The redistribution of trace and minor elements during coal liquefaction

Abstract

Radioactivation analysis of four sets of coal liquefaction feed and product materials provided information on the concentrations of forty trace and minor elements. Coal-derived ti1 was found to have low levels of most elements, comparable to crude petroleum. Aqueous process effluents were shown to have potentially troublesome levels, especially of Cr and Ba. The concentration data derived in this study and rzlevant process data were combined to construct elemental mass balances around the liquefaction process; these varied widely between about 80 and 140%, depending mostly on analytical errors. Enrichment of chromium and other transition metals in the conversion residues indicated a possible source through equipment erosion while consistent depletim of barium suggested a loss to aqueous stream particulate matter or possible reactor deposits.Des donnCes ont CtC obtenues concernant les concentration: de quarante 6lCments mineurs ou a I'etat de trace grlce h I'analyse par radioactivation de quatre series d'alimentation de IiquCfaction de charbon et drs matCriaux de produits. On a trouvC que I'huile dCrivee du charbon avait des teneurs peu Clevees dans la plupart de ces CICments, comme le pttrole brut. On a montrt que les effluents aqueux du proa dC avaient des niveaux potentiellement gtnants en particulier de Cr et de Ba. k s donne& de concentrations obtenues dans ce travail, ainsi que les donnCes opkratoires approprihs ont CtC combinkes pour Ctablir des bilans massiques par CICmmt pour le procede de liquefaction. La manitre dont ces bilans sont bouclCs varie beaucoup, entre 80% et 140%, piincipalement en raison des erreurs expkrimentales. Un enrichissement en chrome et en quelques autres mCtaux de iransition au cours de la conversion des residus indique I'Crosion de I'Cquipement comme source possible, alors qu'uie diminution du barium suggtre une perte de particules dans le courant aqueux ou encore des dtpots dans le rkacteor.