DE2836440A1

DE2836440A1 - Verfahren zur herstellung einer kohle- wasser-suspension, die zum einsatz in eine kohlevergasung unter erhoehtem druck geeignet ist

Info

Publication number: DE2836440A1
Application number: DE19782836440
Authority: DE
Inventors: Heinrich Heinen; Wolfgang Kolodzey; Bernhard Lieder; Juergen Lusch; Volkmar Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1978-08-19
Filing date: 1978-08-19
Publication date: 1980-03-06
Also published as: BR7905252A; JPS5529583A; IN152862B; GB2029265A; AU5003879A; AU534598B2; PL123236B1; GB2029265B; CA1103025A; JPS5927789B2; ZA794210B; US4526588A; PL217735A1

Description

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4200 Oberhausen 13, 14.08.1978 PLD schf-eig - E 1853

Ruhrchemie Aktiengesellschaft« Oberhausen 13

Verfahren zur Herstellung einer Kohle-Wasser-Suspension, die zum Einsatz in eine Kohleverunter erhöhtem Druck geeignet ist

Es ißt bekannt, aus stückigen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen, z.B. Steinkohle oder Braunkohle durch Teilver-r brennung mit sauerstoffhaltigem Gas und Gegenwart von Wasserdampf CO/Ho-Gemische herzustellen. Ein derartiges Verfahren ist z.B. in der DE-PS 2 044 310 beschrieben. Der Brennstoff wird nach dieser Arbeitsweise zunächst gemahlen, dann in Wasser suspendiert und die Suspension dem Reaktor mittels Pumpe unter Druck zugeführt.

Das Gemisch aus Feststoff und Wasser soll zwei Bedingungen erfüllen: es muß pumpbar sein, soll aber möglichst nur soviel Wasser enthalten wie für die Vergasungsreaktion erforderlich ist, um einen hohen Kaltgaswirkungsgrad, der als Verhältnis vom Heizwert des Gases bezogen auf den Heizwert der Kohle definiert ißt, zu erzielen.

Es ist ferner bekannt, Kohle in Trockenmühlen unter vorheriger Trocknung - sofern mit Ausgasung gerechnet werden muß, unter Schutzgas - auf die gewünschte Feinheit zu vermählen. Häufig ist die Mahlapparatur dabei noch mit einer Klassiereinrichtung, z.B. einem Sichter, ausgerüstet, um die Korngrenze nach oben zu begrenzen. Das so gewonnene trockene Mahlgut läßt sich aufgrund seiner hydrophoben Eigenschaften nur äußerst schwer in Wasser suspendieren. Die Herstellung der Suspension erfordert daher aufwendige Mischvorrichtungen, den Zusatz von Netzmitteln und im

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allgemeinen den Einsatz überschüssiger Wassermengen (bezogen auf den Wasserbedarf der Vergasungsreaktion), um die Suspendierung überhaupt zu erreichen. Der . V/asserÜberschuß muß daher mit aufwendigen Trenneinrichtungen abgetrennt werden.

Einige häufig eingesetzte Trockenmahleinrichtungen wie Kugel- oder Schwingmühlen haben darüber hinaus den großen Kachteil, ein zu^; weites Kornspektrum zu liefern, so daß wegen, hohen Feinstkornanteils die Pumpbarkeitsgrenze bei relativ niederigen Feststoffgehalten erreicht wird.

Die Naßvermahlung von Kohle in einer Rohrmühle ist in der DE-PS 1 526 174· beschrieben. Da bei diesem Verfahren der Wasseranteil beim Mahlvorgang mit 50 bis 65 Gew«/o relativ hoch sein muß, ist eine Teilentwässerung der Suspension in dem zum Wahlen und/oder in dem zum Fördern der Suspension benutzten Aggregat erforderlich. Kachteile dieser Arbeitsweise sind darüber hinaus die Störanfälligkeit der Entwässerung, die über Siebaggregate erfolgt, die hohen Kosten der Rohrmühle sowie die starke Geräuschentwicklung dieser Wühle.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem die Naßvermahlung der Kohle direkt bei dem Kohle-Wasser-Verhältnis erfolgen kann, das für die fertige Suspension benötigt wird, so daß keinerlei Klassier-, Filter- oder Eindickeinrichtungen erforderlich sind. Die Kornverteilung der gemahlenen Kohle soll eng sein und das Wahlaggregat möglichst einfach und billig sowie geräuscharm arbeiten.

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Die Erfindung "besteht in einem Verfahren zur Herstellung einer Kohle-Waaser-Suspension, die zum Einsatz in eine Kohlevergasung unter erhöhtem Druck geeignet ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß stückige Kohle mit Wasser direkt auf die Konzentration gemischt wird, die die Wasser-Kohlenstaub-Suspension für die Vergasungsreaktion benötigt und anschließend in einer Stift-, Zahnscheiben- oder Zahnkolloidmühle gemahlen wird. Unter stückiger Kohle ist rohe Kohle, wie sie direkt beim Abbau anfällt, zu verstehen.

Die Mischung von Kohle und Wasser kann zwar auch direkt in der Mühle erfolgen, indem das Wasser beispielsweise über eine zentrale Bohrung der Zuteilschneckenwelle zugeführt wird. Es ist aber vorteilhafter, Kohle und Wasser vor der Mühle zu mischen. Die Stiftmühle hat als Mahlorgane zwei Mahlscheiben mit vielen runden Schlagstiften, deren Stiftreihen ineinanderkämmen. Je zwei aufeinanderfolgende, relativ zueinander bewegte Stiftreihen der Rotor- bzw. der Statorscheibe bilden eine Mahlzone. Die Relativgeschwindigkeit der Stifte wächst von Mahlzone zu Mahlzone und kompensiert so die mit fortschreitender Zerkleinerung abnehmende Bruchneigung des Mahlgutes (siehe Ullrich/ Mechanische Verfahrenstechnik, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg - New York, 1967).

Bei der Zahnscheibenmühle dienen als Mahlorgane eine feststehende und eine rotierende Zahnscheibe, deren Zähne längs konzentrischer Kreise angeordnet sind und mit geringem (durch Axialverschieben einer Scheibe einstellbarem) Spiel ineinanderkämmen. Das axial zugeführte Mahlgut passiert das Scheibenpaar von innen nach außen. Die Zahnkolloidmühle hat gezahnte Mahlkörper mit einem Mahlspalt. Die Zähne erzeugen in dem Spalt intensive Flüssigkeitswirbel, in denen das Mahlgut zerkleinert wird (siehe Ullrich, Mechanische Verfahrenstechnik).

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Hit den erfindungsgemäß eingesetzten Stift-, Zahnkolloid- und Zahnscheibenmühlen läßt sich überraschenderweise eine !'einheit und enge Kornverteilung der gemahlenen Kohle erzielen wie dies "bei der bekannten Vermahlung der Kohle mit Kugel- oder Rohrmühlen ohne Klassierung nicht möglich ist. Da direkt bei der Endkonzentration der Kohle-Wasser-Suspension gemahlen wird, kann auf die bisher notwendigen· Trenn- und Eindickorgane vollkommen verzichtet' werden.

Mit den vorstehend angegebenen Mahlwerkzeugen wird erreicht, daß die gemahlene Kohle ein enges Kornspektrum aufweist, so daß sich bei Darstellung im Rosin-Rammler-Körnungsnetz (nach DIN 4190) eine steile Körnungskennlinie ergibt, deren Steigung X. 1 ist; der Anteil an Grobkorn (> 0,5 ium) bleibt unter 15 % (gemessen mit Analysensieb 0,5 DIN 4188). Der Hauptanteil des gemahlenen Korns liegt zwischen und 50OyU.. Infolge der Gleichmäßigkeit des sich bei der Mahlung ergebenden Korns ißt es möglich, bis zu einem Feststoffgehalt der Wasser-Kohle-Suspension von 75 % eine gute Pumpbarkeit zu erreichen, so daß sich hohe Kaltgaswirkungsgrade bei der Kohlevergasung einstellen können.

Die Spaltweite zwischen den Mahlwerkzeugen der hier ver~/ wendeten Mühlen ist einstellbar. Es hat sich gezeigt, daß der Spalt möglichst eng gehalten werden sollte, um ein gutes Mahlergebnis zu erzielen aber auch um einen zu schnellen Verschleiß der Mahlwerkzeuge zu vermeiden· Wegen Abnutzung der Mahlwerkzeuge muß der Spalt zwischen den Mahlwerkzeugen regelmäßig nachgestellt werden.

V%en der offenen Lagerung und des offenen Transports der Kohle ist nicht zu vermeiden, daß in ihr immer wieder

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Fremdkörper wie Metallteilchen oder Steine und Betonbrocken enthalten sind. Da die Mahlwerkzeuge der Stift-, Zahnkolloid- -und Zahnscheibenmühlen durch derartige Fremdkörper zerstört werden können, ist es angebracht, diese vor der Mahlung aus der Kohle zu entfernen.

Metallteilchen lassen sich mittels Magnetabscheider bei der Zudosierung aus dem Kohlestrom entfernen. Als besonders günstig hat sich jedoch eine Abscheidung der Fremdkörper mittels Abscheidegefäß erwiesen, in dem sich die Fremdkörper infolge ihres höheren Gewichts im Sumpf ansammmeln.

Eine optimale Kohle-Wasser-Vermischung läßt sich dadurch erzielen, daß das Wasser und die stückige Kohle unmittelbar vor der Vermahlung in einem Anmaischgefäß mechanisch gemischt werden. Im Vergleich zu der üblichen Zuführung der Kohle zur Mühle mittels Dosierschnecken kann mit dieser Arbeitsweise die Durchsatζleistung der Mühlen überraschenderweise bis auf etwa das Doppelte erhöht werden. Es hat sich gezeigt, daß man in einem Rührgefäß mit ausgebildetem Sumpf zur Feststoffabscheidung in idealer Weise gleichzeitig die Anmaischung und die Abscheidung von Fremdkörpern durchführen kann. Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 1 dargestellt.

Aus einem Bunker 1 mit Abzugsvorrichtung 2 wird Rohkohle einer Dosiereinrichtung 3 zugeführt; diese gibt die Kohle über ein Metallabscheidegerät 4 in ein Rührgefäß 5, in dessen Sumpf die Fremdkörper abgeschieden werden. Gut vorgemischt fließt das Mahlgut einer Mühle 6 zu. Die fertige Suspension läuft über einen Dichtmeeser 7» der über ein Regelventil 8 soviel Wasser zugibt, daß der gewünschte Feststoffgehalt erreicht wird·

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Claims

4200 Oberhausen 13, 14.08.1978 PIJ) schf-eig - R 1853 Ruhrchemie Aktiengesellschaft« Oberhausen 13 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Kohle-Wasser-Suspension, die zum Einsatz in eine Kohlevergasung unter erhöhtem Druck geeignet ist, dadurch gekennzeichnet« daß stückige Kohle mit Wasser direkt auf die Konzentration gemischt wird, die die Wasser-Kohlestaub-Suspension für die Vergasungsreaktion benötigt, land in einer Stift-, Zahnscheiben- oder ZahnkolloidmühlrB gemahlen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kohle enthaltene Fremdkörper vor der Vermahlung der Kohle mittels Magnetabscheider und/oder mechanischem Trenngefäß abgeschieden werden!

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kohle und Wasser vor dem Einlauf in die Mühle in einem Anmaischgefäß mechanisch gemischt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß Kohle und Wasser in einem Rührgefäß gemischt werden und gleichzeitig die Premdkörper im Sumpf dieses Rührgefäßes abgeschieden werden.

5.· Kohle-Wasser-Suspension mit 50 bis 75 Gew.-% Kohle, bezogen auf die Suspension, deren Hauptanteil eine Körnung von 50 bis 500μ, hat, deren Anteil an Korn mit einem Durchmesser größer als 0,5 mm, kleiner als 15 Gew.-% ist und deren Körnungskennlinie im Rosin-Rammler-Körnungsnetz nach DIN 4190 eine Steigung t 1 hat.

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ORIGINAL INSPECTED