DE112009002398B4 - Verfahren zum Herstellen von festem Brenstoff und fester Brennstoff, hergestellt durch das Verfahren - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines festen Brennstoffs, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Pulverisierens von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad; einen Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung durch Vermischen der pulverisierten Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einem Lösungsöl; einen Schritt des Verdampfens von Wasser in der Aufschlämmung durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr; einen Schritt des Herstellens von Staubkohle durch Abtrennen des Lösungsöls von der Aufschlämmung; und einen Schritt des Brikettierens der Staubkohle, wobei durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit dem Lösungsöl extrahiert wird, und die extrahierte nicht-flüchtige Komponente eine äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und innere Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad bedeckt, und wobei ein Gehalt von einem Schweröl, das von außerhalb zugesetzt wird, auf weniger als 0,5 Masse-%, bezogen auf den festen Brennstoff, der getrocknet wurde, eingestellt wird.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs, in dem Kohle, insbesondere Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad, als ein Rohstoff verwendet wird; und einen verbesserten festen Brennstoff, der durch das Verfahren hergestellt wird.
• Stand der Technik
• Fester Brennstoff wird in geeigneter Weise als Brennstoff für zum Beispiel Wärme-Strom-Erzeugung oder dergleichen verwendet.
• Gegenwärtig wird bituminöse Kohle (bzw. Fett-Kohle bzw. Flamm-Kohle bzw. Gas-Kohle bzw. Koks-Kohle bzw. Weich-Kohle bzw. Pech-Kohle) als Brennstoff zur Wärme-Strom-Erzeugung verwendet. Jedoch hat sich die Fördermenge von bituminöser Kohle Jahr für Jahr erhöht und es besteht die Befürchtung vor einer Erschöpfung von bituminöser Kohle. Folglich ist die effektive Verwendung von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad, die als eine Alternative zu bituminöser Kohle dient, eine dringende Angelegenheit.
• Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad hat einen niedrigen Brennwert und die Eigenschaft der spontanen Verbrennung und folglich sind die Anwendungen von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad begrenzt. Als Mittel zur wirksamen Verwendung von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad wurde ein verbessertes Braunkohle-Verfahren (nachstehend als UBC-Verfahren bezeichnet) verwendet. Bis heute wurden verschiedene Verfahren zum Verbessern von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad entwickelt. Jedoch ist es auf Grund von hohen Temperatur- oder hohen Druck-Verarbeitungs-Bedingungen schwierig, die meisten von diesen Verfahren praktisch anzuwenden, wodurch hohe Vorrichtungskosten entstehen, oder Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad wird unter Erzeugung von Abwasser chemisch verändert, das eine große Menge an pyrolytischen Substanzen enthält, wodurch hohe Abwasser-Behandlungs-Kosten entstehen.
• Der Anmelder von der vorliegenden Erfindung offenbarte ein solches UBC-Verfahren, in dem Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad als ein Rohstoff verwendet wird und man ein Öl-Gemisch, enthaltend ein Schweröl und ein Lösungsöl, in die Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad einbrachte, um dadurch einen festen Brennstoff bereitzustellen, in dem der Gehalt von dem Schweröl in Gewichts-Prozent, bezogen auf die Kohle, die entwässert wurde, 0,5% bis 30% beträgt (Patent-Literatur 1). In dem festen Brennstoff von Patent-Literatur 1 wird Wasser in den Poren von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad entfernt und man lässt ein Schweröl an den inneren Oberflächen von den Poren anhaften, um aktive Stellen abzudecken. Somit wird spontane Verbrennung von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad unterdrückt und ein Schweröl ist in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten, um einen hohen Brennwert zu erzielen. Durch Auflösen eines Schweröls in einem Lösungsöl, um eine niedrige Viskosität zu erreichen, werden Poren mit dem Schweröl ausreichend imprägniert und im Ergebnis werden aktive Stellen in den Poren bedeckt und ein hoher Brennwert wird erreicht.
• Verbessertes Kohlepulver wird kaum als Brennstoff verwendet, ohne weiter verarbeitet zu werden. Im Allgemeinen wird verbessertes Kohlepulver zu Briketts verpresst und die Briketts werden zu einem Verbrauchsort (zum Beispiel ein Wärme-Kraftwerk oder dergleichen) transportiert. Wenn solche Briketts eine geringe Festigkeit aufweisen, werden die Briketts rissig oder erzeugen während des Transports oder während Beladungs-/Entladungs-Vorgängen Pulver. Somit gibt es zusätzlich zu dem Verlust von einem Teil von dem Produkt die Befürchtung einer zunehmenden Wahrscheinlichkeit von spontaner Verbrennung. Folglich wird von Briketts gefordert, dass sie eine hohe Festigkeit aufzuweisen.
• Zusätzlich ist es zum Vermindern der Produktionskosten und zum Vermindern der Umwelt-Belastung wünschenswert, dass der Anteil von Komponenten, die von außerhalb zugesetzt werden, möglichst gering gehalten wird oder null beträgt.
  Patent-Literatur 1; Japanisches Patent Nr. 2776278
• Offenbarung der Erfindung
• Durch die Erfindung zu lösende Probleme
• Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend Beschriebene ausgeführt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs, in dem die Produktions-Kosten vermindert sind, die Umwelt-Belastung vermindert ist, eine hohe Festigkeit für Transport oder dergleichen erreicht wird, und spontane Verbrennung unterdrückt wird; und einen solchen verbesserten festen Brennstoff bereitzustellen.
• Mittel zum Lösen der Probleme
• Die Autoren der vorliegenden Erfindung haben sorgfältige Untersuchungen im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Aufgabe durchgeführt. Im Ergebnis haben die Erfinder gefunden, dass durch Eintauchen von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad in ein Hoch-Temperatur-Öl nicht nur Wasser in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad verdampft werden kann, sondern auch eine nicht-flüchtige Komponente, die ursprünglich in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit dem Hoch-Temperatur-Öl extrahiert wird und die Komponente als eine Alternative zu einem Schweröl wirken kann. Wie ein Schweröl hat die Komponente die Funktion zum bedecken von aktiven Stellen in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad zum Unterdrücken von spontaner Verbrennung. Somit kann der Anteil von einem Schweröl, der von außerhalb zugesetzt wurde, vermindert werden.
• Weitere Untersuchung hat die Erkenntnis hervorgebracht, dass wenn das Schweröl an den Oberflächen von pulverisierter Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad anhaftet, die Anhaftung zwischen Staubkohle-Partikeln bzw. Feinkohle-Partikeln vor dem Brikettieren erhöht ist und die Festigkeit von brikettierten Feststoffen verstärkt werden kann.
• Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage von dieser Erkenntnis ausgeführt. Ein Aspekt von der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines festen Brennstoffs, wobei das Verfahren einschließt:
  einen Schritt des Pulverisierens von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad;
  einen Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung durch Vermischen der pulverisierten Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einem Lösungsöl;
  einen Schritt des Verdampfens von Wasser in der Aufschlämmung durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr;
  einen Schritt des Herstellens von Staubkohle durch Abtrennen des Lösungsöls von der Aufschlämmung; und
  einen Schritt des Brikettierens der Staubkohle,
  wobei durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit dem Lösungsöl extrahiert wird, und die extrahierte nicht-flüchtige Komponente eine äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und innere Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad bedeckt, und
  wobei ein Gehalt von einem Schweröl, das von außerhalb zugesetzt wird, auf weniger als 0,5 Masse-%, vorzugsweise im Wesentlichen 0 Masse-%, bezogen auf den festen Brennstoff, der getrocknet wurde, eingestellt wird.
• Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls einen festen Brennstoff, hergestellt durch Brikettieren von pulverisierter Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad bereit, wobei eine äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und innere Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einer nicht-flüchtigen Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, bedeckt werden und ein Gehalt von einem Schweröl weniger als 0,5 Masse-%, vorzugsweise im Wesentlichen 0 Masse-%, bezogen auf den festen Brennstoff, beträgt.
• Vorteilhafte Effekte der Erfindung
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine nicht-flüchtige Komponente, die ursprünglich in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit Hoch-Temperatur-Öl gelöst und die Komponente kann als eine Alternative zu einem Schweröl wirken. Somit kann der Anteil von einem von außerhalb zugesetzten Schweröl vermindert werden; die Produktions-Kosten können vermindert werden; und negative Effekte auf die Umwelt können unterdrückt werden. Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend beschrieben, der Anteil von einem zugegebenen Schweröl, wobei das Schweröl die Anhaftung zwischen Staubkohle-Partikeln bzw. Feinkohle-Partikeln abbaut, vermindert werden. Im Ergebnis kann die Festigkeit von brikettierten Feststoffen erhöht werden.
• Folglich kann die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs bereitstellen, in dem die Produktions-Kosten vermindert sind, die Umwelt-Belastung vermindert ist und die Festigkeit von dem festen Brennstoff für den Transport oder dergleichen erhöht ist; und ein verbesserter fester Brennstoff durch das Verfahren hergestellt wird.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• 1 erläutert einen Verfahrens-Ablauf von einem Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung.
• 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel von einer Vorrichtung zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs erläutert, in dem ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
• 3 ist eine Kurve von einer nicht-flüchtigen Kohle-Komponente, gelöst in Kerosin.
• 4 erläutert einen Verfahrens-Ablauf in einem Beharrungs-Zustand.
• 5 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen der Masse-Fraktion (Prozent, bezogen auf entwässerte Kohle) [Masse-%] von einem Schweröl (insbesondere Asphalt) und der Brikett-Festigkeit [kg-Gew.] erläutert.
• Bezugszeichenliste

1

Misch-Tank

2

Pumpe

3

Vorheiz-Vorrichtung

4

Vorheiz-Vorrichtung

5

Gas-Flüssig-Scheider

6

Pumpe

7

Verdampfer

8

Verdichter

9

Öl-Wasser-Scheider

10

Zentrifugal-Scheider

11

Schrauben-Presse bzw. Extruder

12

Trockner

13

Kondensat-Kühler

14

Pumpe

15

Kühler

16

Heiz-Vorrichtung

• Beste Ausführungsformen der Erfindung
• Anschließend wird hierin ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung und eines verbesserten festen Brennstoffs, hergestellt durch das Herstellungs-Verfahren, im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Jedoch sind die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen Beispiele von der vorliegenden Erfindung und werden nicht als begrenzend für die vorliegende Erfindung betrachtet. Es sei angemerkt, dass gemeinsame Teile oder Komponenten in den Zeichnungen mit gleichen Bezugs-Zeichen bezeichnet werden und redundante Beschreibungen weggelassen werden.
• (Erste Ausführungsform)
• Ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung schließt Pulverisieren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad; das Herstellen einer Aufschlämmung durch Vermischen der pulverisierten Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einem Lösungsöl; das Verdampfen von Wasser in der Aufschlämmung durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr; das Herstellen von Staubkohle durch Abtrennen des Lösungsöls von der Aufschlämmung; und das Brikettieren der Staubkohle, wobei durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit dem Lösungsöl extrahiert wird, und die extrahierte nicht-flüchtige Komponente eine äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und inneren Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad bedeckt, und einen Gehalt von einem Schweröl, das von außerhalb zugesetzt wird, auf weniger als 0,5 Masse-%, vorzugsweise im Wesentlichen 0 Masse-%, eingestellt wird, bezogen auf den festen Brennstoff, der getrocknet wurde, ein (das heißt, in Prozent, bezogen auf die Kohle, die entwässert wurde).
• In einem Verfahren zum Herstellen eines festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung dient ein Öl, das mit pulverisierter Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad gemischt wird, als ein Lösungsöl; eine nicht-flüchtige Komponente, die ursprünglich in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, wird mit dem Öl bei einer hohen Temperatur extrahiert; und die nicht-flüchtige Komponente wirkt als eine Alternative zu einem Schweröl. Folglich kann der Anteil von einem von außerhalb zugesetzten Schweröl vermindert werden. Obwohl die Menge von dem zugegebenen Schweröl zusätzlich vermindert ist, wird die nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, als die Alternative verwendet und die nicht-flüchtige Komponente deckt aktive Stellen in den Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad ab. Somit kann spontane Verbrennung, wie in den Fällen, bei denen das Schweröl zugegeben wird, unterdrückt werden. Weiterhin kann durch ein Verfahren zum Herstellen eines festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung der Anteil von einem solchen zugegebenen Schweröl vermindert werden, wobei das Schweröl die Anhaftung zwischen Staubkohle-Partikeln bzw. Feinkohle-Partikeln vermindert. Somit kann die Festigkeit von brikettierten Feststoffen erhöht werden.
• 1 erläutert einen Verfahrens-Ablauf von einem Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen mit Bezug auf 1 beschrieben. 2 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel von einer Vorrichtung zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs erläutert, in dem ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung schließt einen Pulverisierungs- und Aufschlämmung-Herstellungs-Schritt von einer Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad; einen Entwässerungs-Schritt; einen Fest-Flüssig-Trenn-Schritt; und einen Brikettierungs-Schritt ein. Zusätzlich kann das Verfahren weiterhin einen Kühl-Schritt zum Kühlen von getrocknetem Feststoff zwischen dem Fest-Flüssig-Trenn-Schritt und dem Brikettierungs-Schritt einschließen.
• Der Schritt zum Herstellen einer Aufschlämmung von pulverisierter Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad entspricht einem Misch-Abschnitt in dem Verfahrens-Ablauf in 1 und wird in einem Misch-Tank 1 in der Vorrichtung zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs in 2 durchgeführt. Der Entwässerungs-Schritt entspricht einem Entwässerungs-Abschnitt in dem Verfahrens-Ablauf in 1 und wird in einem Verdampfer 7 und einem Gas-Flüssig-Scheider 5 in der Herstellungs-Vorrichtung in 2 durchgeführt. Der Fest-Flüssig-Trenn-Schritt entspricht Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitten (mechanische Trennung und thermische Trennung) in dem Verfahrens-Ablauf in 1 und wird in einem mechanischen Fest-Flüssig-Scheider (Zentrifugal-Scheider) 10, einer Schrauben-Presse bzw. Extruder 11 und einem Trockner 12 in der Herstellungs-Vorrichtung in 2 durchgeführt. Der Brikettierungs-Schritt entspricht einem Brikettierungs-Abschnitt in dem Verfahrens-Ablauf in 1 und wird in einer Brikettierungs-Vorrichtung (nicht gezeigt) in der Herstellungs-Vorrichtung durchgeführt. Die Vorrichtung zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs, in der ein Verfahren zum Herstellen eines verbesserten festen Brennstoffs gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, schließt den Misch-Tank 1, in dem ein Öl-Gemisch, das ein Lösungsöl enthält, mit Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad vermischt wird, um eine Rohstoff-Aufschlämmung herzustellen, den Verdampfer 7 und den Gas-Flüssig-Scheider 5, in dem die Rohstoff-Aufschlämmung einer Wasser-Verdampfungs-Behandlung unterzogen wird; den mechanischen Fest-Flüssig-Scheider (Zentrifugal-Scheider) 10, die Schrauben-Presse bzw. Extruder 11 und den Trockner 12, in dem die Aufschlämmung, die der Wasser-Verdampfungs-Behandlung unterzogen wurde, einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird; und die Brikettierungs-Vorrichtung (nicht gezeigt), in der der getrocknete feste Brennstoff in Form von einem Pulver brikettiert wird, um einen brikettierten festen Brennstoff zu erzeugen, ein.
• Anschließend werden die Schritte im Einzelnen beschrieben.
• 1. Pulverisierungs- und Aufschlämmungs-Herstellungs-Schritt von einer Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad
• Wie in 1 und 2 erläutert, wird Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad, die als ein Rohstoff dient, pulverisiert und dann dem Misch-Abschnitt zugeführt, das heißt, dem Misch-Tank 1. Die pulverisierte Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad wird mit einem Öl, das ein Lösungsöl enthält, in dem Misch-Tank 1 vermischt, um eine Rohstoff-Aufschlämmung herzustellen. Verschiedene Öle können als das Lösungsöl, vermischt mit Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad, verwendet werden, solange eine nicht-flüchtige Komponente, die in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit den Ölen extrahiert werden kann. Das Lösungsöl ist im Hinblick auf die Kompatibilität mit einer nicht-flüchtigen Komponente und einem Schweröl, der Leichtigkeit der Handhabung von einer Aufschlämmung, der Leichtigkeit des Eintritts in die Poren und dergleichen vorzugsweise ein leicht siedendes Öl. Im Hinblick auf die Stabilität bei einer Wasser-Verdampfungs-Temperatur ist das Lösungsöl in geeigneter Weise ein Mineralöl mit einem Siedepunkt von 100°C oder mehr und vorzugsweise 400°C oder weniger. Beispiele für ein solches Mineralöl schließen Kerosin, Leichtöl und Schweröl ein. Alternativ kann Kohleverflüssigungsprodukt (coal liquid) verwendet werden. Vorzugsweise kann Kerosin verwendet werden.
• Obwohl das Lösungsöl ein Schweröl enthalten kann, ist es wichtig, dass die Menge an zugegebenem Schweröl durch Zugabe von einem Öl in den Misch-Tank 1 derart eingestellt wird, dass die Anhaftungs-Menge von dem Schweröl in einem festen Brennstoff (das heißt, erhalten durch Unterziehen eines Kuchens, bereitgestellt durch Fest-Flüssig-Trennung bis zu einer Öl-Verdampfungs-Behandlung mit einem Trockner) weniger als 0,5 Masse-%, vorzugsweise im Wesentlichen 0 Masse-%, beträgt, im Hinblick auf Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad (verbesserte Kohle), die in dem festen Brennstoff getrocknet wurde, das heißt in Prozent, bezogen auf die Kohle, die entwässert wurde.
• Wie in 1 erläutert, kann ein Öl und dergleichen aus dem Entwässerungs-Abschnitt ausgestoßen werden, wobei der Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitt (mechanische Trennung) und der Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitt (thermische Trennung) als ein Zirkulationsöl zu dem Misch-Abschnitt im Kreislauf geführt werden können. Ein Lösungsöl und ein Schweröl können zu dem Zirkulationsöl gegeben werden. In diesem Fall ist es wie in dem vorstehend beschriebenen Fall auch wichtig, dass die Menge von einem zugegebenen Schweröl derart eingestellt wird, dass die Anhaftungsmenge von dem Schweröl in einem festen Brennstoff (die durch Unterziehen eines durch Fest-Flüssig-Trennung bereitgestellten Kuchens einer Öl-Verdampfungs-Behandlung mit einem Trockner erhalten wird) weniger als 0,5 Masse-%, vorzugsweise im Wesentlichen 0 Masse-%, beträgt, bezogen auf Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad (verbesserte Kohle), die in dem festen Brennstoff getrocknet wurde, das heißt in Prozent, bezogen auf die Kohle, die entwässert wurde.
• In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff ”Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad” eine Kohle, die eine große Menge an Wasser enthält und wird wünschenswerterweise entwässert, zum Beispiel, eine Kohle, die einen Wasser-Gehalt von mindestens 20 Masse-%, bezogen auf die Kohle, die getrocknet wurde, aufweist.
• Natürlich kann solche Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad Kohle mit hohem Inkohlungsgrad oder dergleichen enthalten. Beispiele für solche Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad schließen Braunkohle, Lignit und subbituminöse Kohle ein. Beispiele für Braunkohle schließen Victoria-Kohle, North-Dakota-Kohle und Beluga-Kohle ein. Beispiele für subbituminöse Kohle schließen West-Banko-Kohle, Binungan-Kohle und Samarangau-Kohle ein. Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt und Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst jede Kohle, die einen großen Wasser-Gehalt aufweist und ist wünschenswerterweise entwässert.
• In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff ”nicht-flüchtige Komponente” ein nicht-flüchtiges Öl, das ursprünglich in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist und nachdem es extrahiert wurde, die äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und die inneren Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad bedeckt. Somit deckt die nicht-flüchtige Komponente aktive Stellen in den Poren von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad ab und folglich wird spontane Verbrennung unterdrückt. Ein Beispiel für eine solche nicht-flüchtige Komponente ist eine aromatische organische Polymer-Verbindung.
• In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff ”Schweröl” eine schwere Fraktion, die im Wesentlichen keinen Dampf-Druck bei zum Beispiel 400°C zeigt, wie Vakuum-Rückstands-Öl oder ein Öl, das eine solche schwere Fraktion enthält. Wie bei der nicht-flüchtigen Komponente hat das Schweröl eine Funktion zum bedecken aktiver Stellen in Poren von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und unterdrückt folglich die spontane Verbrennung. Beispiele für ein solches Schweröl schließen Petrol-Asphalt, natürlichen Asphalt, aliphatische organische Polymer-Verbindungen und aromatische organische Polymer-Verbindungen ein.
• In der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff ”Lösungsöl” ein Öl, das ein Schweröl unter Vermindern der Viskosität von dem Schweröl auflösen kann, um dadurch das Eindringen von dem Schweröl in Poren von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad zu erleichtern, und das eine nicht-flüchtige Komponente, die in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, extrahieren kann. Ein solches Lösungsöl kann auch eine nicht-flüchtige Komponente zum Vermindern der Viskosität von der nicht-flüchtigen Komponente auflösen, um dadurch das Eindringen von der nicht-flüchtigen Komponente in Poren von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad zu erleichtern.
• Wenn jedoch ein fester Brennstoff in Form von einem Pulver brikettiert wird, vermindert ein solches Schweröl die mechanische Festigkeit von dem brikettierten festen Brennstoff. Folglich ist die Menge von dem Schweröl vorzugsweise möglichst klein. Wie vorstehend beschrieben, wird die Menge von einem zugegebenen Schweröl vorzugsweise derart eingestellt, dass die Anhaftungsmenge von dem Schweröl in einem festen Brennstoff (erhalten durch Unterziehen eines durch Fest-Flüssig-Trennung bereitgestellten Kuchens einer Öl-Verdampfungs-Behandlung mit einem Trockner) weniger als 0,5 Masse-%, vorzugsweise im Wesentlichen 0 Masse-%, beträgt, bezogen auf Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad (verbesserte Kohle), die in dem festen Brennstoff getrocknet wurde (in Prozent, bezogen auf die Kohle, die entwässert wurde). 5 erläutert die Beziehung zwischen der Masse-Fraktion (Prozent, bezogen auf entwässerte Kohle) [Masse-%] von einem Schweröl (speziell Asphalt) und der Brikett-Festigkeit [kg-Gewicht]. Die Abszissen-Achse zeigt die Masse-Fraktion (Prozent, bezogen auf entwässerte Kohle) [Masse-%] von einem Schweröl (speziell Asphalt) an. Die Ordinaten-Achse zeigt die Brikett-Festigkeit [kg-Gewicht] an. Wie in 5 erläutert, kann durch Herstellen der Anhaftungsmenge von einem Schweröl in einem festen Brennstoff mit 0 bis 0,5 Masse-% die Festigkeit von einem brikettierten festen Brennstoff mit etwa 68 kg-Gewicht bis etwa 87 kg-Gewicht hergestellt werden. Insbesondere wenn die Anhaftungsmenge 0 Masse-% beträgt, hat der brikettierte feste Brennstoff die höchste Festigkeit von etwa 87 kg-Gewicht, was bevorzugt ist. Wenn ein brikettierter fester Brennstoff Pulver erzeugt, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit von dem Kontakt zwischen aktiven Stellen von dem festen Brennstoff und der Luft und es besteht die Befürchtung einer wachsenden Wahrscheinlichkeit von spontaner Verbrennung. Wenn jedoch, wie vorstehend beschrieben, die Festigkeit von einem brikettierten festen Brennstoff durch Herstellen einer Anhaftungsmenge von einem Schweröl mit 0 bis 0,5 Masse-% erhöht wird, kann spontane Verbrennung unterdrückt werden.
• Der Typ von einem Misch-Tank gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt und verschiedene Misch-Tanks können verwendet werden. Jedoch wird im Allgemeinen ein axialer Mischer oder dergleichen vorzugsweise verwendet.
• Bei dem Pulverisierungs- und Aufschlämmungs-Herstellungs-Schritt von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad kann eine Rohstoff-Aufschlämmung durch Vermischen von pulverisierter Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einem Öl, das ein Lösungsöl enthält, hergestellt werden.
• 2. Entwässerungs-Schritt
• Die so hergestellte Rohstoff-Aufschlämmung wird zu Vorheiz-Vorrichtungen 3 und 4 durch eine Pumpe 2 transportiert und mit den Vorheiz-Vorrichtungen 3 und 4 vorgeheizt. Danach wird die Rohstoff-Aufschlämmung mit dem Verdampfer 7 erhitzt. In dem Verdampfer 7 wird die Entwässerung in Öl unter der Anwendung von einem Druck von 1 bis 40 Atmosphären (vorzugsweise 2 bis 5 Atmosphären) und unter Erhitzen auf eine Temperatur von 100°C bis 250°C (vorzugsweise 120°C bis 160°C) durchgeführt. In dem Verdampfer 7 wird die Rohstoff-Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr, wie vorstehend beschrieben, erhitzt und im Ergebnis wird die Feuchtigkeit entfernt und eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, wird mit einem Lösungsöl, das in der Rohstoff-Aufschlämmung enthalten ist, extrahiert. Somit wird eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, extrahiert und die nicht-flüchtige Komponente wirkt als eine Alternative zu einem Schweröl. Folglich kann, wie vorstehend beschrieben, die Menge von einem zugegebenen Schweröl vermindert werden.
• Somit wird die Rohstoff-Aufschlämmung zu dem Gas-Flüssig-Scheider 5 transportiert und Wasser wird in der Rohstoff-Aufschlämmung in Form von Feuchtigkeit in dem Gas-Flüssig-Scheider 5 entfernt. Nach der Abtrennung von Feuchtigkeit wird die Aufschlämmung durch den Boden gezogen und zu dem Zentrifugal-Scheider 10 durch eine Pumpe 6 transportiert. Ein Teil wird bei einer Zwischenprodukt-Position von einer Transport-Leitung abgezweigt, mittels Durchleiten durch den Verdampfer 7 erhitzt und dann zurück zu dem Gas-Flüssig-Scheider 5 transportiert. Der Druck von einer durch Unterziehen der in dem Verdampfer 7 erzeugten Feuchtigkeit einer Gas-Flüssig-Trennung erhaltenen Dampf-Phasen-Fraktion wird mittels Durchleiten durch einen Verdichter 8 erhöht und die erhaltene thermische Energie wird verwendet, um die Aufschlämmung in dem Verdampfer 7 zu erhitzen, um dadurch die Aufschlämmung in Öl zu entwässern. Die Dampf-Phasen-Fraktion wird anschließend zu der Vorheiz-Vorrichtung 3 transportiert, die als eine Vorheiz-Quelle für die Rohstoff-Aufschlämmung verwendet wird und dann Öl-Wasser-Trennung in einem Öl-Wasser-Scheider 9 unterzogen. Das erhaltende Wasser wird verworfen. Das in der Öl-Wasser-Trennung gesammelte Öl wird zu dem Misch-Tank 1 zurückgeführt und erneut verwendet.
• Da in dem Entwässerungs-Schritt eine Entwässerungs-Behandlung durchgeführt wird, ist es erforderlich, dass die Rohstoff-Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr erhitzt wird. Da es zusätzlich notwendig ist, eine nicht-flüchtige Komponente mit einem Lösungsöl, das in der Rohstoff-Aufschlämmung enthalten ist, zu extrahieren, wird die Rohstoff-Aufschlämmung vorzugsweise auf 100°C oder mehr erhitzt. Zum Verdampfen von Wasser bei Normaldruck ist Erhitzen auf mindestens 100°C erforderlich. Jedoch kann zum Vermindern der Größe von einer Vorrichtung der Vorgang bei einem Druck höher als Normaldruck ausgeführt werden. Im Ergebnis wird das Dampf-Phasen-Volumen vermindert. Um die Größe von einem Verdichter zweckmäßig zu gestalten, kann das Verfahren bei einem Druck höher als Normaldruck ausgeführt werden. Wenn der Druck gesteigert wird, muss, da sich der Siedepunkt von Wasser erhöht, die Erhitzungs-Temperatur auf 100°C oder mehr gebracht werden. Wenn zum Beispiel der Vorgang unter Druck bei 0,4 MPa ausgeführt wird, ist ein Erhitzen auf 145°C oder mehr zum Verdampfen von Wasser erforderlich. Wenn die Temperatur jedoch auf einen unnötig hohen Wert gesteigert wird, verdampft nicht nur Wasser, jedoch auch Lösungsöl. Bei dem Verfahren muss die Verdampfung von einem Lösungsöl möglichst stark vermindert werden. Folglich ist es zweckmäßig, den Vorgang bei einer Temperatur etwa einige Grad Celsius höher als den Siedepunkt von Wasser bei einem Betriebs-Druck auszuführen. Es sei angemerkt, dass im Hinblick auf das Extrahieren von einer nicht-flüchtigen Komponente von Kohle eine höhere Temperatur bevorzugt ist.
• Der Typ von dem Verdampfer 7 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders begrenzt und verschiedene Verdampfer können verwendet werden: zum Beispiel ein Erhitzungs-Verdampfer, ein Dekompressions-Verdampfer, ein Erhitzungs-Dekompressions-Verdampfer und dergleichen. Zum Beispiel kann ein Entspannungs-Verdampfer, eine Verdampferschlange, ein Umlauf-(Rohr)-Verdampfer oder dergleichen verwendet werden. Im Allgemeinen wird vorzugsweise zum Beispiel ein Umlauf-Verdampfer, ausgestattet mit einem Wärmetauscher, verwendet.
• Wie vorstehend in dem Entwässerungs-Schritt beschrieben, wird das in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthaltene Wasser verdampft, um dadurch Feuchtigkeit zu entfernen und eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, wird mit einem Lösungsöl, das in einer Rohstoff-Aufschlämmung enthalten ist, extrahiert.
• 3. Fest-Flüssig-Trenn-Schritt
• Wie vorstehend beschrieben, wird, nachdem die Wasser-Verdampfungs-Behandlung ausgeführt wurde, die Aufschlämmung, die Wasser-Verdampfungs-Behandlung unterzogen worden ist, zu dem Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitt transportiert (mechanische Trennung) und Fest-Flüssig-Trennung mit einem mechanischen Fest-Flüssig-Scheider unterzogen. Der Typ von einem solchen mechanischen Fest-Flüssig-Scheider ist nicht besonders beschränkt und verschiedene Scheider können verwendet werden: zum Beispiel ein Zentrifugal-Scheider, ein Verdichter, ein Absetz-Tank, ein Filter und dergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Aufkonzentrierung mit dem Zentrifugal-Scheider 10 zuerst ausgeführt und die Kompression wird dann mit der Schrauben-Presse bzw. Extruder 11 ausgeführt. Jedoch mögen nur ein Zentrifugal-Scheider oder eine Schrauben-Presse bzw. ein Extruder verwendet werden. Anstelle von einem Zentrifugal-Scheider kann Sedimentation angewendet werden. Anstelle von Kompression bzw. Verdichtung kann Vakuum-Filtration angewendet werden. Ein durch die Fest-Flüssig-Trennung erhaltenes Öl kann als ein Zirkulationsöl zu dem Misch-Tank 1 zurückgeführt werden.
• Die so getrennten Feststoffe (Kuchen) werden zu dem Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitt transportiert (thermische Trennung) und in dem Trockner 12 unter einem Träger-Gas-Strom erhitzt, um dabei das Öl zu verdampfen. Im Ergebnis wird ein fester Brennstoff erhalten.
• In dem thermischen Trennungs-Schritt werden die Oberfläche von der Kohle und die Poren von der Kohle mit einer nicht-flüchtigen Komponente bedeckt. Insbesondere wird während ein Lösungsöl verdampft wird, eine nicht-flüchtige Komponente (Schweröl), die in der Kohle enthalten ist, nicht verdampft und verbleibt folglich auf der Oberfläche von der Kohle und in den Poren von der Kohle.
• Das Trocknen wird vorzugsweise durch ein Wirbelschicht-Verfahren oder ein Rotations-Trockner-Verfahren ausgeführt. Das Öl, das transportiert wird und mit einem Träger-Gas getrennt wird, kann zu einem Kondensat-Kühler 13 gespeist werden, gesammelt als ein Öl, und als ein Schmier-Öl zu dem Misch-Tank 1 zurückgeführt werden.
• Wie vorstehend beschrieben, wird in dem Fest-Flüssig-Trenn-Schritt eine Aufschlämmung mit einem mechanischen Fest-Flüssig-Scheider der Fest-Flüssig-Trennung unterzogen und ein Öl, das in den Feststoffen enthalten ist, wird mit einem Trockner verdampft. Im Ergebnis kann ein fester Brennstoff in Form von einem Pulver erhalten werden.
• 4. Brikettierungs-Schritt
• Der so erhaltene feste Brennstoff wird in Form von einem Pulver aus dem Trockner zu dem Brikettierungs-Abschnitt transportiert und mit einer Brikettierungs-Vorrichtung (nicht gezeigt) zu einem brikettierten festen Brennstoff brikettiert. Beispiele für eine solche Brikettierungs-Vorrichtung schließen eine Tablettierungs-Vorrichtung (Tablettierung) und eine Doppel-Walzen-Brikettierungs-Vorrichtung (Walzen-Presse) ein. Im Allgemeinen wird eine Doppel-Walzen-Brikettierungs-Vorrichtung vorzugsweise verwendet. In dem Brikettierungs-Schritt kann ein brikettierter fester Brennstoff hergestellt werden.
• Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann, obwohl die Menge von einem zugegebenen Schweröl vermindert ist, spontane Verbrennung unterdrückt werden, wie in den Fällen, wenn ein Schweröl zugegeben wird und die Festigkeit von brikettierten Feststoffen kann verstärkt werden.
• Beispiele
• BEISPIEL 1: Hinsichtlich Eigenschaften von nicht-flüchtiger Komponente, die in Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist
• Es wurde berichtet, dass, wenn Kohle in Öl entwässert wird, indem man ein nichtflüchtiges Schweröl, wie Asphalt, in die Kohle einbringt, Asphalt wirksam an Poren von der Kohle anhaftet und spontane Verbrennung unterdrückt wird ( Japanisches Patent Nr. 2776278 ).
• Die Autoren der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass, da eine nicht-flüchtige Komponente, die ein Teil von der Kohle ist, in einem Hoch-Temperatur-Öl gelöst und extrahiert ist, die gelöste nicht-flüchtige Komponente als eine Alternative zu Asphalt wirkt.
• Dann wurde die Löslichkeit von einer Kohle (Indonesische Braunkohle) in einem Hoch-Temperatur-Lösungsöl (Kerosin) gemessen. Die nachstehenden Verfahren wurden angewendet.
• 1) Pulverisierte Kohle (die Menge an Teilchen mit einem Durchmesser von 1 mm oder mehr ist 10 Masse-% oder weniger) wurde in einem Rund-Kolben bei Raumtemperatur mit Kerosin vermischt.
• 2) Der Rund-Kolben wurde in einer Heiz-Vorrichtung angeordnet und die Probe wurde innerhalb von 2 Stunden allmählich auf 140°C erhitzt. Um zu diesem Zeitpunkt die Atmosphäre in dem Kolben inert zu machen, wurde Stickstoff-Gas mit 200 cm³/min zugeführt. Zusätzlich wurde zu diesem Zeitpunkt von der Kohle verdampftes Wasser in Form von Feuchtigkeit von dem Oberen von dem Rundkolben, kondensiert mit einem Kühl-Rohr, abgezogen und in Form von Flüssigkeit (Wasser) nach außerhalb des Systems abgezogen. Die Probe in dem Rundkolben wurde für eine Stunde bei 140°C gehalten.
• 3) Anschließend wurde die Probe in dem Rundkolben unter der Anwendung von einem Druck (mit einem Stickstoff-Gas bei 0,1 MPa unter Druck gesetzt) in dem Hoch-Temperatur-Zustand filtriert, um die Probe in die feste Phase und die flüssige Phase zu trennen.
• 4) Die abgetrennte flüssige Phase wurde zeitweilig gekühlt, dann in einen Kolben der Destillations-Ausrüstung gegossen, unter vermindertem Druck unter nachstehend beschriebenen Bedingungen Destillation unterzogen zum Verdampfen und Abziehen von Kerosin nach außerhalb des Systems. Ein Verdampfungs-Rückstand, das heißt, eine nicht-flüchtige Kohle-Komponente, die in Kerosin gelöst wurde, wurde gesammelt.

Druck:	10 mmHg
Heiz-Rate:	2°C/min
End-Temperatur:	159°C (nachdem die End-Temperatur erreicht ist, wird die Temperatur gehalten, bis die Erzeugung von Feuchtigkeit aufhört: 60 Minuten)

• 3 erläutert die Mess-Ergebnisse: s/c gibt das Verhältnis von dem Gewicht von zugeführtem Kerosin zu dem Gewicht von Kohle (die getrocknet wurde) wieder; und der Prozentsatz an Gewichts-Verminderung der Kohle gibt die Gewichts-Fraktion von einer in Kerosin gelösten Komponente, bezogen auf das Trocken-Gewicht von der zugeführten Kohle, wieder. Wie in 3 erläutert, wurde gefunden, dass sich mindestens 1% von einer Rohstoff-Kohle in Kerosin bei 140°C löst.
• Für eine weitere Kohle wurde ebenfalls gefunden, dass mindestens 1% von einer Rohstoff-Kohle sich in Kerosin bei 140°C löst.
• Die sich in Kerosin lösende Kohle-Komponente war ein nicht-flüchtiges Schweröl und hatte Eigenschaften, die sehr ähnlich zu jenen von Schwerölen sind, wie Asphalt, der bei vorliegenden Techniken von außerhalb zugesetzt wurde. Folglich wurde gefunden, dass eine Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad-Verbesserungs-Verfahren ohne Zusetzen eines Schweröls von außerhalb erreicht werden kann.
• BEISPIEL 2: Hinsichtlich des Verfahrens-Ablaufs
• Nun erläutert 4 ein Beispiel von einem Verfahrens-Ablauf in einem Beharrungszustand zusammen mit einem Material-Ausgleich. Die Zahlenwerte in 4 geben den Massendurchsatz wieder. DC gibt entwässerte Kohle wieder; SC gibt eine nicht-flüchtige in der Kohle enthaltene Komponente wieder; W gibt Wasser wieder; und O gibt Kerosin wieder. Etwa 1% von einer Rohstoff-Kohle kann in Kerosin gelöst werden und die Konzentration erhöht sich über die Zeit in zirkulierendem Kerosin. In dem Entwässerungs-Abschnitt löst sich 1% von der Kohle in Hoch-Temperatur-Kerosin. In dem Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitt (mechanische Trennung) verbleibt ein Teil von Kerosin auf der Oberfläche und in den Poren von Kohle. Das Kerosin enthält etwa 3% von einer Kohle-Komponente, die sich in Kerosin lösen kann, das heißt, eine in Kohle enthaltene nicht-flüchtige Komponente. Somit verbleibt in dem anschließenden Fest-Flüssig-Trenn-Abschnitt (thermische Trennung), während Kerosin verdampft und abgetrennt wird, die nicht-flüchtige Kohle-Komponente, die sich in Kerosin lösen kann, auf der Oberfläche und in den Poren von der Kohle.
• Eine schwere Komponente (Asphalt) wird in vorliegenden Techniken für den Zweck des Unterdrückens von spontaner Verbrennung von Produkt-Kohle zugegeben. Folglich wird zum Beispiel der Anteil von einer in einem Produkt verbleibenden Masse-Komponente mit 1 Masse-% hergestellt. Um dann ein weiteres Produkt mit einer gleichen Qualität bereitzustellen, wird 1 Masse-% von einer nicht-flüchtigen Kohle-Komponente, die sich in Kerosin lösen kann, hergestellt, um in dem Produkt zu verbleiben.
• Um dies zu erreichen, wird der mechanische Fest-Flüssig-Trenn-Schritt (Zentrifugal-Trennung) in 4 derart ausgeführt, dass in der festen Phase das Gewichts-Verhältnis von entwässerter Kohle (DC) zu einer nicht-flüchtigen Komponente (SC), die sich in Kerosin lösen kann, 99:1 ist. Zu diesem Zeitpunkt ist das Massen-Verhältnis von der nicht-flüchtigen Komponente zu Kerosin in der Aufschlämmung, die dem mechanischen Fest-Flüssig-Trenn-Schritt (Zentrifugal-Trennung) zugeführt wird, 4,5:157, das heißt, etwa 3:100. Wenn folglich das Verhältnis von entwässerter Kohle zu Kerosin in der festen Phase etwa 99:33 (99:34,5 in 4) eingestellt wird, ist das Gewichts-Verhältnis von entwässerter Kohle, Kerosin und der nicht-flüchtigen Kohle-Komponente 99:33:1. Für die feste Phase, die Kerosin enthält, ist während das Meiste von dem Kerosin verdampft ist und in dem anschließenden Erhitzungs-Schritt (Trocknungs-Schritt) abgetrennt wird, die nicht-flüchtige Komponente, die sich in Kerosin lösen kann, schwer und wird folglich nicht abgetrennt und verbleibt auf der Oberfläche von der Kohle. In einem kontinuierlichen Zentrifugal-Scheider sind Parameter, die hauptsächlich die Fähigkeit des Abtrennens einer festen Phase und einer flüssigen Phase voneinander bestimmen, die Anzahl an Umdrehungen und die mittlere Verweilzeit. Je größer die Anzahl an Umdrehungen, umso länger ist die mittlere Verweilzeit, desto geringer wird die Menge von einer flüssigen Phase, die in einer festen Phase verbleibt. Kontinuierliche Zentrifugal-Scheider sind von verschiedenen Größen und Typen und die Anzahl an Umdrehungen und die mittlere Verweilzeit zum Erreichen einer gewünschten Fest-Flüssig-Trennungsfähigkeit variieren und können im Allgemeinen nicht bestimmt werden. In der vorliegenden Erfindung kann durch Ausführen von Fest-Flüssig-Trennung, wie vorstehend beschrieben, jedoch etwa 1 Masse-% von einer nicht-flüchtigen Komponente hergestellt werden, um in entwässerter Kohle zu verbleiben und die Zugabe von einem Schweröl kann vorzugsweise ausbleiben.
• BEISPIEL 3: Betrachten von Festigkeit von brikettiertem festem Brennstoff
• In einer vorliegenden Technik ( Japanisches Patent Nr. 2776278 ) werden mindestens 0,5 Masse-% von einem Schweröl in einem Masse-Prozentsatz, bezogen auf entwässerte Kohle, zugegeben.
• Asphalt wurde als ein Schweröl ausgewählt und eine Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad (Indonesische Braunkohle) wurde verbessert, obwohl eine Asphalt-Masse-Fraktion (Prozent, bezogen auf entwässerte Kohle) variiert wurde. Anschließend wurden feste Brennstoffe in Brikett-Form mit einer Doppel-Walzen-Brikettierungs-Vorrichtung (K-205, hergestellt von Furukawa Otsuka Co., Ltd.) hergestellt. Die Anzahl an Umdrehungen von der Doppel-Walzen-Brikettierungs-Vorrichtung wurde auf 8 U/min eingestellt. Die Stärke wurde mit einem Druckfestigkeits-Messgerät (XA-500, hergestellt von Furukawa Otsuka Co., Ltd.) gemessen.
• Die Ergebnisse werden in 5 erläutert. 5 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen der Masse-Fraktion (Prozent, bezogen auf entwässerte Kohle) [Masse-%] von einem Schweröl (insbesondere Asphalt) und Brikett-Festigkeit [kg-Gewicht] erläutert. Die Abszissen-Achse zeigt die Masse-Fraktion (Prozent, bezogen auf entwässerte Kohle) [Masse-%] von einem Schweröl (speziell Asphalt) an. Die Ordinaten-Achse zeigt die Brikett-Festigkeit [kg-Gewicht] an. Wie in 5 erläutert, kann durch Einstellen der Anhaftungsmenge von einem Schweröl in einen festen Brennstoff auf 0 bis 0,5 Masse-% die Festigkeit von einem brikettierten festen Brennstoff auf etwa 68 kg-Gewicht bis etwa 87 kg-Gewicht eingestellt werden. Insbesondere wenn die Anhaftungsmenge 0 Masse-% ist, hat ein brikettierter fester Brennstoff die höchste Festigkeit von etwa 87 kg-Gewicht. Wenn ein brikettierter fester Brennstoff Pulver erzeugt, wird die Wahrscheinlichkeit von dem Kontakt zwischen aktiven Stellen von dem festen Brennstoff und der Luft erhöht und es besteht die Befürchtung einer wachsenden Wahrscheinlichkeit von spontaner Verbrennung. Wenn jedoch, wie vorstehend beschrieben, die Festigkeit von einem brikettierten festen Brennstoff durch Einstellen der Anhaftungsmenge von einem Schweröl auf 0 bis 0,5 Masse-% erhöht wird, kann spontane Verbrennung unterdrückt werden. Aus 5 wurde gefunden, dass, je niedriger die Asphalt-Masse-Fraktion, umso höher die Brikett-Festigkeit ist und insbesondere die höchste Festigkeit bei 0 Masse-% erreicht wird, in dem kein Asphalt zugegeben wird. Um die Brikett-Festigkeit zu steigern, ist die Anhaftung zwischen zu brikettierenden Staubkohle-Partikeln bzw. Feinkohle-Partikeln vorzugsweise hoch. Jedoch haftet Asphalt an der Oberfläche von der Kohle und im Ergebnis wird die Anhaftung wahrscheinlich abnehmen. Obwohl der genaue Mechanismus im Einzelnen noch nicht klar ist, kann festgestellt werden, dass Asphalt auf Petrol-Basis vorliegt (aliphatische Reihen) und folglich niedrige Kompatibilität (Anhaftung) mit Kohle (aromatische Reihen) aufweist.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen eines festen Brennstoffs, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Pulverisierens von Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad; einen Schritt des Herstellens einer Aufschlämmung durch Vermischen der pulverisierten Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einem Lösungsöl; einen Schritt des Verdampfens von Wasser in der Aufschlämmung durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr; einen Schritt des Herstellens von Staubkohle durch Abtrennen des Lösungsöls von der Aufschlämmung; und einen Schritt des Brikettierens der Staubkohle, wobei durch Erhitzen der Aufschlämmung auf den Siedepunkt von Wasser oder mehr eine nicht-flüchtige Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, mit dem Lösungsöl extrahiert wird, und die extrahierte nicht-flüchtige Komponente eine äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und innere Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad bedeckt, und wobei ein Gehalt von einem Schweröl, das von außerhalb zugesetzt wird, auf weniger als 0,5 Masse-%, bezogen auf den festen Brennstoff, der getrocknet wurde, eingestellt wird.
2. Verfahren zum Herstellen eines festen Brennstoffs nach Anspruch 1, wobei das Schweröl im Wesentlichen nicht zugegeben wird.
3. Fester Brennstoff, hergestellt durch Brikettieren von pulverisierter Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad, wobei eine äußere Oberfläche von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad und innere Oberflächen von Poren von der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad mit einer nicht-flüchtigen Komponente, die in der Kohle mit niedrigem Inkohlungsgrad enthalten ist, bedeckt werden und ein Gehalt von einem Schweröl weniger als 0,5 Masse-%, bezogen auf den festen Brennstoff, beträgt.
4. Fester Brennstoff nach Anspruch 3, wobei der feste Brennstoff im Wesentlichen nicht das Schweröl enthält.

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