DD140708A5 - METHOD FOR THE FINISHING OF COAL - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Veredlung von Rohkohle durch Entfernen gewisser Verunreinigungen aus derselben.The present invention relates to the upgrading of raw coal by removing certain impurities therefrom.
Charakteristik„der bekannten technischen LösungenCharacteristic "of the known technical solutions
Es ist das Entfernen von Pyrit und anderen Verunreinigungen aus Rohkohle durch ein magnetisches Verfahren bekannt, jedoch hängt der Erfolg des Verfahrens von einem wirksamen Verfahren zur selektiven Erhöhung der magnetischen Aufnahmefähigkeit der Pyrit= bzw« Fremdstoffpartikel vor der Magnetscheidung ab. Während Kohlepartikel allein leicht diamagnetisch sind, weisen Pyrit und viele andere mineralische Verunreinigungen schwach paramagnetische Eigenschaften auf} allerdings reichte ihr Paramagnetismus noch nicht aus, um ein Abscheiden aus der Kohle ökonomisch zu beeinträchtigen. Jedoch ist eine effektive Reduktion von Kohle dann möglich, wenn die magnetische Aufnahmefähigkeif des Pyrits bzw, anderer Verunreinigungen erhöht wird« Schätzungen haben ergeben, daß durch die Umwandlung von weniger als O51 % des Pyrits in pyrithaltiger Kohle zu ferromagnetischen Eisenverbindungen eine ausreichende Erhöhung der magnetischen Aufnahmefähigkeit erzielt wird«The removal of pyrite and other impurities from raw coal by a magnetic process is known, but the success of the process depends on an efficient process for selectively increasing the magnetic susceptibility of the pyrite particles prior to magnetic separation. While carbon particles alone are slightly diamagnetic, pyrite and many other mineral contaminants have weak paramagnetic properties, yet their paramagnetism is not yet sufficient to economically affect coal deposition. However, effective reduction of coal is possible if the magnetic susceptibility of the pyrite or other impurities is increased. "Estimates have shown that converting less than O 5 to 1 % of the pyrite in pyritic carbon to ferromagnetic iron compounds provides a sufficient increase in the carbon content magnetic receptivity is achieved «
Die USA-PS 3 938 966 offenbart ein Verfahren zur Kohleveredlung, bei dem die Rohkohle mit im wesentlichen unzersetztemUS Pat. No. 3,938,966 discloses a coal upgrading process in which the raw coal is treated with substantially undecomposed
Berlin, den 10.· 7* 1978 GZ 52 702 18Berlin, the 10th · 7th 1978 GZ 52 702 18
- 2 « 2 C- 2 «2 C
Eisencarbonyl zur Reaktion gebracht wird, welches letztere die wahrnehmbare magnetische Aufnahmefähigkeit gewisser VerunreinigungskoDiponenten in der Rohkohle verändert, wodurch deren Entfernen vermittels ITiederleistungstnagnetscheidern ermöglicht wird« Dieses Verfahren stellt einen beachtenswerten Fortschritt der Technik dar, da die Behandlung einiger ' Kohlearten nach dem genannten Verfahren solche Verunreinigungen wie Pyrit, das hauptsächlich für Schwefeldioxid-Verßchmutzungsprobleme verantwortlich ist9 im wesentlichen entfernen kann» Obgleich jedoch einige Kohlearten durch diese Behandlung eine v/esentlieh höhere magnetische Aufnahmefähigkeit erhaltens sprechen andere nicht so sehr darauf an«,Iron carbonyl which changes the perceptible magnetic susceptibility of certain impurity components in the raw coal, thereby enabling their removal by means of low-power magnetic separators. "This process represents a noteworthy advance in the art since the treatment of some carbonates by the said process is such impurities pyrite, which is mainly responsible for sulfur dioxide Verßchmutzungsprobleme 9 can substantially remove "However, although some types of coal by this treatment get a v / magnetic esentlieh higher capacity s talk others not so much a matter of"
Ziel der Erfindung . · ·Object of the invention. · ·
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung des Verfahrens nach dem Stand der Technik·The aim of the present invention is to improve the process according to the prior art.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorbehandlung der Kohle erreicht, bei welcher die Kohle auf mindestens eine derartige Temperatur über mindestens einen derartigen Zeitraum erhitzt wird, daß ein Zeit-Temperatur-Verhältnis vonThis is achieved according to the invention by a pretreatment of the coal, in which the coal is heated to at least one such temperature over at least such a period that a time-temperature ratio of
erreicht bzw* überschritten wird, wobei D die Zeit in Stunden und T die Temperatur in Grad Celsius darstellen, und wobei die Temperatur nicht weniger als 95 0G und K mindestens caβ 0-5 beträgt *is reached or exceeded, where D is the time in hours and T is the temperature in degrees Celsius, and wherein the temperature is not less than 95 0 G and K at least caβ 0-5 *
Berlin, den 10. 7. 1978 GZ 52 702 18Berlin, July 10, 1978 GZ 52 702 18
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann für Kohlesorten allgemeiner Herkunft angewendet werden, so lange die Kohle eine oder mehrere Verunreinigungen enthält, die auf die Metallbehandlung ansprechen. Bei dem grundlegenden Verfahren wirdeine Metallbehandlung zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität einer Verunreinigung angewandt. Durch die selektive Verstärkung dieser Eigenschaft der Verunreinigung kann, wobei aber die Kohle selbst nicht beeinträchtigt wird, eine Magnetscheidung in herkömmlicher Form zur Entfernung der Verunreinigung von der Kohle durchgeführt werden. Die Kohle bleibt dann in einem reineren Zustand zurück, wodurch sie für die Verbrennung besser geeignet wird*The process of the present invention can be applied to coals of general origin as long as the coal contains one or more impurities that respond to the metal treatment. In the basic process, a metal treatment is used to increase the magnetic susceptibility of an impurity. By selective enhancement of this property of the contaminant, but without affecting the coal itself, magnetic separation can be carried out in conventional form to remove the contaminant from the coal. The coal then remains in a purer state, making it more suitable for incineration *
Die hier verwendete Formulierung "Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität" eines Teilchens öder einer Verunreinigung wird anhand der"folgenden Erläuterung definiert. Jede Verbindung eines beliebigen Typs hat eine speziell definierta magnetische Suszeptibilität, unter der die Gesamtanziehung der Verbindung durch eine magnetische Kraft zu verstehen ist« Durch eine Veränderung der Oberflächeneigenschaften wird die magnetische Suszeptibilität verändert. Durch die Metallbehandlung im basischen Verfahren werden die Oberfläeheneigenschaften einer Verunreinigung zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität der Verunreinigung verändert. Es dürfte klarThe phrase "increasing the magnetic susceptibility" of a particle or an impurity as used herein is defined by the following explanation: Each compound of any type has a specifically defined magnetic susceptibility, which is understood to mean the total attraction of the compound by a magnetic force A change in surface properties changes the magnetic susceptibility, and metal treatment in the basic process modifies the surface properties of an impurity to increase the magnetic susceptibility of the impurity
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sein, daß die magnetische Suszeptibilität des Teilchens nicht eigentlich verändert wird, sondern das Teilchen selbst, zumindest seine Oberfläche verändert wird, was zu einem Teilchen führt, das eine stärkere magnetische Suszeptibilität besitzt als die ursprüngliche Verunreinigung« Zur Vereinfachung der Beschreibung wird diese Veränderung hier als "Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität" des Teilchens oder der Verunreinigung selbst bezeichnet«.that the magnetic susceptibility of the particle is not actually changed, but the particle itself, at least its surface is changed, resulting in a particle having a stronger magnetic susceptibility than the original impurity "Increasing the magnetic susceptibility" of the particle or the impurity itself ".
Verunreinigungen, für die das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden kann, sind diejenigen Verunreinigungen, die mit einer oder mehreren der anschließend beschriebenen Metallverbindungen zur Bildung eines Produktes reagieren können, das eine erhöhte magnetische Suszeptibilität besitzt· Zu Beispielen derartiger Verunreinigungen sind Pyrit, aschebildende Mineralien wie Ton und Schieferarten und verschiedene Sulfate, beispielsweise Calciumsulfat und Eisensulfat zu zählen« Zum Zwecke der Erläuterung bezieht sich die anschließende Beschreibung auf Pyrit, was aber nicht so zu verstehen ist, daß andere geeignete Verunreinigungen nicht in ähnlicher Weise behandelt werden könnten<>Impurities for which the process of the present invention can be used are those impurities that can react with one or more of the metal compounds described below to form a product having increased magnetic susceptibility. Examples of such impurities are pyrite, ash-forming minerals such as clay and Slate species and various sulphates, such as calcium sulphate and ferrous sulphate, are included. For purposes of explanation, the following description refers to pyrite, but this is not to be understood as meaning that other suitable contaminants could not be similarly treated
Zahlreiche metallhaltige Verbindungen sind zur Verleihung dieser magnetischen Suszeptibilität geeignet« Man nimmt an, daß mehrere unterschiedliche Mechanismen bei der sogenannten "Behandlung" und/oder "Reaktion" zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität beteiligt sind, und zwar je nach der metallhaltigen Verbindung oder den betreffenden Verbindungen und den angewandten Reaktionsbedingungen, Einige metallhaltige Verbindungen, bei denen die Metalle stärker magnetisch sind als die Verunreinigungen, vor allem Eisen, überziehen unter ,bestimmten Umständen die Verunreinigung mit dem Metall und erhöhen dadurch die magnetische Suszeptibilität der Verunreinigung«, Einige metallhaltige Verbindungen greifen den Pyrit an, indem sie sich mit einem Teil des Pyrit-Schwe-Numerous metal-containing compounds are suitable for imparting this magnetic susceptibility. It is believed that several different mechanisms are involved in the so-called "treatment" and / or "reaction" to increase the magnetic susceptibility, depending on the metal-containing compound or compounds Some metal-containing compounds, in which the metals are more magnetic than the impurities, especially iron, under certain circumstances contaminate the metal, thereby increasing the magnetic susceptibility of the impurity. "Some metal-containing compounds attack the pyrite by reacting with a part of the pyrite
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fels verbinden und ein Eisensulfid bilden, das stärker magnetisch als Pyrit ist· Dieser Mechanismus kann durch folgendes Reaktionsschema erläutert werden:This mechanism can be explained by the following reaction scheme:
6M + 7FeS0 —*► Fe_,SQ + 6 MS6M + 7FeS 0 - * ► Fe_, S Q + 6 MS
Ähnlich können Bestandteile der Asche wie Pe2O3 mit einem Metall reagieren und eine stärker magnetische Verbindung bilden, wie beispielsweise nach der folgenden Reaktion:Similarly, constituents of the ash, such as Pe 2 O 3 , can react with a metal to form a more magnetic compound, such as by the following reaction:
M + 3Fe2O3 —e- MO + 2Fe3O4 M + 3Fe 2 O 3 -e-MO + 2Fe 3 O 4
In ähnlicher Form stellen die US-Patentschrift 3»938·966 und die darin in bezug auf Pyrit und Eisenpentacarbonyl erläuterten Reaktionsmechanismen Möglichkeiten zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität von Verunreinigungen dar«Similarly, US Pat. No. 3,938,966, and the reaction mechanisms described therein with respect to pyrite and iron pentacarbonyl, provide opportunities for increasing the magnetic susceptibility of contaminants.
Zweifellos tragen auch andere Mechanismen zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität bei, und auch in diesem Fall sind wieder die betreffenden metallhaltigen Verbindungen oder die eingesetzte Verbindung und die Reaktionsbedingungen die ausschlaggebenden Faktoren* Es ist selbstverständlich, daß infolge der vielen beteiligten Variablen im Rahmen der hier dargelegten Offenbarungen nicht für jede und alle Verbindungen die Wahl einer bestimmten Metallverbindung zusammen mit den am besten geeigneten Reaktionsbedingungen, die für die betreffende Verbindung angewendet werden müssen, spezifiziert werden können« Die richtige Wahl wird jedoch für einen Fachmann bei minimalem Experimentieraufwand kein Problem bilden, und hier soll der Hinweis genügen, daß die hier erläuterte erfindungsgernäße Verbesserung sich auf alle diese Verbindungen beziehteUndoubtedly, other mechanisms also contribute to increasing the magnetic susceptibility, and in this case as well, the metal-containing compounds or compound used and the reaction conditions are again the determining factors. It is self-evident that, due to the many variables involved, within the scope of the disclosures set forth herein However, for each and all compounds, the choice of a particular metal compound can not be specified together with the most appropriate reaction conditions that must be used for the particular compound. "However, the proper choice will not be a problem for a skilled person with minimal experimentation and here It is sufficient to note that the improvement described herein relates to all of these compounds
Viele organische eisenhaltige Verbindungen besitzen die Fähigkeit zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität von Kohleverunreinigungen, so lange sich die Verbindung dazuMany organic iron-containing compounds have the ability to increase the magnetic susceptibility of coal contaminants as long as the compound is involved
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eignet/ daß das Eisen in der Verbindung mit der Verunreinigung unter Bedingungen in Berührung gebracht werden kann, durch die eine Veränderung wenigstens eines Teiles der Oberfläche der Verunreinigung herbeigeführt werden kann«. Es sind organische eisenhaltige Verbindungen geeignet, die in der Lage sind, ausreichend Dampfdruck auszuüben, wobei das Eisen als Komponente in dem Dampf vorhanden ist, daß das Eisen bei der Reaktionstemperatur in Berührung mit der Verunreinigung gebracht wird, ebenso sind andere organische eisenhaltige Verbindungen geeignet, die aufgelöst und/oder "gestäubt" und mit der Verunreinigung in Berührung gebracht werden können«suitable / that the iron in the compound can be brought into contact with the impurity under conditions which can cause a change of at least a part of the surface of the impurity. Suitable organic iron-containing compounds capable of exerting sufficient vapor pressure, the iron being present as a component in the vapor, bringing the iron into contact with the contaminant at the reaction temperature, other organic iron-containing compounds are also suitable. which can be dissolved and / or "dusted" and brought into contact with the contamination «
Bevorzugte Verbindungen in der Dampfdruck-Gruppe sind diejenigen, die einen Dampfdruck, wobei Eisen als Komponente in dem Dampf vorhanden ist, von wenigstens etwa 10 Millimeter Quecksilber, besser von wenigstens etwa 25 Millimeter Quecksilber und am besten von wenigstens etwa 50 Millimeter Quecksilber bei der Reaktionstemperatur ausüben könnene Beispiele für Gruppierungen, die im Rahmen dieser Dampfdruckdefinition liegen, sind Ferrocen und seine Drivate und Beta-Diketonverbindungen des Eisens« Spezifische Beispiele umfassen Ferrocen, pimethylferrocendioat, 1,1'-Ferrocendicarbonsäure, Eisen(IIl)-acetylacetonat und Eisen(II)-acetylacetonat«Preferred compounds in the vapor pressure group are those which have a vapor pressure, with iron present as a component in the vapor, of at least about 10 millimeters of mercury, more preferably at least about 25 millimeters of mercury, and most preferably at least about 50 millimeters of mercury at the reaction temperature can exert e examples of groups that are within the scope of this definition vapor pressure, ferrocene and its Drivate and beta-diketone iron "Specific examples include ferrocene, pimethylferrocendioat, 1,1'-ferrocene dicarboxylic acid, iron (IIl) acetylacetonate and iron (II ) acetylacetonate "
Zu anderen organischen Verbindungen, die zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität verwendet werden·können, gehören solche, die aufgelöst und mit den Verunreinigungen in Kontakt gebracht werden können« Diese Verbindungen müssen eine ausreichende Löslichkeit aufweisen, damit genügend Metall für den Kontakt mit der Oberfläche der Verunreinigung zur Verfügung steht«. Die Löslichkeit sollte vorzugsweise mindestens etwa 1 Gramm pro Liter, möglichst jedoch mindestens etwa 10 Gramm pro Liter und am besten mindestens etwa 50 Gramm pro Liter bei der Einleitungstemperatur betragen« Das Lösungsmittel muß natürlich die oben genannten Fähigkeiten besitzen und darf möglichst keine Probleme infolgeOther organic compounds that may be used to increase magnetic susceptibility include those that can be dissolved and contacted with the impurities. These compounds must have sufficient solubility to provide enough metal for contact with the surface of the contaminant is available «. The solubility should preferably be at least about 1 gram per liter, but preferably at least about 10 grams per liter and most preferably at least about 50 grams per liter at the initiation temperature. Of course, the solvent must have the abovementioned abilities and should not cause any problems as a result
Nebenreaktionen, die den Wirkungsgrad des Verfahrens herabsetzen würden, verursachen« Zu geeigneten Lösungsmitteln sind zum Beispiel Aceton, Petroläther, Naphtha, Hexan und Benzol zu zählen* Ihre Wahl ist selbstverständlich von der betreffenden Metallverbindung, die eingesetzt werden soll, abhängig. .Side reactions which would reduce the efficiency of the process cause "Suitable solvents include, for example, acetone, petroleum ether, naphtha, hexane and benzene. * Of course, their choice depends on the particular metal compound to be used. ,
Eine Gruppierung, die dieser Definition der Lösung entsprichty umfaßt die Carbonsäuresalze von Eisen, und zu spezifischen Beispielen gehören Eisenoctoat, Eisennaphthenat und Eisenstearat©One grouping that complies with this definition of the solution includes the carboxylic acid salts of iron, and specific examples include iron octoate, iron naphthenate, and iron stearate ©
Verschiedene anorganische Verbindungen sind ebenfalls in der Lage, die magnetische Suszeptibilität zu erhöhen» Zu bevorzugtea anorganischen Verbindungen gehören Metallcarbonyle, wie zum Beispiel Eisen-, Nickel-, Kobalt-, Molybdän-, Wolfram- und Chromcarbonyle und Derivate dieser Verbindungen« Zur Verleihung dieser magnetischen Suszeptibilität wird Eisencarbonyl, vor allem Eisenpentacarbonyl, Eisendodecacarbonyl- und Eisennonacarbonyl besonders bevorzugt«Various inorganic compounds are also capable of increasing magnetic susceptibility. Preferred inorganic compounds include metal carbonyls, such as iron, nickel, cobalt, molybdenum, tungsten, and chromium carbonyls, and derivatives of these compounds Susceptibility is especially preferred for iron carbonyl, especially iron pentacarbonyl, iron dodecacarbonyl and iron nonacarbonyl
Die am besten zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität geeignete metallhaltige Verbindung ist Eisenpentacarbonyl* Das Verfahren wird so durchgeführt, daß die Rohkohle, die von Pyrit oder anderen Verunreinigungen getrennt werden soll, mit Eisencarbonyl unter solchen Bedingungen in Kontakt gebracht wird, bei denen eine unzureichende Dissoziation von Carbonyl in das Metall und Kohlenmonoxid stattfindet, so daß keine erhebliche Ablagerung von Metall auf den Kohleteilchen herbeigeführt wird« Diese Bedingungen werden von der Temperatur, der Art des Carbonyls,, dem Druck, der Gaszusamniensetzung uswe diktiert« Gewöhnlich wird das Carbonylgas auf eine Temperatur erhitzt, die unter den Reaktionsbedingungen unmittelbar unter seiner Zersetzungstemperatur liegt« Für das Zusammenbringen von Eisencarbonyl undThe metal-containing compound most suitable for increasing the magnetic susceptibility is iron pentacarbonyl. The process is carried out so that the raw coal to be separated from pyrite or other impurities is contacted with iron carbonyl under conditions where insufficient dissociation of carbonyl takes place in the metal and carbon monoxide, so that is brought about no substantial deposition of metal on the particles of coal "These conditions are the temperature, the nature of the carbonyl ,, the pressure Gaszusamniensetzung etc e dictated" Usually, the Carbonylgas to a temperature heated, which is under the reaction conditions immediately below its decomposition temperature "For the bringing together of iron carbonyl and
Kohle können die verschiedensten zur Verfugung stehenden Ausrüstungen eingesetzt werden, wie ein Drehrohrofen, der als Reaktionsgefäß dient, in dem die Dämpfe des Eisencarbonyle mit dem umhervvirbelnden Ofeninhalt durch ein Gas wie Stickstoff in Kontakt gebracht werden»Coal can be used in a variety of available equipment, such as a rotary kiln, which serves as a reaction vessel in which the vapors of iron carbonyls are brought into contact with the swirling furnace contents by a gas such as nitrogen »
Wenn Carbonyl als Reaktionsmittel zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität verwendet wird, muß der Prozeß bei einer Temperatur durchgeführt werden, die unter der Temperatur liegt, bei der der vorwiegende Teil der Zersetzung des Carbonyls unter den Reaktionsbedingungen erfolgt, so daß die Möglichkeit besteht, daß das Eisen des Carbonyls mit den Pyritteilchen chemisch reagieren kann» Wenn man die Temperatur über die Zersetzungstemperatur ansteigen läßt, wird die Selektivität des Prozesses zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität einer oder mehrerer Verunreinigungen beeinträchtigt, ohne daß die Kohle dabei angegriffen wi rdeWhen carbonyl is used as the magnetic susceptibility enhancer, the process must be carried out at a temperature lower than the temperature at which most of the carbonyl decomposition proceeds under the reaction conditions, so that there is a possibility that the iron When the temperature is raised above the decomposition temperature, the selectivity of the process for increasing the magnetic susceptibility of one or more impurities is adversely affected without affecting the coal
Am günstigsten ist es, wenn die Behandlung mit Eisenpentacarbonyl so durchgeführt wird, daß die Kohle mit dem Carbonyl über einen Zeitraum von etwa 1/2 bis etwa 4 Stunden bei einer zwischen etwa 150 0C und etwa 200 0C liegenden Temperatur und einer Carbonylkonzentration von etwa 2 bis etwa 16 Kilogramm pro Tonne Kohle zusammengebracht wird*It is most advantageous when the treatment with iron pentacarbonyl is carried out so that the carbon with the carbonyl over a period of about 1/2 to about 4 hours at a lying between about 150 0 C and about 200 0 C temperature and a carbonyl concentration of about 2 to about 16 kilograms per ton of coal is brought together *
Zur wirksamen Trennung des Pyrits von der Kohle sollte die Kohle zu einer solchen Feinheit zerkleinert werden, daß Pyritteilchen frei oder nahezu frei von Kohlteilchen sind« Der erforderliche Feinheitsgrad hängt von der Größenverteilung des Pyrits in der Kohle ab«. Eine ausführliche Abhandlung des Themas Kohle für Kraftwerke ist in dem Aufsatz mit dem Titel "Pyrit-Größenverteilung und Koble-Pyrit-Teilchenverbindung in Dampfkohle", US-Bureau of Mines, Untersuchungsbericht 7231 zu finden« Die Forderung der AbtrennungFor efficient separation of the pyrite from the coal, the coal should be minced to such a fineness that pyrite particles are free or nearly free of carbon particles. "The degree of fineness required depends on the size distribution of the pyrite in the coal." A detailed discussion of the subject of coal for power plants can be found in the article titled "Pyrite Size Distribution and Cobalt Pyrite Particulate in Charcoal," US Bureau of Mines, Investigation Report 7231 "The Demand of Separation
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von Pyrit gilt für alle physikalischen Scheidungen und ist kein besonderer «Nachteil der vorliegenden Erfindung· Außerdem verlangt die moderne Technik bei kohlebeheizten Kraftwerken, daß 60 bis 90 Prozent der Kohle auf eine Siebfeinheit von -200 vor der Verbrennung zerkleinert werden·of pyrite applies to all physical divorce and is not a particular disadvantage of the present invention. In addition, modern coal-fired power plant technology requires 60 to 90 percent of the coal to be reduced to a -200 fineness prior to incineration.
Die Verbesserung, die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegt, betrifft die Vorbehandlung der Rohkohle vor dem Auslösen der Reaktion mit der metallhaltigen Verbindung»The improvement on which the process according to the invention is based relates to the pretreatment of the raw coal before the reaction with the metal-containing compound is initiated »
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders für die Entfernung von elementarem Schwefel aus der Kohle geeignet· Im · allgemeinen beträgt der Anteil von elementarem Schwefel in der Rohkohle mindestens etwa 10 Teile pro Million, und oftmals liegt der Anteil über mehreren hundert Teilen pro Million.The process of the present invention is particularly suitable for the removal of elemental sulfur from the coal. In general, the level of elemental sulfur in the raw coal is at least about 10 parts per million, and often over several hundred parts per million.
Konzentrationen von elementarem Schwefel, die über 10 Teilen pro Million liegen, behindern die Reaktion zur Erhöhung der " magnetischen Suszeptibilität· Größere Anteile von elementarem Schwefel stellen ein größeres Hindernis dar« Es dürfte daher verständlich sein, daß jede Entfernung von elementarem Schwefel von der Durchführung der Behandlung zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität diese Behandlung verbessert« Vorzugsweise soll die Konzentration von elementarem Schwefel nach der Behandlung zu seiner Entfernung weniger als etwa 200 Teile pro Million (ppm), besser weniger als etwa 50 ppm und am besten weniger als etwa 10 ppm in bezug auf die Gesamtmasse der zu behandelnden Rohkohle betragen·Concentrations of elemental sulfur in excess of 10 parts per million hinder the reaction to increase "magnetic susceptibility. Larger levels of elemental sulfur are a major obstacle." It is therefore understandable that any removal of elemental sulfur from the implementation of the Preferably, the concentration of elemental sulfur after treatment to remove it is less than about 200 parts per million (ppm), more preferably less than about 50 ppm, and most preferably less than about 10 ppm by weight to the total mass of the raw coal to be treated ·
Als Vorbehandlung kann im Prinzip jeder Prozeß zur Entfernung von elementarem Schwefel aus Rohkohle angewendet werden, und Beispiele für entsprechende Prozesse sind Wärmebehandlung, Dampfbehandlung, Lösungsmittelextraktion und chemische Reaktion·As a pretreatment, in principle, any process for removing elemental sulfur from raw coal can be used, and examples of such processes are heat treatment, steam treatment, solvent extraction and chemical reaction.
Diese Vorbehandlung besteht im wesentlichen aus dem ErhitzenThis pretreatment consists essentially of the heating
der-Kohle, damit die Kohle und die Verunreinigung besser auf die Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität ansprechen,, Die Temperatur und die Erhitzungsdauer sind voneinander abhängig, und im allgemeinen erfordern höhere Temperaturen eine kürzere Zeit» Es ist allgemein ratsam, die Temperatur und die Dauer in Obereinstimmung mit folgender Gleichung zu wählen:Coal, so that the coal and the impurity respond better to the reaction to increase the magnetic susceptibility ,, The temperature and the heating time are interdependent, and in general, higher temperatures require a shorter time »It is generally advisable to reduce the temperature and the Duration to be chosen in accordance with the following equation:
. f 50 3 D-K, f 50 3 DK
T - 90T - 90
worin D die Zeit in Stunden und T die Temperatur in Grad Celsius ist und worin K vorzugsweise mindestens etwa 0,5, besser mindestens etwa 5 und am besten mindestens etwa 25 ist« Die Gleichung ist für Temperaturen unter etwa 95 C nicht genaue Eine gewisse Verbesserung kann bei Temperaturen unter 95 0C erreicht werden, aber die erforderliche Dauer wäre dann übermäßig lang« In den Fällen, in denen die Temperatur die Verbrennungstemperatur der Kohle überschreitet, muß die Zeit zur Verhütung von'Verbrennung sehr kurz sein und sollte nach Möglichkeit den Wert der Gleichung nicht wesentlich überschreiten« Außerdem müssen andere im Fachgebiet bekannte Vorsichtsmaßnahmen berücksichtigt werden·where D is the time in hours and T is the temperature in degrees Celsius and where K is preferably at least about 0.5, more preferably at least about 5, and most preferably at least about 25. The equation is not exact for temperatures below about 95 ° C. Some improvement can be achieved at temperatures below 95 0 C, but the required duration would then be excessively long. In cases where the temperature exceeds the combustion temperature of the coal, the time to prevent combustion must be very short and should, if possible, be the value the equation does not significantly exceed "Additionally have other known cautions are observed in the field ·
Wenn im Rahmen der oben erläuterten Bedingungen der Zeit-Temperatur-Gleichung gearbeitet wird, dann ist es im allgemeinen am günstigsten, wenn die Vorbehandlung im Erhitzen der Kohle auf eine Temperatur von mindestens etwa 100 0C, besser auf mindestens etwa 150 0C und am besten auf eine Temperatur von mindestens etwa 170 0C besteht» Diese Wärmevorbehandlung sollte mindestens etwa 1 Stunde,und noch besser mindestens etwa 2 Stunden dauern»When operating within the conditions of the time-temperature equation discussed above, it is generally preferred that the pretreatment in heating the coal be maintained at a temperature of at least about 100 ° C., more preferably at least about 150 ° C., and on best to a temperature of at least about 170 0 C is »This heat treatment should last at least about 1 hour, more preferably at least about 2 hours»
Der IVärmevorbehandlung muß die Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität nicht unmittelbar folgen« Die Kohle kann also erst auf Raumtemperatur oder auf irgendeineThe heat treatment does not have to follow immediately the reaction to increase the magnetic susceptibility. "So the coal can not reach room temperature or any other room temperature
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andere zweckmäßige Temperatur abkühlen, bevor die Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität vorgenommen wird·cool down to another appropriate temperature before the reaction to increase the magnetic susceptibility is made ·
Im allgemeinen ist es günstig, wenn die Temperatur für die IVärmevorbehandlung wenigstens etwas über der Temperatur der Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität gehalten Wird· Das ist keine unbedingt erforderliche Maßnahme, aber die Ergebnisse sind im allgemeinen besser« Es wird angenommen, daß durch die VVärmevorbehandlung der Kohle verschiedene Komponenten verflüchtigt werden, die die Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität stören* Wenn also die Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität bei einer über der Vorbehandlungstemperatur liegenden Temperatur durchgeführt wird, dann ist es möglich, daß weitere flüchtige Bestandteile die Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität etwas ungünstig beeinflussen konnten*In general, it is favorable if the temperature for the heat treatment is at least slightly above the temperature of the reaction to increase the magnetic susceptibility. This is not a strictly necessary measure, but the results are generally better. It is believed that by the heat treatment Thus, if the reaction to increase the magnetic susceptibility is carried out at a temperature above the pretreatment temperature, then it is possible that further volatiles may cause the reaction to increase the magnetic susceptibility could adversely affect magnetic susceptibility slightly *
Der Schritt der VVärmevorbehandlung kann in Gegenwart eines oder mehrerer gasförmiger Zusatzstoffe durchgeführt werden, und das ist unter vielen Bedingungen ein Vorteil, Beispiele für geeignete gasförmige Zusatzstoffe sind Stickstoff, Dampf, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak, Methan, Luft, Äthan, Prppan, Butan und andere Kohlenwasserstoffverbindungen, die im gasförmigen Zustand bei der Vorbehandlungstemperatur vorhanden sind»The heat treatment step may be carried out in the presence of one or more gaseous additives, and this is advantageous under many conditions; examples of suitable gaseous additives are nitrogen, steam, carbon monoxide, carbon dioxide, ammonia, methane, air, ethane, propane, butane, and the like other hydrocarbon compounds present in the gaseous state at the pretreatment temperature »
. Werden diese Zusatzstoffe verwendet, dann ist es am besten, wenn sie in einer Menge von mindestens etwa 1,2 und besser von mindestens etwa 12 und am besten von mindestens etwa 120 Kubikmeter pro Stunde pro Tonne verarbeitete Kohle verwendet werden», When these additives are used, it is best to use them in an amount of at least about 1.2 and more preferably at least about 12 and most preferably at least about 120 cubic meters per hour per tonne of processed coal. "
Ein besonders bevorzugtes Zusatzmittel ist Dampf. Die Wärme-Vorbehandlung mit Dampf wird möglichst in einem Temperatur-A particularly preferred additive is steam. The heat pretreatment with steam is preferably carried out in a temperature
bereich zwischen etwa 100 0C und etwa 300 0C, besser zwischen etwa 150 0C und etwa 225 0C durchgeführt· Die Vorbehandlung sollte möglichst mindestens etwa 15 Minuten lang, besser mindestens etwa 30 Minuten lang und am besten mindestens eine Stunde lang erfolgen» Die Wassermenge sollte etwa 2 % bis etwa 50 %, besser etwa 5 % bis etwa 30 % und am besten etwa 10 % bis etwa 25 % in bezug auf die Masse der behandelten" Kohle betragen«range between about 100 ° C. and about 300 ° C., more preferably between about 150 ° C. and about 225 ° C. The pretreatment should be carried out for at least about 15 minutes, preferably at least about 30 minutes, and preferably at least one hour. The amount of water should be from about 2 % to about 50 %, more preferably from about 5 % to about 30 %, and most preferably from about 10 % to about 25%, by weight of the treated "coal"
Eine besonders günstige Technik zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Vorbehandlungsverfahrens besteht im Ablauf des Prozesses/ wobei die Kohle im fluidisierten Zustand vorliegte Es sind herkömmliche Wirbelschichtapparaturen und -prozesse dafür geeignet* Durch diese Wirbelschichtbehandlung wird die gründliche Vorbehandlung der gesamten Kohle erleichtert« An-. dererse.its kann die Kohle mit einem Lösungsmittel oder einer Kombination, von Lösungsmitteln zur Entfernung von elementarem Schwefel behandelt werden«.A particularly favorable technique for carrying out the pretreatment process according to the invention consists in the course of the process / wherein the coal is in the fluidized state. Conventional fluidized bed apparatuses and processes are suitable for this process. This fluidized bed treatment facilitates the thorough pretreatment of the entire coal. dererse.its the coal can be treated with a solvent or a combination of solvents to remove elemental sulfur «.
Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Kohlenstofftetrachlorid/ Toluol, Aceton, Äthylalkohol, Methylalkohol, Äther, flüssiges Ammoniak und andere Verbindungen, die zur Auflösung von elementarem Schwefel in Frage kommen« Bevorzugt werden als Lösungsmittel Kohlenstofftetrachlorid, Petroläther und heißes Toluol und anschließendes Spülen mit warmem Aceton«Examples of suitable solvents are carbon tetrachloride / toluene, acetone, ethyl alcohol, methyl alcohol, ether, liquid ammonia and other compounds which are suitable for dissolving elemental sulfur. Preferred solvents are carbon tetrachloride, petroleum ether and hot toluene and subsequent rinsing with warm acetone.
Die verwendete Menge des betreffenden Lösungsmittels wird vom Löslichkeitsgrad, den der elementare Schwefel bei der ßehandlungsteraperatur·in dem Lösungsmittel zeigt, abhängen« Im allgemeinen ist es günstig, das Lösungsmittel in einer Menge von mindestens etwa 500, besser von mindestens etwa 1000 und am besten von mindestens etwa 2000 Milliliter pro Kilogramm Kohle zu verwenden«The amount of solvent used will depend on the degree of solubility of the elemental sulfur in the treatment toner · in the solvent. In general, it is desirable to use the solvent in an amount of at least about 500, more preferably at least about 1000, and most preferably to use at least about 2000 milliliters per kilogram of coal «
Auf den Schritt zur Entfernung des elementaren Schwefels muß nicht unbedingt sofort die Reaktion zur Erhöhung derThe step for the removal of the elemental sulfur does not necessarily have the immediate reaction to increase the
2A Λ ft ft Π Ί *? 4 2 ft ft ft Π Ί *? 4
magnetischen Suszeptibilität folgen. Die Kohle kann also ohne weiteres eine beliebig lange Zeit vor der Durchführung der Reaktion zur Erhöhung der magnetischen Suszeptibilität gelagert werden· .follow magnetic susceptibility. Thus, the coal can be readily stored for an arbitrarily long time before the reaction to increase the magnetic susceptibility.
Au sführungsbeispiele: Au sführ ungsbeispiele:
In allen angeführten Beispielen wurden die chemisch behandelten Kohleproben in einem Magnetscheider getrennt/ um einen nicht-magnetischen reinen Kohleanteil und einen magnetischen Abfallanteil zu erhalten.In all the examples given, the chemically treated coal samples were separated in a magnetic separator to obtain a non-magnetic pure carbon content and a magnetic fraction of waste.
Eine Probe von Illinois-Kohle Nr* 6 wurde trocken gesiebt und 75 Gramm des Materials mit einer Siebfeinheit von 14 χ 150 wurden 12 Minuten lang bei einer Temperatur von 190 bis 195 C geröstet und mit Eisenpentacarbonyl'in einer Menge von 7,5 Kilogramm pro1 Tonne Kohle behandelt/ wobei das Carbonyl in einer Stickstoff atmosphäre mitgefüiirt wurde» Ein Posten gleich beschaffener Kohle wurde durch Erhitzen auf 200 C unter 15-minütigem Hindurchleiten von feuchter Luft durch das Reaktionsgefäß und anschließendes fünf-minütiges Hindurchleiten von trockener Luft vorbehandelt und anschließend in gleicher Weise mit Eisencarbonyl behandelt. Beide Proben wurden der Magnetscheidung unterzogen und wiesen die in.Tabelle 1 angegebene Analyse auf.A sample of Illinois No. 6 charcoal was dry sieved and 75 grams of 14 mit 150 mesh was roasted at a temperature of 190-195 ° C for 12 minutes and iron pentacarbonyl at 7.5 kilograms per liter 1 tonne of charcoal treated / the carbonyl was co-produced in a nitrogen atmosphere. A charge of similar charcoal was pretreated by heating to 200 C with 15 minutes passage of humid air through the reaction vessel followed by passage of dry air for five minutes and then into treated the same way with iron carbonyl. Both samples were subjected to magnetic separation and had the analysis given in Table 1.
Eine Probe von Illinois-Kohle wie in Beispiel 1 wurde 30 Minuten lang bei 190 bis 195 0C mit 7,5 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne Kohle, das in einer Stickstoffatmosphäre mitgeführt wurde, behandelt» Eine identische Probe wurde in gleicher Weise behandelt, jedoch wurde die Kohle 30 Minuten lang bei 190 bis 195 0C mit einem Stickstoffgas in einer " Menge von 200 Kubikmeter pro Stunde pro Tonne Kohle und VVasserdampf in einer Menge von 21 Kilogramm pro Stunde pro Tonne Kohle vorbehandelt« Wie Tabelle 2 zeigt, war in der Kohle nach der Magnetscheidung eine stärkere Reduzierung der Asche und des Pyrit-Schwefels festzustellen0 A sample of Illinois coal as in Example 1 was treated for 30 minutes at 190 to 195 ° C. with 7.5 kilograms of iron pentacarbonyl per tonne of carbon carried in a nitrogen atmosphere. An identical sample was treated in the same manner but became the coal for 30 minutes pretreated at 190 to 195 0 C with a nitrogen gas in a "rate of 200 cubic meters per hour per ton of coal and VVasserdampf in an amount of 21 kilograms per hour per ton of coal" As table 2 shows, was in the coal detect a greater reduction in ash and pyrite sulfur after magnetic separation 0
Die Behandlung von 75 Gramm Lower-Freeport-Kohle mit 16 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne bei 170 0C über einen Zeitraum von einer Stunde unter einem Stickstoffstrom von 250 Milliliter pro Minute während des Erhitzens und Abkühlens führte zu einer Produktausbeute von 56,9 % mit einem Aschegehalt von 22,5 % und Pyrit-Schwefel-Gehalt von 1,85 %f Die Vorbehandlung der Lower-Freeport-Kohle mit Hitze und/oder Dampf unter unterschiedlichen Reaktionsbedingungen mit anschließender gleicher Carbonyl-Behandlung wie oben beschrieben, ergab stärkere Verringerungen von Asche und Pyrit-Schwefel in der reinen Kohle· Die Rohkohle hatte bei allen Proben eine Siebfeinheit von 14 χ 0β Die VorbehandlungsbedingungenTreatment of 75 grams of Lower Freeport coal with 16 kilograms of iron pentacarbonyl per ton at 170 ° C. over a period of one hour under a nitrogen flow of 250 milliliters per minute during heating and cooling resulted in a product yield of 56.9 % Ash content of 22.5 % and pyrite sulfur content of 1.85 % f Pretreatment of the Lower Freeport coal with heat and / or steam under different reaction conditions followed by the same carbonyl treatment as described above resulted in greater reductions in ash and pyrite sulfur in the pure coal · The raw coal had a screen fineness of 14 χ 0 β for all samples. The pretreatment conditions
und die Analyse der reinen Kohle sind in der folgenden Tabelle aufgeführt·and the analysis of the pure coal are listed in the following table.
In Tabelle 4 ist dargestellt, welchen Einfluß die Zuführung verschiedener Gase während der Vorkonditionierbehandlung mit Dampf auf die Ergebnisse des Eisencarbonylverfahrens bei Lower-Freeport-Kohle hat* Die bei allen Tests gleichen Bedingungen umfaßten eine Charge von 75 Gramm Lower-Freeport-Kohle mit einer Siebfeinheit von 14 χ 0, die 60 Minuten lang auf 200 0C erhitzt wurde (einschließlich Erhitzen und Abkühlen in 250 Millilitern-N2 pro Minute), wobei WasserdampfTable 4 shows the effect of feeding different gases during the preconditioning treatment with steam on the results of the iron carbonyl process on Lower Freeport coal. * The same conditions in all tests included a 75 gram batch of Lower Freeport coal with a screen fineness of 14 χ 0 which was heated to 200 ° C for 60 minutes (including heating and cooling in 250 milliliters of N 2 per minute) using water vapor
während des Versuchs in einer Menge von 0/46 Gramm pro Minute eingeleitet wurde. Wie aus Tabelle 4 hervorgeht, wurden während der Dampfvorbehandlung verschiedene Gase zugeführt· Die Behandlung rait Carbonyl wurde bei allen Tests eine Stunde lang bei einer Temperatur von 170 0C ι pentacarbonyl pro Tonne durchgeführt«was initiated during the experiment in an amount of 0/46 grams per minute. As can be seen from Table 4, different gases were supplied during the steam pre-treatment · Treatment rait carbonyl was in all tests for an hour ι at a temperature of 170 0 C pentacarbonyl per ton carried out "
lang bei einer Temperatur von 170 0C mit 16 Kilogramm Eisen-long at a temperature of 170 0 C with 16 kilograms of iron
Sowohl mit Dampf (aus 192 Kilogramm Wasser pro Tonne Kohle gewonnen und im Laufe eines Zeitraumes von einer Stunde in eine Kohlenkammer mit 200 C zugeführt) als auch mit Wärme (30 Minuten lang bei 130 0C durch einen N^-Strom von 1,7 Liter pro Minute) vorbehandelte Lower-Freeport-Kohle mit einer Siebfeinheit von 14 χ 0 wurde mit verschiedenen organischen eisenhaltigen Verbindungen/wie in Tabelle 5 angegeben, behandelt» Die Kohle wurde schrittweise auf die angegebenen Temperaturen erhitzt, und die Eisenverbindung, die außerhalb verdampft wurde, wurde in Form von Dampf in die Reaktionskammer eingespritzte Das Eisen(lII)~acetylacetonat wurde in Aceton aufgelöst und mit der Kohle vermischt, worauf Trocknen in einem Stickstoffstrom folgte* Die Kohle wurde anschließend schrittweise auf die Betriebstemperatur erhitzt, wobei die Temperatur langsam auf die angegebenen VVerte erhöht wurde«Both with steam (obtained from 192 kilograms of water per tonne of coal and fed over a period of one hour in a coal chamber at 200 C) and with heat (for 30 minutes at 130 0 C by a N ^ -stream of 1.7 Liters per minute) pretreated Lower Freeport coal with a sieve fineness of 14 χ 0 was treated with various organic iron-containing compounds / as indicated in Table 5. The coal was gradually heated to the indicated temperatures and the iron compound evaporated outside The iron (III) acetylacetonate was dissolved in acetone and mixed with the charcoal, followed by drying in a stream of nitrogen. The coal was then gradually heated to operating temperature, with the temperature slowly rising to the was increased. "
Beispiel 6: . ' Figure 6:. '
Drei gleiche Proben von Pittsburgh-Kohle, Siebfeinheit 14 x 0, die 17,9 % Asche und 1,67 % Pyrit-Schwefel enthielt, wurden mit 8 Kilogramm Eiesenpentacarbonyl pro Tonne 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 190 bis 195 0C behandelt« Die Probe Nr· 1 wurde nicht vorbehandelt« Die Probe Nr0 2 wurde mit 95 Kilogramm Dampf pro Tonne 60 Minuten lang bei einer Temperatur von 190 bis 195 0C vorbehandelt« Die Kohle der Probe Nr. wurde mit 95 Kilogramm Dampf pro Tonne 60 Minuten.lang bei einer Temperatur von 250 bis 255 0C vorbehandelt. Alle ProbenThree identical samples of Pittsburgh coal, mesh size 14 x 0, which contained 17.9% ash and 1.67% sulfur pyrite were treated with 8 kg Eiesenpentacarbonyl per ton for 60 minutes at a temperature of 190 to 195 0 C " sample No. · 1 has not been pre-treated "sample No. 0 2 was mixed with 95 kg of steam per tonne for 60 minutes pre-treated at a temperature of 190-195 0 C," the coal of the sample no. was charged with 95 kg of steam per tonne of 60 minutes . Long pretreated at a temperature of 250 to 255 0 C. All samples
Probe . Keine 1 Vorbehandlung Sample. No 1 pretreatment
Gas - N2 CO N2 CO2" N£ tuft N2 NH3" N£ S0£ N£ N£ Butan N£ Gas - N 2 CO CO 2 N 2 "N £ tuft N 2 NH 3" N £ £ S0 N N £ £ £ butane N
Strömung, ml/min - 150 50 100 27 123 150 150 50 100 50 100 150 5p 10<Flow, ml / min - 150 50 100 27 123 150 150 50 100 50 100 150 5p 10 <
Dauer, Minuten - 1-60 1-60 1-60 1-60 1-60 1-30 31-60 1-60 1-60 1-60 1-60 1-60 1-60 l-iDuration, Minutes - 1-60 1-60 1-60 1-60 1-60 1-30 31-60 1-60 1-60 1-60 1-60 1-60 1-60 l-i
Ausbeute 7 Yield 7 -- Gq\\»%Gq \\ "%
reine Kohle 5679 69,6 77,4 72,3 73,9 89,8 61,3 61,2 61,8pure coal 56 7 9 69.6 77.4 72.3 73.9 89.8 61.3 61.2 61.8
Asche, Ash, %%
reine Kohle 22,5 13,3 17,7 15,9 15,3 25,1 11,9 15,3 9,6pure coal 22.5 13.3 17.7 15.9 15.3 25.1 11.9 15.3 9.6
Pyrit-Schwefel, Pyrite sulfur, %%
reine Kohle 1,85 0,40 0,52 0,47 0,42 1,0 0,57 0,44 0,31pure coal 1.85 0.40 0.52 0.47 0.42 1.0 0.57 0.44 0.31
Die eingesetzte Kohle enthielt 29,9 % Asche und 1,63 % Pyrit-SchwefelThe coal used contained 29.9 % ash and 1.63 % pyrite sulfur
2 03 3382 03 338
wurden in der gleichen Weise mit Eisenpentacarbonyl behandelt· Die mit Dampf vorbehandelte Kohle wies eine stärkere Verringerung des Asche- und des Pyrit-Schwefel-Gehaltes auf, wie in Tabelle 6 gezeigt wird«were treated with iron pentacarbonyl in the same manner. The steam pretreated coal had a greater reduction in ash and pyrite sulfur contents, as shown in Table 6.
Eine bituminöse Lower Freeport-Kohle aus Pennsylvania wurde auf eine S,iebfeinheit von 14 χ 0 zerkleinert, und die Proben wurden 60 Minuten lang mit 16 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne Kohle bei einer Temperatur von 170 0C behandelte Probe Nr, 1 wurde nicht vorbehandelt, bei den Versuchen 2 bis 13 wurden Kohleproben von je 125 Gramm verwendet, die bei verschiedenen Temperaturen verschieden lange.in Metallpfannen von 19 χ 19 χ 4,5 cm in einer großen Trockenvorrichtung mit Luftumwälzung getrocknet wurden. Die getrockneten Proben wurden bis zur Behandlung mit Carbonyl in einer Stickstoffatmosphäre gelagert. Die Temperatur und die Dauer dieser Vorbehandlungen sind in Tabelle 7 enthalten,A bituminous Lower Freeport coal from Pennsylvania was applied to a S, iebfeinheit of 14 crushed χ 0, and the samples were incubated for 60 minutes with 16 kg of iron pentacarbonyl per ton of coal at a temperature of 170 0 C treated sample No. 1 was not pretreated, In experiments 2 to 13, carbon samples of 125 grams each were used, which were dried at different temperatures for various periods of time in metal pans of 19 χ 19 χ 4.5 cm in a large circulating air dryer. The dried samples were stored in a nitrogen atmosphere until treatment with carbonyl. The temperature and duration of these pretreatments are shown in Table 7,
Beispiel 8i .Example 8i.
Eine Probe von Illinois-Kohle Nr, 6 wurde mit Wasser angefeuchtet und anschließend in einem Wirbelschichtreaktor mit Syntheseabgas aus 5,5 % O2, 12,9 % CO2 und 81,5 % N2 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 305 0C getrocknet« Die Probe wurde (erst nach zwei Oahren, wobei sie unter Stickstoff zur Verhinderung von Zersetzung gelagert worden war) 60 Minuten lang mit 16 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro TonneA sample of Illinois coal No. 6 was moistened with water and then dried in a fluidized bed reactor with synthesis waste gas of 5.5% O 2, 12.9% CO 2 and 81.5% N 2 for 15 minutes at a temperature of 305 0 The sample was dried (after only two years, stored under nitrogen to prevent decomposition) for 60 minutes with 16 kilograms of iron pentacarbonyl per ton
bei einer Temperatur von 170 0C behandelt· Nach der Magnetscheidung bildete die reine Kohle'78,8 % des Ausgangsmaterials bei einem Aschegehalt von 17,1 % und einem Gehalt an Pyrit-Schwefel von 1,33 %* Die Einsatzkohle hatte einen Aschegehalt von 30,4 % und einen Pyrit-Schvvefel-Gehalt von 3,89 %, und diese Kohle spricht auf die Eisencarbonyl-Behandlung hinsichtlich der Pyrit-Entfernung ohne Vorbehandlung kaum an.treated at a temperature of 170 0 C · After magnetic separation, the pure formed Kohle'78,8% of the starting material with an ash content of 17.1% and a content of pyritic sulfur from 1.33% * The feed coal had an ash content of 30.4 % and a pyrite-Schvvefel content of 3.89 %, and this coal hardly responds to the iron carbonyl treatment in terms of pyrite removal without pretreatment.
Pittsburgh-Kohle mit einem Gehalt von 25 ppm elementarem Schwefel, 17,9 Gevv.% Asche und 1,67 Gew.% Pyrit-Schvvef el wurde zu einer Siebfeinheit von 14 χ 0 zerkleinert und mit 8 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne bei einer Temperatur von etwa 190 bis 195 C 60 Minuten lang behandelt« Nach der Behandlang mit Carbonyl wurde eine Magnetscheidung vorgenommen» Bei Versuch 1 wurde keine Vorbehandlung zur Entfernung von elementarem Schwefel durchgeführt, und bei den Versuchen 2 bis 5 wurde eine Vorbehandlung mit HiI--fe der beschriebenen Verfahren zur Entfernung möglichst des gesamten elementaren Schwefels vor der Umsetzung mit Carbonyl vorgenommen. Tabelle 1 (? 9) gibt die Ausbeute an reiner Kohle von jedem Versuch auf Gewichtsprozentbasis der eingesetzten Rohkohle und die Gewichtsprozent Asche und Pyrit-Schwefel der reinen Kohle an*Pittsburgh coal containing 25 ppm elemental sulfur, 17.9% by volume ash and 1.67% by weight pyrite-Schvvefel was crushed to a sieve fineness of 14χ0 and containing 8 kilograms of iron pentacarbonyl per tonne at a temperature of treated for about 190-195 C for 60 minutes. Magnetic separation was carried out after treatment with carbonyl. In Experiment 1, no pretreatment was carried out to remove elemental sulfur, and in Runs 2-5 a pretreatment with HiI - fe was carried out Process for removing as much as possible of the total elemental sulfur prior to reaction with carbonyl. Table 1 (? 9) indicates the yield of pure coal from each weight percent based trial of the raw coal used and the weight percent ash and pyrite sulfur of the pure coal *
Probe~Nr<No <sample ~
Variable Vorbehandlungsbedingungen Variable pretreatment conditions
Temp, 0CTemp, 0 C
Zeit, hTime, h
Ergebnisse des reinen Kohle-ProduktesResults of the pure coal product
Ausbeute, Gewe%Yield, wt% e
Asche,Ash,
Pyrit-S,Pyrite-S,
Eine bituminöse Lovver-Freeport-Kohle aus Pennsylvania, die 156 ppm elementaren Schwefel enthielt, wurde zu einer Siebfeinheit von -14 zerkleinerte Zwei Proben wurden mit 2 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne bei einer Temperatur von etwa 190 bis 195 0C behandelt* Probe 1 wurde nicht zur Entfernung von elementarem Schwefel vorbehandelt, dagegen wurde Probe Nr* 2 mit heißem Toluol behandelt und mit warmem Aceton vor der Carbonyl-Behandlung gespült» Die .vergleichbaren Ergebnisse sind in Tabelle 10 enthalten«A bituminous Lovver-Freeport coal from Pennsylvania, which contained 156 ppm of elemental sulfur, was added to a mesh size of -14 crushed Two samples were treated with 2 kg of iron pentacarbonyl per ton at a temperature of about 190-195 0 C * Sample 1 was not pretreated to remove elemental sulfur, on the other hand sample # 2 was treated with hot toluene and rinsed with warm acetone prior to carbonyl treatment. "Comparable results are shown in Table 10".
Einsatzkohle reine KohleCharcoal pure coal
Probe- . Asche Pyrit-S S Ausbeute Asche Pyrit-STrial. Ash pyrite-S S yield ash pyrite-S
Nr, · (Gew«%) (Gew.%) . (ppm) (Gew.%) (Gew.%KGew.%)No, (% by weight) (% by weight). (ppm) (wt%) (wt% KGew%)
1 33,0 2,19 156 86,8 · 28,5 2,441 33.0 2.19 156 86.8 x 28.5 2.44
2 - 33,0 2,19 71 79,5 20,4 1,522 - 33.0 2.19 71 79.5 20.4 1.52
Eine Illinois-Kohle mit einem Gehalt von 105 ppm elementarem Schwefel wurde auf eine Siebfeinheit von 14 χ 150 zerkleinert· Drei Proben wurden mit 7,5 Kilogramm Eisenpentacarbönyl pro Tonne 60 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 175 bis 195 0C behandelt« Probe Nr# 1 wurde nicht zur Schvvefelentfernung vorbehandelt, dagegen wurden die Proben 2 und 3 mit heißem Toluol behandelt und mit warmem Aceton vor der Behandlung mit Eisencarbonyl gespült» Die Vergleichser-* gebnisse sind in Tabelle 11 wiedergegeben·An Illinois coal containing 105 ppm of elemental sulfur was crushed to a sieve fineness of 14 χ 150. Three samples were treated with 7.5 kilograms of iron pentacarbonyne per ton for 60 minutes at a temperature of about 175 to 195 ° C. Sample No # 1 was not pretreated to remove sulfur but samples 2 and 3 were treated with hot toluene and rinsed with warm acetone prior to treatment with iron carbonyl. "The results of the comparison are shown in Table 11.
Lower-Freeport-Kohle mit einer Siebfeinheit von 14 χ 0 wurde eine Stunde lang mit 16 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne bei einer Temperatur von etwa 170 0C behandelt« Probe Nr* 1 wurde nicht zur Entfernung von elementarem Schwefel vorbehandelt, dagegen wurden die Proben 2 und 3 unter den in Tabelle 12 angeführten Bedingungen zur Entfernung eines Teiles des elementaren Schwefels wie angegeben behandelt· Die Ergebnisse enthält Tabelle 12, ebenso die Analyse der eingesetzten Kohle vor jeglicher Art von Behandlung,Lower Freeport coal with a sieve fineness of 14 χ 0 was treated for one hour with 16 kilograms of iron pentacarbonyl per tonne at a temperature of approximately 170 ° C. Sample No. 1 was not pretreated to remove elemental sulfur, but samples 2 and 3 under the conditions for removal of a portion of the elemental sulfur listed in Table 12 as indicated. The results are given in Table 12, as well as the analysis of the coal used prior to any type of treatment.
Eine 75-Gramm-Pröbe von Illinois-Kohle Nr« 67 Siebfeinheit 14 χ 0/ wurde in einen Drehreaktor eingesetzte 2/5 Kilogramm elementarer Schwefel pro Tonne wurden sublimiert und konnten sich 30 Minuten lang bei etwa 200 C ohne Gasstrom mit der Kohle umsetzen» Eine entsprechende 75-Gramm-Probe wurde nicht vorbehandelt* Oede Probe wurde danach mit 7/5 Kilogramm Eisenpentacarbonyl pro Tonne 30 Minuten lang bei 190 bis 195 0C behandelt, Tabelle 7 (13 ?) gibt die betreffende Analyse der Einsatzkohle und der reinen Kohle jeder Probe an« . .A 75 gram proline of Illinois Coal No. 6 7 mesh 14 140/2 / kg of elemental sulfur per tonne loaded into a rotating reactor was sublimed and allowed to react with the coal for 30 minutes at about 200 ° C. without gas flow »A corresponding 75 gram sample was not pretreated. * Each sample was thereafter treated with 7/5 kilograms of iron pentacarbonyl per tonne for 30 minutes at 190 to 195 ° C. Table 7 (13) gives the relevant analysis of the activated carbon and the pure Charcoal from each sample «. ,
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