CZ297870B6 - Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu a zpusob zpracování této vsázky pevného materiálu - Google Patents
Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu a zpusob zpracování této vsázky pevného materiálu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ297870B6 CZ297870B6 CZ0337099A CZ337099A CZ297870B6 CZ 297870 B6 CZ297870 B6 CZ 297870B6 CZ 0337099 A CZ0337099 A CZ 0337099A CZ 337099 A CZ337099 A CZ 337099A CZ 297870 B6 CZ297870 B6 CZ 297870B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- gas
- outlet
- vessel
- liquid
- solid material
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D43/00—Separating particles from liquids, or liquids from solids, otherwise than by sedimentation or filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B1/00—Retorts
- C10B1/02—Stationary retorts
- C10B1/04—Vertical retorts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B7/00—Drying solid materials or objects by processes using a combination of processes not covered by a single one of groups F26B3/00 and F26B5/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
- F26B9/06—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers
- F26B9/063—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers for drying granular material in bulk, e.g. grain bins or silos with false floor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu ve forme kompaktního loze za podmínek, které zahrnujívelký hmotnostní prutok plynu nádobou, a pri nichz se z pevného materiálu vyrábí kapalina, obsahujevýstup (5) pevné látky a výstup (7) kapaliny, vystupující z výstupního konce (3) nádoby, a výstupy (9) plynu, vystupující z výstupního konce (3) nádoby. Výstup (7) kapaliny je umísten nad výstupem (5) pevné látky a výstupy (9) plynu jsou umísteny nad výstupem (5) pevné látky a výstupem (7) kapalinypro udrzování v podstate konstantní rychlosti proudení plynu v oblasti nádoby pod výstupy (9) plynu. U zpusobu se z kompaktního loze odvádí plyn prostrednictvím výstupu (9) plynu vystupujících z výstupního konce (3) nádoby, z kompaktního loze se odvádí kapalina prostrednictvím výstupu (7) kapaliny v nádobe umísteného pod výstupy (9) plynu a zpracovaná vsázka se odvádí výstupem (5) pevné látky umísteným v nádobe pod výstupem (7) kapaliny pro udrzování v podstate konstantní rychlosti proudení plynu v oblasti nádoby pod výstupy (9) plynu.
Description
(57) Anotace:
Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu ve formě kompaktního lože za podmínek, které zahrnují velký hmotnostní průtok plynu nádobou, a při nichž se z pevného materiálu vyrábí kapalina, obsahuje výstup (5) pevné látky a výstup (7) kapaliny, vystupující z výstupního konce (3) nádoby, a výstupy (9) plynu, vystupující z výstupního konce (3) nádoby. Výstup (7) kapaliny je umístěn nad výstupem (5) pevné látky a výstupy (9) plynu jsou umístěny nad výstupem (5) pevné látky a výstupem (7) kapaliny pro udržování v podstatě konstantní rychlosti proudění plynu v oblasti nádoby pod výstupy (9) plynu. U způsobu se z kompaktního lože odvádí plyn prostřednictvím výstupů (9) plynu vystupujících z výstupního konce (3) nádoby, z kompaktního lože se odvádí kapalina prostřednictvím výstupu (7) kapaliny v nádobě umístěného pod výstupy (9) plynu a zpracovaná vsázka se odvádí výstupem (5) pevné látky umístěným v nádobě pod výstupem (7) kapaliny pro udržování v podstatě konstantní rychlosti proudění plynu v oblasti nádoby pod výstupy (9) plynu.
1911
Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu a způsob zpracování této vsázky pevného materiálu
Oblast techniky
Vynález se týká nádoby na zpracování vsázky pevného materiálu ve formě kompaktního lože za podmínek, které zahrnují velký hmotnostní průtok plynu nádobou, a při nichž se z pevného materiálu vyrábí kapalina, přičemž nádoba obsahuje výstup pevné látky a výstup kapaliny, vystupující 10 z výstupního konce nádoby, a výstupy plynu, vystupující z výstupního konce nádoby. Vynález se dále týká způsobu zpracování této vsázky pevného materiálu.
Předložený vynález zahrnuje zpracování pevného materiálu ohřevem nebo chlazením.
Předložený vynález se týká zejména, nikoliv však výlučně, zpracování vsázky pevného materiálu (který může mít nízkou tepelnou vodivost) v nádobě za podmínek (zahrnujících vysoký tlak a teplotu), které vedou ke vzniku kapaliny z pevného materiálu a k velkému hmotnostnímu průtoku plynu (vznikajícího z pevného materiálu a/nebo přidávaného do nádoby jako součást procesu).
Předložený vynález se týká zvláště způsobu a zařízení pro zušlechťování uhlíkatých materiálů, zpravidla uhlí, zejména uhlí nízké třídy, za podmínek, které zahrnují vysoký tlak a teplotu pro zvýšení hodnoty BTU uhlíkatého materiálu odstraněním vody z uhlíkatých materiálů, přičemž tento způsob a zařízení zahrnuje separaci pevných látek, kapaliny a plynné fáze vytvářené v procesu nebo do procesu dodávané.
Dosavadní stav techniky
Následující diskuse dosavadního stavu techniky se vztahuje k obtížím separace pevných látek, 30 plynné a kapalné fáze vytvářené při odvodňování uhlí za podmínek zvýšeného tlaku. Poznamenejme, že v obecnějších termínech se předložený vynález vztahuje k obtížím zapříčiněným velkým hmotnostním průtokem plynu skrze nádobu obsahující pevné látky, v přítomnosti nebo nepřítomnosti kapaliny, za podmínek chlazení nebo ohřevu.
US patent US 5 290 523 (Koppelman) popisuje způsob zušlechťování uhlí současnou aplikací tlaku a teploty.
Koppelman popisuje tepelné odvodňování uhlí zahříváním uhlí za podmínek, které zahrnují zvýšený tlak a teplotu za účelem fyzikálních změn v uhlí, které mají za následek odstranění vody z 40 uhlí „vyždímáním“.
Koppelman také popisuje udržování dostatečně vysokého tlaku během procesu zušlechťování tak, že odpadající voda se produkuje z větší části jako kapalina, spíše než pára.
Koppelman také popisuje řadu různých sestav zařízení pro provádění procesu zušlechťování.
V obecných termínech, sestavy jsou založeny na použití tlakové nádoby, která zahrnuje vstup ve tvaru převráceného kužele, válcovité těleso, kuželovitý výstup s jediným výstupem ve svém vrcholu, tj. v nej spodnější části nádoby, a uspořádání vertikálně nebo horizontálně umístěných teplosměnných trubek umístěných v tělese.
V jednom navrženém použití zařízení Koppelmanova typu jsou vertikálně umístěné trubky a výstupní konec naplněny uhlím, a pro natlakování trubek a výstupního konce se vhání dusík. Uhlí se zahřívá nepřímou výměnou tepla s teplosměnným médiem přiváděným do válcovitého tělesa vně trubek. Další teplo se vytváří přiváděním vody do trubek, která následně tvoří páru
- 1 CZ 297870 B6 účinkující jako teplonosné médium. Při kombinaci podmínek zvýšeného tlaku a teploty se odpařuje voda z uhlí a část této vody pak kondenzuje jako kapalina. Část páry vznikající z přidávané vody v důsledku zvýšeného tlaku také kondenzuje jako kapalina. Nezkondenzovaná pára, která je přebytečná z hlediska optimálního natlakování náplně, musí byt odpouštěna. Kromě toho se vyvíjejí nezkondenzovatelné plyny (např. CO, CO2), a je třeba je odpouštět. Periodicky se odvádí kapalina z výstupního konce. Nakonec se nádoba odtlakuje a zušlechtěné uhlí se odebírá prostřednictvím téhož výstupního konce.
Bylo zjištěno, že konfigurace výstupního konce výše popsaného zařízení Koppelmanova typu není vždy uspokojivá v termínech separace pevných/kapalných/plynných fází, zejména kapalných/plynných fází. Tyto problémy zahrnují velkou tlakovou ztrátu a vysokou lychlost na výstupním konci, která má za následek:
(i) dvoufázový tok kapaliny a plynu z výstupního konce, který se obtížně kontroluje, (ii) blokování bránící vyprazdňování; a (iii) jemné částice a někdy i hrubý materiál odchází s kapalinou (a plynem).
Zejména, obecně vyjádřeno, plyn a kapalina opouštějící nádobu stejným výstupním vedením mají sklon k maximálně irregulámímu toku v důsledku různých odporů proti toku plynu a kapaliny v loži náplně, vedení a regulačních ventilech. Stlačitelná povaha plynu, rychle proměnlivý odpor proti proudění a poměrně vysoká hustota kapaliny vedou k toku s vysokými silami zrychlení, které způsobují poruchy a pravděpodobný transport částic v kompaktním loži náplně.
Podstata vynálezu
Jedním úkolem předloženého vynálezu je poskytnout zlepšenou separaci pevné látky, kapaliny a plynu vyvíjeného nebo přiváděného do zařízení Koppelmanova typu.
Obecnějším úkolem vynálezu je vytvořit zařízení pro separaci pevné látky, kapaliny a plynu v tlakových nádobách provozovaných za vysokých tlaků a teplot.
Dalším obecnějším úkolem vynálezu je vytvořit zařízení pro přivádění a/nebo odvádění velkého hmotnostního průtoku plynu do a/nebo z nádob obsahujících zpracovávaný pevný materiál.
Termín „velký“ v kontextu „hmotnostního průtoku plynu“ znamená, že celkové množství plynu představuje významný podíl, obvykle 5 až 10 % hmotnostních, hmoty pevného materiálu a/nebo hmotnostní průtok plynu dosahuje prahové hodnoty pro fluidizování pevného materiálu v nádobě.
Uvedené úkoly v nej širším slova smyslu splňuje nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu ve formě kompaktního lože za podmínek, které zahrnují velký hmotnostní průtok plynu nádobou, a při nichž se z pevného materiálu vyrábí kapalina, přičemž nádoba obsahuje výstup pevné látky a výstup kapaliny, vystupující z výstupního konce nádoby, a výstupy plynu, vystupující z výstupního konce nádoby, podle vynálezu, jehož podstatou je, že výstup kapaliny je umístěn nad výstupem pevné látky a výstupy plynu jsou umístěny nad výstupem pevné látky a výstupem kapaliny pro udržování v podstatě konstantní rychlosti proudění plynu v oblasti nádoby pod výstupy plynu.
Uvedené úkoly dále splňuje způsob zpracování vsázky pevného materiálu za podmínek, které zahrnují velký hmotnostní průtok plynu nádobou, a při nichž se z pevného materiálu vyrábí kapalina, přičemž do nádoby se přivádí pevný materiál pro vytvoření kompaktního lože z pevného materiálu,
-2CZ 297870 B6 kompaktní lože se natlakuje, pevný materiál se ohřeje výměnou tepla s teplosměnným médiem, přičemž kombinovaný účinek tlaku a teploty uvolňuje vodu a další kapalné a/nebo plynné sloučeniny z pevného materiálu, a přičemž část uvolňované vody je v plynné fázi a část vody je v kapalné fázi, podle vynálezu, jehož podstatou je, že z kompaktního lože se odvádí plyn prostřednictvím výstupů plynu vystupujících z výstupního konce nádoby, z kompaktního lože se odvádí kapalina prostřednictvím výstupu kapaliny v nádobě umístěného pod výstupy plynu a zpracovaná vsázka se odvádí výstupem pevné látky umístěným v nádobě pod výstupem kapaliny pro udržování v podstatě konstantní rychlosti proudění plynu v oblasti nádoby pod výstupy plynu.
Konkrétněji, podle předloženého vynálezu je vytvořeno zlepšení nádoby pro zpracování vsázky pevného materiálu za podmínek, které zahrnují vysoký poměrný hmotnostní průtok plynu skrze nádobu, a kterých se z pevného materiálu vytváří kapalina, přičemž toto zlepšení zahrnuje výstupní konec nádoby, který má alespoň jeden výstup pevné látky, alespoň jeden výstup kapaliny, a alespoň jeden výstup plynu, přičemž tento alespoň jeden výstup plynuje umístěn nad tímto alespoň jedním výstupem pevné látky a alespoň jedním výstupem kapaliny.
Tento aspekt předloženého vynálezu popsaný v předcházejícím odstavci je založen na skutečnosti, že efektivní separace pevné látky, kapaliny a plynu z nádoby, při minimálním unášení pevné látky a plynu kapalinou, může být dosaženo uspořádáním separátního odvádění plynu a kapaliny na různých úrovních výstupního konce, s výstupem (nebo výstupy) plynu uspořádaným na vyšší úrovni než je výstup (výstupy) kapaliny.
Tento aspekt předloženého vynálezu řeší také zařízení pro zpracovávání vsázky pevného materiálu za podmínek, které zahrnují velký poměrný hmotnostní průtok plynu zařízením, a které vedou ke vzniku kapaliny z pevné látky, přičemž toto zařízení zahrnuje:
(a) nádobu mající (i) vstupní konec se vstupem pro přivádění pevného materiálu pro vytvoření kompaktního lože v nádobě, a (ii) výstupní konec s alespoň jedním výstupem pevné látky, alespoň jedním výstupem kapaliny, a alespoň jedním výstupem plynu umístěným nad výstupy pevné látky/kapaliny;
(b) prostředky pro přivádění tekutiny pro natlakování kompaktního lože; a (c) prostředky pro přivádění teplosměnného média pro zahřívání pevného materiálu v kompaktním loži.
S výhodou je výstupní konec ve spodní části nádoby.
S výhodou se výstupní konec sbíhá k jednomu nebo více výstupům pevné látky.
S výhodou je výstupní konec kuželovitý.
S výhodou zahrnuje výstupní konec množství výstupů plynu.
S výhodou jsou výstupy plynu umístěny na více než jedné úrovni výstupního konce.
S výhodou je více výstupů plynu na alespoň jedné úrovni výstupního konce.
S výhodou jsou na každé úrovni, která má více výstupů plynu, výstupy plynu rozmístěny kolem obvodu nádoby tak, že je v této úrovni v podstatě stejnoměrný měrný hmotnostní průtok plynu směrem dolů.
-3 CZ 297870 B6
V obecnějších termínech, počet a umístění a konstrukce výstupů plynu se řídí:
(i) potřebou postupně odvádět plyn na různých úrovních směrem k výstupu a tak, že hmotnostní průtok na jednotku průřezu (nebo rychlost) kompaktního lože se udržuje přibližně konstantní v každé úrovni;
(ii) potřebou odtahovat plyn na každé úrovni k výstupu plynu bez vytváření oblastí s velkou rychlostí plynu, které mohou vést k velké tlakové ztrátě a/nebo unášení kapaliny a/nebo pevné látky; a (iii) potřebou obrátit průtok plynu ze směru dolů bočně ven, zatímco současně část kapaliny pokračuje ve směru v podstatě směrem dolů.
Poznamenejme, že termín „tekutina“ používaný výše v odstavci (b) je dostatečně široký, aby zahrnoval použití plynu, například dusíku, a kapaliny, například vody, zaváděné do nádoby.
S výhodou se prostředky pro přivádění teplosměnného média napájí médiem pro ohřev pevného materiálu nepřímou výměnou tepla.
Nádoba je s výhodou tlaková nádoba.
Výše popsaný aspekt předloženého vynálezu je možné popsat také jako způsob zpracovávání vsázky pevného materiálu za podmínek, které zahrnují velký poměrný hmotnostní průtok plynu, a které vedou ke vzniku kapaliny z pevné látky, přičemž tento způsob zahrnuje:
(a) přivádění pevného materiálu do nádoby pro vytvoření kompaktního lože pevného materiálu;
(b) natlakování kompaktního lože;
(c) ohřev pevného materiálu výměnou tepla s teplosměnným médiem, přičemž spojený účinek tlaku a teploty uvolňuje vodu a další kapalné a/nebo plynné sloučeniny z pevného materiálu, přičemž část uvolňované vody je v plynné fázi a část vody je v kapalné fázi;
(d) odvádění plynu z kompaktního lože prostřednictvím alespoň jednoho výstupu plynu v nádobě; a (e) odvádění kapaliny z kompaktního lože prostřednictvím výstupu kapaliny v nádobě umístěného pod výstupem plynu.
Způsob může zahrnovat zavádění plynu jakožto pracovní tekutiny do nádoby pro přispění k přestupu tepla do pevného materiálu.
Poznamenejme, že krok (d) odvádění plynu může zahrnovat odstraňování části kapaliny. Poznamenejme také, že krok (e) odvádění kapaliny může zahrnovat odstraňování části plynu.
S výhodou je bází pro regulaci odvádění plynu z kompaktního lože (i) tlaková ztráta ve výstupním konci; a/nebo (ii) tok plynu v části výstupního konce, která je pod výstupem plynu.
S výhodou způsob zahrnuje vypouštění plynu z kompaktního lože prostřednictvím množství výstupů plynu tak, že v úseku výstupního konce pod úrovní výstupů plynu je v podstatě konstantní rychlost toku plynu.
S výhodou je bází pro regulaci odvádění kapaliny z kompaktního lože hladina kapaliny na výstupním konci v některém místě v době provádění způsobu tak, že prostřednictvím výstupu kapaliny vystupuje převážně kapalina.
-4CZ 297870 B6
S výhodou způsob zahrnuje odvádění plynu z kompaktního lože prostřednictvím výstupů plynu na dvou nebo více úrovních nad výstupem kapaliny.
S výhodou způsob zahrnuje odvádění plynu prostřednictvím množství výstupů plynu na alespoň jedné z úrovní nad výstupem kapaliny.
S výhodou nádoba zahrnuje výstupní konec, který se sbíhá do jednoho (nebo více) výstupů pevné látky.
Zvláště výhodně nádoba zahrnuje kuželovitý výstupní konec, přičemž tento výstup nebo výstupy plynu a výstup kapaliny jsou umístěny na výstupním konci.
Přehled obrázků na výkresech
Předložený vynález je dále popsán prostřednictvím příkladu vztahujícího se k přiloženým výkresům, na kterých obr. 1 je schematické znázornění výstupního konce podle výhodného provedení zařízení podle předloženého vynálezu, obr. 2 je příčný řez podél čáry 2-2 na obr. 1, obr. 3 je schematické znázornění výstupního konce jiného výhodného provedení zařízení podle předloženého vynálezu, obr. 4 je křivka tlakové ztráty podél délky nádoby, která byla vytvořena modelováním pomocí výpočtů dynamiky proudění („cdfcomputational fluid dynamics), prováděným pro přihlašovatele, obr. 5 je křivka poměrného hmotnostního průtoku na úrovni 3 m od základny nádoby, od centrální podélné osy k obvodu nádoby, která byla vytvořena modelováním cdf, prováděným pro přihlašovatele.
Příklady provedení vynálezu
Následující popis se převážně týká zušlechťování uhlí. Budiž poznamenáno, že předložený vynález není takto omezen a zahrnuje zpracování jakéhokoliv vhodného pevného materiálu.
Dále se následující popis převážně týká výše popsaného zařízení Koppelmanova typu. Budiž poznamenáno, že předložený vynález není takto omezen a má obecné použití na zpracování pevného materiálu za podmínek zvýšeného tlaku a teploty, které zahrnuje separaci pevné látky, kapaliny a plynu během a/nebo na konci zpracování.
Ve specifickém příkladu zahrnuje předložený vynález zařízení (a způsob) popsané v mezinárodní patentové přihlášce PCI7AU98/00005 (zveřejněné jako WO 98/30856) a PCT/AU98/00142 (zveřejněné jako WO 98/39613) téhož přihlašovatele, a obsah těchto mezinárodních patentových přihlášek je zde zahrnut prostřednictvím křížového odkazu.
Jak je zřejmé na obr. 1 a 2, zařízení zahrnuje tlakovou nádobu mající výstupní konec, obecně označený číslicí 3, ve tvaru kuželu.
Výstupní konec 3 zahrnuje :
(i) výstup 5 pevné látky na konci kužele,
-5CZ 297870 B6 (ii) výstup kapaliny 7 ve spodní části kužele, (iii) množství výstupů 9 plynu na různých úrovních kužele nad výstupy 5, 7 pevné látky/kapaliny, a jak lze nejlépe vidět na obr. 2, s více než jedním výstupem 9 plynu na každé úrovni, a (iv) popřípadě prostředky 29 pro zadržování pevné látky.
Budiž poznamenáno, že předložený vynález není omezen na kuželovitý výstupní konec, ale zahrnuje například jakýkoliv výstupní konec, který konverguje k jednomu nebo více výstupům pevné látky.
Výše popsané umístění výstupů 7, 9 kapaliny/plynu umožňuje oddělenou separaci kapaliny a separaci plynu z kapaliny a plynu tak, že proudí nádobou směrem dolů do výstupního konce 3. Výstupy 9 plynu umožňují postupné odstraňování plynu v souladu s tím, jak tok plynu konverguje v kuželi směrem ke spodnímu konci kužele.
Výstupy 5, 7, 9 mohou mít jakýkoliv vhodný tvar.
Pokud jde o výstupy 9 plynu, ty mohou mít jakýkoliv vhodný tvar a umístění z hlediska požadavku:
(i) postupně odstraňovat plyn na různých úrovních směrem dolů v kuželi tak, že hmotnostní průtok na jednotku příčného průřezu kužele (či rychlost) v kompaktním loži je udržován v podstatě konstantní na všech úrovních, a (ii) odtahovat plyn na všech úrovních k výstupním prostředkům bez vytváření oblastí vysoké rychlosti plynu, které mohou vést k velké tlakové ztrátě a/nebo unášení pevné látky a/nebo kapaliny.
Výhodné vytvoření předloženého vynálezu zahrnuje, jak je znázorněno na obr. 2, série oddělených výstupů 9 plynu rozmístěných kolem obvodu nádoby na dané úrovni. Toto uspořádání má za výsledek proudění části dolů proudícího plynu k obvodu nádoby a poté ven z nádoby prostřednictvím výstupů.
V alternativním příkladném provedení může být uspořádán v podstatě spojitý výstup (neznázorněný) kolem obvodu nádoby na každé úrovni, který zajišťuje stejnoměrný pohyb plynu směrem ven k obvodu nádoby.
Výstupy 5, 7, 9 jsou opatřeny ventilovými prostředky 11, které jsou selektivně ovladatelné pro umožnění odvádění pevné látky, kapaliny a plynu z výstupního konce 3.
Ventilové prostředky 11 jsou umístěny co možná nejblíže u nádoby, aby bylo minimální potrubí mezi nádobou a ventilovými prostředky, pro minimalizaci hmotnostního toku plynu výstupním koncem při najíždění.
Zařízení dále zahrnuje poměrně malou nádrž 17 spojenou s výstupem 7 kapaliny pro zachycování kapaliny odváděné z výstupního konce. Nádrž 17 má ve spodní části výstupní potrubí 19, regulovatelné pomocí ventilových prostředků JJ_. Kapalina se za provozu odvádí z nádrže 17 prostřednictvím výstupního potrubí 19.
Za provozu zařízení pro odvodňování uhlí se vsázka uhlí přivádí do nádoby, konkrétněji do výstupního konce 3 a trubek (neznázoměných) zařízení. Poté (i) se vhání dusík do kompaktního lože uhlí v trubkách a ve výstupním konci 3 pro natlakování kompaktního lože, zpravidla na tlak 100 až 200 psi, neboli 690 až 1380 kPa,
-6CZ 297870 B6 (ii) přivádí se teplosměnné médium do nádoby vně trubek pro ohřev uhlí nepřímou výměnou tepla, zpravidla na teplotu 520°F, neboli 271 °C, (iii) přivádí se voda do kompaktního lože pro zajištění zdroje páry.
Pára vytvářená v kompaktním loži ze vstupující vody přispívá k tlaku v kompaktním loži a představuje prostředek pro další ohřev uhlí. Kromě toho, jak je uvedeno výše, také pára vyvíjená z vody obsažené v uhlí přispívá k tlaku v kompaktním loži. Kombinace těchto faktorů natlakovává kompaktní lože na pracovní tlak, zpravidla 700 psi, tj. 4830 kPa.
Spojený účinek zvýšeného tlaku a teploty spočívá v odpaření nebo vyždímání vody z uhlí v kompaktním loži a kondenzaci vody na následujících nižších úrovních nádoby. Reakce „ždímání“ je zapříčiněna strukturální reorganizací uhlí a také dekarboxylačními reakcemi.
Kapalina se shromažďuje ve výstupním konci 3 nádoby a periodicky se odstraňuje prostřednictvím výstupu 7 kapaliny do nádrže 17.
Jak bylo diskutováno výše, umístění výstupů 5, 7, 9 na různých úrovních umožňuje oddělené odstraňování pevné látky, kapaliny a plynu, zejména kapaliny a plynu z výstupního konce 3.
Kromě toho, odstraňování plynu z nádoby prostřednictvím výstupů 9 plynu odděleně od odstraňování kapaliny umožňuje vyhnout se vysoké tlakové ztrátě ve výstupním konci a velkým průtokům plynu ve spodní části výstupního konce 3.
Jak je zřejmé na obr. 3, pro minimalizaci ztráty kapaliny a pevné látky přes výstupy 9 plynu zahrnuje jedno výhodné vytvoření předloženého vynálezu desky nebo síta 21, umístěné vzhledem k výstupům 9 plynu pro odklonění toku pevné látky, kapaliny a plynu od výstupů 9 plynu. Desky/síta 21 kromě toho vymezují směrem dolů otevřené kanály 23. Toto uspořádání je takové, že plyn může proudit ven a vzhůru kolem spodního konce desky /síta 21 do kanálů 23 a poté do výstupů 9 plynu. Je zřejmé, že tok plynu směrem ven a vzhůru kolem desek/sít 21 minimalizuje unášení kapaliny a pevné látky. Kromě toho umožňují kanály 23, které jsou obecně prosté pevné látky, urychlit plyn do výstupů 9 plynu.
Za účelem vyšetřování předloženého vynálezu byl pro přihlašovatele vyvinut axiálně symetrický vertikálně segmentovaný cdf model. Model byl založen na vstřikování plynu prostřednictvím více vstupů umístěných nad jediným výstupem pevné látky v nádobě zpracovávající za studená pevný materiál v kompaktním loži v nádobě. Model byl založen na způsobu a zařízení popsaném ve výše uvedených mezinárodních patentových přihláškách. Výsledky modelování jsou shrnuty na obr. 4 a 5. Prostřednictvím modelování byl porovnán efekt konvenčního jediného vstupu/výstupu plynu s efektem vícenásobného vstupu/výstupu plynu podle předloženého vynálezu. Jak je zřejmé na obr. 4, modelování ukázalo, že vícenásobné vstupy/výstupy podle předloženého vynálezu mají značnou výhodu v tom, že zapříčiňují značně menší tlakovou ztrátu podél délky nádoby ve srovnání s tlakovou ztrátou zapříčiněnou konvenčním jednoduchým vstupem/výstupem plynu. Jak je zřejmé na obr. 5, modelování ukázalo, že vícenásobné vstupy/výstupy podle předloženého vynálezu mají značnou výhodu v tom, že zapříčiňují v podstatě stejnoměrný poměrný hmotnostní průtok příčným průřezem nádoby, ve srovnání s nestejnoměrným poměrným hmotnostním průtokem zapříčiněným konvenčním jednotlivým vstupem/výstupem plynu.
Aniž by byla opuštěna myšlenka a rozsah požadované ochrany, jsou možné různé modifikace vytvoření předloženého vynálezu.
Například, ačkoliv výhodné vytvoření zahrnuje jediný výstup 5 pevné látky a jediný výstup 2 kapaliny, je zřejmé, že předložený vynález není takto omezen a zahrnuje uspořádání, která zahrnují více než jeden výstup 5 pevné látky a/nebo více než jeden výstup 7 kapaliny.
Claims (11)
1. Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu ve formě kompaktního lože za podmínek, které zahrnují velký hmotnostní průtok plynu nádobou, a při nichž se z pevného materiálu vyrábí kapalina, přičemž nádoba obsahuje výstup (5) pevné látky a výstup (7) kapaliny, vystupující z výstupního konce (3) nádoby, a výstupy (9) plynu, vystupující z výstupního konce (3) nádoby, vyznačující se tím, že výstup (7) kapaliny je umístěn nad výstupem (5) pevné látky, a že výstupy (9) plynu jsou umístěny nad výstupem (5) pevné látky a výstupem (7) kapaliny pro udržování v podstatě konstantní rychlosti proudění plynu v oblasti nádoby pod výstupy (9) plynu.
2. Nádoba podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupní konec (3) je uspořádán ve spodní části nádoby.
3. Nádoba podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupy (9) plynu jsou umístěny ve více než jedné úrovni výstupního konce (3).
4. Nádoba podle nároku 3, vyznačující se tím, že výstupy (9) plynu jsou uspořádány v alespoň jedné úrovni výstupního konce (3).
5. Nádoba podle nároku 4, vyznačující se tím, že v každé úrovni, v níž jsou uspořádány výstupy (9) plynu, jsou tyto výstupy (9) plynu rozmístěny dokola po obvodu nádoby pro vytváření v podstatě rovnoměrného proudění plynu směrem dolů touto úrovní.
6. Nádoba podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje deflektorové/stínicí prostředky spojené s výstupy (9) plynu pro zabránění přímého vstupu kapaliny a plynu proudícího směrem dolů výstupním koncem výstupů (9) plynu.
7. Nádoba podle nároku 6, vyznačující se tím, že deflektorové/stínicí prostředky každého výstupu (9) plynu jsou tvořeny deskou/sítem (21) směřujícím dolů do nádoby z místa nad výstupem (9) plynu.
8. Nádoba podle nároku 7, vyznačující se tím, že deska/síto (21) se rozprostírá alespoň zčásti kolem vnitřní steny nádoby a vymezuje směrem dolů otevřený kanál (23) pro plyn proudící nádobou směrem dolů.
9. Způsob zpracování vsázky pevného materiálu za podmínek, které zahrnují velký hmotnostní průtok plynu nádobou, a při nichž se z pevného materiálu vyrábí kapalina, přičemž do nádoby se přivádí pevný materiál pro vytvoření kompaktního lože z pevného materiálu, kompaktní lože se natlakuje, pevný materiál se ohřeje výměnou tepla s teplosměnným médiem, přičemž kombinovaný účinek tlaku a teploty uvolňuje vodu a další kapalné a/nebo plynné sloučeniny z pevného materiálu, a přičemž část uvolňované vody je v plynné fázi a část vody je v kapalné fázi, vyznačující se tím, že z kompaktního lože se odvádí plyn prostřednictvím výstupů plynu vystupujících z výstupního konce nádoby, dále
-8CZ 297870 B6 z kompaktního lože se odvádí kapalina prostřednictvím výstupu kapaliny v nádobě umístěného pod výstupy plynu a zpracovaná vsázka se odvádí výstupem pevné látky umístěným v nádobě pod výstupem kapaliny pro udržování v podstatě konstantní rychlosti proudění plynu v oblasti nádoby pod výstupy 5 plynu.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že plyn se odvádí z kompaktního lože výstupy plynu v alespoň dvou úrovních nacházejících se nad výstupem kapaliny.
10
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že plyn se odvádí prostřednictvím výstupů plynu umístěných v alespoň jedné úrovni nad výstupem kapaliny.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPO5890A AUPO589097A0 (en) | 1997-03-26 | 1997-03-26 | Liquid/gas/solid separation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ337099A3 CZ337099A3 (cs) | 2000-07-12 |
| CZ297870B6 true CZ297870B6 (cs) | 2007-04-18 |
Family
ID=3800191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ0337099A CZ297870B6 (cs) | 1997-03-26 | 1998-03-26 | Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu a zpusob zpracování této vsázky pevného materiálu |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6266894B1 (cs) |
| JP (1) | JP2001518844A (cs) |
| KR (1) | KR20010005762A (cs) |
| CN (1) | CN1132660C (cs) |
| AU (1) | AUPO589097A0 (cs) |
| CA (1) | CA2284780C (cs) |
| CO (1) | CO5060558A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ297870B6 (cs) |
| GE (1) | GEP20012550B (cs) |
| HU (1) | HU226991B1 (cs) |
| ID (1) | ID24071A (cs) |
| PL (1) | PL195083B1 (cs) |
| SK (1) | SK131499A3 (cs) |
| TW (1) | TW443940B (cs) |
| UA (1) | UA44871C2 (cs) |
| WO (1) | WO1998042427A1 (cs) |
| ZA (1) | ZA982510B (cs) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO876797A0 (en) * | 1997-08-25 | 1997-09-18 | Technological Resources Pty Limited | Heating with steam |
| US6497054B2 (en) | 2000-09-26 | 2002-12-24 | Technological Resources Pty. Ltd. | Upgrading solid material |
| US7198655B2 (en) * | 2004-05-03 | 2007-04-03 | Evergreen Energy Inc. | Method and apparatus for thermally upgrading carbonaceous materials |
| US8021445B2 (en) * | 2008-07-09 | 2011-09-20 | Skye Energy Holdings, Inc. | Upgrading carbonaceous materials |
| WO2010135744A1 (en) | 2009-05-22 | 2010-11-25 | The University Of Wyoming Research Corporation | Efficient low rank coal gasification, combustion, and processing systems and methods |
| CN108800792A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-13 | 福州大学 | 揉纹机燃气热风循环烘干系统及其温度控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4295281A (en) * | 1978-02-10 | 1981-10-20 | Monash University | Drying solid materials |
| US5290523A (en) * | 1992-03-13 | 1994-03-01 | Edward Koppelman | Method and apparatus for upgrading carbonaceous fuel |
| DE19532979A1 (de) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Kraftanlagen En Und Umwelttech | Vorrichtung zur thermischen Behandlung von körnigen Gütern |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4543190A (en) * | 1980-05-08 | 1985-09-24 | Modar, Inc. | Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water |
| US4787915A (en) * | 1981-03-24 | 1988-11-29 | Carbon Fuels Corporation | Method of varying rheology characteristics of novel coal derived fuel system |
| US4626258A (en) | 1984-12-19 | 1986-12-02 | Edward Koppelman | Multiple hearth apparatus and process for thermal treatment of carbonaceous materials |
| US5106513A (en) * | 1990-01-31 | 1992-04-21 | Modar, Inc. | Process for oxidation of materials in water at supercritical temperatures and subcritical pressures |
| US5208998A (en) * | 1991-02-25 | 1993-05-11 | Oyler Jr James R | Liquid substances freeze-drying systems and methods |
| US5361514A (en) * | 1991-10-30 | 1994-11-08 | Westinghouse Electric Corporation | Removal of volatile and semi-volatile contaminants from solids using thermal desorption and gas transport at the solids entrance |
| DE4232110A1 (de) * | 1992-09-25 | 1994-03-31 | Metallgesellschaft Ag | Reaktor zum Trocknen wasserhaltiger Feststoffe in einem beheizten Wirbelbett und Verfahren zum Betreiben des Reaktors |
| US5656178A (en) * | 1993-04-29 | 1997-08-12 | American Color And Chemical Corp. | Method for treatment of contaminated materials with superheated steam thermal desorption and recycle |
| DE69312941T2 (de) * | 1993-11-30 | 1998-03-12 | Alcan Int Ltd | Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung von festem Material aus einer Suspension |
| US5522156A (en) * | 1994-04-26 | 1996-06-04 | Ware; Gerald J. | Drying apparatus and method |
| US5577333A (en) * | 1994-12-21 | 1996-11-26 | The Dow Chemical Company | Solid media parts drying using fluidized beds |
| DE19620047C2 (de) * | 1996-05-18 | 2002-06-27 | Rwe Rheinbraun Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Braunkohle |
-
1997
- 1997-03-26 AU AUPO5890A patent/AUPO589097A0/en not_active Abandoned
-
1998
- 1998-03-25 ZA ZA982510A patent/ZA982510B/xx unknown
- 1998-03-26 HU HU0000827A patent/HU226991B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1998-03-26 CA CA002284780A patent/CA2284780C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-26 KR KR1019997008833A patent/KR20010005762A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-03-26 SK SK1314-99A patent/SK131499A3/sk unknown
- 1998-03-26 CZ CZ0337099A patent/CZ297870B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-03-26 GE GEAP19985049A patent/GEP20012550B/en unknown
- 1998-03-26 WO PCT/AU1998/000204 patent/WO1998042427A1/en active IP Right Grant
- 1998-03-26 US US09/367,083 patent/US6266894B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-26 CO CO98016936A patent/CO5060558A1/es unknown
- 1998-03-26 TW TW087104551A patent/TW443940B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-03-26 ID IDW991278A patent/ID24071A/id unknown
- 1998-03-26 JP JP54454598A patent/JP2001518844A/ja not_active Ceased
- 1998-03-26 CN CN988043521A patent/CN1132660C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-26 UA UA99095301A patent/UA44871C2/uk unknown
- 1998-03-26 PL PL98335868A patent/PL195083B1/pl not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4295281A (en) * | 1978-02-10 | 1981-10-20 | Monash University | Drying solid materials |
| US5290523A (en) * | 1992-03-13 | 1994-03-01 | Edward Koppelman | Method and apparatus for upgrading carbonaceous fuel |
| DE19532979A1 (de) * | 1995-09-07 | 1997-03-13 | Kraftanlagen En Und Umwelttech | Vorrichtung zur thermischen Behandlung von körnigen Gütern |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW443940B (en) | 2001-07-01 |
| ID24071A (id) | 2000-07-06 |
| JP2001518844A (ja) | 2001-10-16 |
| PL335868A1 (en) | 2000-05-22 |
| SK131499A3 (en) | 2000-06-12 |
| HU226991B1 (en) | 2010-04-28 |
| HUP0000827A2 (hu) | 2000-08-28 |
| CO5060558A1 (es) | 2001-07-30 |
| UA44871C2 (uk) | 2002-03-15 |
| AUPO589097A0 (en) | 1997-04-24 |
| ZA982510B (en) | 1998-10-23 |
| HUP0000827A3 (en) | 2002-05-28 |
| CN1132660C (zh) | 2003-12-31 |
| KR20010005762A (ko) | 2001-01-15 |
| GEP20012550B (en) | 2001-10-25 |
| US6266894B1 (en) | 2001-07-31 |
| PL195083B1 (pl) | 2007-08-31 |
| WO1998042427A1 (en) | 1998-10-01 |
| CZ337099A3 (cs) | 2000-07-12 |
| CA2284780A1 (en) | 1998-10-01 |
| CA2284780C (en) | 2006-07-11 |
| CN1252735A (zh) | 2000-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ300530B6 (cs) | Zpusob ohrevu nebo ochlazování náplne pevného materiálu a zarízení k jeho provádení | |
| KR100454378B1 (ko) | 지방유용제취설비 | |
| US4813155A (en) | Process and apparatus for removal of liquid from a solid particulate material | |
| SK14798A3 (en) | Method and apparatus for reducing the by-product content in carbonaceous materials | |
| EP0070496B2 (en) | Apparatus for the treatment of flaky or granulated material with gases or vapors in a continuous countercurrent process | |
| BG100382A (bg) | Устройство и метод за полимеризация на олефин(и)в газова фаза | |
| JPS5851076B2 (ja) | センイザイリヨウオレンゾクシテシヨリスルホウホウオヨビ ソウチ | |
| CZ297870B6 (cs) | Nádoba na zpracování vsázky pevného materiálu a zpusob zpracování této vsázky pevného materiálu | |
| CN110168055A (zh) | 通过催化裂化烃类固体材料产生能量产品而不形成焦炭的方法和装置 | |
| DK147161B (da) | Apparat til katalytisk behandling af kulbrinter, navnlig katalytisk afsvovling af jordolieremanenser, og fremgangsmaade til katalytisk afsvovling af kulbrinter | |
| RU2641740C2 (ru) | Пневматическая система для плотной загрузки катализатора в байонетные трубы обменного реактора парового реформинга с использованием вспомогательной трубы для введения твердых частиц | |
| GB2310429A (en) | Dewatering brown coal | |
| SK11272003A3 (sk) | Spôsob separácie a extrakcie frakcií v materiálovom prúde materiálu a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu | |
| US20060272786A1 (en) | Method and apparatus for removing gas from particulated material | |
| JP2004508930A5 (cs) | ||
| MXPA99008709A (en) | Separation gaz / liquide / solide | |
| NL8800303A (nl) | Werkwijze en inrichting voor het katalytisch behandelen van koolwaterstofolien. | |
| JPH10296073A (ja) | 運転停止せずに触媒を充填、排出する方法 | |
| JP4558914B2 (ja) | 固形物送入装置、及び固形物排出装置を備えた容器 | |
| AU6489898A (en) | Liquid/gas/solid separation | |
| JP2000053707A (ja) | 気相重合装置 | |
| US554877A (en) | Apparatus for treating garbage | |
| FR2537621A1 (fr) | Procede utilisable dans la digestion continue d'une matiere finement divisee contenant de la cellulose | |
| US3531259A (en) | Apparatus for rotary continuous countercurrent extraction | |
| US687909A (en) | Process of cooking and extracting oil from fish. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20110326 |