CS270204B2

CS270204B2 - Method of carbonaceous materials heat treatment and reactor for realization of this process

Info

Publication number: CS270204B2
Application number: CS859444A
Authority: CS
Inventors: Edward Koppelman
Original assignee: Edward Koppelman
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1985-12-18
Publication date: 1990-06-13
Also published as: FI82841B; SE459499B; DK165373C; GB8529020D0; SU1577702A3; HU200230B; YU194085A; SU1577703A3; NO855129L; IT8523234A0; BR8506376A; DD251083A5; FR2574810A1; SE8506014D0; DE3543582C2; FI854925A0; AU567831B2; CA1262699A; ES550094A0; GB2168797B

Description

(57) dává částí tu 9o až 26o _ _ .

kem re akčních plynů a tento materiál částečně zbavený vlhkosti ae zpracovává v reakční zóně ...... ’ ’ ‘ se . du a od středu zařízení při kaskádovitém posunu tohoto materiálu směrem dolů z jedné vestavby na další vestavbu za současného Jepelného zpracovávání při teplotě 2oo aŽ 65o °C a za tlaku 2 MPa až 2o MPa, přičemž interval zdržení je 1 minuta aŽ jedna hodina· Uvolněné reakční plyny se odvádějí v protiproudu к posunu zpracovávaného materiálu· Zařízení je v podstatě tvořeno tlakovou nádobou (lo), ve které je uložena řada prstencových vestaveb, z nichž horní sada tvořící předehřfvací zónu je Šikmo skloněná směrem dolů к obvodu komory a sada spodních vestaveb tvořících reakční zónu je uložena horizontálně a pod těmito horními vestavbami, Nad každou vestavbou (64,82) jsou umístěna hřeblová ramena (48) s hřeblovými zuby (5o) a nad některými hřeblovými rameny (48) .

jsou umístěny prstencové přspáŽky (72;. Na horní vestavby (64) je napojen prstencový žlábek (74) spojený se spádovými trubkami (78)· V oblasti spodních vestaveb (82) jsou uspořádány teplovýmŠnné soustavy tvořené spirálovými svazky (94) a příčnými tepelnými výměníky tvořenými sadou U—trubek (9б)· V alternativním provedení Je předehřfvací komora (134) samostatným celkem· V této komoře Je umístěn šnekový dopravník (146) pro posun zpracovávaného materiálu·

Vlhký, uhlíkatý, organický materiál se přido předehřfvací zóny, která může být sou. reakční zóny, kde se předehřfvá na teplocž 26 э °C kontaktem s protiproudým tove formě mnohonásobné vestavby, na které posunuje radiálním směrem střídavě ke stře

270 204 (n) (13) B2 (51) Int. Cl.⁴

C lo L 9/o8

CS 27o2o4 B2

Vynález se týká způsobu tepelného zpracovávání uhlíkatých materiálů a reaktoru к provádění tohoto způsobu.

Vyčerpávání zdrojů materiálů, používaných к výrobě energie a zvyšující se náklady na získávání těchto materiálů, ke kterým náleží ropa a zemní plyn, vyvolaly potřebu nalézt nové alternativní energetické zdroje, které se vybkytují ve velkém měřítku, jako jsou například llgnitické typy uhlí, položivičná uhlí, celulózové materiály. Jako je například rašelina, dále odpadní celuldzové materiály, jako Jsou například piliny, kůra stroaů, dřevěné odřezky, větve a třísky vzniklé při těžbě dřeva a zpracovávání dřeva na pile, dále různé zemědělské odpadní materiály, jako jsou například stonky bavlníku, skořápky ořechů, slupky kukuřice a podobné jiné městské pevné odpadky· Tyto alternativní materiály Jsou ale bohužel ve stavu v Jakém se nacházejí nevhodné z mnoha důvodů pro přímé použití Jako paliva s vysokým obsahem energie* Z uvedeného důvodu bylo již navrženo velké množství postupů к převedení těchto materiálů na vhodnější formu, kterou by bylo možno potom použít jako paliva, a která má vyěěí výhřevnost, vztaženo na sušinu, a současně zvýšenou stabilitu proti vlivu počasí přepravování a skladování.

Mekl typická zařízení tohoto druhu a postupy zpracovávání uvedených druhů materiálů podle dosavadního stavu techniky náleží řešení podle patentu Spojených států amorickýbh č. 4 o52 168, přičemž podle tohoto patentu ae llgnitické typy uhlí podrobí chemické restrukturizaci za kontrolovaných tepelných podmínek a získá ae zhodnocený pevný uhlíkatý produkt, který Je stabilní a odolný vůči vlivu počasí, přičemž kromě toho má tento produkt zvýšenou výhřevnost blížící ·· výhřevnosti Živičných druhů uhlí. Dále do tohoto dosavadního stavu techniky je možno zařadit patent Spojených států amerických č, 4 127 391, podle kterého se odpadní prach z živičných druhů uhlí, který vzniká při promývacích a čistících operacích prováděných s běžnými typy uhlí, podrobí tepelnému zpracovávání, při kterém se získá pevný aglomerovaný kokaovltý produkt, který je vhodný pro použití jako pevné palivo, a dále řešení podle patentu Spojených států amerických č. 4 129 42o, podle kterého se celuldzový materiál, běžně se vyskytující v přírodě, jako například raftelina, a rovněž tak 1 odpadní celulázové materiály, zhodnocují za kontrolovaných tepelných pddmínek restrukturačním procesem, při kterém ee získá pevný uhlíkatý nebo kokaovltý produkt vhodný pro použití jako pevné palivo nebo jako přísada do jiných běžných paliv, například jako suspenze topného oleje. Reaktor a postup zhodnocování uhlíkatého surového materiálu uvedeného druhu, které jsou uváděny ve výše uvedených patentech Spojených států amerických, je popisován v patentu Spojených států amerických č, 4 126 519, přičemž při provádění postupu podle tohoto patentu se kapalná suspenze přiváděného materiálu zavádí do skloněného reaktoru a postupně se v něm zahřívá, čímž se získá v podstatě suchý pevný reakční produkt o zvýšené výhřevnosti· Výše uvedená reakce se provádí za kontrolovaného zvýšeného tlaku a za kontrolované zvýšené teploty, přičemž se rovněž bere v úvahu doba zdržení, za účelem dosažení požadovaného tepelného zpracován^ které zahrnuje odpaření v podstatě veškeré vlhkosti z přiváděného materiálu a rovněž tak přinejmenším částečné odstranění těkavých organických složek, přičemž se současně pH tomto zpracovávání dosáhne současné · kontrolované částečné chemické restrukturace nebo pyrolýzy uvedeného přiváděného materiálu· Uvedená reakce se provádí v neoxldujícím prostředí, přičemž získaný pevný reakční produkt ee po tomto zpradování v následné fázi ochlazuje* na teplotu, při které je možno jej odvádět mimo zařízení, a při které se uvádí do kontaktu a vnější atmosférou bez nebezpečí, že by došlo ke spálení tohoto materiálu nebo к jeho degradaci* přesto, že výše uvedené postupy a zařízení, které jsou popsány ve výše uvedených patentech Spojených států amerických, poskytují možnost uspokojivého zpracovávání různých druhů surových uhlíkatých materiálů za vzniku zhodnocených pevných reakČních produktů, existuje 1 nadále potřeba vyvinout reaktor a postup zpracovávání uvedených druhů materiálů, které by byly Ještě účinnější, univerzálnější a Jednodušší, přičemž by byly snadnější pokud so týče kontroly kontinuálního tepelného zpracovávání různých druhů vlhkých surových uhlíkatých materiálů, čímž by se dosáhlo ekonomičtějšího provedení konverze a získávání pevných paliv a vysokým energetickým obsahem jako náhrada nebo jako alternativní řešení běžně ae vyskytujících energetických zdrojů·

CS 27o2o4 B2

Podstata tepelného zpracovávání uhlíkatých organických materiálu podle uvedeného vynálezu spočívá v tom. že se vlhký uhlíkatý organický materiál přivádí do předehřívací zóny, která může být součástí reakční zóny, kde se přede hřívá kontaktem · protiproudým tokem reakčních plynů na teplotu v rozmezí od 9o do 26o °C a oddělaná vlhkost oo odvádí z této zóny za tlaku pomocí odvodčovacího systému, přičemž předehřátý materiál, částečně zbavený vlhkosti, se odvádí do reakční zóny ve formě mnohonásobné vestavby, na které se posunuje radiálním směrem střídavě ke středu nebo od středu zařízení při kaskádovitém posunu tohoto materiálu směrem dolů z jedné vestavby na další vestavbu, V této reakční zóně se uvedený materiál zpracovává při teplotě v rozmezí od 2oo do 65o °C a za tlaku v rozmezí od 2 MPa do 2o MPa, přičemž interval zdržení se pohybuje v rozmezí od 1 tninuty do jedné hodiny podle druhu zpracovávaného materiálu. Současně se při tomto zpracovávání uvolftují reakční plyny, které se odvádí v protiproudém směru do kontaktu se zpracovávaným materiálem v reakční zóně a v předehřívací zóně, přičemž zpracovaný materiál, t, zn, reakční produkt, se odvádí z reakční zóny za tlaku a zkondenzovaná kapalina se odvádí z reakční zóny odvodem kondenzátu.

Podstata reaktoru к provádění tohoto tepelného zpracovávání podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že je tvořen tlakovou nádobou, která vymezuje komoru sestávající z kruhové válcové střední částí, klenuté horní části a klenuté spodní části, přičemž v této komoře je uložena ¹ řada nad sebou uložených prstencových vestaveb, z nichž sada horních vestaveb, tvořících předehřívací zónu, je šikmo skloněná směrem dolů к obvodu uvedené komory a sada spodních vestaveb tvořících reakční zónu je uložena horizontálně a pod těmito horními vestavbami. Nad kaž^k dou vestavbou jsou umístěna hrabiová ramena s hřeblovými zuby pro posunování zpracovávaného materiálu radiálním směrem od středu a ke středu zařízení a nad některými hřeblovými rameny jsou umístěny prstencové přepážky к usměrnění toku reakčních plynů, V klenuté horní části je vytvořen přírubový přívod se šikmo umístěnou přepážkou к přivádění a usměrnění zpracovávaného materiálu do reaktoru a přírubový výstup pro odvádění reakčních plynů. Na uvedené horní vestavbě je napojen prstencový Žlábek spojený se spádovými trubkami pro odvod zkondenzované kapaliny odvodem ze zařízení, V oblasti spodních vestaveb jsou uspořádány teplovýměnné soustavy tvořené spirálovými svazky umístěnými obvodově okolo vnitřního obvodu uvedené komory a přilehlými к vnitřnímu povrchu válcové Žáruvzdorné výplně, a příčnými tepelnými výměníky tvořenými sadou U-trubek, umístěnými horizontálně pod prstencovými vestavbami ve vnitřním prostoru uvedené komory. Ve spodní klenuté části je vytvořen přírubový výstup pro odvádění produktu,

V alternativním provedení je reaktor podle uvedeného vynálezu tvořen šikmo uspořádanou předehřívací komorou, která má na spodním konci vstup pro přívod zpracovávaného materiálu a na horním konci přírubový výstup napojený na vlastní reaktor s mnohonásobnou vestavbou, přičemž v uvedené komoře je umístěn šnekový dopravník pro posun zpracovávaného materiálu, otvor pro odvádění kapaliny z této komory a přírubový výstup pro odvod nezkondenzovaných plynů, a dále je tvořen vlastním reaktorem s mnohonásobnou vestavbou. Tento reaktor sestává z tlakové nádoby tvořené válcovou střední částí, klenutou spodní částí a klenutou horní částí, а в řadou nad sebou uložených prstencových vestaveb umístěných horizontálně, přičemž nad každou • vestavbou jsou umístěna hrabiová ramena s hřeblovými zuby pro posunování zpracovávaného materiálu radiálním směrem od středu a ke středu zařízení a případně přepážkami pro nasměrování proudu reakčních plynů směrem vzhůru, přičemž každá vestavba js opatřena elektrickou topnou i jednotkou, která je uzavřena v prstencovém vodivém krytu připevněném ke spodní části vestavby, Ve spodní části reaktoru je uspořádán odvod pro odvádění zpracovaného produktu.

Výhody postupu a zařízení podle uvedeného vynálezu spočívají v tom, že je možno tento postup a reaktor s mnohonásobnou vestavbou využít v širokém měřítku ke zpracovávání organických uhlíkatých vlhkých materiálů, které obsahují zbytkovou vlhkost, za kontrolovaného tlaku a při zvýšených teplotách» přičemž se provede požadovaná fyzikální a/nebo chemická modifikace tohoto materiálu a získá se reakční produkt, který je vhodný pro další použití jako palivo. Při postupu zpracovávání uhlíkatých materiálů v surovém původním stavu, které obsahují větší množství vlhkosti, se podrobí tento materiál zpracovávání za podmínek zvýšené teploty a zvýšeného tlaku.

CS 27o2oé B2 přičemž ee dosáhne podstatného snížení obsahu zbytkové vlhkosti v tomto pevném re akčním produktu a kromě toho se dosáhne požadované tepelné chemické restrukturace organického materiáli, čímž se docílí zlepšených fyzikálních vlastností tohoto materiálu, projevující se ve zvýšené výhřevnosti vztažené na sušinu, t* zn. na materiál žhavený vlhkosti*

Při provádění postupu zpracovávání podle uvedeného vynálezu se vlhký organický uhlíkatý materiál přivádí do předehřívací zdny, která může být uspořádána mimo reaktor nebo m&Že tvořit integrální část uvedeného reaktoru, přičemž v této předehřívací zdně se přiváděný zpracovávaný materiál předehřívá kontaktem s proti proudým tokem reakčních plynů na teplotu v rozmezí od asi 9o °C do asi 26o °C, Současně kondenzuje na studeném přiváděném materiálu vlhkost, která byla uvolněna Jako důsledek ohřívacího procesu, přičemž tato vlhkost se odvádí a odděluje od tohoto zpracovávaného materiálu, přičemž se odvádí s této předehřívací zány za tlaku pomocí odvodčovacího systému. Zpracovávaný přiváděný materiál v tomto stavu to znamená částečně zbavený vlhkosti, so dále vede z předehřívací zány směrem dolů do reakční sány, přičemž v této reakční zdně se ohřívá na teplotu v rozmezí od asi 2oo °C do asi 65o °C nebo na teplotu Ještě vyšší. Tlak v této reakční zdně se pohybuje v rozmezí od asi 2 MPa do asi 2o MPa nebo se používá tisků Ještě vyšších* interval zdržení zpracovávaného materiálu v reakční zdně se pohybuje od tak nízké hodnoty jako jo asi 1 minuta až do asi Jedné hodiny nebo se používá intervalů ještě delších* Tímto způsobem se dosáhne odpaření přinejmenším části těkavých složek přítomných v uvedeném materiálu, které potom tvoří plynnou fázi, a získá so pevný reakční produkt*

Jedno z možných provedení reaktoru s mnohonásobnou vestavbou podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že jo tento reaktor tvořen tlakovou nádobou, která vymezuje komoru, ve které Je umístěná řada nad sobou uložených prstencových vestaveb, přičemž tuto řadu nad sebou uložených vestaveb tvoří řada horních vestaveb, které Jsou skloněny směrem dolů к obvodové části uvedené komory a tyto vestavby představují sušicí neboli předehřívací zdnu. ve které so z přiváděného surového materiálu odstraňuje vlhkost a chemická vázaná ¹ voda* Pod těmito horními vestavbami Je umístěna řada dolních vestaveb, které určují reakční zdnu. a tato zdna obsahuje topné prostředky, které jsou uspořádány к ohřívání přiváděného surového zpracovávaného materiálu na zvýšenou teplotu a za kontrolovaného zvýšeného tlaku, který je vyšší než tlak atmosférický, po časový interval, který Je dostatečný к odpaření přinejmenším části těkavých složek, obsažených v přiváděném materiálu, а к uvolnění reakčních plynů a vyrobení pevného reakčního produktu o zvýšené výhřevnosti, vztaženo na sušinu* Takto získané horké reakční plyny, vzniklé v reakční zóně, vedou se reaktorem směrem vzhůru, přičemž so dostávají do toplovýroČnného styku s přiváděným materiálem v sušicí zdně. Tento tepiovýměnný styk probíhá proti prou dým způsobem, čímž se dosáhne přinejmenším částečné kondenzace zkondenzovatelného podílu· který jo přítomen v přiváděném zpracovávaném materiálu, na tomto materiálu a tím i předehřátí tohoto materiálu následkem uvolnění výpamého tepla, a kromě toho se dosáhne uvolnění chemicky vázané vody v přiváděném materiálu, která se potom odvádí ze šikmo skloněných vestaveb za tlaku do oblasti vně reaktoru*

Reakční nádoba Je opatřena centrálně umístěným rotačním hřídelem, -na kterém je připevněna řada hřeblových ramen, které jsou uspořádány Jako přilehlé к hornímu povrchu každé z vestaveb a po funkční stránce Jsou uspořádány tak. že se otáčejí, čímž se dosahuje posunu zpracovávaného materiálu radiálním směrem podél každé vestavby střídavě směrem ke středu a směrem od středu, za účelem dosažení posunu materiálu směrem dolů kaskádovitým způsobem z jedné vestavby na* následující níže umístěnou vestavbu* Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu Jsou v sušící zdně reaktoru nad vestavbami a nad hřeblovými rameny uspořádány prstencové přepážky za účelem udržení průtoku horkých reakčních plynů, které postupují v proUproudém směru ke směru posunu zpracovávaného materiálu, v oblasti bezprostředně přilehlé к oblasti posunu materiálu na uvedených vestavbách a za účelem zlepšení kontaktu a převodu tepla mezi zpracovávaným materiálem a postupujícími plyny*

Pevný reakční produkt, získaný tímto postupem, se odvádí ze spodní části reaktoru a odvádí se do vhodné ochlazovací komory, ve které se chladí na teplotu, při které Je možno tento materiál

CS 27o2o4 B2 odvádět do kontaktu a atmosférou» aniž by nastaly nepříznivé účinky na okolní prostředí a na vyrobený materiál.

Reaktor podle vynálezu Je v horní části opatřen výstupem pro odvádění vzniklých reakčních plynů za tlaku» přičemž takto produkované plyny mohou být popřípadě použity pro spalování a pro ohřívání reakční zóny uvedeného reaktoru· V horní části uvedeného reaktoru se rovněž nachází vstup» kterým se přivádí surový uhlíkatý zpracovávaný materiál nebo směs těchto různých materiálů do reaktoru prostřednictvím vhodného, tla kového · uzávěru a potom se uvádí do nejhořejší vestavby v sušící zóně. .

Podle alternativního provedení réaktoru pódia vynálezu se sušen/ a predehřfvání zpracovávaného materiálu provádí v předřazeném reaktorovém stupni tvořící předehřfvací zónu, která je umístěna mimo reaktor s mnohonásobnou vestavbou, přičemž získaný výsledný předehřívaný materiál» který byl částečně zbaven vlhkosti· se potom vede do reaktoru s mnohonásobnou vestavbou» který představuje reakční zónu» která je podobná reakční zóně tvořené spodní částí kombinovaného reaktoru s mnohonásobnou vestavbou· Dále jo nutno poznamenat» Že u obou uvedených typů zařízení se používá vhodných čistících prostředků» jako jsou například drátěné kartáče» pro odstraňování veškerých nahromaděných usazenin z vnějších povrchů prstencových přepážek» za účelem udržení optimální provozní Činnosti zařízení podle vynálezu· U zařízení podle uvedeného vynálezu se dálo používá trubkových teplovýměnných prvků nebo elektrických topných elementů· které je možno umístit do vodivých krytů· přičemž rovněž tyto kryty jsou podobným způsobem» jako bylo uvedeno shora· čištěny «a účelem udržení optimálních teplovýměnných charakteristik»

Další výhody postupu a reaktoru podle uvedeného vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu výhodných provedení tohoto postupu a zařízení zobrazených na připojených obrázcích a z příkladů provedení.

Na přiložených výkresech Jo na obr· 1 znázorněn pohled v řezu ve vertikálním směru na reaktor s mnohonásobnou vestavbou podle vynálezu, na obr· 2 jo pohled v řezu v horizontální rovině na reaktor podle obr· 1» přičemž tento řez je proveden v části reaktoru» ve které Jo Ilustrováno umístění příčných teplovýměnných trubek» na obr. 3 je částečný půdorysný pohled na Část s odváděcíml otvory skloněné prstencové vestavby» která jo umístěna v horní předehřfvací zóně reaktoru, který je znázorněn na obr. 1» na obr· 4 jo schematicky znázorněn průtokový diagram postupu prováděného v daném reaktoru a dále jsou zde uvedeny některé další provozní proudy související s tepelným zpracováváním zpracovávaného uhlíkatého materiálu, a na obr· 5 Jo částečný boční pohled v řezu na část reaktoru a mnohonásobnou vestavbou podle vynálezu a předehřfvací a sušící zónou umístěnou mimo reaktor podle alternativního provedení uvedeného reaktoru· .

. Z detailního pohledu na obr. 1 až 3 vyplývá» že reaktor · několikanásobnou vestavbou podle uvedeného vynálezu je podle tohoto provedení tvořen Hákovou nádobou lo· Jejíž součástí je klenutá horní část 12, kruhová válcová střední část 14 a klenutá spodní část 16, přičemž uvedené části jsou navzájem plynotěsně spojeny pomocí prstencových přírub 18· Reaktor podle tohoto provedení spočívá ve v podstatě. svislé pozici na řadě podpěr 2o, které jsou zajištěny bočními patkami 22 připojenými na spodní přírubu 1S středové části uvedené tlakové nádoby· Horní klenutá část 12 je* opatřena přírubovitým přívodem 24, který slouží к přivádění částlcovitého vlhkého uhlíkatého materiálu do vnitřního prostoru reaktoru. U horního příruboVitého přívodu 24 je uspořádána šikmá přepážka 26» která slouží к nasměrování přiváděného zpracovávaného materiálu к obvodové oblasti reakční komory· Na opačné straně klenuté horní části 12 je uspořádán přírubovltý výstup 28» který slouží к odvádění reakčních plynů vznikajících v uvedeném reaktoru» které jsou pod tlakem, z uvedené reakční komory způsobem» který bude v dalším textu popsán podrobněji· Ve vnitřním centrálním prostoru v horní klenuté Části 12 je umístěn prstencový nálitek 3o, který směřuje směrem dolů, a ve kterém je umístěno ložisko 32» které slouží к rotačnímu uchycení horního konce rotačního hřídele 34.

CS 27o2o4 B2

Uvedený rotační hřídel 34 je uspořádán ve středové části vnitřního prostoru reaktoru* přičemž je rotačně uchycen ložiskovým čepem svojí spodní částí v prstencovém nálitku 36, vytvořeném ve spodní části 16* za pomoci ložiska 38 a kapalinotěsné těsnící soustavy 4o. část rotačního hřídele 34* která vystupuje ven z uvedeného reaktoru* má podobu stupňovitého čepu a tato část je označena jako hřídelová část 42* která je uložena a zároveň nesena axiálním ložiskem 44* uchyceným v ložiskovém pouzdru 46.

Na rotačním hřídeli 34 je připevněna řada radiálně umístěných hřeblových ramen 48* přičemž tato ramena vyúsťují z rotačního hřídele v radiálním směru a jsou vertikálně rozmístěna podél této hřídele v odstupech. V obvyklém provedení jsou v předehřívací neboli sušící z dně uspořádána dvě ramena* tři nebo čtyři hrablová ramena· přičemž v reakční zdně je možno použít až Šest hřeblových ramen. V obvyklém provedení jaou v jedné úrovni na rotačním hřídeli připevněna čtyři hrablová ramena* která jsou vzájemně rozmístěna v odstupu Po °. Ke spodním stranám hřeblových ramen 48 Je připevněna řada šikmo skloněných hřeblových zubů 5o, přičemž tyto zuby jsou uhlově orientovány tak* aby jimi mohl být prováděn posun přiváděného materiálu směrem do středu a od středu zařízení podél mnohonásobných vestaveb tohoto zařízení jako výsledek rotace uvedeného hřídele.

Rotace hřídele 34 a sestavy hřeblových ramen* připevněných na tomto hřídeli* je odvozena od motoru 52* který Je uložen na stavitelné podatavě 54* a který je spojen s kuželovým hnacím převodem 56* připevněným na části hřídele vyčnívající z uvedeného motoru* přičemž tento kuželový hnací převod je v konstantním záběru s kuželovým hnacím převodem 58* který Je připevněn na spodní Část rotačního hřídele. Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je tímto motorem 52 motor s měnitelnými otáčkami, čímž je možno dosáhnout kontrolovaných změn rychlosti rotace uvedeného hřídele. · .

Za účelem zajištění možnosti podélného roztahování a smršťování uvedeného hřídele a možnosti úprav vertikálního uspořádání hrablových ramen, která jaou připevněna na uvedeném hřídeli* jako výsledek působení změn. teploty uvnitř reaktoru a mnohonásobnou vestavbou podle uvedeného vynálezu, je podstava 54 a ven vyčnívající konec hřídele 34 uspořádána na zvedáku 6o* který je vertikálně posunovatelný, přičemž tomuto zvedáku funkčně napomáhá hydraulicky fungující válec 62 pro libovolné nastavení výšky podstavy 54 a zajištění vhodného nastavení hrablových zubů 5o vzhledem к horním povrchům vestaveb uvnitř reaktoru.

Ve specifickém uspořádání reaktoru s mnohonásobnou vestavbou podle uvedeného vynálezu zobrazeném na obr. 1 je vnitřní prostor reaktoru rozdělen na horní předehřívací ^neboli odvodňovací zdnu a na spodní čili reakční sánu. Uvedená předehřívací zdna jo tvořena řadou nad aebou uložených šikmo skloněných prstencových vestaveb 64, které se svažyjí směrem dolů к obvodu reakční komory. Horní předehřívací zdna jo opatřena kruhovou válcovou mezlatěnou 66, která je radiálně v odstupu uspořádána uvnitř válcové stěny 14 tvořící středovou část, přičemž к této mezistěně jsou připevněny šikmo skloněné vestavby 64. Horní konec válcové krycí mezistěny 66 Jo opatřen šikmo skloněnou částí 68, která jo šikmo skloněná směrem ven a zabraňuje proniknutí uhlíkatého zpracovávaného materiály do prstencového prostoru vytvořeného mezi krycí mo zlatěnou 66 a stěnou 14 středové části. Jak je patrné z obrázku 1, je nojhořejší vestavba 64 připojena svojí obvodovou částí к uvedené krycí mezistěně 66* přičemž tato vestavba jo uspořádána směrem šikmo vzhůru a směrem ke středu к rotačnímu hřídeli 34. Tato nojhořejší vestavba 64 Jo zakončena kruhovou přepážkou 7o* která směřuje směrem dolů, a tato přepážka vytváří prstencový násypný žlab, kterým zpracovávaný materiál postupuje kaskádovitým způsobem směrem dolů na vnitřní část prstencové vestavby, která jo umístěna pod touto nojhořejší vestavbou. Tato šikmo skloněná prstencová vestavba 64 umístěná pod nojhořejší vestavbou 64 Jo připevněna к válcové krycí mezistěně 66 konzolemi 72, které Jsou rozmístěny po obvodu v úhlových odstupech* přičemž tyto konzole podpírají a nesou uvedené vestavby.

Druhá prstencová vestavba 64 Je nejlépe patrná z obrázku 3, přičemž tato prstencová vestavba obsahuje řadu vstupů neboli otvorů 73, které jsou rozmístěny po obvodu této vestavby* přičemž těmito otvory prochází zpracovávaný materiál kaskádovitým způsobem na další vestavbu*

CS 27o2o4 B2 která je umístěna pod touto druhou prstencovou vestavbou směrem od shora.

Při provádění postupu zpracovávání podle uvedeného vynálezu se vlhký uhlíkatý zpracovávaný materiál přivádí do reaktoru přírubovým přívodem 24, přičemž Je usměrňován přepážkou 26 ke vnějšímu obvodu nejhořejší vestavby 64 a potom Je posunován směrem vzhůru a ke středu zařízení pomocí hřeblových ramen s hřeblovými zuby 5o až do oblasti nad kruhovou přepážkou To, přičemž potom spadává na níže umístěnou vestavbu, umístěnou v odstupu od této vestavby. Podobným způsobem působí i hřeblové zuby. 5o na hřeblových ramenech druhé vestavby směrem od shora, přičemž tyto zuby posunují zpracovávaný materiál směrem dolů a od středu uvedeného zařízení podél horního povrchu uvedené vestavby až se konečně odvádí prostřednictvím otvorů 73, umístěných na obvodu této vestavby, Zpracovávaný materiál takto prochází směrem dolů zařízením podle uvedeného vynálezu, přičemž se střídavě posunuje směrem ke středu a směrem od středu zařízení kaskádovitým způsobem, Jak Je to znázorněno na obr· 1 šipkami, a nakonec se odvádí do níže umístěné reakční z dny.

Během posunu materiálu směrem dolů kaskádovitým způsobem se tento materiál podrobuje zpracovávání, při kterém Je uváděn do styku s horkými re akčními plyny, které proudí uvedeným zařízením v protiproudém směru к pohybu uvedeného zpracovávaného materiálu směrem vzhůru, přičemž tyto plyny předehřívafí tento materiál na teplotu pohybující se obvykle v rozmezí od asi 9o °C do asi 26o °C, Za účelem dosažení dokonalého kontaktu takto zpracovaného materiálu s re akčními Р1У^ПУ· postupujícími směrem vzhůru uvedeným zařízením, Jsou bezprostředně nad hřeblovými rameny 48 uspořádány prstencové přepážky 72, které Jsou umístěny přinejmenším nad některými z uvedených šikmo skloněných vestaveb 64 za účelem udržení průtoku těchto horkých re akčních plynů v oblasti bezprostředně přilehlé к hornímu povrchu prstencových vestaveb, přičemž zde dochází к teplovýměnnému kontaktu těchto horkých re akčních plynů se zpracovávaným materiálem, posunovaným po těchto vestavbách. Předehřátí zpracovávaného materiálu se dosáhne částečně kondenzací zkondenzovatelného podílu re akčního plynu. Jako je například pára, na povrchu chladného přiváděného zpracovávaného materiálu, a kromě* toho přímou tepelnou výměnou· Zkondenzovaná kapalina a rovněž tak i uvolněná chemicky vázaná voda pocházející z přiváděného zpracovávaného materiálu stéká směrem dolů a od středu zařízení po Šikmo skloněných vestavbách a odvádí se z oblasti obvodu uvedených vestaveb, kde jsou připevněny svými nejvzdálenějšími okraji ke kruhové mezlatěné, prostřednictvím prstencového žlábku 74, který Je opbtřsn sítem 76, jako Je například Johnsonovo síto, po celé své vstupní části, přičemž , toto síto Je v tomto prstencovém Žlábku vytvořeno tak, aby jej bylo možno otírat pomocí stíracích elementů nebo pomocí drátěného kartáče 77 * na nejvzdálenějším hřeblovém zubu na příslušném hřeblovém ramenu· Tento prstencový žlábek 74 Jo spojen se spádovými trubkami 78, které Jsou umístěny v prstencovém prostoru mezi válcovou krycí mezistěnou 66 a stěnou 14 válcové střední části, přičemž kapalina se odvádí z této reakční nádoby odvodem 8o kondenzátu, jak je to znázorněno na obr. 1,

Ochlazené reakční plyny se vedou směrem vzhůru předehřívací zdnou, přičemž Jsou z tlakové nádoby odváděny v prostoru klenuté horní části prostřednictvím přírubového výstupu 28 ·

Předehřátý zpracovaný materiál, který Je čáMtečně zbaven vody, se z nejniŽší vestavby v předehřívací zdně přivádí na nejvyšší prstencovou vestavbu 82 v reakční zdně za stálého kontrolovaného zvýšeného tlaku, přičemž v této zdně se podrobí dalšímu zahřívání na teplotu, která se obvykle pohybuje v rozmezí od asi 2oo °C do asi 65o °C nebo na teplotu vyšší. Prstencové vestavby 82 v reakční zéně jsou uspořádány v podstatě v horizontální poloze, přičemž střídavě jsou tyto vestavby připevněny svým okrajem ve v podstatě těsném spojení ke kuhové válcové žáruvzdorné výplni 84, která je uspořádána na vnitřní straně stěny 14 válcové střední části. Hřeblové zuby uspořádané na hřeblových ramenech 48 v reakční zóně fungují podobným způsobem Jako v předchozí předehřívací z<5ně tak, že způsobují střídavě posun materiálu směrem ke středu zařízení a radiální posun směrem od středu zařízení к obvodu reakční zdny kaskádovitým způsobem, jak Je to znázorněno na obr. 1 šipkami. Tepelně zhodnocený pevný reakční produkt, který je v podstatě zbaven vlhkosti se odvádí ze zařízení ve středové oblasti nojnižší vestavby 82 prostřednictvím kuželového odváděcího žlabu 86, přičemž z tlakové nádoby se odvádí tento produkt přírubovým výstupem 88.

CS 27o2o4 B2

Za účelem dalšího zmenšení ztrát tepla v tlaková nádobě je válcová Část a rovněž tak i klenutá spodní Část 16 opatřena vnější izolační vrstvou 9o, která může být obyyklého provedení známého z dosavadního stavu techniky* Středová část Je ve výhodném provedení podle vynálezu opatřena vnějším pláštěm 92 za účelem ochrany izolace· která Je umístěna pod tímto pláštěfh·

Ohřívání zpracovávaného přiváděného materiálu v reakční zóně Je možno provést pomocí elektrických topných prostředků» které Jsou umístěny v této reakční zóně, nebo tak, že se obvod stěny 14 válcové střední části opatří pláštěm, kterým proudí toplovýměnné médium, nebo v alternativním provedení, které Je zobrazeno na přiloženém obr· 1, se v reakční zóně uspořádá obvodová trubková teplovýměnná soustava· která Jo tvořena spirálovým trubkovým svazkem 94, který Je přilehlý к vnitřnímu povrchu válcové Žáruvzdorné výplně 84, a rovněž tak 1 příčným tepelným výměníkem, který Je tvořen řadou trubek 96 tvarovaných ve tvaru písmene U, které Jsou umístěny horizontálně po průřezu tlakové nádoby v míatě bezprostředně pod prstencovou vestavbou 82· Trubkový svazek 94 obvodového tepelného výměníku Je připojen prostřednictvím přírubového vstupu 98 a přírubového výstupu loo ke vnějšímu zdroji toplovýměnného média. Jako Jo například stlačený oxid uhličitý nebo podobné jiné médium pro tepelnou výměnu· Trubky 96 ve tvaru písmeno U tvořící příčný tepelný výměník. Jak Jo to nejlépe patrné z obrázků 1 a 2, Jsou připojeny na vstupní sběrnou komoru Ю2 a výstupní sběrnou komoru lo4, které Jsou zase napojeny na přírubový výstup lo8, které Jsou vyvedeny stěnou tlakové nádoby do vnějšího prostoru zařízení. Obvodová a příčně uložená teplo výměnná soustava může být připojena ke stejnému zdroji teplovýměnného média nebo v’· alternativním výhodném provedení podle uvedeného vynálezu. Jek to Ještě bude podrobněji schematicky znázorněno na obrázku 4, Je možno Jednotlivé části této teplovýměnné soustavy připojit к různým tepelným zdrojům, což umoŽČuje kontrolovat každý systém zvláŠÍ* a tím dosáhnout požadované ohřívání zpracovávaného materiálu a tím 1 tepelné rostrukturaco tohoto zpracovávaného materiálu v reakční zóně·

Při provádění postupu, který Jo schematicky znázorněn ve formě průtokového diagramu na obr· 4, se vlhký vhodný uhlíkatý materiál přivádí prostřednictvím přírubového přívodu 24 do tlakové nádoby lo ze skladovací zásobní násypky llo, přičemž tento materiál postupuje přes vhodný tlakový uzávěr 111 působením tlaku· Vlhký surový zpracovávaný materiál se potom vodo směrem dolů horní prodohřívací zónou 112, přičemž se zpracovává a posunuje stojným způsobem Jako to bylo popsáno v souvislosti s obr· 1, přičemž dochází к toplovýměnnému kontaktu a re akčními plyny, které proudí zařízením směrem vzhůru, a tím к předehřátí přiváděného zpracovávaného materiálu na teplotu, která se obvyklo pohybuje v rozmezí od 9o °C do 26o °C, což probíhá stejným způsobem Jako to Již bylo popsáno v souvislosti z popisem obr, 1· V další fází postupu prochází předehřátý materiál, který Jo částečně zbaven vlhkosti, směrem dolů do dolní reakční zóny 114 mnohonásobného vostavbového reaktoru, přičemž se tento materiál zahřívá na zvýšenou teplotu obvyklo se pohybující v rozmezí od 2oo °C do asi 65o °C za účelem provedení kontrolované tepelné restrukturace nebo částečné pyrolýzy. tohoto materiálu, což Jo doprovázeno současným odpařením v podstatě veškeré vlhkosti, která Ještě zbývá v uvedeném materiálu, a rovněž tak i těkavých organických lát· к a py roly žních r· akčních produktů· Tlak v reaktoru se obvykle upracuje na hodnotu pohybující se v rozmezí od asi 2 MPa do asi 2o MPa. nebo na hodnotu Ještě vyšší, což sávlsí na typu použitého zpracovávaného materiálu a na požadované konečné tepelné restrukturaci u konečného požadovaného pevného .reakčního produktu· Počet kruhových prstencových vestaveb v předehřívací zóně a v reakční zóně v reaktoru podle uvedeného vynálezu Je určován v závislosti na požadovaném · intervalu zpracovávání, přičemž tento interval zdržení zpracovávaného materiálu v reakční zóně se obvyklo pohybuje od tak nízké hodnoty Jako Jo asi 1 minuta až do asi 1 hodiny, nebo Je možno použít intervalů zdržení Ještě delších· Takte získaný konečný tepelně zhodnocený pevný reakční produkt oo odvádí ze zařízení přírubovým výstupem 88 produktu ve spodní části reaktoru, přičemž Jo tento konečný produkt dálo ochlazován v chladicí Jednotce 116 na teplotu, při které Je možno tento produkt odvádět do kontaktu s atmosférou aniž by nastalo spalování tohoto produktu nebo by docházelo к Jiným nepříznivým účinkům· Všeobecně Jo možno uvést, že Je vhodné ochlazovat takto získaný pevný reakční produkt na teplotu nižší než asi 26o °C, přičemž Ještě vhodnější Je ochlazovat tento produkt na teplotu niŽŠÍ než asi 148,9 °C, Toto odváděči po8

CS 27o2o4 B2 trubí napojené na přírubový výstup 88 produktu Je rovněž opatřeno tlakovým uzávěrem 118, přičemž tímto uzávěrem ae pevný reakční produkt odvádí proto, aby se zabránilo tlakovým ztrátám v reaktoru.

Ochlazené reakční plyny ее odvádí z horní části uvedeného reaktoru prostřednictvím přírubového výstupu 28 a tyto plyny se vedou přes tlakový uvolňovací ventil 12o do kondensátoru 122. V tomto kondensátoru 122 zkondenzují organické podíly a zkondenzovala lné látky přítomné v re akčním plynu, přičemž se tento podíl odvádí ze zařízení jako vedlejší zkondenzovaný produkt. Nezkondenzovaný podíl plynu představuje produkční plyn nebolí plynný produkt, který je možno odvádět a regenerovat a potom jej využít pro krytí tepelných nároků na provoz reaktoru. Podobným způsobem se odvádí z reaktoru kapalný podíl· který je odváděn z předehřívací zóny za pomoci vhodného tlakového uvolňovacího ventilu 124, přičemž tento podíl je označován jako odpadní voda. Tato odpadní voda častokrát obsahuje cenné rozpuštěné organické složky, přičemž je možno tuto odpadní vodu dále zpracovávat za účelem oddělení těchto cenných organických látek, nebo v alternativním provedení je možno tuto odpadní vodu, která obsahuje rozpuštěné organické látky, přímo použít pro přípravu vodné suspenze obsahující podíly rozmělněného pevného reakčního produktu, čímž se usnadní transport tohoto produktu do míst, která jsou vzdálená od uvedeného reaktoru. '

Kromě toho je na uvedeném průtokovém diagramu, který je znázorněn na obr. 4, schematicky znázorněn přídavný topný systém s re cirkulací tekutého te plovým ěnného média, které prochází obvodovými sekcemi a příčně uloženým tepelným výměníkem v reakční zdně 114. Jak jo znázorněno na tomto obrázku, jo do obvodového teplovýměnného systému zařazeno Čerpadlo 126, pomocí kterého se provádí reclrkuiaco teplovýměnné tekutiny do tepelného výměníku nebo do kotle 128» kterým se dosahuje opětné ohřátí teplovýměnné tekutiny, a do trubkového svazku v reakční zóně. Podobným způsobem Jo příčný teplovýměnný systém opatřen recirkulačním čerpadlem 13o a kotlem 132 pro recirkulaci a opětné ohřátí teplovýměnné tekutiny, která se přivádí do trubek ve tvaru písmene Ό umístěných v reakční zdně 114.

Na obr. 5 jo znázorněno alternativní provedení reaktoru podle vynálezu к provádění postupu zpracovávání uvedených druhů materiálů, přičemž podle tohoto výhodného alternativního uspořádání tvoří předehřívací zdnu Šikmo skloněná komora 134, která je uspořádána tak. Že její horní výstupní konec Je připojen prostřednictvím příruby 136 к přírubovému vstupu 138 reaktoru 14o a mnohonásobnou vestavbou, který představuje reakční zdnu. U této šikmo skloněné komory 134 jo na spodním konci vytvořen vstup 142, kterým se přivádí vlhký uhlíkatý surový materiál do uvedené komory, přičemž so tento materiál posunuje pomocí šnekového dopravníku nebo uzavírací násypky 144 za tlaku do spodní části této komory. Tento uhlíkatý surový materiál so potom vede za tlaku směrem vzhůru uvedenou komorou 134 za pomoci šnekového dopravníku 146, který je upraven v podélném směru uvnitř této komory. Horní Část tohoto Šnekového dopravníku je ukončena ložiskovým čepem a koncovým uzávěrem 148, který je našroubován na horní konec této komory, přičemž spodní konec tohoto dopravníku je pomocí těsnící a úložné části 15o připevněn к přírubě, která je přišroubována na spodní část této komory. Vystupující koncová část hřídele uvedeného šnekového dopravníku 146 jo spojena prostřednictvím spojky 152 s elektrickým motorem 154 s měnitelnými otáčkami.

Ňa horním konci uvedené komory 134 je vytvořen přírubový výstup 156, který je přizpůsoben к namontování pojistného krytu nebo Jiného vhodného uvolňovacího tlakového uzávěru к uvolnění tlaku z reaktorového systému, které jsou nastaveny na předem stanovenou nadlimitní tlakovou úroveň. Spodní část uvedené šikmo uspořádané komory je rovněž opatřena přírubovým výstupem 158, který je opatřen vhodným děrovaným sítem, jako je například síto Johnsonova typu, přičemž toto síto je připevněno ke stěně uvedené komory 134, a tímto otvorem jsou ze systému odváděny ne— zkondenzovatelné plyny. Tento přírubový výstup 158 je připojen na uvolňovací ventil 12o, jak je to podrobněji ilustrováno na obr. 4, který je spojen se systémem na zpracování a oddělení plynného produktu. Předehřátí a částečné odvodnění uhlíkatého materiálu, který Je posunován směrem vzhůru uvedenou šikmo uspořádanou komorou 134, se dosahuje při tomto postupu následkem protiproudého průtoku reakčních plynů vzhledem к posunu materiálu, který se odvádí z reaktoru 14o s mnohonásobnou vestavbou prostřednictvím přírubového vstupu 138. Stejně jako tomu bylo v provedení postupu a zařízení, které jsou popisovány v souvislosti a obr. 1, se přede hřívání suro

CS 27o2o4 B2 vého přiváděného materiálu dosahuje podle tohoto provedení částečně kondenzací zkondenzovatelného podílu vzniklého reakčního plynu, jako jo například pára, na povrchu chladného přiváděného zpracovávaného materiálu, a kromě toho přímou tepelnou výměnou· Toto předehřátí přiváděného materiálu se obvykle provádí na teplotu pohybující se v rozmezí od asi 9o °C do asi 26o °C, Zkondenzovaná kapalina a chemicky vzniklá voda, uvolněná během procesu předehřívání a stlačování zpracovávaného uhlíkatého materiálu v komoře 134, so odvádí směrem dolů a vypouští so ze spodní části uvedené komory prostřednictvím otvoru 16o stojným způsobem, jako to bylo uvedeno v souvislosti s popisem obr. 4, přičemž tento otvor Je opatřen vhodným ventilem 124 napojeným na systém zpracovávání takto odváděné odpadní vody. Stěna této šikmo skloněné komory 134 je v této oblasti výstupního otvoru 16o opatřena vhodným děrovaným sítem, jako je například síto Johnsonova typu, za účelem minimalizování úniku pevného podílu zpracovávaného materiálu.

Reaktor 14o s mnohonásobnou vestavbou, který Je znázorněn na obr, 5, je konstruován podobně jako reaktor podle obr· 1, s tím rozdílem. Že v tomto reaktoru podle, obr· 5 je vytvořena pouze reakčni zéna, ve které není použito šikmo skloněných vestaveb 64, jak tomu bylo u reaktoru v provedení podle obr· 1, kdo byly tyto vestavby použity pro vytvoření horní předehřívací . zóny· Jinak má tento reaktor 14o podobnou konstrukci, přičemž jo tvořen klenutou horní částí 162, která jo připevněna ke kruhové válcové středové částí 164, přičemž tyto části Jsou plynotěsně utěsněny prstencovou přírubou 166· Ve vnitřní středové klenuté horní částí 162 jo vytvořen prstencový nálitek 168, ve kterém jo upraveno ložisko 17o, ve kterém jo uložen svým Čepem v horní částí rotační hřídel 172, přičemž tento hřídel nose řadu hřeblových ramen 174, která jsou uspořádána stejným způsobem Jako bylo popisováno v provedení zařízení podle obr· 1· Každé hřeblové rameno jo opatřeno řadou šikmo uspořádaných hřeblových zubů 176, které Jsou vytvořeny к docílení radiálního posunu přiváděného zpracovávaného materiálu radiálním směrem ke středu zařízení a směrem od tohoto středu po řadě vertikálně uspořádaných vestaveb 178, které jsou vzájemně odděleny·

Podle tohoto alternativního uspořádání so předehřátý zpracovávaný materiál, který je částečně zbaven vlhkosti, odvádí z horní částí šikmo skloněné komory 134, přičemž vstupme do reaktoru prostřednictvím přírubového vstupu 138, který jo opatřen násypkou 18o, která jo upravena к distribuování zpracovávaného materiálu po horní vestavbě 178, V důsledku rotace hřeblových ramen se zpracovávaný materiál posunuje směrem dolů kaskádovitým střídavým způsobem, stejně jako bylo předtím popisováno, přičemž tento posun jo na obr, 5 znázorněn šipkami. Vzhledem к tomu. Že spodní část tohoto reaktoru 14o jo v podstatě totožná se spodní částí, která je znázorněna na obr· 1, není tato část zobrazena. Pro uložení tohoto reaktoru 14o Jo možno použít stojného uspořádání úložných prostředků stejně jako hnacích prostředků, jako to bylo zobrazeno na obr, 1,

Stojně jako v případě uspořádání podle obr, 1 Jo reaktor 14o znázorněný na obr· 5 opatřen válcovou krycí mozistěnou 182· která představuje vnitřní stěnu reakčni zdny, přičemž tato mezistěna jo na vnější straně opatřena vrstvou izolace 184, která jo uspořádána mezi touto mozistěnou 182 a stěnou 164 zařízení· Podobným způsobem jo tento vnější povrch uvedené stěny 164 a klenuté horní částí opatřen izolační vrstvou 186 za účelem minimalizování tepelných ztrát·

V prováděni; které je znázorněno na obr, 0, so zpracovávaný materiál ohřívá na horních površích každé z vestaveb 178 elektrickou topnou jednotkou, která je schematicky znázorněna vztahovou značkou 188· přičemž tato topná jednotka jo v podstatě úplně uzavřsna v prstencovém vodivém krytu 19o, který jo připevněn ke spodní částí vestavby. Tento kryt 19o zabraňuje ukládání dehtu a jiných produktů tepelného rozkladu na topných elementech, což by jinak mohlo značně snížit účinnost přenosu tepla· Použití těchto krytů 19o Jo možno stejným způsobem uplatnit rovněž v provedení zařízení podle obr· 1, přičemž v tomto provedení so použije těchto krytů к uzavření trubek 94 a 96, čímž so stojným způsobem zabrání usazování uhlíku a jiných cizorodých látek na uvedených trubkách.

V provedení znázorněném na obr· 5 jsou přinejmenším spodní povrchy uvedených prstencových krytů 19o očištovány vhodnými stí račí mi elementy, ve výhodném provedení se používá drátěných kartáčů, které Jsou označeny vztahovou značkou 192, které Jsou připevněny к horním čás

Ιο

CS 27o2o4 Β2 tem hřeblových ramen 174 a jsou uspořádány radiálně podél těchto horních částí hřeblových ramen. Vzhledem к tomuto uspořádání se rotací hřídele 172 a tím hřeblových ramen, která jsou připevněna к tomuto hřídeli, docílí kontinuálního oč i Stávání spodních stran uvedených krytů, což napomáhá udržet přestup tepla z topných elementů, které Jsou zavřeny v těchto krytech.

Při provádění postupu v tomto alternativním uspořádání reaktoru podle vynálezu Je možno po delších provozních intervalech předpokládat, že na vnitřních površích v reaktoru, který Je zobrazen v různých provedeních na obr· 1 a 5, se mohou vyskytnout nežádoucí nahromaděné dehty a Jiné látky· V tomto případě Je možno vyčistit vnitřní prostor reaktoru tak, že se zastaví další přivádění surového materiálu do zařízení, a poté co poslední část produktu byla odvedena výstupem, se do vnitřního prostoru zavede vzduch. Jehož účinkem se zoxidují a odstraní nahromaděné uhlíkaté usazeniny.

V provedení podle obr. 5 Jo reaktor 14o rovněž opatřen ve výhodném provedení přírubovým výstupem 194, který Jo vytvořen v klenuté Horní části tohoto reaktoru, který je možno opatřit vhodným pojistným diskem nebo uvolňovacím systémem, podobně Jako tomu bylo u výstupu 156 u komory 134,

Příklad

Reaktor s mnohonásobnou vestavbou a postup zpracovávání uhlíkatých organických materiálů prováděný v tomto reaktoru Jsou zejména vhodné pro zpracovávání uhlíkatých materiálů nebo směsí těchto materiálů, přičemž druhy těchto materiálů byly JIŽ uvedeny výše, a tyto materiály Jsou obvykle charakterizovány tím, že ms^jí relativně vysoký obsah vlhkosti ve svém surovém stavu· Termínem „uhlíkatý”, který Je používán v tomto textu, se míní materiály, které Jsou bohaté na uhlík, přičemž mohou obsahovat přírodně se vyskytující složky, stejně Jako materiály, které vznikají při zemědělských nebo lesnických opsracích· Jako typické Je možno mezi tyto materiály zařadit různé druhy položivlČných uhlí, lignitické druhy uhlí, rašellnu, odpadní celuldzové materiály, jako Jsou například piliny, kůra strotnů, dřevěné odřezky, větve stromů a třísky pocházející z těžby dřeva a ze zpracovávání dřeva na pile, dále odpadní zemědělské produkty, Jako Jsou například stonky bavlníku, skořápky ořechů, slupky kukuřice, slupky rýže nebo podobný Jiný materiál, a dále pevné městské odpadky, ze kterých byly odstraněny kovové části, které obsahují méně než asi 5o % hmotnostních vlhkosti, obvykl· asi 25 % hmotnostních vlhkosti· Reaktor s mnohonásobnou vestavbou podle uvedeného vynálezu a postup zpracováván^ který byl popsán výše. Jsou zvláště vhodné pro zpracovávání a zhodnocování takových celuldzových materiálů za podmínek a provozních parametrů, které Jsou uvedeny v patentech Spojených států amerických č. 4 o52 168, 4 126 519, 4 129 42o, 4 127 391 a 4 477 257, které Jsou zde uvedeny pouze Jako odkazové materiály.

V dalším bude popsán typický příklad provádění postupu tepelného zpracovávání uhlíkatých organických materiálů pocUe uvedeného vynálezu, prováděný v reaktoru s mnohonásobnou vestavbou, konstruovanému rovněž podle vynálezu, tak Jak je zobrazen na obr, 1· Tento postup byl aplikován na zhodnocování položlvíčného uhlí, které obsahovalo přibližně 3o % hmotnostních vlhkosti v surovém stavu. Toto přiváděné uhlí v surovém stavu bylo do reaktoru přiváděno ze skladovací zásobní násypky llo. Jak-je to znázorněno na obr· 4, prostřednictvím tlakového uzávěru 111 při teplotě asi 15,5 °C a při atmosférickém tlaku, přičemž v uvedeném reaktoru byl udržován tlak asi 5,722 MPa. Toto přiváděné uhlí bylo ohříváno v předehřívací zdně 112 reaktoru z uvedené teploty 15,5 °C během svého postupu směrem .dolů reaktorem, přičemž do reakční zdny vstupovalo toto uhlí s teplotou asi 26o °C. Odpadní voda odváděná z předehřívací zóny měla teplotu asi

161,6 °C a tato voda byla odváděna o tlaku 5,722 MPa, přičemž produkovaný plyn, který byl rovněž odváděn z horní části předehřívací zóny uvedeného reaktoru, měl teplotu asi 161,6 °C a tlak asi 5,722 MPa· Reakční plyn odváděný z reakční zóny vstupoval do spodní části předehřívací zdny * teplotou asi 26o °C, přičemž tlak tohoto plynu byl asi 5,722 MPa· Výsledný získaný pevný reakční produkt byl odváděn ze spodní části reakční zóny, přičemž teplota tohoto produktu byla

CS 27o2o4 В2 aei 331 °C a tlak byl asi 5.722 MPa. přičemž tento pevný reakční produkt byl potom v další fázi ochlazen na teplotu asi 93,3 °C a potom byl odveden při atmosférickém tlaku·

Obvyklá hmotnostní průtokové množství přiváděného materiálu· který je určen ke zpracovávání» vyjádřené v kilogramech za hodinu» odpovídá asi 23»3S kilogramům za hodinu přiváděného zpracovávaného materiálu· který obsahuje asi 7»28 kilogramů /hodinu vody· Odváděné průtokové množství odpadní vody odpovídá asi 9*22 kilogramům/hodlnu, přičemž průtokové množství produkovaného plynu je v tomto případě asi 2,52 kilogramů/hodlnu, Kromě toho se získává pára v průtočném množství asi 143,8 kilogramů/hodlnu, Pevný reakční produkt» získaný při tomto postupu, se odvádí s průtokovou rychlostí z reaktoru asi 11,5 kilogramů/hodlnu» a průtočné množství čistého produkčního plynu po oddělení zkondenzovatelných podílů odpovídá asi 2*52 kilogramům/hodlnu» přičemž kromě toho se získá voda v průtočném množství 148,3 kilogramů za hodinu.

Tepelnou bilanci tohoto výše uvedeného postupu podle vynálezu je možno vyjádřit tak» že surové uhlí ve vlhkém stavu» které se přivádí do reaktoru podle vynálezu» představuje energií 786 lo6,4 kj/h, přičemž pevný reakční produkt získaný podle tohoto poetupu a ochlazený na teplotu 93,3 °C představuje energií 1 348 867 kj/h, Produkovaný plyn» získaný při tomto postupu podle vynálezu» má zjevnou výhřevnost 1 13o 825 kj/h» přičemž horká odpadní voda odváděná z tohoto postupu představuje výhřevnost 6 283 o71 kl/h.

Provedení výše uvedeného postupu a použité podmínky jsou typické pro zpracovávání položivičných uhlí» přičemž se předpokládá jako samozřejmé» že je možno libovolně měnit jednotlivé teploty v různých zónách v tomto reaktoru» použitý tlak a Interval zdržení materiálu v jednotlivých zónách tak» aby se dosáhlo požadovaného tepelného zhodnocení a/nebo chemické restrukturace celulózového materiálu» přiváděného ke zpracovávání do procesu podle vynálezu» v závislosti na počátečním obsahu vlhkosti v tomto materiálu, na obecném chemickém složení tohoto materiálu a na obsahu uhlíku v tomto materiálu, a rovněž tak na požadovaných charakteristikách konečného pevného re akčního produktu, který se má vyrobit tímto postupem. Vzhledem к výše uvedenému je možno předehřívací zónu reaktoru podle uvedeného vynálezu provozovat takovým způsobem, aby bylo dosaženo ohřátí přiváděného zpracovávaného materiálu z teploty okolí na teplotu zvýšenou, která se obvykle pohybuje v rozmezí od asi 9o °C do asi 26o °C, přičemž potom v dalším procesu se tento materiál převádí do reakční zóny, ve které se dále ohřívá na teplotu až asi 65o °C nebo na teplotu ještě vyšší. Rovněž použitý tlak v reaktoru podle vynálezu se může pohybovat v Širokém rozmezí od asi 2 MPa do asi 2o MPa, přičemž obvykle ее pracuje s tlakem pohybujícím se v rozmezí od asi 4,137 MPa do asi lo,342 MPa,

V případě provádění postupu tepelného zpracovávání podle vynálezu v reaktoru podle obr, 5 jsou provozní podmínky v podstatě podobné reakčním podmínkám používaným u reaktoru, který byl použit ve shora uvedeném postupu, t· zn, u reaktoru podle obr, 1, přičemž 1 při tomto postupu se vyrobí zhodnocený, chemicky restrukturovaný a částečně pyrolyzovaný produkt,

Z výše uvedeného popisu je zřejmé, že uvedená výhodná provedení podle vynálezu byla konstrukčně navržena z účelem dosažení určených požadavků, přičemž je samozřejmé, že tato provedení je možno různým způsobem modifikovat a obměňovat, aniž by tato řešení byla mimo rámec uvedeného vynálezu·

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1.

Způsob tepelného zpracovávání uhlíkatých materiálů, vyznačující se tím, že se vlhký uhlíkatý organický materiál přivádí do předehřívací zóny, která může být součástí reakční zóny, kde se předehřívá kontaktem s proti proud ým tokem reakčních plynů na teplotu v rozmezí od 9 o do 26o °C a oddělená vlhkost se odvádí z této zóny za tlaku pomocí odvodftovacího systému, přičemž předehřátý materiál, částečně zbavený vlhkosti, se odvádí do reakční zóny ve

CS 27o2o4 B2 formě mnohonásobné vestavby, na které se posunuje radiálním směrem střídavé ke středu nebo od středu zařízení při kaskádovitém posunu tohoto materiálu směrem dolů z jedné vestavby na další vestavbu za současného tepelného zpracovávání na teplotu v rozmezí od 2oo do 65o °C a za tlaku v rozmezí od 2 MPa do 2o MPa při intervalu zdržení v rozmezí od 1 minuty do jedné hodiny a za současného uvolnění re akčních plynů, které se odvádí v protiproudém směru do kontaktu se zpracovávaným materiálem v reakční zóně a v předehřfvací zóně, přičemž zpracovaný reakční produkt se odvádí z reakční zóny za tlaku a zkondenzovaná kapalina se odvádí z reakční zóny odvodem kondenzátu·

2.

Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, Že předehřfvací zóna je součástí reakční zóny, přičemž zpracovávaný materiál se v této zóně zpracovává na vestavbách Šikmo skloněných к obvodu této zóny při současném radiálním posunu tohoto materiálu směrem ke středu nebo od středu zařízení při kaskádovitém posiinu tohoto materiálu směrem dolů z jedné vestavby na další vestavbu a za současného kontaktu s protiproudým tokem reakčních plynů·

3.

Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, Že předehřfvací zóna je oddělená od reakční zóny,přičemž se v ní materiál pohybuje za tlaku směrem vzhůru za současného kontaktu в protiproudým tokem reakčních plynů» přičemž zkondenzovaná kapalina se odvádí ze spodní části této zóny·

4.

Reaktor к provádění tepelného zpracovávání uhlíkatých materiálů podle bodů 1-3» vyznačující s e tím, že Je tvořen tlakovou nádobou (lo)» která vymezuje komoru sestávající z kruhové válcové střední části (14), klenuté horní Části (12) a klenuté dolní části (16)» přičemž v této komoře je uložena řada nad sebou uložených prstencových vestaveb, z nichž sada horních vestaveb (64) tvořících předehřfvací zónu, jo šikmo skloněná směrem dolů к obvodu uvedené komory a sada spodních vestaveb (82) tvořících reakční zónu je uložena horizontálně a pod těmito horními vestavbami, přičemž nad každou vestavbou (64, 82) jsou umístěny hrablová ramena (48) s hřeblovými zuby (5o) pro posunování zpracovávaného materiálu radiálním směrem od středu a ke středu zařízení, a nad některými hřeblovými rameny (48) jsou umístěny prstencové přepážky (72) к usměrnění toku reakčních plynů, v klenuté horní části (12) je vytvořen přírubový přívod (24) se šikmo umístěnou přepážkou (26) к přivádění a usměrnění zpracovávaného materiálu do reaktoru a přírubový výstup (28) pro odvádění reakčních plynů· na uvedené horní ve. stavby (64) je napojen prstencový Žlábek (74) spojený se spádovými trubkami (78) pro odvod zkondenzované kapaliny odvodem (8o), v oblasti spodních vestaveb (82) Jsou uspořádány teplovýměnné soustavy tvořené spirálovými svazky (94) umístěnými obvodově okolo vnitřního obvodu uvedené komory a přilehlými к vnitřnímu povrchu válcové Žáruvzddmé výplně (84)» a příčnými tepelnými výměníky tvořenými sadou U-trubek (9б), umístěnými horizontálně pod prstencovými vestavbami (82) ve vnitřním prostoru uvedené komory, a ve spodní klenuté části (16) je tvořen přírubový výstup (88) pro odvádění produktu. . .

⁵· .

Reaktor podle bodu 4, vyznačující se tím, Že na hřeblových zubech (5o) u obvodu komory jsou uspořádány drátěné kartáče (77) přiléhající na síta (76) upravená . v prstencových Žlábcích (74).

6.

Reaktor podle bodu 4, vyznačující se tím, že teplovýměnné soustavy Jsou umístěny v ochranných prstencových vodivých krytech (19o), přičemž na hřeblových ramenech (48) jsou uspořádány drátěné kartáče (192) pro odstraňování usazenin z těchto krytů.

CS 27o2o4 B2

7.

Reaktor к provádění tepelného zpracovávání uhlíkatých materiálů podle bodů 1 — 3, vyznačující se tím, že je tvořen šikmo uspořádanou předehřívací komorou (134), která má na spodním konci vstup (142) pro přívod zpracovávaného materiálu a na horním konci přírubový výstup (13θ) napojený na reaktor (14o) s mnohonásobnou vestavbou, přičemž v uvedené komoře ( 134) Je umístěn šnekový dopravník (146) pro posun zpracovávaného materiálu, otvor (16o) pro odvádění kapaliny s této komory (14o) a přírubový výstup (158) pro odvod ne zkondenzovaných plynů, a dále reaktorem (14o) s mnohonásobnou vestavbou, který sestává z tlakové nádoby tvořené válcovou střední částí (164), klenutou spodní částí a klenutou horní částí (162) s řadou nad sebou uložených prstencových vestaveb (178) umístěných horizontálně* přičemž nad každou vestavbou (178) Jsou umístěna hřeblová ramena (174) s hřeblovými zuby (176) pro posunování zpracovávaného materiálu radiálním směrem od středu a ke středu zařízení a případně přepážkami pro nasměrování proudu reakčních plynů směrem vzhůru, přičemž každá vestavba Je opatřena elektrickou topnou jednotkou (188)* která je uzavřena v . prstencovém vodivém krytu (19©) připevněném ke spodní Části vestavby, a ve spodní Části reaktoru je uspořádán odvod pro odvádění zpracovaného produktu·

8,

Reaktor podle bodu 7, vyznačující se tím, že na hřeblových ramenech (174) Jsou uspořádány drátěné kartáče (192) pro odstraňování usazenin z těchto krytů·