefügten
Zeichnungen eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
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1 zeigt
ein Ablaufdiagramm mit einem Prozess zum Herstellen eines festen
Brennstoffs gemäß einem
erfindungsgemäßen Beispiel
und einem Vergleichsbeispiel.
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2 zeigt
schematisch die Einzelheit eines Endtrocknungsabschnitts in dem
Prozess zur Herstellung eines festen Brennstoffs gemäß dem Vergleichsbeispiel.
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3 zeigt
schematisch die Einzelheit eines Endtrocknungsabschnitts in dem
Prozess zur Herstellung eines festen Brennstoffs gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel.
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Das
Verstopfen des Rohrs zum Einführen des
Trägergases
in den Kühler
kann unterdrückt
werden, wenn die Temperatur des Rohrs mit einer Heizung oder dergleichen
hoch gehalten wird. Allerdings ist es schwierig, die Temperatur
in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts
des Rohrs hoch zu halten, weswegen es zu einer Kondensation des
Verdampfungsöls
kommt. Der in dem Trägergas
enthaltende feinpulvrige Festbrennstoff haftet und sammelt sich
an diesem Kondensationsabschnitt an, wodurch es zu einer Verstopfung
des Rohrs kommt. Bei der Erfindung wird bezogen auf das Rohr zwischen
dem Trockner und dem Kühler
in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts
auf der Innenwandfläche des
Rohrs ein Öl
fließen
gelassen, wodurch das feine Pulver fortgewaschen wird, bevor es
an der Rohrinnenwand anhaftet, sodass sich in dem Rohr kein feines
Pulver ansammelt und es auch zu keinem Verstopfen kommt. Wenn in
der Rohrleitung zwischen Trockner und dem Kühler ein Staubabscheider angeordnet
wird, kann zwar die Menge des feinen Pulvers im Trägergas verringert
werden und ein Verstopfen unterdrückt werden. Allerdings ist
es aus ökonomischen
Gründen
schwierig, das feine Pulver vollständig zu entfernen. Daher ist
die Erfindung auch in dem Fall nützlich,
dass ein Staubabscheider vorhanden ist.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs wird bezogen auf das Rohr
zwischen dem Trockner und dem Kühler
wie oben beschrieben in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts auf der
Innenwandfläche des
Rohrs ein Öl
fließen
gelassen. Die Häufigkeit
und die Geschwindigkeit, mit der das Öl auf der Innenwandfläche des
Rohrs fließen
gelassen wird, unterliegen keinen besonderen Beschränkungen.
Allerdings ist es wünschenswert,
das Öl
kontinuierlich fließen
zu lassen, um noch zuverlässiger
das Auftreten einer Verstopfung in dem Rohr verhindern zu können. Darüber hinaus
ist es wünschenswert,
dass die Fließgeschwindigkeit
des Öls
(Ölzuflussmenge)
größer ist.
Wenn das auf der Innenwandfläche
des Rohrs fließende Öl zur Verdampferseite
fließt,
wird dieses Öl
erneut erhitzt und verdampft, sodass es zu Verdampfungsöl wird,
und dringt schließlich
in den Kühler
ein. Es ist daher kein Problem, wenn das Öl zur Verdampfer seite fließt. Allerdings
ist es wünschenswert,
dass das auf der Innenwandfläche
des Rohrs fließende Öl zur Kühlerseite
fließt
und in den Kühler eindringt,
damit es zu keinem unnötigen
Energieverbrauch durch das Verdampfen des Öls kommt.
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Als Öl, das auf
der Innenwandfläche
dieses Rohrs fließen
gelassen werden sollte, kann zumindest eines der folgenden Öle verwendet
werden: das im Kühler
kondensierte Öl,
das durch die Fest-Flüssig-Trennung
mit der oben beschriebenen mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung abgetrennte Öl und das
mit dem oben beschriebenen Kühler
kondensierte und wiedergewonnene Öl. Demnach ist es nicht nötig, separat
für das Öl zu sorgen,
das in dem Rohr fließen
soll.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines Brennstoffs kann das im Kühler kondensierte Öl vom oberen
Abschnitt des oben beschriebenen Kühlers aus eingeführt und
mit dem Trägergas
in Kontakt gebracht werden. Wenn das Öl vom oberen Abschnitt des
Kühlers
aus eingeführt
(in Umlauf gebracht) wird, kann dies die Kondensation des Verdampfungsöls im Kühler unterstützen. Da
das zusammen mit dem Trägergas
in den Kühler
eingedrungene feine Pulver mit dem Öl weggewaschen wird, kann das
feine Pulver effizient vom Trägergas getrennt
(entfernt) werden.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs kann das im Kühler kondensierte Öl als ein
Teil des Öls
verwendet werden, das beim Ansetzen der Rohmaterialschlämme mit
der Kohle vermischt werden soll. Wenn das im Kühler kondensierte Öl wie oben
beschrieben beim Ansetzen der Rohmaterialschlämme als Teil des Mischöls verwendet
(in Umlauf gebracht) wird, werden Einsparungen erreicht, da sich
die Menge der Ölzugabe
verringert, falls die Erfindung kontinuierlich ausgeübt wird.
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Wenn
wie oben beschrieben das im Kühler kondensierte Öl als ein
Teil des Öls
beim Ansetzen der Rohmaterialschlämme verwendet (in Umlauf gebracht)
wird, kann darüber
hinaus das in diesem Öl enthaltene
feine Pulver letzten Endes als fester Brennstoff wiedergewonnen
werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung eines festen Brennstoffs enthält den Verdampfer zum Erhitzen
der Rohmaterialschlämme, die
durch Einmischen der Kohle in die das Schweröl und das Lösungsöl enthaltende Mischung angesetzt wurde,
um Wasser zu verdampfen; die mechanische Fest-Flüssig-Trenneinrichtung, um die
Rohmaterialschlämme
einer mechanischen Fest-Flüssig-Trennung
zu unterziehen, damit ein abgetrennter Feststoff erzielt wird, aus
dem Wasser verdampft worden ist; den Trockner zum Erhitzen des abgetrennten Feststoffs,
während
das Trägergas
hindurchströmt, um
so das Öl
zu verdampfen; und den Kühler
zum Kühlen
des Trägergases
aus dem Trockner, um so das Öl
im Trägergas
wiederzugewinnen, wobei außerdem
eine Einrichtung vorhanden ist, um das Öl in der Nachbarschaft des
Kühlereinlassabschnitts
des Rohrs zum Einführen
des Trägergases
in den Kühler fließen zu lassen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung eines festen Brennstoffs kann das oben beschriebene
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs durchgeführt werden,
wobei im Ergebnis eine vergleichbare Wirkung wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Herstellung eines festen Brennstoffs erreicht werden kann. Da
der oben beschriebene Verdampfer, die mechanische Fest-Flüssig-Trenneinrichtung,
der Trockner und der Kühler
vorhanden sind, können nämlich die
Wasserverdampfungsbehandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
eines festen Brennstoffs, die Fest-Flüssig-Trennung mit der mechanischen
Fest-Flüssig-Trenneinrichtung,
die Verdampfung des Öls
mit dem Trockner und die Kondensation und Wiedergewinnung des Verdampfungsöls mit dem
Kühler
durchgeführt
werden. Darüber
hinaus befindet sich die Einrichtung zum Fließen lassen des Öls auf der
Innenwandfläche
des Rohrs in der Nähe
des Kühlers
(in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts)
bezogen auf das Rohr zwischen dem Trockner und dem Kühler. Deswegen haftet
kein feines Pulver an dem Rohr und sammelt sich in diesem an und
kann eine Verstopfung im Rohr verhindert werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung eines festen Brennstoffs können als Einrichtung, um das Öl bezogen
auf das Rohr zwischen dem Trockner und dem Kühler auf der Innenwandfläche des
Rohrs in der Nähe
des Kühlers
fließen
zu lassen, ein Ölzuflussrohr,
wobei sich in einer oberen Seitenwand des Rohrabschnitts ein Loch
befindet und damit eine Röhre
verbunden ist, um dem Öl
zu erlauben, in das Rohr zu fließen, und eine Einrichtung zum
Zuführen
des Öls
zum Ölzuflussrohr
verwendet werden.
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Die
Einrichtung zum Zuführen Öls zum oben beschriebenen Ölzuflussrohr
kann dem oben beschriebenen Ölzuflussrohr
das im Kühler
kondensierte Öl
zuführen.
Wahlweise kann die Einrichtung zum Zuführen des Öls das in dem Kühler kondensierte Öl auch dem
oben beschriebenen Ölzuflussrohr
und einem oberen Abschnitt des Kühlers
zuführen.
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Das
Trägergas
unterliegt bei der Erfindung keinen besonderen Beschränkungen,
wobei z. B. ein Inertgas wie Argon oder Stickstoff verwendet werden kann.
Das Trägergas
hat die Wirkung, die Trocknung im Trockner zu unterstützen.
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Beispiele
für die
verwendbaren Trockner schließen
Heiztrockner, mit vermindertem Druck arbeitende Trockner und mit
vermindertem Druck arbeitende Heiztrockner ein. Die Wasserverdampfungsbehandlung
mit dem Verdampfer kann also durch ein System erfolgen, bei dem
das Wasser durch Erhitzen verdampft wird, bei dem das Wasser durch
einen verminderten Druck verdampft wird, bei dem das Wasser durch
Erhitzen und einen verminderten Druck verdampft wird oder dergleichen.
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Die
Bauart der mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, weswegen verschiedene
Bauarten verwendet werden können.
Es können
z. B. eine Trennschleuder, ein Verdichter, ein Absetzbehälter und
ein Filter verwendet werden. Im Allgemeinen wird jedoch eine Trennschleuder
verwendet.
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Die
als Rohmaterial für
den festen Brennstoff verwendete Kohle unterliegt bei der Erfindung
keinen besonderen Beschränkungen.
Allerdings ist die Erfindung bei niedrig inkohlter Kohle, die einen
hohen Wassergehalt enthält, besonders
nützlich.
Die niedrig inkohlte Kohle bezieht sich auf eine Kohle, die einen Wassergehalt
von 20% oder mehr hat und entwässert
werden sollte. Beispiele für
niedrig inkohlte Kohlen sind: Braunkohle, verfestigte Braunkohle
und subbituminöse
Kohle. Beispiele für
Braunkohle sind Victoria-Kohle, Nord-Dakota-Kohle und Beluga-Kohle.
Beispiele für
subbituminöse
Kohle sind West-Banko-Kohle, Binungan-Kohle und Samarangau-Kohle. Die
niedrig inkohlte Kohle ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele
beschränkt,
weswegen die niedrig inkohlte Kohle bei der Erfindung jede Kohle einschließt, die
einen hohen Wassergehalt hat und entwässert werden sollte.
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Das
Schweröl
bezieht sich auf eine schwere Fraktion wie Ölrückstände bei der Vakuumdestillation,
die selbst bei beispielsweise 400°C
im Großen und
Ganzen keinen Dampfdruck zeigt, oder ein die schwere Fraktion enthaltendes Öl.
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Die
Wasserverdampfungsbehandlung der Rohmaterialschlämme bezieht sich auf eine Behandlung,
bei der die niedrig inkohlte Kohle in der Rohmaterialschlämme entwässert wird.
Und zwar bezieht sie sich auf eine Behandlung, bei der in der Kohle enthaltenes
Wasser verdampft und der dadurch erzeugte Dampf entfernt wird.
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Im
Folgenden werden ein erfindungsgemäßes Beispiel und ein Vergleichsbeispiel
beschrieben.
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Die
Erfindung ist nicht auf das erfindungsgemäße Beispiel beschränkt und
es können
im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche geeignete Abwandlungen
vorgenommen werden.
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Vergleichsbeispiel
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1 zeigt
den Ablauf eines Prozesses zur Herstellung eines festen Brennstoffs
(Prozess ausgehend von der Rohmaterialkohle bis zur Produktion eines
festen Brennstoffs) gemäß dem Vergleichsbeispiel. 2 zeigt
die Einzelheit eines Endtrocknungsabschnitts (Verdampfungstrennung)
bei diesem Herstellungsprozess. 1 zeigt
auch einen Prozess zur Herstellung eines festen Brennstoffs gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel. 2 bezieht
sich jedoch auf das Vergleichsbeispiel, weswegen sich der in 2 gezeigte
Abschnitt von dem erfindungsgemäßen Beispiel
unterscheidet.
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Wie
in 1 gezeigt ist, wurde Rohmaterialkohle (niedrig
inkohlte Kohle), nachdem sie in einem Pulverisierungsabschnitt pulverisiert
worden war, in einem Mischabschnitt mit einem Mischöl gemischt, das
ein Schweröl
und ein Lösungsöl enthielt,
wodurch eine Rohmaterialschlämme
produziert wurde. Dabei wurde als niedrig inkohlte Rohmaterialkohle
indonesische Samarangau-Kohle mit einem Wassergehalt von 35 Masseprozent
(Gewichtprozent) verwendet. Für
das das Schweröl
und das Lösungsöl enthaltende
Mischöl,
das mit der niedrig inkohlten Kohle vermischt werden sollte, wurde
in einer frühen Phase
des Arbeitsablaufs ein Mischöl
aus Asphalt und Kerosin verwendet. Danach wurden die vom Fest-Flüssig-Trennabschnitt
und dem Endtrocknungsabschnitt produzierten Öle, die unten beschrieben werden,
als Umlauföl
zum Mischabschnitt hin in Umlauf gebracht, dem Umlauföl wurden
das Schweröl
und das Lösungsöl beigegeben,
und das sich ergebende Öl
wurde als Mischöl
verwendet. Das Kerosin gehört
zum Lösungsöl und der
Asphalt zum Schweröl.
Die Asphaltmenge in dem Mischöl
wurde auf 0,5 Gewichtprozent (Masseprozent) festgelegt.
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Nachdem
die oben beschriebene Rohmaterialschlämme in einem Vorheizabschnitt
vorgeheizt worden war, folgte in einem Verdampfungsabschnitt (Verdampfer)
eine Wasserverdampfungsbehandlung. Die der Wasserverdampfungsbehandlung
unterzogene Schlämme
wurde in den Fest-Flüssig-Trennabschnitt
(mechanische Trennung) eingespeist und der Fest-Flüssig-Trennung mit der
mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
unterzogen. Dabei wurde ein Heizverdampfer verwendet. Als mechanische
Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
wurde eine Trennschleuder verwendet.
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Die
mit der oben beschriebenen mechanischen Fest-Flüssig-Renneinrichtung abgetrennte Flüssigkeit
(Öl) wurde
als Umlauföl
zum Mischabschnitt hin in Umlauf gebracht. Der mit der oben beschriebenen
mechanischen Fest-Flüssig-Trenneinrichtung
abgetrennte Feststoff (Kuchen) wurde dagegen in den Endtrocknungsabschnitt
(Verdampfungstrennung) eingespeist und mit einem Trockner erhitzt, während ein
Trägergas
hindurchströmte,
wodurch Öl verdampfte
und ein fester Brennstoff produziert wurde. Und zwar wurde der oben
beschriebene Feststoff (Kuchen), wie in 2 gezeigt
ist, in den Trockner gesetzt und erfolgte die Erhitzung bei hindurchströmendem Trägergas,
sodass das Öl
verdampfte und dadurch der feste Brennstoff produziert wurde. Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, wurde der sich
ergebende feste Brennstoff vom Trockner aus in einen Kühlabschnitt
eingespeist und abgekühlt,
sodass er zu einem pulverförmigen
Festbrennstoff wurde. Ersatzweise wurde der sich ergebende feste
Brennstoff im Kühlabschnitt
abgekühlt
und danach in einem Formabschnitt geformt, sodass er zu einem festen Formbrennstoff
wurde, oder direkt in den Formabschnitt eingespeist, ohne in den
Kühlabschnitt
eingespeist zu werden, um zu dem festen Formbrennstoff geformt zu
werden. Für
das oben beschriebene Trägergas
wurde ein Stickstoffgas verwendet.
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Als
das Öl
in dem oben beschriebenen Trockner verdampft wurde, wurde neben
dem festen Brennstoff ein feines Kohlepulver (schwebender, feinpulvriger
Festbrennstoff bzw. feines Kohlepulver) erzeugt. Wie in 2 gezeigt
ist, wurden das sich ergebende feine Kohlepulver und das im Trockner
verdampfte Öl
(Verdampfungsöl)
zusammen mit dem Trägergas
von dem Trockner aus durch ein erhitztes Rohr in einen Staubabscheider
eingespeist und dort einer Behandlung unterzogen, um das feine Kohlepulver
im Staubabscheider zu entfernen. Das sich ergebende Gas wurde über ein
erhitztes Rohr in den Kühler
(Gaskühler)
eingespeist, wobei das Verdampfungsöl mit diesem Kühler kondensiert
und wiedergewonnen wurde. Das aus dem Kühler austretende Trägergas wurde über ein
Rohr in den Trockner eingeleitet (zurückgeleitet). Die Heiztemperatur
des Rohrs zwischen dem oben beschriebenen Trockner und dem Staubabscheider
betrug 160°C,
sodass die Temperatur seiner Innenwandfläche höher als die Taupunkttemperatur
(120°C)
des Verdampfungsöls war.
Die Heiztemperatur des Rohrs zwischen dem oben beschriebenen Staubabscheider
und dem Kühler
betrug an fast jedem Abschnitt 150°C bis 170°C, sodass die Temperatur seiner
Innenwandfläche
höher als
die Taupunkttemperatur des Verdampfungsöls war. Allerdings war die
Temperatur der Innenwandfläche
eines Rohrabschnitts in der Nähe
des Kühlers
(Rohrabschnitt in dem Bereich, der in 2 mit „Niedrigtemperaturabschnitt
des Rohrs ist verstopft" bezeichnet
ist) kleiner als oder gleich hoch wie die Taupunkttemperatur des
Verdampfungsöls.
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Das
in dem oben beschriebenen Kühler
kondensierte Öl
wurde dem unteren Abschnitt des Kühlers entnommen, über eine
Pumpe durch ein Rohr vom oberen Abschnitt des oben beschriebenen
Kühlers
aus eingeführt
(in Umlauf gebracht) und zusätzlich über ein
von diesem Rohr abzweigendes Rohr als Umlauföl zum Mischabschnitt hin in
Umlauf gebracht, um als ein Teil des Öls beim Ansetzen der Rohmaterialschlämme verwendet
zu werden.
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Der
oben beschriebene Prozess zur Herstellung eines festen Brennstoffs
erfolgte kontinuierlich.
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Im
Ergebnis wurde das Innere des Rohrs zwischen dem Staubabscheider
und dem Kühler, nachdem
seit dem Start des Prozesses 8 Stunden verstrichen waren, verstopft,
wodurch es unmöglich wurde,
das Verdampfungsöl
und das Trägergas
in den Kühler
einzuspeisen, und das Trägergas überhaupt
nicht mehr in Umlauf gebracht werden konnte. Die Stelle, an der
es zu dieser Verstopfung kam, war bezogen auf das Rohr zwischen
dem Staubabscheider und dem Kühler
ein Rohrabschnitt in der Nähe des
Kühlers
(Rohrabschnitt in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts, wo die
Erhitzung unzureichend war und die Temperatur der Innenwandfläche des
Rohrs kleiner als oder gleich hoch wie die Taupunkttemperatur des
Verdampfungsöls
war), also das Innere des Rohrs in dem Bereich, der in 2 mit „Niedrigtemperaturabschnitt
des Rohrs ist verstopft" bezeichnet
ist. In diesem Rohr haftete das feine Kohlepulver, das sich in dem
mit Öl
angefeuchteten Zustand befand, und sammelte sich auf der Rohrinnenwandfläche an,
um so die Verstopfung hervorzurufen.
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Erfindungsgemäßes Beispiel
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1 zeigt
den Ablauf eines Prozesses zur Herstellung eines festen Brennstoffs
(Prozess ausgehend von der Rohmaterialkohle bis zur Produktion eines
festen Brennstoffs) gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel. 3 zeigt
die Einzelheit eines Endtrocknungsabschnitts (Verdampfungstrennung)
bei diesem Herstellungsprozess.
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Die
Vorrichtung zur Herstellung eines festen Brennstoffs des erfindungsgemäßen Beispiels
unterscheidet sich von der Vorrichtung zur Herstellung eines festen
Brennstoffs des Vergleichsbeispiels lediglich hinsichtlich des Endtrocknungsabschnitts.
Und zwar enthält
der Endtrocknungsabschnitt in der Vorrichtung zur Herstellung eines
Festbrennstoffs des erfindungsgemäßen Beispiels ein Ölzuflussrohr (Durchflussweg),
um das im Kühler
kondensierte Öl bezogen
auf das Rohr zwischen dem Staubabscheider und dem Kühler in
der Nähe
des Kühlers
(Rohr in der Nachbarschaft des Kühlereinlassabschnitts,
wo das Erhitzen unzureichend ist und die Temperatur der Innenwandfläche des
Rohrs kleiner als oder gleich hoch wie die Taupunkttemperatur des
Verdampfungsöls
ist) in das Rohr fließen
zu lassen, und unterscheidet sich von der Vorrichtung zur Herstellung
eines festen Brennstoffs des Vergleichsbeispiels nur hinsichtlich
dieses Punkts. Das Ölzuflussrohr
(Durchflussweg) ist so gestaltet, dass es von dem Rohr, das zum
Einführen
(in Umlauf bringen) des im Kühler kondensierten Öls vom oberen
Abschnitt des oben beschriebenen Kühlers aus dient, abzweigt und
eine derartige Rohrverbindung eingeht, dass das Öl in der Nähe des oben beschriebenen Kühlers in
das Rohr einfließen
kann.
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Bei
dem Prozess zur Herstellung eines festen Brennstoffs des erfindungsgemäßen Beispiels wurde
das (im Kühler
kondensierte) Öl
bezogen auf das Rohr zwischen dem Staubabscheider und dem Kühler durch
das oben beschriebene Ölzuflussrohr (Durchflussweg)
in der Nähe
des Kühlers
in das Rohr fließen
gelassen und wurde das Öl
auf der Innenwandfläche
dieses Rohrs fließen
gelassen. Abgesehen von diesem Punkt erfolgte der Prozess zur Herstellung
eines festen Brennstoffs auf die gleiche kontinuierliche Weise wie
im Fall des Vergleichsbeispiels. Der Zufluss des Öls in das
Rohr in der Nähe des
oben beschriebenen Kühlers
erfolgte also kontinuierlich, wobei die Zuflussgeschwindigkeit (Zuflussmenge
des Öls)
auf 1 Liter/Minute festgelegt wurde.
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Im
Ergebnis trat, auch nachdem 5 Tage seit dem Start des Prozesses
verstrichen waren, keine Verstopfung im Inneren des Rohrs zwischen
dem Staubabscheider und dem Kühler
auf, wobei das Verdampfungsöl
und das Trägergas
wie in der Anfangsphase des Betriebs in den Kühler eingespeist werden konnten
und das Trägergas
in Umlauf gebracht werden konnte. Der Betrieb wurde zu diesem Zeitpunkt beendet,
und es wurde der Zustand auf der Innenseite des Rohrs zwischen dem
Staubabscheider und dem Kühler
untersucht. Weder hatte sich in diesem Rohr feines Kohlepulver angesammelt,
noch konnte eine Anhaftung des feinen Kohlepulvers festgestellt werden.
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Die
Erfindung eignet sich insbesondere zur Umwandlung einer niedrig
inkohlten Kohle in eine reformierte Kohle durch Entwässerung
und Verringerung der Selbstentzündungsneigung
und hat daher praktischen Nutzen.