DE3203902A1

DE3203902A1 - Heizoelsubstitut

Info

Publication number: DE3203902A1
Application number: DE19823203902
Authority: DE
Inventors: Aloys Dipl.-Ing. 4152 Kempen Schlütter
Original assignee: RUHRKOHLE CARBORAT GmbH
Current assignee: RUHRKOHLE CARBORAT GmbH
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1983-08-11

Description

Heizölsubstitut
Die Erfindung betrifft pumpfähige Kohle-Öl-Suspensionen als Substitut für Heizöl. Trotz eines deutlichen Preisvorteiles gegenüber Heizöl und Erdgas hat Kohle derzeit ihre Lage zwar stabilisieren aber keineswegs wesentliche Anteile von Heizöl am Energiemarkt übernehmen können. Seit einigen Jahren besteht die Erkenntnis, daß Heizöl aller Wahrscheinlichkeit nach in Relation zur Kohle ein teures Produkt bleiben bzw. werden wird und außerdem seine Reserven relativ begrenzt sind.
Die naheliegende Lösung zur Substitution von Heizöl ist der Neubau von kohlegefeuerten Kesselanlagen. Bivalente, d. h.
für die Feuerung mit Kohle und/oder Öl ausgelegte Dampferzeuger lassen sich verhältnismäßig einfach auf Kohle umstellen.
Bei reinen Ölkesseln bedarf die Umstellung auf Alternativbrennstoff jedoch einer sorgfältigen Planung.
Manche der bivalent konzipierten Feuerungsanlagen, die zunächst mit Kohle und später nur mit Öl betrieben wurden, erfüllen zeitgemäße Umweltschutzanforderungen nicht mehr. Ferner sind teilweise die früher erforderlichen Kohleversorgungsanlagen und Kohleaufbereitungsanlagen sowie Entsorgungseinrichtungen nicht mehr vorhanden und dafür vorgesehene Flächen inzwischen anderweitig genutzt.
Bei Ölkesseln ist die Umstellung auf reine-n Kohlebetrieb nahezu ausgeschlossen. Um die Schwierigkeiten mit Aschen und Schlacken zu beherrschen, bedarf es massiver Umbauten.
Um aus der Kosten-Mengen-Schere herauszukommen, wird seit langem weltweit an der Entwicklung von Kohle-Öl-Suspensionen als Substitutionsbrennstoff für Heizöl zur Energieerzeugung und Wärmeerzeugung gearbeitet.
Eine typische Mischung für Kohle-Öl-Suspensionen besteht aus 50 % feingemahlener Kohle und 50 % Ö. Kohle-Öl-Gemische können zentral hergestellt und wie Öl beim Verb-raucher angeliefert werden. Die Brenner für Dampferzeugungsanlagen werden ähnlich versorgt wie mit Ö1. Gleichwohl konnten sich Kohle-Öl-Suspensionen bisher nicht durchsetzen..
Ein wesentlicher Grund sind Stabibisierungsprobleme der Kohle Öl-Suspension, Bei längerer Lagerung können sich Kohle und Öl trennen. Es. ist bekannt, dem durch Zusatz von Additiven entgegenzuwirken. Das gleiche kann durch kontinuierliches Durchmischen bei- entsprechenden Temperaturen erreicht werden.
Beide Alternativen sind mit erheblichen zusätzlichen Betriebs-und Wartungskosten verbunden. Darüberhinaus komplizieren sie die Handhabung.
Der Erfindun-g liegt die Aufgabe zugrunde, eine rKohle-Öl-Suspension zu schaffen, die geringere Gestehungskosten gegenüber bekannten Kohle-Öl-Suspensionen bei gleichem Stabilisierungsverhalten aufweist und bedienungsfreundlich ist.
Nach der Erfindung wird das, dadurch erreicht, daß für die Kohle-Öl-Suspension leichtes Heizöl-v-erwendet wird und die Aufmahlung der Kohle zusammen mit dem Heizöl erfolgt. Überraschenderweise hat die entstandene Kohle-Öl-Suspension da-nn gegenüber herkömmlichen Suspensionen von Natur aus ein wesentlich besseres Stabilisierungsverhalten. Das wird auf eine besondere Affinität zwischen Öl und frischen Kohlebruchflächen bei der Aufmahlung zurückgeführt. Dieser Effekt ist in der Vergangenheit unberücksichtigt geblieben. In der Erwartung geringeren Verschleißes der für die Kohlemahlung verwendeten Mühlen und höherer Mühlenleistung beim Trockenmahlen ist in der Vergangenheit der Gedanke eines Aufmahlens der Kohle zusammen mit dem Öl nicht aufgekommen.
Die Stabilisierung des Kohle-Öl-Gemisches aus der erfindungsgemäßen Aufmahlung der Kohle zusammen mit leichtem Heizöl ist so stark, daß bei einer Aufmahlung 100 % ' 40 lum eine ausreichende Sicherheit gegen die Trennung von Kohle und Öl gegeben ist. 100 % Aufmahlung heißt, alle Kohlepartikel besitzen die angegebene Partikelgröße oder sind kleiner, wobei vereinfachend eine Kugelform für alle Partikel unterstellt wird und die Partikelgröße durch den Durchmesser der Kohlepartikelkugeln gekennzeichnet ist.
Im Falle einer gröberen Aufmahlung der Kohle mit Partikelgrößen bis zu 90 pm kann noch ein sicheres Stabilisierungsverhalten durch die Zugabe üblicher Additive erreicht werden. Der erfindungsgemäße Aufmahlungsgrad bis zu 90 lum ist erheblich gröber als die bei herkömmlichen Kohle-Öl-Suspensionen als maximal zulässige Kohle-Öl-Partikelgröße von 75 pm.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird als Additiv amorphe Kieselsäure hinzugegeben. Diese Kieselsäure läßt sich vorteilhafterweise ebenfalls dem Mahlprozeß zusetzen, so daß zusätzliche Mischeinrichtungen und zusätzlicher Mischaufwand vermieden werden. Darüberhinaus sind nach der Erfindung 0,1-0,2 % der Kieselsäure ausreichend, um selbst bei der Partikelgröße von 90 ym ein ausreichendes Stabilisierungsverhalten zu gewährleisten.
Die bei der Aufmahlung nach der Erfindung entstehende Ölvernetzung der Kohlepartikel ist so stark, daß eine tixotrope Flüssigkeit entsteht, die jedoch einwandfrei gepumpt werden kann. Zugleich eröffnet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, den Heizölanteil in der Kohle-Öl-Suspension erheblich gegenüber dem oben angegebenen 50 %-Anteil herkömmlicher Suspensionen zu verringern. Es hat sich z. B. geze.igt, daß die erfindungsgemäße tixotrope Kohle-Öl-Suspension selbst noch bei 60 % Kohleanteil hervorragend lagerfähig und ausreichend pumpfähig ist.
Die erfindungsgemäße tixotrope Kohle-Öl-Suspension wird wahlweise unmittelbar vor der Aufgabe in den Brenner zur Viskositätsminderung mit einem ionogenen Additiv behandelt. Als ionogenes Additiv sind insbesondere Amine vorgesehen. Die Viskositätsminderung dient zur Steigerung der Dispergierung der Kohle-Öl-Suspension im Brenner. Eine besonders gute Dispergierung der Kohle-Öl-Suspension erleichtert die Zündung der einzelnen Partikel.
Die Beimengung des ionogenen Additivs erfolgt mittels einer in die Suspensionsströmung wirkenden Dosierpumpe. Dabei können beispielsweise bei der Wasseraufbereitung übliche Dosierpumpen verwendet werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Pumpfähige Kohle-Öl-Suspension als Substitut für Heizöl, gekennzeichnet durch die Verwendung leichten Heizöls und die Aufmahlung der Kohle zusammen mit dem Heizöl.
2. Kohle-Öl-Suspension nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufmahlung 100 % ' 40 Um.
3. Kohle-Öl-Suspension nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufmahlung 100 % 1 90 ,um und die Beimengung von Additiven.
4. Kohle-Öl-Suspension nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch amorphe Kieselsäure als Additiv.
5. Kohle-Öl-Suspension nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure dem Mahlprozeß zugesetzt wird.
6. Kohle-Öl-Suspension nach Anspruch 4 oder 5 durch 0,1-0,2 % Anteile Kieselsäure am Gemisch.
7. Kohle-Öl-Suspension nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch die Eindosierung eines ionogenen Additivs unmittelbar vor Aufgabe der Kohle-Öl-Suspension in einen Brenner.