CZ309755B6 - Způsob výroby tuhy - Google Patents
Způsob výroby tuhy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309755B6 CZ309755B6 CZ2015-570A CZ2015570A CZ309755B6 CZ 309755 B6 CZ309755 B6 CZ 309755B6 CZ 2015570 A CZ2015570 A CZ 2015570A CZ 309755 B6 CZ309755 B6 CZ 309755B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- raw material
- processed
- solid
- fluid
- processed raw
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 219
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 71
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 21
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title abstract 14
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title abstract 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 373
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 197
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 155
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 131
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 69
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 268
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 175
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 82
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 71
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 64
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 64
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 22
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 20
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 17
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 68
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 43
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 26
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 22
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 17
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 14
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 9
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 6
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 6
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 6
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 238000010099 solid forming Methods 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- -1 ethylene, propylene, butylene Chemical group 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 2
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 2
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 229910052730 francium Inorganic materials 0.000 description 1
- KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N francium atom Chemical compound [Fr] KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/44—Carbon
- C09C1/48—Carbon black
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/205—Preparation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Způsob výroby tuhy, při kterém se proud ohřátého plynu přivádí do reaktoru pro výrobu tuhy a alespoň jedna zpracovávaná surovina poskytující tuhu se přivádí do proudu ohřátého plynu, přičemž tuha se vytváří v reaktoru pro výrobu tuhy, přičemž přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu obsahuje: A) směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, přivádění této směsi do alespoň jednoho místa pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru, a směšování směsi přes alespoň jedno přívodní místo do reaktoru s proudem ohřátého plynu pro vytvoření reakčního proudu, ve kterém se vytváří tuha v reaktoru na výrobu tuhy, nebo B) přivádění alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu do alespoň jednoho přívodního místa pro zpracovávanou surovinu do reaktoru, přivádění alespoň jedné plnivové tekutiny do alespoň jednoho přívodního místa do reaktoru, a mísení alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu a alespoň jedné plnivové tekutiny s proudem ohřátého plynu pro vytváření reakčního proudu, ve kterém je tuha vytvářena v reaktoru, přičemž způsob dále obsahuje opětovné získávání tuhy v reakčním proudu.
Description
Způsob výroby tuhy
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby tuhy, jakož i ovládání vlastností jedné nebo více částic tuhy.
Dosavadní stav techniky
Při výrobě tuhy jsou obvykle vyžadovány změny řízení procesu výroby tuhy a/nebo uspořádání zařízení, když je výrobní linka převedena na výrobu odlišných jakostí tuhy, nebo pro přizpůsobení se odlišným typům zpracovávané suroviny, přičemž tyto změny se dotýkají kontinuálního a/nebo účinného provozu výrobní linky.
Provozní nastavení, které je účinné pro změnu vlastností částic, může být využíváno tehdy, když je změna vlastnosti částic (například struktura nebo povrchová plocha) tuhy vyžadována na základě výrobních důvodů.
Taková nastavení vedou k přerušení provozu reaktoru na výroby tuhy, což může dokonce zahrnovat i celkové odstavení, přičemž proudové trysky, využívané pro přivádění zpracovávané suroviny pro vytváření tuhy, jsou vyměněny a účelem změny proudu nebo dynamiky tekutiny, což může zajistit nastavení odstínu nebo jiných vlastností.
Je nutno poznamenat, že odstavení reaktoru a výměna trysek mohou být časově náročné a velice nákladné.
Kromě toho při výrobě tuhy mohou být některé zpracovávané suroviny problematičtější než jiné, přičemž může například jít o využívání zpracovávané suroviny na bázi černouhelného dehtu, jakož i o výsledný stupeň opotřebení špiček trysek.
To může rovněž platit pro jiné zpracovávané suroviny, které jsou považovány za suroviny s vyšším množstvím malých částic, jako je popel, což může být problematické pro výrobu tuhy a/nebo problematické při využívání malých rozměrů špičky pro přívodní místa zpracovávané suroviny v důsledku obav před zanesením či ucpáním.
Zanesení či ucpání může být v skutečnosti způsobeno prostřednictvím částic, které pocházejí ze zpracovávané suroviny, na základě spékání, v důsledku obsahu draslíku, vody, aby bylo uvedeno alespoň několik příčin.
Pro účely tohoto vynálezu se výrazy „proudová tryska“ nebo „tryska“ nebo „špička“ týkají stejné součásti.
Rovněž by bylo žádoucí zdokonalit způsoby výroby tuhy s využitím předehřáté zpracovávané suroviny, jak je popsáno v mezinárodní zveřejněné přihlášce WO 2011/103015.
U tohoto známého procesu byla předehřátá zpracovávaná surovina využívána pro dosažení výhodných vlastností, týkajících se tuhy, jakož i z ekonomického hlediska.
Bylo by výhodné zdokonalit dále tento proces za účelem dosažení mnohem vyšší účinnosti.
Proto by tedy bylo výhodné vyvinout způsoby výroby tuhy, které budou zajišťovat dosažení jednoho nebo více ze shora uvedených úkolů.
- 1 CZ 309755 B6
Úkolem tohoto vynálezu je proto vyvinout způsoby pro ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy, a to bez jakéhokoliv přerušení procesu nebo odstávky reaktoru na výrobu tuhy.
Dalším úkolem tohoto vynálezu je vyvinout způsob ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy, a to bez jakékoliv nutnosti výměny trysek na přívodních místech pro zpracovávanou surovinu.
Dalším úkolem tohoto vynálezu je poskytnout možnost ještě dalšího zvýšení předehřívacích teplot zpracovávané suroviny při výrobě tuhy, a to se zajištěním ovládání zanášejí nebo ucpání, způsobeného teplem, u potrubních vedení zpracovávané suroviny při zvýšených teplotách zpracovávané suroviny.
Dalším úkolem tohoto vynálezu je vyvinout způsob výroby tuhy s využíváním zpracovávaných surovin s vysokým obsahem částic, jako je popel.
Další znaky a výhody předmětného vynálezu budou částečně uvedeny v následujícím popise, přičemž budou částečně zřejmé z tohoto popisu, nebo mohou vyplývat na základě praktického uplatňování předmětného vynálezu.
Úkoly a další výhody předmětného vynálezu budou realizovány a dosahovány prostřednictvím prvků a kombinací, konkrétně zdůrazněných a uvedených v popise a přiložených nárocích.
Podstata vynálezu
Za účelem dosažení těchto a dalších výhod, jakož i v souladu s úkoly tohoto vynálezu, jak je podrobně dále popsáno, se předmětný vynález týká způsobu výroby tuhy.
Podle tohoto vynálezu byl vyvinut způsob výroby tuhy, při kterém proud ohřátého plynu se přivádí do reaktoru pro výrobu tuhy a alespoň jedna zpracovávaná surovina poskytující tuhu se přivádí do proudu ohřátého plynu, přičemž tuha se vytváří v reaktoru pro výrobu tuhy, přičemž přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu obsahuje:
A) směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny tak, že alespoň jedna plnivová tekutina zvyšuje hybnost alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu ve směru, který je axiální k alespoň jednomu místu přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do alespoň jednoho místa pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, a směšování alespoň směsi tekutiny a zpracovávané suroviny přes alespoň jedno přívodní místo do reaktoru na výrobu tuhy s proudem ohřátého plynu pro vytvoření reakčního proudu, ve kterém se vytváří tuha v reaktoru na výrobu tuhy, nebo
B) přivádění alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu do alespoň jednoho přívodního místa pro zpracovávanou surovinu do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění alespoň jedné plnivové tekutiny do alespoň jednoho přívodního místa do reaktoru na výrobu tuhy, přičemž alespoň jedno přívodní místo pro plnivovou tekutinu je umístěno tak, že alespoň jedna plnivová tekutina zvyšuje hybnost alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu, když surovina poskytující tuhu naráží na proud ohřátého plynu, a
- 2 CZ 309755 B6 mísení alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu a alespoň jedné plnivové tekutiny s proudem ohřátého plynu pro vytváření reakčního proudu, ve kterém je tuha vytvářena v reaktoru na výrobu tuhy, přičemž způsob dále obsahuje opětovné získávání tuhy v reakčním proudu.
Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje regulování množství plnivové tekutiny, přítomné ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, pro ovládání alespoň jedné vlastnosti částic, přičemž zvyšování množství plnivové tekutiny zvyšuje světlý odstín tuhy.
Plnivová tekutina je s výhodou chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu nebo je plnivová tekutina stejnoměrně distribuována do zpracovávané suroviny poskytující tuhu nebo obojí.
Přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je s výhodou prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž jeden nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny obsahuje dostatek plnivové tekutiny pro pohánění zpracovávané suroviny poskytující tuhu do vnitřní části proudu ohřátého plynu.
Plnivovou tekutinou je s výhodou alespoň jeden inertní plyn.
U výhodných provedení je plnivovou tekutinou pára, voda, vzduch, oxid uhličitý, zemní plyn, oxid uhelnatý, vodík, zbytkové plyny tuhy, dusík, nebo jakékoliv jejich kombinace.
U obzvláště výhodného provedení je plnivovou tekutinou dusík.
Plnivová tekutina je s výhodou přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku, postačujícím k pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
Plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu s výhodou při tlaku od 6,9 kPa, tj. jedné libry na palec čtvereční, do 2413 kPa, tj. 350 liber na palec čtvereční, pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
Zpracovávaná surovina poskytující tuhu je s výhodou rozmělňována před jejím smísením s plnivovou tekutinou.
U výhodného provedení je plnivová tekutina přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství od 0,1 % hmotnostních do 400 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu vyšší než 300 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
U výhodného provedení způsob dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu od 300 °C do 850 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší než první teplota, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
Nastavení plnivové tekutiny je s výhodou prováděno pro regulování rychlosti zaškrceného proudu nebo kritické rychlosti nebo obou těchto rychlostí u jednoho nebo více proudů směsi tekutiny
- 3 CZ 309755 B6 a zpracovávané suroviny, čímž dochází ke změně pronikání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu.
Přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu a přivádění plnivové tekutiny je s výhodou prováděno ve formě dvojice jednoho nebo více proudů vzájemně k sobě přiléhajících, přičemž jeden proud v každé dvojici přivádí zpracovávanou surovinu poskytující tuhu a druhý proud v každé dvojici přivádí plnivovou tekutinu.
Plnivová tekutina je s výhodou přiváděna při tlaku, postačujícím k pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje ohřívání plnivové tekutiny na první teplotu před mísením se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
U výhodného provedení způsob dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu před mísením s plnivovou tekutinou a ohřívání plnivové tekutiny na druhou teplotu před mísením se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, a poté mísení pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na třetí teplotu, která je vyšší, než první teplota, a činí až 950 °C, přičemž každý z těchto kroků ohřívání je prováděn před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
Tento způsob zahrnuje přivádění proudu ohřátého plynu do reaktoru na výrobu tuhy.
Tento způsob dále zahrnuje směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
Směšování je s výhodou prováděno tak, že alespoň jedna plnivová tekutina zvyšuje hybnost alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu ve směru, který je v podstatě axiální (v rámci 10° od axiálního směru) nebo axiální k alespoň jednomu místu přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy.
Směs tekutiny a zpracovávané suroviny je přiváděno do alespoň jednoho místa pro přivádění zpracovávané suroviny (s výhodou do několika míst) do reaktoru na výrobu tuhy.
Způsob dále zahrnuje směšování alespoň směsi tekutiny a zpracovávané suroviny přes alespoň jedno přívodní místo do reaktoru na výrobu tuhy s proudem ohřátého plynu pro vytvoření reakčního proudu, ve kterém se vytváří tuha v reaktoru na výrobu tuhy.
Způsob dále obsahuje opětovné získávání tuhy v reakčním proudu.
Podle tohoto způsobu může být plnivová tekutina chemicky inertní, přičemž je s výhodou chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu.
Namísto nebo přídavně ke směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny může být směs tekutiny a zpracovávané suroviny vytvářena v reaktoru.
Jinými slovy lze říci, že alespoň jedna plnivová tekutina může být přiváděna do reaktoru, a alespoň jedna zpracovávaná surovina může být přiváděna do reaktoru takovým způsobem, že přívodní místa pro každou tuto látku jsou uspořádána tak, že plnivová tekutina zvyšuje hybnost zpracovávané suroviny do spalovacího proudu.
Předmětný vynález dále zahrnuje způsob ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy, jako jsou struktura a/nebo povrchová plocha.
- 4 CZ 309755 B6
Způsob zahrnuje mísení alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny a přivádění této směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy.
Přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů.
Způsob dále zahrnuje regulování množství plnivové tekutiny, přítomné ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, pro ovládání alespoň jedné vlastnosti částic, jako je odstín.
Další vlastnosti částic mohou zahrnovat povrchovou plochu (měřenou například pomocí BET, CTAB, a/nebo STSA (ASTM D6556)) nebo strukturu, jako je OAN nebo DBP.
U způsobu podle tohoto vynálezu může být zpracovávaná surovina poskytující tuhu tvořena nebo může obsahovat zpracovávané suroviny s vysokým obsahem částic od 0,01 % hmotnostních do 0,5 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny, jako je popel, jelikož způsoby podle tohoto vynálezu poskytují možnosti pro zpracovávání těchto typů zpracovávaných surovin bez vedlejších účinků, jak bude popsáno později.
Je zcela pochopitelné, že jak shora uvedený obecný popis, tak i následující podrobný popis jsou pouze příkladné a vysvětlující, a jsou určeny k poskytnutí dalšího objasnění předmětného vynálezu, jak je nárokován.
Přiložené výkresy, které jsou zahrnuty do této přihlášky a tvoří její součást, zobrazují aspekty předmětného vynálezu, přičemž společně s popisem slouží pro vysvětlení principů tohoto vynálezu.
Stejné vztahové značky, používané na obrázcích výkresů, označují stejné znaky nebo prvky.
Objasnění výkresů
Vynález bude dále podrobněji vysvětlen na příkladech jeho provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů.
Obr. 1 až obr. 5 znázorňují schematická vyobrazení části různých typů pecních reaktorů na výrobu tuhy, které mohou být využívány u procesu podle tohoto vynálezu pro výrobu tuhy, přičemž jsou znázorněna pouze ilustrativní provedení reaktorů, které mohou být využívány u předmětného vynálezu.
Obr. 6 znázorňuje schematické vyobrazení jednoho příkladného provedení injektoru, zobrazující vstřikování plnivové tekutiny do rozmělněné zpracovávané suroviny před vstupem do reaktoru na výrobu tuhy a před primárním zapálením.
Obr. 7 a obr. 8 znázorňují schematická vyobrazení, zobrazující možnosti pro přivádění plnivové tekutiny a zpracovávané suroviny bez předchozího směšování před vstupem do reaktoru, a to jednak jako provedení s mezikružím a jednak jako provedení vedle sebe.
Příklady uskutečnění vynálezu
Předmětný vynález se týká způsobu výroby tuhy.
Předmětný vynález se rovněž týká ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy.
- 5 CZ 309755 B6
Dále se předmětný vynález rovněž týká možnosti využívání zpracovávaných surovin s vysokým množstvím částic bez zazátkování jakéhokoliv z přívodních míst do reaktoru.
Dále se předmětný vynález rovněž týká způsobů ještě dalšího zvyšování předehřívacích teplot zpracovávané suroviny při výrobě tuhy, a to s regulováním zanášení nebo usazování vedení zpracovávané suroviny v důsledku tepla při zvýšených teplotách zpracovávané suroviny.
Při výrobě tuhy je spalováno palivo pro vytváření proudu horkých plynů, které proudí při vysoké rychlosti přes přechodovou oblast, kde je zpracovávaná surovina poskytující tuhu přiváděna a mísena s proudem horkých plynů.
Směs dále pokračuje při vysoké rychlosti do horkého reaktoru, kde dochází k pyrolýze zpracovávané suroviny pro získávání částic tuhy, načež je reakce poté uhašena, reagující látky jsou ochlazeny, a produkt tuhy je shromažďován na filtru.
Obecně lze říci, že jeden aspekt předmětného vynálezu se týká výroby tuhy prostřednictvím směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu před přiváděním zpracovávané suroviny (nebo po přivádění zpracovávané suroviny) do reaktoru prostřednictvím jednoho nebo více přívodních míst.
Při využívání plnivové tekutiny, což bude podrobněji popsáno dále, má plnivová tekutina nebo plnivové tekutiny schopnost poskytovat různé výhody, které zahrnují jednu nebo více z následujících výhod:
schopnost pracovat s různými typy zpracovávaných surovin poskytujících tuhu, a to včetně takových, které jsou považovány za zpracovávané suroviny s vysokým množstvím částic (například popela), jako jsou například zpracovávané suroviny s černouhelným dehtem pro výrobu tuhy, možnost předehřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na dokonce vyšší teplotu, než bylo dříve popsáno, možnost ovládání jedné nebo více vlastností částic tuhy, možnost využívání nižších tlaků pro přivádění zpracovávané suroviny, a/nebo ostatní výhody.
Plnivovou tekutinou může být plyn nebo kapalina. Výhodnými příklady jsou plyny.
Plnivová tekutina může být chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu, přičemž je s výhodou chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu.
Plnivovou tekutinou může být alespoň jeden inertní plyn (například argon, neon, helium a podobně).
Plnivovou tekutinou může být dusík, a to samotný nebo s jinými plyny.
Plnivovou tekutinou může být pára, voda, vzduch, oxid uhličitý, oxid uhelnatý, vodík, zbytkové plyny tuhy, zemní plyn, nebo dusík, jeden nebo více inertních plynů, nebo jakékoliv jejich kombinace.
- 6 CZ 309755 B6
Obecně plyn nebo kapalina mají čistotu alespoň 95 % hmotnostních (například alespoň 97 % hmotnostních, alespoň 98 % hmotnostních, alespoň 99 % hmotnostních, alespoň 99,5 % hmotnostních nebo alespoň 99,9 % hmotnostních) plynu nebo kapaliny.
Pokud je například využíván dusík (samotný nebo s jinými plyny nebo kapalinami), tak plynný dusík má čistotu alespoň 95 % hmotnostních plynu.
Plnivová tekutina, když je smísena s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, může být případně stejnoměrně distribuována ve zpracovávané surovině poskytující tuhu.
Směšování plnivové tekutiny nebo plnivových tekutin s alespoň zpracovávanou surovinou poskytující tuhu vede k vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, přičemž plnivová tekutina je distribuována (stejnoměrně nebo nestejnoměrně) ve zpracovávané surovině poskytující tuhu).
Před směšováním plnivové tekutiny se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu může být zpracovávaná surovina poskytující tuhu rozmělňována nebo alespoň částečně rozmělňována.
Plnivová tekutina není případně využívána jako prostředky pro rozmělňování zpracovávané suroviny poskytující tuhu podle tohoto vynálezu.
Plnivová tekutina s výhodou poskytuje hybnost pro zpracovávanou surovinu poskytující tuhu po jejím smísení se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu.
Výraz „hybnost“ se týká hybnosti, jak je chápána v mechanice tekutin.
Případně plnivová tekutina po jejím smísení se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu zajišťuje hybnost pro vytvoření sloupcového proudu směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, když tato směs opouští trysku a vstupuje do reaktoru na výrobu tuhy.
Plnivová tekutina má schopnost z hlediska usměrňování hybnosti zpracovávané suroviny.
Směs tekutiny a zpracovávané suroviny je usměrňována v injektoru tak, že dopředná hybnost směsi tekutiny a zpracovávané suroviny po vstupu do reaktoru pokračuje ve směru, který je axiální vzhledem ke středové ose injektoru (nebo v podstatě axiální ke středové ose injektoru, například v rámci 10° v axiálním směru vzhledem ke středové ose).
Směs tekutiny a zpracovávané suroviny je dále vedena tak, že je s výhodou kolmá (nebo v podstatě kolmá, tj. v rámci 10°) na primární oheň nebo spalovací proud, a/nebo je s výhodou kolmá (nebo v podstatě kolmá, tj. v rámci 10°) na stěnu reaktoru na výrobu tuhy.
Popřípadě směs tekutiny a zpracovávané suroviny nebo injektor, využívaný pro vstřikování směsi tekutiny a zpracovávané suroviny mohou být pod jakýmkoliv úhlem vzhledem k primárnímu ohni nebo spalovacímu proudu (například kolmo (90°), v podstatě kolmo (80° až 110°), nebo pod jinými úhly (jako například od 20° do 79°, 20°, 30°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 75°a podobně)).
Jeden příklad směšování plnivové tekutiny a zpracovávané suroviny, poskytující tuhu je znázorněn na obr. 6.
Jak je znázorněno na obr. 6, tak zpracovávaný materiál 100 pro výrobu tuhy vstupuje do otvoru 102 a vystupuje z tohoto otvoru jako rozmělněný zpracovávaný materiál 104 pro výrobu tuhy.
Plnivová tekutina 106 je přiváděna kanálem 108 a je směšována s rozmělněným zpracovávaným materiálem 104 pro výrobu tuhy pro vytvoření směsi 110 tekutiny a zpracovávaného materiálu.
- 7 CZ 309755 B6
Směs 110 má zvýšenou hybnost v porovnání s hybností, která existovala před přiváděním plnivové tekutiny.
Tato směs 110 tekutiny a zpracovávaného materiálu opouští injektor přes trysku nebo kanál 112 ve stěně 117 reaktoru jako sloupcovitý proud směsi tekutiny a zpracovávaného materiálu, mající vysokou hybnost 114, přičemž proniká do spalovacího proudu nebo primárního ohně 116 o vysoké rychlosti.
Takže s výhodou podle tohoto vynálezu směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jedním zpracovávaným materiálem pro výrobu tuhy pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávaného materiálu je takové, že alespoň jedna plnivová tekutina zajišťuje zvyšování hybnosti alespoň jednoho zpracovávaného materiálu pro výrobu tuhy ve směru, který je axiální nebo v podstatě axiální vzhledem k alespoň jednomu přívodnímu místu zpracovávaného materiálu do reaktoru na výrobu tuhy.
Množství plnivové tekutiny nebo plnivových tekutin, které je míseno se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, je nastavitelné.
Množství plnivové tekutiny, které je míseno se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu může být nastavitelné, když je způsob prováděn on-line a je vyráběna tuha.
Jinými slovy lze říci, že množství plnivové tekutiny může být měněno „za pochodu“.
Jelikož tedy množství plnivové tekutiny může být míseno se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu nastavitelným způsobem, tak to může být prováděno bez přerušení provozu a odstavení reaktoru.
Kontinuální výroba tuhy tak může být zachována, i když jsou podmínky reaktoru nastavovány pro získávání tuhy různé kvality nebo pro optimalizaci kvality vyráběné tuhy nebo pro nastavení či změnu kvality vyráběné tuhy a/nebo v případech jiných nastavení, která jsou prováděna u procesu nebo reaktoru během výroby tuhy.
Plnivová tekutina může být obecně přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při jakémkoliv tlaku, avšak obecně jsou vysoké tlaky výhodné pro zajištění požadovaného směšování plnivové tekutiny se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, a to zejména tehdy, pokud plnivovou tekutinou je plyn.
Vhodné tlaky mohou být například zhruba od 6,9 kPa, tj. od jedné libry na palec čtvereční, do zhruba 2413 kPa, tj. do 350 liber na palec čtvereční, nebo od zhruba 345 kPa, tj. od 50 liber na palec čtvereční, do zhruba 1207 kPa, tj. do 175 liber na palec čtvereční, nebo od zhruba 345 kPa, tj. od 50 liber na palec čtvereční, do zhruba 1379 kPa, tj. do 200 liber na palec čtvereční nebo více, nebo od zhruba 689 kPa, tj. od 100 liber na palec čtvereční, do zhruba 1379 kPa, tj. do 200 liber na palec čtvereční nebo výše.
Tyto tlaky, jakož i jiné další tlaky, mohou být využívány pro přivádění plnivové tekutiny do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
- 8 CZ 309755 B6
Tlak může být postačující pro pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, přičemž s výhodou tehdy, když je plnivová tekutina stejnoměrně distribuována ve zpracovávané surovině poskytující tuhu.
Jakékoliv množství plnivové tekutiny může být přítomno ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
Plnivová tekutina může být například přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství od zhruba 0,1 % hmotnostních do zhruba 400 % hmotnostních (nebo výše), a to na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Jiná množství zahrnují například od zhruba 0,1 % hmotnostních do zhruba 100 % hmotnostních nebo více, a to na základě zpracovávané suroviny, nebo od zhruba 5 % hmotnostních do zhruba 15 % hmotnostních nebo více, a to na základě zpracovávané suroviny, nebo od zhruba 0,1 % hmotnostních do zhruba 50 % hmotnostních nebo více, a to na základě zpracovávané suroviny, nebo od zhruba 1 % hmotnostních do zhruba 40 % hmotnostních nebo více, a to na základě zpracovávané suroviny.
Přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny může být prováděno ve formě jednoho nebo více proudů.
Na základě typů plnivové tekutiny a/nebo množství plnivové tekutiny je možno nastavovat pronikání proudu směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu.
Jak již bylo shora uvedeno, tak při využívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, která je přiváděna ve formě jednoho nebo více proudů, lze na základě množství plnivové tekutiny a/nebo typu plnivové tekutiny nastavit pronikání proudu směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu bez jakékoliv změny trysky a/nebo bez jakékoliv nutnosti přerušit proces nebo odstavit reaktor na výrobu tuhy.
Jako volitelná možnost může být plnivová tekutina směšována se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu v místě, které leží před místem přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy.
Tekutina může být přiváděna takovým způsobem, že tekutina a zpracovávaná surovina jsou spolu směšovány před výstupem z injektoru nebo trysky.
Plnivová tekutina může být směšována se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu v místě, které leží více než nebo méně než 1,27 cm, tj. 0,5 palce, jako je alespoň 1,90 cm, tj. 0,75 palce, alespoň 2,54 cm, tj. 1 palec, alespoň 5,08 cm, tj. 2 palce, alespoň 10,16 cm, tj. 4 palce, nebo alespoň 15,24 cm, tj. 6 palců, před místem přivádění do reaktoru.
- 9 CZ 309755 B6
Jako volitelná možnost může být plnivová tekutina směšována se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu po příslušném provedení do reaktoru na výrobu tuhy.
Jinými slovy lze říci, že plnivová tekutina může být přiváděna do reaktoru na výrobu tuhy samostatně a nezávisle na zpracovávané surovině poskytující tuhu.
Jakákoliv geometrie pro dosažení samostatného přivádění plnivové tekutiny a zpracovávané suroviny poskytující tuhu do reaktoru tak, že dvě tekutiny jsou vzájemně k sobě přiléhající nebo se vzájemně kontaktují v reaktoru, může být využívána.
Jak je například znázorněno na obr. 7 a obr. 8, tak přivádění plnivové tekutiny a zpracovávané suroviny poskytující tuhu samostatně může být prováděno pomocí potrubí, které má dutou konstrukci s mezikružím, takže jedna z tekutin obklopuje druhou tekutinu.
Jiná geometrie, která může být využívána, představuje uspořádání přívodních míst pro plnivovou tekutinu a zpracovávanou surovinu poskytující tuhu vedle sebe.
U takové konstrukce může být jedno z přívodních míst umístěno před druhým přívodním místem o mírnou vzdálenost, například o 1,27 cm, tj. o jednu polovinu palce, nebo o 2,54 cm, tj. jeden palec nebo více.
Pokud plnivová tekutina a zpracovávaná surovina poskytující tuhu jsou přiváděny do reaktoru samostatně, tak je geometrie taková, že plnivová tekutina kontaktuje tekutinu zpracovávané suroviny poskytující tuhu, přičemž plnivová tekutina zvyšuje hybnost tekutiny zpracovávané suroviny do spalovacího proudu (nebo příčného proudu).
Není zde žádné omezení z hlediska geometrie, která může být využívána pro zajištění tohoto dvojitého samostatného přivádění plnivové tekutiny a zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Opět může být využíváno jedno nebo více přívodních míst, například kolem obvodu reaktoru, jako je například hrdlová oblast.
Pro každé přívodní místo zpracovávané suroviny poskytující tuhu může být uspořádáno buď předběžné směšování plnivové tekutiny se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu před přiváděním zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy a/nebo příslušné přívodní místo pro plnivovou tekutinu pro každé přívodní místo zpracovávané suroviny poskytující tuhu, které existuje.
Způsob, kterým je směs tekutiny a zpracovávané suroviny přiváděna do reaktoru na výrobu tuhy, jako například v přechodovém místě procesu, může být prováděn ve formě jednoho nebo více proudů nebo proudových trysek, nebo v jejich kombinaci nebo alternativně s jednou nebo více dmyšními trubicemi.
Pokud jsou využívány proudové trysky, tak jsou tyto proudové trysky obvykle umístěny v radiální poloze kolem obvodu reaktoru, například tak, jak je znázorněno na obr. 1.
Pokud je využívána dmyšní trubice, tak je tato dmyšní trubice obvykle umístěna více v axiálním středu místa reaktoru.
Podle tohoto vynálezu pro jakýkoliv způsob může zpracovávaná surovina poskytující tuhu představovat nebo obsahovat jakýkoliv kapalný uhlovodík, mající specifickou hmotnost od zhruba 0,9 do zhruba 1,5 nebo vyšší (jako například od 0,9 do 1,3, nebo od 1 do 1,2 a podobně) nebo jakoukoliv jejich kombinaci.
- 10 CZ 309755 B6
Zpracovávaná surovina poskytující tuhu může mít počáteční bod varu od zhruba 160 °C do zhruba 600 °C, například od zhruba 160 °C do zhruba 500 °C nebo od zhruba 200 °C do zhruba 450 °C nebo od zhruba 215 °C do zhruba 400 °C a podobně.
Zpracovávanou surovinou poskytující tuhu může být jakákoliv běžně známá surovina poskytující tuhu, na jejímž základě lze vytvářet tuhu.
Například může být využíván jakýkoliv uhlovodíkový materiál.
Vhodnou zpracovávanou surovinou může být jakákoliv uhlovodíková surovina poskytující tuhu, která je snadno těkavá za podmínek reakce.
Například mohou být využívány:
nenasycené uhlovodíky, jako acetylen, olefiny, jako ethylen, propylen, butylen, aromatické látky, jako benzen, toluen a xylen, určité nasycené uhlovodíky, a jiné uhlovodíky, jako kerosiny, naftalíny, terpeny, ethylenové dehty, aromatické cyklické frakce a podobně.
Zpracovávaná surovina poskytující tuhu, která může být zpracovávána s využitím předmětu tohoto vynálezu, může obecně zahrnovat jakoukoliv uhlovodíkovou kapalinu nebo olejovou zpracovávanou surovinu, využitelnou pro výrobu tuhy.
Vhodné kapalné zpracovávané suroviny zahrnují například:
nenasycené uhlovodíky, nasycené uhlovodíky, olefiny, aromatické látky, a jiné uhlovodíky, jako kerosiny, naftalíny, terpeny, ethylenové dehty, uhelné dehty, krakovací zbytky a aromatické cyklické frakce, nebo jakékoliv jejich kombinace.
Zpracovávané suroviny mohou například zahrnovat :
dekantovaný olej, produkt uhelného dehtu, ethylenové krakovací zbytky, asfalten s obsahem oleje, nebo jakékoliv jejich kombinace.
Typ zpracovávané suroviny může ovlivňovat chování při zanášení nebo usazování.
Chemické složení se může měnit v rámci různých typů zpracovávané suroviny a/nebo v rámci jedné zpracovávané suroviny.
- 11 CZ 309755 B6
Na základě provedených zkoušek a laboratorních testů například dekantovaný olej, koksovací olej, uhelné dehty a etylénové krakovací zbytky se mohou všechny usazovat při různých teplotách, převyšujících zhruba 300 °C.
Ethylenové krakovací zbytky (ECR) mohou například obsahovat vysoká množství asfaltenů.
Jiné typy zpracovávaných materiálů mohou rovněž obsahovat asfalteny a/nebo mohou mít takové chemické složení, které způsobuje jiné mechanizmy zanášení nebo usazování.
Obsah asfaltenu ve zpracovávané surovině může činit například:
od 0 % hmotnostních do zhruba 30 % hmotnostních, nebo alespoň zhruba 0,5 % hmotnostních, nebo alespoň zhruba 1 % hmotnostní, nebo alespoň zhruba 2 % hmotnostní, nebo alespoň zhruba 3 % hmotnostní, nebo od zhruba 1 % hmotnostní do zhruba 10 % hmotnostních, od zhruba 2 % hmotnostních, do zhruba 7,5 % hmotnostních, nebo od zhruba 2,5 % hmotnostních do zhruba 5 % hmotnostních, a to na základě celkové hmotnosti zpracovávané suroviny.
Zpracovávaná surovina může mít počáteční bod varu například:
od zhruba 160 °C do zhruba 500 °C, nebo od zhruba 180 °C do zhruba 450 °C, nebo od zhruba 200 °C do zhruba 400 °C, nebo od zhruba 225 °C do zhruba 350 °C.
Počáteční bod varu se týká teploty, při které se první složka zpracovávané suroviny vypařuje.
Zpracovávaná surovina může mít bod varu středového rozmezí například:
od zhruba 380 °C do zhruba 800 °C, nebo od zhruba 400 °C do zhruba 500 °C, nebo od zhruba 425 °C do zhruba 470 °C, nebo od zhruba 440 °C do zhruba 460 °C.
Bod varu středového rozmezí se týká teploty, při které se 50 % složek zpracovávané suroviny odpařilo.
Zpracovávaná surovina může mít konečný bod varu například:
od zhruba 600 °C do zhruba 900 °C, nebo od zhruba 625 °C do zhruba 725 °C, nebo od zhruba 650 °C do zhruba 700 °C, nebo od zhruba 670 °C do zhruba 690 °C.
Konečný bod varu se týká teploty, při které se odpařilo 100 % složek zpracovávané suroviny.
Mohou být uplatňovány i jiné body varu, a to jak počáteční, středového rozmezí a/nebo konečné, a to v závislosti na volbě a chemickém složení zpracovávané suroviny.
Způsoby podle tohoto vynálezu mohou být využívány u pecních reaktorů na výrobu tuhy s adaptacemi a modifikacemi, které jsou zde uvedeny.
- 12 CZ 309755 B6
Způsoby podle tohoto vynálezu mohou být prakticky uplatňovány například u modulárního neboli stavebnicového pecního reaktoru na výrobu tuhy, který je rovněž nazýván jako „stupňovitý“.
Stupňovité pecní reaktory, které byly adaptovány nebo modifikovány pro praktické provádění tohoto vynálezu jsou popsány například v patentových spisech
US 3922335, US 4383973, US 5190739, US 5877250, US 5904762, US 6153684,
US 6156837, US 6403695, a
US 6485693 B1, přičemž veškeré jejich popisy se zde poznamenávají v celém rozsahu ve formě odkazu.
Pokud se týče proudu horkých plynů (nebo proudu ohřátých plynů), který je směšován se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, tak proud horkých plynů může být rovněž považován za proud horkých spalovacích plynů nebo ohřátých plynů, který může být vytvářen prostřednictvím kontaktu pevného, kapalného a/nebo plynného paliva s vhodným proudem oxidantu, jako je například, avšak bez omezení, vzduch, kyslík, směsi vzduchu a kyslíku nebo podobně.
Alternativně může proud předehřátého oxidantu proudit bez přidávání kapalného nebo plynného paliva.
Příklady paliva, vhodného pro využívání při kontaktování s proudem oxidantu pro vytváření horkých plynů, zahrnují:
jakýkoliv snadno zažehnutelný plyn, páru, nebo kapalné proudy, jako například zemní plyn, vodík, oxid uhelnatý, methan, acetylen, alkohol, recyklovaný zbytkový plyn, nebo kerosin.
Obecně je výhodné využívat paliva, mající vysoký obsah složek s obsahem uhlíku, a to zejména uhlovodíky.
Poměr vzduchu k palivu, využívaný pro výrobu tuhy podle tohoto vynálezu, může být od zhruba 0,7 : 1 do nekonečna, nebo od zhruba 1 : 1 (stechiometrický poměr) do nekonečna.
Za účelem podpory vytváření horkých plynů může být proud oxidantu předehříván.
Proud ohřátého plynu je v podstatě vytvářen prostřednictvím zažehnutí nebo spalování paliva a/nebo oxidantu.
- 13 CZ 309755 B6
Může tak být dosahováno teplot, jako například od zhruba 1000 °C do zhruba 3500 °C v případě proudu ohřátého plynu.
V případě předmětného vynálezu může být pronikání proudu zpracovávané suroviny nastaveno prostřednictvím plnivové tekutiny.
Například plnivová tekutina má schopnost ovlivňovat rychlost zaškrceného proudu nebo kritickou rychlost nebo jak jeden nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, která je ve formě proudu, při jejím přivádění přes jedno nebo více přívodních míst do reaktoru.
Čím vyšší je množství plnivové tekutiny, tím vyšší je rychlost zaškrceného proudu směsi nebo kritická rychlost směsi (kdy rychlost zaškrceného proudu a kritická rychlost se týkají rychlosti zvuku pro takovou směs), a proto dochází k výraznějšímu pronikání proudu do proudu ohřátého plynu.
Jinou výhodu předmětného vynálezu představuje schopnost zvyšovat celkový výnos tuhy s využíváním plnivové tekutiny.
Podle tohoto vynálezu může být více tuhy vyráběno s využitím stejného množství přiváděné tekutiny.
Výnos může být například zvýšen alespoň o 1 %, alespoň o 2 %, nebo alespoň o 5 %, pokud % výnosu je založeno na hmotnostních % tuhy.
Výnosy mohou být dále zvýšeny při využívání možnosti předehřívání (jak je popisováno) plnivové tekutiny, zpracovávané suroviny poskytující tuhu, nebo obou těchto materiálů.
Další výhoda předmětného vynálezu spočívá ve skutečnosti, že je možno využívat velké rozměry otvorů nebo trysek.
U některých procesů výroby tuhy jsou využívány velké rozměry otvorů nebo trysek v důsledku přítomnosti částic ve zpracovávaném materiálu poskytujícím tuhu.
Velké rozměry otvorů nebo trysek jsou využívány za účelem zabránění ucpání trysky v důsledku přítomných částic.
Pokud jsou však využívány velké rozměry trysek, tak může být zabráněno dostatečnému nebo dobrému pronikání tekutiny zpracovávané suroviny do spalovacího proudu ohřátých plynů v důsledku sníženého tlaku a rychlosti zpracovávané suroviny.
Avšak v případě tohoto vynálezu využívání plnivové tekutiny poskytuje možnost zvýšení hybnosti tekutiny zpracovávané suroviny, i když je přiváděna z trysek s velkými rozměry, takže pronikání je dosahováno na stejné úrovni, jako při využívání malých rozměrů trysek pro dosažení požadovaného vytváření tuhy.
Jako volitelná možnost může být zpracovávaná surovina poskytující tuhu, která je směšována s plnivovou tekutinou, ohřívána před jejím směšováním s plnivovou tekutinou. Jinými slovy lze říci, že zpracovávaná surovina poskytující tuhu může být předehřáta.
Předehřívání zpracovávané suroviny a příslušné techniky mohou být takové, jak je uvedeno v mezinárodní přihlášce WO 2001/103105, jejíž celý obsah se zde poznamenává ve formě odkazu.
Podle tohoto vynálezu jako volitelná možnost může být zpracovávaná surovina poskytující tuhu před směšováním s plnivovou tekutinou ohřáta na teplotu:
- 14 CZ 309755 B6 větší než 300 °C, nebo od zhruba 360 °C do zhruba 850 °C nebo vyšší, nebo od zhruba 400 °C do zhruba 600 °C, nebo na jiné teploty.
Podle tohoto vynálezu jako volitelná možnost může být plnivová tekutina před směšováním se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu ohřáta na teplotu:
alespoň 100 °C, alespoň 300 °C, nebo alespoň 500 °C, nebo alespoň 750 °C, nebo alespoň 1000 °C, nebo alespoň 1200 °C, nebo na jiné teploty.
Jako volitelná možnost podle tohoto vynálezu plnivová tekutina a zpracovávaná surovina poskytující tuhu před smísením dohromady mohou být předehřáty samostatně na stejnou nebo odlišnou teplotu.
Předehřívací teploty mohou být ve shora uvedených rozmezích, přičemž může jít zhruba o předehřátí na teplotu:
větší než 300 °C, nebo od zhruba 360 °C do zhruba 850 °C nebo vyšší, nebo od zhruba 400 °C do zhruba 600 °C pro zpracovávanou surovinu poskytující tuhu, a/nebo na teplotu:
alespoň 100 °C, nebo alespoň 300 °C, nebo alespoň 500 °C, nebo alespoň 750 °C, nebo alespoň 1000 °C, nebo alespoň 1200 °C, nebo na jiné teploty pro plnivovou tekutinu.
Jako další volitelná možnost může být směs tekutiny a zpracovávané suroviny případně ohřáta na vyšší teplotu, a to buď s předehřátím nebo bez předehřátí zpracovávané suroviny poskytující tuhu a/nebo plnivové tekutiny.
Jako volitelná možnost může být zpracovávaná surovina poskytující tuhu ohřáta na první teplotu, jako je teplota alespoň 300 °C, například od 300 °C do zhruba 850 °C, před smísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, načež poté může být směs tekutiny a zpracovávané suroviny dále ohřáta na druhou teplotu, která je vyšší, než je teplota samotné předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu, před jejím smísením s plnivovou tekutinou.
Toto ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na vyšší teplotu může být alespoň o 50 °C vyšší, než má předehřátá zpracovávaná surovina, například alespoň o 75 °C vyšší nebo alespoň o 100 °C vyšší nebo podobně.
- 15 CZ 309755 B6
Jako volitelná možnost může být zpracovávaná surovina poskytující tuhu ohřáta nebo předehřátá na první teplotu před smísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, přičemž může být dále ohřáta na druhou teplotu, která je vyšší než první teplota, například až na teplotu zhruba 950 °C.
Způsob může zahrnovat uhašení nebo ochlazení tuhy v reakčním proudu.
Tuha v reakčním proudu může být uhašena nebo ochlazena v jedné nebo více oblastech.
Například podle obr. 2 ve zhášecím místě 18 zhášecí oblasti 14 je vstřikována zhášení tekutina, která může obsahovat vodu a která může být využívána pro úplné nebo v podstatě úplné zastavení pyrolýzy zpracovávané suroviny poskytující tuhu, nebo pouze k částečnému ochlazení zpracovávané suroviny bez zastavení pyrolýzy, načež následuje sekundární zhášení (neznázorněno), využívané pro zastavení pyrolýzy zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Další kroky, následující po uhašení, které jsou běžné při výrobě tuhy, mohou být využívány u způsobů podle tohoto vynálezu.
Po uhašení směsi horkých spalovacích plynů a zpracovávané suroviny poskytující tuhu ochlazené plyny procházejí dále ve směru proudění do jakýchkoliv běžných chladicích a oddělovacích prostředků, přičemž je získávána tuha.
Oddělování tuhy od proudu plynů je snadno proveditelné pomocí známých prostředků, jako je srážecí ústrojí, cyklonový odlučovač nebo pytlový filtr.
Pokud se týče úplného uhašení reakcí pro vytváření konečného produktu tuhy, tak jakékoliv známé prostředky pro uhašení reakce ve směru proudění za přiváděním druhé zpracovávané suroviny poskytující tuhu mohou být využívány a jsou známy pro odborníka z dané oblasti techniky.
Například hasicí tekutina může být vstřikována, přičemž touto tekutinou může být voda nebo jiné vhodné tekutiny, za účelem zastavení chemické reakce.
Jak již bylo shora popsáno a jak bude dále podrobněji popsáno, tak jeden způsob může zahrnovat přivádění proudu ohřátých plynů do reaktoru pro výrobu tuhy.
Způsob dále případně zahrnuje přivádění alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu, která má první teplotu, která je nižší než požadovaná předehřívací teplota, jako menší než 300 °C, nebo menší než 275 °C, jako například od 40 °C do 274 °C, od 50 °C do 270 °C, od 70 °C do 250 °C, od 60 °C do 200 °C, od 70 °C do 150 °C, a podobně, do alespoň jednoho ohřívače (například alespoň dvou ohřívačů, alespoň tří ohřívačů a podobně, přičemž ohřívače mohou být stejné nebo vzájemně od sebe odlišné).
- 16 CZ 309755 B6
Alespoň jedna plnivová tekutina může být směšována se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu v jakémkoliv místě před a/nebo po přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu do reaktoru.
Ideálně je nejvyšších výhod dosahováno tehdy, když je plnivová tekutina směšována před přiváděním do reaktoru.
To může být prováděno přímo před přívodním místem nebo v jakémkoliv místě za ohřívacím stupněm, který je zde popisován pro předehřívání, nebo před ohřívacím stupněm.
Teplota zpracovávané suroviny, vstupující do alespoň jednoho ohřívače, je nižší, než cílová předehřívací teplota nebo teplotní rozmezí.
Zpracovávaná surovina před předehříváním se může pohybovat jako volitelná možnost první rychlostí alespoň zhruba 0,2 m/s, například alespoň zhruba 0,4 m/s, alespoň zhruba 0,6 m/s, alespoň zhruba 0,8 m/s, alespoň zhruba 1 m/s, alespoň zhruba 1,1 m/s, alespoň zhruba 1,6 m/s, jako od 0,2 m/s do 4 m/s, od 1,1 m/s do 3 m/s a podobně.
Mohou být využívány i jiné rychlosti pod podmínkou, že ostatní procesní podmínky jsou zvoleny pro regulaci zanášení či usazování a/nebo spékání v ohřívači nebo v ohřívačích a v přívodních vedeních do reaktoru.
Způsob může zahrnovat předehřívání alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu v alespoň jednom ohřívači na druhou teplotu, která je větší než zhruba 300 °C, například:
alespoň 350 °C, alespoň 360 °C, alespoň 400 °C, alespoň 450 °C, alespoň 500 °C, jako od 300 °C do 850 °C, nebo od 360 °C do 800 °C, od 400 °C do 750 °C, od 450 °C do 700 °C a podobně, pro vytvoření předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu, přičemž (a) alespoň jedna zpracovávaná surovina poskytující tuhu má rychlost v alespoň jednom ohřívači, která je alespoň 0,2 m/s, přičemž rychlost je vypočtena na základě hustoty zpracovávané suroviny, měřené při 60 °C a 101,325 kPa, tj. 1 atm, a na základě nejmenší průřezové plochy vedení zpracovávané suroviny, přítomného v alespoň jednom ohřívači.
Jelikož může být velice obtížné měřit rychlost zpracovávané suroviny při takové zvýšené teplotě, tak pro účely tohoto vynálezu je zde citovaná rychlost založena na těchto specifických podmínkách měření.
- 17 CZ 309755 B6
Kdekoliv je menší průměr nebo nejmenší průřezová plocha přítomna ve stávajícím ohřívači, tak je tato minimální průřezová plocha využívána pro stanovení zde citované rychlosti pro účely tohoto vynálezu.
Celá řada ohřívačů má stejný průměr přes celý ohřívač, avšak v případě že několik průměrů nebo průřezových ploch je přítomno v ohřívači nebo ohřívačích, je tato podmínka stanovena.
Rychlost je založena na minimální průřezové ploše.
Skutečná rychlost přes ohřívač zpracovávané suroviny může být obecně rychlejší, než je rychlost, měřená při 60 °C a 101,325 kPa, tj. 1 atm.
Podle daného způsobu může zpracovávaná surovina poskytující tuhu mít první přebývací čas zpracovávané suroviny v ohřívači, který je menší, než zhruba 120 minut, například:
menší než 100 minut, menší než 80 minut, menší než 60 minut, menší než 40 minut, menší než 30 minut, menší než 20 minut, menší než 10 minut, jako od jedné vteřiny do 119 minut, od 5 vteřin do 115 minut, od 10 vteřin do 110 minut, od 30 vteřin do 100 minut, od jedné minuty do 60 minut, od 5 minut do 30 minut, a podobně.
Způsob může zahrnovat přivádění předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu (případně předem smísené s plnivovou tekutinou) do alespoň jednoho přívodního místa zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy (například alespoň do jednoho nebo dvou nebo tří nebo čtyř přívodních míst zpracovávané suroviny), přičemž předehřátá zpracovávaná surovina poskytující tuhu má druhý přebývací čas zpracovávané suroviny, měřeno od opuštění ohřívače nebo ohřívačů přímo před vstupní místo do reaktoru na výrobu tuhy, menší než zhruba 120 minut, například:
menší než 100 minut, menší než 80 minut, menší než 60 minut, menší než 40 minut, menší než 30 minut, menší než 20 minut, menší než 10 minut, jako od jedné vteřiny do 119 minut, od 5 vteřin do 115 minut, od 10 vteřin do 110 minut, od 30 vteřin do 100 minut, od jedné minuty do 60 minut, od 5 minut do 30 minut, a podobně.
První přebývací čas zpracovávané suroviny a druhý přebývací čas zpracovávané suroviny při své kombinaci činí s výhodou 120 minut nebo méně, například je tento čas:
- 18 CZ 309755 B6 menší než 100 minut, menší než 80 minut, menší než 60 minut, menší než 40 minut, menší než 30 minut, menší než 20 minut, menší než 10 minut, jako od jedné vteřiny do 119 minut, od 5 vteřin do 115 minut, od 10 vteřin do 110 minut, od 30 vteřin do 100 minut, od jedné minuty do 60 minut, od 5 minut do 30 minut, a podobně.
Jak je například znázorněno na obrázcích výkresů, tak druhý přebývací čas zpracovávané suroviny může být například čas, kdy zpracovávaná surovina opouští tepelný výměník 19 podle obr. 2 nebo ohřívač 22 podle obr. 3 do přívodního místa do reaktoru, které je znázorněno jako přívodní místo 16 na obr. 2 a obr. 3.
Kombinace prvního přebývacího času zpracovávané suroviny a druhého přebývacího času zpracovávané suroviny bude činit celkový přebývací čas zpracovávané suroviny.
Jako volitelná možnost, pokud přívodní vedení zpracovávané suroviny do ohřívače má zhruba stejný průřez, jako vedení před ohřívač, tak zpracovávaná surovina poskytující tuhu může mít rychlost v ohřívači nebo v ohřívačích, která je zhruba stejná nebo větší, například:
alespoň o 1 % větší, alespoň o 2 % větší, alespoň o 3 % větší, alespoň o 4 % větší, alespoň o 5 % větší, alespoň o 7 % větší, alespoň o 10 % větší, alespoň o 100 % větší, alespoň o 200 % větší, jako o 1 % až 200 % větší, nebo o 20 % až 100 % větší, a podobně, než první rychlost na vstupu do ohřívače nebo ohřívačů.
Způsob podle tohoto vynálezu může zahrnovat natlakování nebo zvyšování tlaku zpracovávané suroviny nebo zpracovávaných surovin poskytujících tuhu.
Způsob může zahrnovat natlakování nebo využívání tlaku pro zpracovávanou surovinu nebo zpracovávané suroviny poskytující tuhu tak, že předehřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu zabraňuje vytváření filmu výparů v alespoň jednom ohřívači nebo před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
Způsob podle tohoto vynálezu může zahrnovat natlakování zpracovávané suroviny nebo zpracovávaných surovin poskytujících tuhu tak, aby měly tlak například větší, než zhruba 1000 kPa, tj. 10 barů před vstupem do alespoň jednoho ohřívače, který předehřívá zpracovávanou surovinu poskytující tuhu.
- 19 CZ 309755 B6
Tento tlak může mít velikost:
alespoň 1500 kPa, lj. 15 barů, alespoň 2000 kPa, lj. 20 barů, alespoň 3000 kPa, tj. 30 barů, alespoň 4000 kPa, tj. 40 barů, jako od 1000 kPa do 18 000 kPa, tj. od 10 barů do 180 barů nebo více, od 1500 kPa do 15 000 kPa, tj. od 15 barů do 150 barů, od 2000 kPa do 12 500 kPa, tj. od 20 barů do 125 barů, od 2500 kPa do 10 000 kPa, tj. od 25 barů do 100 barů.
Podle tohoto vynálezu může způsob výroby tuhy zahrnovat přivádění proudu ohřátého plynu do reaktoru na výrobu tuhy.
Způsob dále zahrnuje přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu, mající první teplotu, která je nižší než cílová teplota předehřívání zpracovávané suroviny, jako nižší než 300 °C nebo nižší než 275 °C, například:
od 40 °C do 274 °C, od 50 °C do 270 °C, od 70 °C do 250 °C, od 60 °C do 200 °C, od 70 °C do 150 °C, a podobně, do ohřívače nebo ohřívačů při prvním tlaku, který je vyšší než 1000 kPa, tj. 10 barů.
Tento tlak může mít hodnotu:
alespoň 1500 kPa, tj. 15 barů, alespoň 2000 kPa, tj. 20 barů, alespoň 3000 kPa, tj. 30 barů, alespoň 4000 kPa, tj. 40 barů, jako od 1000 kPa do 18 000 kPa, tj. od 10 barů do 180 barů nebo více, od 1500 kPa do 15 000 kPa, tj. od 15 barů do 150 barů, od 2000 kPa do 12 500 kPa, tj. od 20 barů do 125 barů, od 2500 kPa do 10 000 kPa, tj. od 25 barů do 100 barů.
Způsob může zahrnovat předehřívání alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu v ohřívači nebo ohřívačích (například v alespoň dvou ohřívačích, v alespoň třech ohřívačích, a podobně, přičemž ohřívače mohou být stejné nebo se mohou vzájemně od sebe lišit) na druhou teplotu, která je vyšší než zhruba 300 °C, například:
alespoň 350 °C, alespoň 360 °C, alespoň 400 °C, alespoň 450 °C, alespoň 500 °C, jako od 300 °C do 850 °C, nebo od 360 °C do 800 °C, nebo od 400 °C do 750 °C, od 450 °C do 700 °C, a podobně pro vytvoření předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu, přičemž
- 20 CZ 309755 B6 (a) zpracovávaná surovina poskytující tuhu má druhý tlak v alespoň jednom ohřívači, který je zhruba stejný nebo nižší, například:
alespoň o 1 % nižší, alespoň o 2 % nižší, alespoň o 3 % nižší, alespoň o 5 % nižší, alespoň o 7 % nižší, alespoň o 10 % nižší, alespoň o 15 % nižší, alespoň o 20 % nižší, jako o 1 % až 75 % nižší, nebo o 3 % až 20 % nižší, a podobně, než první tlak, přičemž (b) zpracovávaná surovina poskytující tuhu má první přebývací čas zpracovávané suroviny v ohřívači menší než zhruba 120 minut, například menší než 100 minut, menší než 80 minut, menší než 60 minut, menší než 40 minut, menší než 30 minut, menší než 20 minut, menší než 10 minut, jako od jedné vteřiny do 119 minut, od 5 vteřin do 115 minut, od 10 vteřin do 110 minut, od 30 vteřin do 100 minut, od jedné minuty do 60 minut, od 5 minut do 30 minut, a podobně.
Jak již bylo shora uvedeno, tak u jakéhokoliv ze způsobů, které zde byly popsány, ať již dříve nebo později, může být alespoň jedna plnivová tekutina směšována s předehřátou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu v jakémkoliv místě (před předehříváním, během předehřívání, a/nebo po předehřívání, a/nebo před a/nebo po přivádění do reaktoru na výrobu tuhy).
Způsob může zahrnovat přivádění předehřívané zpracovávané suroviny poskytující tuhu do alespoň jednoho přívodního místa pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, přičemž předehřátá zpracovávaná surovina poskytující tuhu má druhý přebývací čas zpracovávané suroviny od výstupu z alespoň jednoho ohřívače do přívodního místa reaktoru na výrobu tuhy menší než zhruba 120 minut, například:
menší než 100 minut, menší než 80 minut, menší než 60 minut, menší než 40 minut, menší než 30 minut, menší než 20 minut, menší než 10 minut, jako od jedné vteřiny do 119 minut,
- 21 CZ 309755 B6 od 5 vteřin do 115 minut, od 10 vteřin do 110 minut, od 30 vteřin do 100 minut, od jedné minuty do 60 minut, od 5 minut do 30 minut, a podobně, přičemž první přebývací čas zpracovávané suroviny a druhý přebývací čas zpracovávané suroviny v kombinaci činí 120 minut nebo méně, například:
méně než 100 minut, méně než 80 minut, méně než 60 minut, méně než 40 minut, méně než 30 minut, méně než 20 minut, méně než 10 minut, jako od jedné vteřiny do 119 minut, od 5 vteřin do 115 minut, od 10 vteřin do 110 minut, od 30 vteřin do 100 minut, od jedné minuty do 60 minut, od 5 minut do 30 minut, a podobně.
Předmětný vynález se může týkat způsobu výroby tuhy, který zahrnuje přivádění proudu ohřátých plynů do reaktoru na výrobu tuhy.
Způsob dále zahrnuje přivádění alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu, mající první teplotu, která je nižší než cílová předehřívací teplota zpracovávané suroviny, jako nižší než 300 °C nebo nižší než 275 °C, například od 40 °C do 274 °C, od 50 °C do 270 °C, od 70 °C do 250 °C, od 60 °C do 200 °C, od 70 °C do 150 °C, a podobně, do alespoň jednoho ohřívače (například od alespoň dvou ohřívačů, alespoň tří ohřívačů a podobně, přičemž ohřívače mohou být stejné nebo se mohou vzájemně od sebe lišit), při prvním tlaku, který je vyšší než 1000 kPa, tj. 10 barů.
Jako volitelná možnost může rychlost při vstupu do ohřívače představovat první rychlost o velikosti alespoň zhruba 0,2 m/s, například:
alespoň zhruba 0,4 m/s, alespoň zhruba 0,6 m/s, alespoň zhruba 0,8 m/s, alespoň zhruba 1 m/s, alespoň zhruba 1,1 m/s, alespoň zhruba 1,6 m/s, jako od 0,2 m/s do 2 m/s, od 0,4 m/s do 1,8 m/s, a podobně.
- 22 CZ 309755 B6
Způsob zahrnuje předehřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu v předehřívači nebo předehřívačích na druhou teplotu, která je větší než zhruba 300 °C, například:
alespoň 350 °C, alespoň 360 °C, alespoň 400 °C, alespoň 450 °C, alespoň 500 °C, jako od 300 °C do 850 °C, nebo od 360 °C do 800 °C, od 400 °C do 750 °C, od 450 °C do 700 °C, a podobně, pro vytvoření předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu, přičemž (a) zpracovávaná surovina poskytující tuhu má rychlost v ohřívači nebo ohřívačích, která je alespoň 0,2 m/s, přičemž rychlost je vypočtena na základě hustoty zpracovávané suroviny, měřeno při teplotě 60 °C a při tlaku 101,325 kPa, tj. 1 atm, jakož i při nejmenší průřezové ploše vedení zpracovávané suroviny, přítomné v alespoň jednom ohřívači, a (b) alespoň jedna zpracovávaná surovina poskytující tuhu má druhý tlak v ohřívači nebo ohřívačích, který je zhruba stejný nebo nižší, například:
alespoň o 1 % nižší, alespoň o 2 % nižší, alespoň o 3 % nižší, alespoň o 5 % nižší, alespoň o 7 % nižší, alespoň o 10 % nižší, alespoň o 15 % nižší, alespoň o 20 % nižší, jako o 1 % až 25 % nižší, nebo o 3 % až 20 % nižší, a podobně, než první tlak, přičemž tlak může být vypočten na základě předpokladu stejné průřezové plochy, přes kterou se zpracovávaná surovina pohybuje při prvním tlaku a druhém tlaku (přestože při skutečném provozu může být průřezová plocha stejná nebo odlišná).
Tento postup stanovení může být využíván za účelem řádného porovnání tlaku, přestože to není nezbytné.
Způsob může zahrnovat přivádění předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu (případně smísené s plnivovou tekutinou) do alespoň jednoho přívodního místa pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, a směšování alespoň předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu prostřednictvím přívodního místa nebo přívodních míst do reaktoru na výrobu tuhy s proudem horkých plynů pro vytváření reakčního proudu, ve kterém je tuha vytvářena v reaktoru na výrobu tuhy.
Způsob může zahrnovat zhášení nebo ochlazování tuhy v reakčním proudu.
- 23 CZ 309755 B6
Podle tohoto vynálezu pro jakýkoliv způsob jsou stanovené cílové předehřívací teploty s výhodou představovány průměrnou teplotou zpracovávané suroviny před jejím přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
Stanovené předehřívací teploty zpracovávané suroviny mohou představovat maximální teplotu zpracovávané suroviny nebo minimální teplotu zpracovávané suroviny před jejím přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
Podle předmětného vynálezu pro jakýkoliv způsob je stanovený cílový tlak s výhodou představován průměrným tlakem zpracovávané suroviny.
Stanovený tlak zpracovávané suroviny může být představován maximálním tlakem zpracovávané suroviny nebo minimálním tlakem zpracovávané suroviny.
Podle předmětného vynálezu pro jakýkoliv způsob je stanovená cílová rychlost s výhodou představována průměrnou rychlostí zpracovávané suroviny.
Stanovená rychlost zpracovávané suroviny může být představována maximální rychlostí zpracovávané suroviny nebo minimální rychlostí zpracovávané suroviny.
Předehřívání může být prováděno jakýmikoliv způsoby, přičemž neexistuje žádné omezení z hlediska těchto způsobů pro dosažení cíle.
Předehřívání může být prováděno v alespoň jednom ohřívači (například v jednom, ve dvou, ve třech nebo více).
Zdrojem tepla pro alespoň jeden ohřívač může být jakýkoliv zdroj, jako například v případě jednoho nebo více reaktorů na výrobu tuhy, elektrické ohřívání, plazmové ohřívání, ohřívání na základě zbytkových plynů, ohřívání na základě spalování zbytkových plynů, spalování paliv, a/nebo teplo z jiných průmyslových procesů, a/nebo jiné formy vyhřívání, a/nebo jakékoliv kombinace shora uvedených postupů.
Předehřívání může být prováděno tehdy, když alespoň jeden ohřívač částečně nebo zcela ohřívá zpracovávanou surovinu na cílovou předehřívací teplotu pro její přivádění do reaktoru.
Jeden ohřívač může zajišťovat částečné nebo úplné předehřívání, nebo dva či více ohřívačů může být využíváno postupně nebo v jiném uspořádání pro zajištění předehřívání (částečného nebo úplného).
Pokud je částečné předehřívání zajišťováno alespoň jedním ohřívačem, potom je zbývající předehřívání zajišťováno prostřednictvím přídavného nebo sekundárního tepelného zdroje nebo dalších ohřívačů pro nezbytné dosažení cílové předehřívací teploty.
Například předehřívání alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu může zahrnovat nebo může být prováděno prostřednictvím ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu v alespoň jednom ohřívači, který má tepelný výměník.
Tepelný výměník může být provozován při průměrném tepelném toku vyšším než zhruba 10 kW/m2 , například:
- 24 CZ 309755 B6 vyšší než zhruba 10 kW/m2 vyšší než zhruba 20 kW/m2, nebo vyšší než zhruba 30 kW/m2, vyšší než zhruba 40 kW/m2, jako zhruba od 10 kW/m2 do zhruba 150 kW/m2, a podobně.
Jako volitelná možnost alespoň část předehřívání (nebo celkové předehřívání) je prováděno v alespoň jednom ohřívači, který získává teplo alespoň částečně, nebo zcela, poskytované prostřednictvím tepla, vytvářeného reaktorem na výrobu tuhy, do kterého je přiváděna předehřátá zpracovávaná surovina, nebo prostřednictvím jiného reaktoru či reaktorů na výrobu tuhy nebo oběma způsoby.
Alespoň jeden ohřívač může vykazovat výměnu tepla s alespoň částí reaktoru na výrobu tuhy, do kterého je přiváděna předehřátá zpracovávaná surovina, nebo s jiným reaktorem či reaktory na výrobu tuhy, nebo obojí.
Například alespoň jeden ohřívač může kontaktovat reakční proud v reaktoru na výrobu tuhy, a to například ve směru proudění za zhášecím zařízením, přičemž alespoň jeden ohřívač může mít tepelný výměník, jehož stěny jsou ohřívány prostřednictvím reakčního proudu na první straně (například vnější stěna, a může kontaktovat zpracovávanou surovinu poskytující tuhu na opačné straně, například na vnitřní stěně).
Jako volitelná možnost alespoň jeden ohřívač může obsahovat tepelný výměník, u kterého dochází k výměně tepla s reakčním proudem v reaktoru na výrobu tuhy, přičemž tekutý nosič tepla, který proudí přes tepelný výměník, je ohříván, přičemž nosič tepla prochází přes alespoň jeden ohřívač, umístěný na vnější straně reaktoru a uzpůsobený pro přenos tepla z nosiče tepla na zpracovávanou surovinu poskytující tuhu.
Alespoň jeden ohřívač může být alespoň částečně (nebo zcela) zásobován teplem ze zbytkových plynů při výrobě tuhy (například teplem ze zbytkového plynu nebo teplem, vytvářeným prostřednictvím spalování zbytkového plynu) z reaktoru na výrobu tuhy nebo z jiného reaktoru nebo reaktorů na výrobu tuhy nebo obojí, pro ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Předehřívání může být částečně nebo zcela prováděno s využíváním jednoho nebo více plazmových hořáků nebo jiných hořáků nebo tepelných zdrojů.
Přivádění proudu ohřátých plynů do reaktoru může zahrnovat plazmové ohřívání proudu plazmově ohřívatelného plynu v plazmovém hořáku pro vytvoření alespoň části proudu ohřátých plynů.
Podle tohoto vynálezu může být nekatalytická plocha využívána na některých nebo na všech stěnách alespoň jednoho ohřívače, přicházejících do kontaktu se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, a/nebo na vnitřních stěnách alespoň jednoho přívodního vedení zpracovávané suroviny, které přivádí předehřátou zpracovávanou surovinu poskytující tuhu do reaktoru nebo reaktorů na výrobu tuhy.
Tato plocha může být nekatalytická vzhledem ke krakování (například tepelnému krakování) nebo polymerizaci uhlovodíků.
Podle tohoto vynálezu může krok přivádění zahrnovat nebo představovat přivádění předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu prostřednictvím alespoň jednoho přívodního vedení pro zpracovávanou surovinu, které zásobuje reaktor nebo reaktory na výrobu tuhy, přičemž způsob může dále volitelně zahrnovat periodické přivádění čisticího plynu nebo plynů, což může být oxidant pro uhlík, prostřednictvím alespoň jednoho přívodního vedení nebo více přívodních vedení pro zpracovávanou surovinu poskytující tuhu.
- 25 CZ 309755 B6
Přívodní vedení pro zpracovávanou surovinu, vystupující z alespoň jednoho ohřívače, který předehřívá zpracovávanou surovinu, může mít průřezovou plochu (například průměr), která je stejná nebo odlišná od přívodního vedení, které přivádí zpracovávanou surovinu do alespoň jednoho ohřívače (například může mít menší nebo větší průřezovou plochu).
Podle tohoto vynálezu může dodávání zahrnovat přivádění předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu přes alespoň jedno přívodní vedení zpracovávané suroviny, které zásobuje reaktor nebo reaktory na výrobu tuhy, přičemž způsob může zahrnovat vstřikování předehřáté zpracovávané suroviny poskytující tuhu do reaktoru na výrobu tuhy, s alespoň částečným (nebo úplným) vyšlehnutím (například odpařováním zpracovávané suroviny, způsobeným například prostřednictvím poklesu tlaku) zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Jak již bylo uvedeno, může být zpracovávaná surovina ohřáta na teplotu větší než zhruba 300 °C nebo na jiné teploty přesahující 500 °C s využíváním předmětných regulačních postupů z hlediska zanášení nebo usazování.
Teplota zpracovávané suroviny v důsledku výhod předmětného vynálezu může být například:
alespoň 310 °C, alespoň 350 °C, alespoň 375 °C, alespoň 400 °C, alespoň 425 °C, alespoň zhruba 450 °C, nebo alespoň zhruba 500 °C, nebo alespoň zhruba 550 °C, nebo alespoň zhruba 600 °C, nebo alespoň zhruba 650 °C, nebo alespoň zhruba 700 °C, nebo alespoň zhruba 750 °C, nebo alespoň zhruba 800 °C, alespoň 850 °C, nebo od zhruba 305 °C do zhruba 850 °C, nebo od zhruba 350 °C do zhruba 850 °C, nebo od zhruba 450 °C do zhruba 750 °C, nebo od zhruba 450 °C do zhruba 700 °C, nebo od zhruba 500 °C do zhruba 750 °C, nebo od zhruba 500 °C do zhruba 700 °C.
Tato teplota zpracovávané suroviny představuje teplotu zpracovávané suroviny pro vytváření tuhy přímo po výstupu z ohřívače nebo ohřívačů, využívaných pro předehřívání zpracovávané suroviny, a/nebo přímo před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
Teplota zpracovávané suroviny může být v tomto ohledu měřena nebo snímána na jednom nebo více místech podél přívodního vedení zpracovávané suroviny od místa, ve kterém byla teplota zpracovávané suroviny zvýšena na hodnotu přesahující zhruba 300 °C, až k výstupnímu konci přívodního vedení, kde je zpracovávána surovina přiváděna do reaktoru.
Toto přívodní vedení zpracovávané suroviny, zahrnuje jakoukoliv délku potrubí v ohřívači zpracovávané suroviny, ve kterém a za kterým byla teplota zpracovávané suroviny zvýšena na hodnotu přesahující zhruba 300 °C, a před přepravou do přídavné části přívodního vedení, probíhající od ohřívače zpracovávané suroviny k reaktoru.
- 26 CZ 309755 B6
Jako volitelná možnost může teplota předehřáté zpracovávané suroviny mít absolutní minimální hodnotu v předehřátém přívodním vedení zpracovávané suroviny nejméně 301 °C, a/nebo jako volitelná možnost může maximální kolísání teploty v předehřátém přívodním vedení zpracovávané suroviny být například ±20 %, nebo ±10 %, nebo ±5 %, nebo ±2,5 %, nebo ±1 %, nebo ±0,5 %, a to při uvažování všech míst podél přívodního vedení zpracovávané suroviny.
Tyto uvedené teploty zpracovávané suroviny mohou být využívány v kombinaci s různými zde uváděnými proměnnými u procesu regulování zanášení nebo usazování.
Regulování zanášení nebo usazování s využíváním uvedené rychlosti zpracovávané suroviny může alespoň částečně zahrnovat přivádění zpracovávané suroviny nebo více zpracovávaných surovin při této rychlosti do ohřívače a/nebo přes ohřívač, který předehřívá zpracovávanou surovinu, a/nebo přes přívodní vedení zpracovávané suroviny do reaktoru.
Rychlost může mít například velikost:
alespoň zhruba 0,2 m/s, nebo alespoň zhruba 0,5 m/s, nebo alespoň zhruba 1 m/s, nebo alespoň zhruba 1,6 m/s, nebo alespoň zhruba 2 m/s, nebo alespoň zhruba 3 m/s, nebo od zhruba 0,2 m/s do zhruba 10 m/s, nebo od zhruba 1 m/s do zhruba 7 m/s, nebo od zhruba 1,5 m/s do zhruba 3 m/s, nebo od zhruba 2 m/s do zhruba 6 m/s, nebo od zhruba 3 m/s do zhruba 5 m/s.
Rychlost zpracovávané suroviny je lineární rychlost vzhledem k podélné ose trubky nebo jiné konstrukce přívodního vedení.
Rychlost zpracovávané suroviny (první rychlost) je měřena v místě přivádění do ohřívače, který předehřívá zpracovávanou surovinu.
Rychlost zpracovávané suroviny přes ohřívač nebo ohřívače a/nebo po výstupu z ohřívače nebo ohřívačů může být stejná jako první rychlost nebo odlišná od první rychlosti, přičemž může být například větší, a to:
alespoň o 1 % větší, alespoň o 2 % větší, alespoň o 3 % větší, alespoň o 5 % větší, alespoň o 7 % větší, alespoň o 10 % větší, alespoň o 100 % větší, alespoň o 200 % větší, jako o 1 % až 300 % větší, nebo
- 27 CZ 309755 B6 o 50 % až 200 % větší, nebo a podobně.
Rychlost je měřena nebo vypočtena na základě hustoty zpracovávané suroviny, měřené při teplotě 60 °C a tlaku 101,325 kPa, tj. 1 atm, a na základě nejmenší průřezové plochy, přítomné v měřeném přívodním vedení zpracovávané suroviny.
Toto přívodní vedení zpracovávané suroviny může zahrnovat jakoukoliv délku potrubí v rámci ohřívače zpracovávané suroviny, ve kterém a/nebo za kterým byla teplota zpracovávané suroviny zvýšena na hodnotu přesahující zhruba 300 °C, a před přepravou do přídavné části přívodního vedení, probíhající od ohřívače zpracovávané suroviny do reaktoru.
Například může rychlost zpracovávané suroviny mít absolutní minimální hodnotu v přívodním potrubí zpracovávané suroviny nejméně 0,2 m/s, a/nebo jako volitelná možnost může maximální kolísání rychlosti zpracovávané suroviny v přívodním vedení zpracovávané suroviny být například:
±20 %, nebo ±10 %, nebo ±5 %, nebo ±1 %, nebo ±0,5 %, a to při uvažování všech míst podél přívodního vedení zpracovávané suroviny.
Regulování zanášení nebo usazování s využitím natlakování zpracovávané suroviny, a to alespoň částečně, může zahrnovat natlakování nebo zvýšení tlaku zpracovávané suroviny poskytující tuhu například na tlak:
větší než zhruba 1000 kPa, tj. 10 barů, nebo větší než zhruba 2000 kPa, tj. 20 barů, nebo větší než zhruba 3000 kPa, tj. 30 barů, nebo větší než zhruba 4000 kPa, tj. 40 barů, nebo větší než zhruba 5000 kPa, 50 barů, nebo od zhruba 1000 kPa do zhruba 18 000 kPa, tj. od zhruba 10 barů do zhruba 180 barů, nebo od zhruba 2000 kPa do zhruba 18 000 kPa, tj. od zhruba 20 barů do zhruba 180 barů, nebo od zhruba 4000 kPa do zhruba 18 000 kPa, tj. od zhruba 40 barů do zhruba 180 barů, nebo od zhruba 5000 kPa do zhruba 18 000 kPa, tj. od zhruba 50 barů do zhruba 180 barů, nebo více.
Zde uváděné tlaky zpracovávané suroviny jsou udávány jako absolutní tlaky.
Tlak (první tlak) je tlakem, měřeným v místě před přiváděním zpracovávané suroviny do ohřívače za účelem předehřívání.
Tlak přes ohřívač nebo ohřívače, které předehřívají zpracovávanou surovinu, a/nebo za vstupním místem nebo vstupními místy do reaktoru může být stejný jako první tlak nebo odlišný od prvního tlaku, například může být nižší než první tlak, a to například:
alespoň o 1 % nižší, alespoň o 2 % nižší, alespoň o 3 % nižší, alespoň o 5 % nižší, alespoň o 7 % nižší, alespoň o 10 % nižší, alespoň o 15 % nižší,
- 28 CZ 309755 B6 alespoň o 20 % nižší, jako o 1 % až 25 % nižší, nebo o 3 % až 20 % nižší, a podobně.
Měření tlaku pomocí měřicího přístroje může být nastaveno na absolutní hodnoty známým způsobem pro porovnání se zde uváděnými rozmezími.
Tlak zpracovávané suroviny může být měřen nebo snímán v jednom nebo na více místech podél přívodního vedení zpracovávané suroviny od místa, ve kterém byla teplota zpracovávané suroviny zvýšena na hodnotu přesahující zhruba 300 °C, až k výstupnímu konci přívodního vedení, kde je zpracovávaná surovina přiváděna do reaktoru.
Toto přívodní vedení zpracovávané suroviny může zahrnovat jakoukoliv délku potrubí v ohřívači zpracovávané suroviny, ve kterém a za kterým byla teplota zpracovávané suroviny zvýšena na hodnotu přesahující zhruba 300 °C, a před přepravou do přídavné části přívodního vedení, probíhající od ohřívače zpracovávané suroviny do reaktoru.
Tlak může přímo souviset s teplotou zpracovávané suroviny pro regulování zanášení nebo usazování.
Například tlak zpracovávané suroviny o velikosti 1000 kPa, tj. 10 barů, může být přiměřený pro regulování zanášení nebo usazování při teplotě zpracovávané suroviny o velikosti 300 °C, přičemž zvýšený tlak na více než 1000 kPa, tj. 10 barů, jako například na 2000 kPa, tj. 20 barů nebo více, může být využitelný pro poskytování stejné úrovně regulování zanášení nebo usazování, pokud je teplota zpracovávané suroviny zvýšena na 500 °C, přičemž všechny ostatní skutečnosti jsou stejné.
Může být využíváno regulování zanášení nebo usazování s využitím nízkého celkového přebývacího času zpracovávané suroviny.
Celkový přebývací čas zpracovávané suroviny může představovat kombinovaný čas strávený v alespoň jednom ohřívači pro předehřívání, a to včetně času, který předehřátá zpracovávaná surovina poskytující tuhu stráví před přiváděním do reaktoru.
Celkový čas přebývání může být například:
menší než zhruba 120 minut, nebo menší než zhruba 90 minut, nebo menší než zhruba 60 minut, nebo menší než zhruba 45 minut, nebo menší než zhruba 30 minut, nebo menší než 15 minut, nebo menší než 10 minut, nebo menší než 5 minut, nebo menší než 4 minuty, nebo menší než 3 minuty, nebo menší než 2 minuty, nebo menší než 1 minuta, nebo menší než 30 vteřin, nebo menší než 15 vteřin, nebo od zhruba 1/60 minuty do zhruba 120 minut, nebo od zhruba 0,5 minuty do zhruba 120 minut, nebo od zhruba jedné minuty do zhruba 90 minut, nebo od zhruba dvou minut do zhruba 60 minut, nebo od zhruba 3 minut do zhruba 45 minut, nebo
- 29 CZ 309755 B6 od zhruba 4 minut do zhruba 30 minut, nebo od 5 minut do 30 minut, nebo od 5 minuty do 40 minut, nebo od 10 minut do 30 minut, nebo od zhruba 5 minut do zhruba 15 minut.
Čas přebývání může představovat průměrnou hodnotu nebo maximální hodnotu nebo minimální hodnotu.
Čas přebývání zpracovávané suroviny může být stanoven od místa, ve kterém byla teplota zpracovávané suroviny zvýšena na hodnotu přesahující zhruba 300 °C, do místa, kde je zpracovávaná surovina přiváděna do reaktoru.
Čas přebývání může obráceně souviset s teplotou zpracovávané suroviny.
Například čas přebývání zpracovávané suroviny až do zhruba 120 minut může být tolerován bez problémů z hlediska zanášení nebo usazování při teplotě zpracovávané suroviny o velikosti 310 °C, přičemž čas přebývání může být s výhodou snížen na méně než 120 minut pro zajištění stejné úrovně regulování zanášení nebo usazování, pokud je teplota zpracovávané suroviny zvýšena na 500 °C, přičemž všechny ostatní skutečnosti jsou stejné.
Regulování zanášení nebo usazování během předehřívání zpracovávané suroviny například v ohřívači zpracovávané suroviny může zahrnovat využívání ohřívače, pracujícího při průměrném tepelném toku, který je například:
větší než zhruba 10 kW/m2, nebo větší než zhruba 20 kW/m2, nebo větší než zhruba 30 kW/m2, nebo větší než zhruba 50 kW/m2, nebo větší než zhruba 100 kW/m2, nebo od zhruba 10 kW/m2 do zhruba 150 kW/m2 (nebo více), nebo od zhruba 20 kW/m2 do zhruba 150 kW/m2 (nebo více), nebo od zhruba 30 kW/m2 do zhruba 100 kW/m2 (nebo více), nebo od zhruba 40 kW/m2 do zhruba 75 kW/m2 (nebo více), nebo od zhruba 50 kW/m2 do zhruba 70 kW/m2.
Provoz při vyšším tepelném toku může být považován za opatření pro regulování zanášení nebo usazování, neboť vyšší tepelný tok způsobuje, že se zpracovávaná surovina poskytující tuhu ohřívá rychleji, a/nebo umožňuje kratší čas přebývání v ohřívači, neboť je potřebný kratší čas pro dosažení cílové předehřívací teploty.
Regulování zanášení nebo usazování s využitím nekatalytické plochy pro krakování (například tepelné krakování a/nebo polymerizaci uhlovodíků na vnitřních stěnách přívodního vedení pro zpracovávanou surovinu, a to alespoň částečně může zahrnovat například jednu nebo více vrstev ochranného obložení jako je keramické obložení (například z oxidu křemičitého, oxidu hlinitého nebo oxidu chromitého).
Regulování zanášení nebo usazování s využíváním periodického přímého přivádění čisticího plynu přes přívodní vedení zpracovávané suroviny může zahrnovat vstřikování oxidantů pro uhlík (například CO2, kyslík, páru, směs páry a vzduchu) do přívodního vedení zpracovávané suroviny v přístupném místě nebo místech podél přívodního vedení zpracovávané suroviny.
Čisticí plyn může být přiváděn při teplotě 150 °C nebo vyšší nebo přesahující 300 °C za veškerými čerpacími prostředky pro čerpání kapalné zpracovávané suroviny.
- 30 CZ 309755 B6
Rychlost páry přes čisticí vedení může například činit alespoň zhruba 6 m/s.
Veškerá neprůchodná místa pro zpracovávanou surovinu mohou být odstraněna, takže při čištění je bezprostředně vháněna veškerá zpracovávaná surovina do reaktoru.
Čisticí plyn může být přiváděn ve směru proudění před ohřívačem zpracovávané suroviny pro další zajištění, že všechna přívodní vedení, vystavená procesním teplotám, které přesahují 300 °C, jsou ošetřena.
Jak již bylo uvedeno, tak regulování zanášení nebo usazování prostřednictvím odstraňování usazenin uhlíku s přívodních vedení zpracovávané suroviny může zahrnovat například drolení nebo mechanické odškrabávání.
Drolení může například zahrnovat ochlazování usazenin, kterými jsou potaženy trubky, takže alespoň některé usazeniny, usazené na vnitřní straně trubek, se odlupují nebo odprýskávají nebo se jinak oddělují od vnitřních stěn trubek, když se trubky smršťují v důsledku ochlazování.
Uvolněné usazeniny uhlíku mohou být vyfouknuty ven nebo vypláchnuty z trubek, takže vydrolená trubka je opět připravena k využívání.
Během oddrolování nebo odprýskávání může být zpracovávaná surovina odkloněna z ošetřované trubky, a to například pomocí ventilů, přes alternativní přívodní vedení nebo více přívodních vedení do reaktoru, která jsou uspořádána v zařízení.
Po vyčištění je odprýskaná trubka připravena opět k využívání.
Další způsob čištění nanesených usazenin uhlíku z trubek zpracovávané suroviny může zahrnovat zajišťování pohybu mechanické škrabky přes trubku za účelem mechanického odstranění usazenin uhlíku z vnitřních stěn trubek.
Během mechanického seškrabávání může být zpracovávaná surovina odkloněna, například s využitím ventilů, přes alternativní vedení nebo více přívodních vedení do reaktoru, která jsou uspořádána v zařízení, takže během doby, kdy je trubka vyřazena z provozu za účelem čištění, je dočasně mimo provoz.
Odrolování a/nebo mechanické seškrabávání, pokud je využíváno, může být prováděno periodicky na přívodních vedení zpracovávané suroviny.
Na obr. 1 je znázorněna pec 1, která obsahuje pět oblastí, a to primární spalovací oblast 10, přechodovou oblast 13, první reakční oblast 31, hrdlovou oblast 33 a druhou reakční oblast 35, do které je umístěna zhášecí sonda 41 pro ukončení reakce vytváření tuhy.
Spalovací oblast 10 je vymezena pomocí přední stěny 6 a boční stěny 4, přičemž je ukončena v místě 12, kde je začátek přechodové oblasti 13.
Stěnou 6 prochází trubka 8, kterou je palivo přiváděno do spalovací oblasti 10.
Boční stěnou 4 prochází trubka 5, kterou je oxidační činidlo 9 přiváděno do spalovací oblasti 10.
Ve spalovací oblasti 10 je uložen držák 11 plamene, který je připevněn k trubce 3, která prochází do spalovací oblasti 10 přes otvor 7 ve stěně 6.
Ve směru proudění za spalovací oblastí 10 je umístěna a k této spalovací oblasti 10 připevněna přechodová oblast 13, která je vymezena stěnou 17, která začíná v místě 12 a končí v místě 14.
- 31 CZ 309755 B6
Obvodově kolem stěny 17 je umístěna množina v podstatě radiálně orientovaných otvorů 21 (nebo proudových trysek 21), přes které může být směs 87 tekutiny a zpracovávané suroviny vstřikována do přechodové oblasti 13.
Obr. 1 rovněž znázorňuje plnivovou tekutinu 85, která je smísena se zpracovávanou surovinou 83 pro vytvoření směsi 87 tekutiny a zpracovávané suroviny před jejím přiváděním (například vstřikováním) přes jeden nebo více otvorů 21 (nebo proudových trysek 21).
Ve směru proudění za přechodovou oblastí 13 je umístěna a k této přechodové oblasti 13 připevněna první reakční oblast 31, která je vymezena stěnou 37.
První reakční oblast 31 může mít různou délku a šířku v závislosti na požadovaných reakčních podmínkách.
Vnitřní průřezová plocha první reakční oblasti 31 může být větší, než v případě přechodové oblasti 13.
S výhodou poměr vnitřní průřezové plochy první reakční oblasti vzhledem k vnitřní průřezové ploše přechodové oblasti činí od 1,1 do 4,0.
Stěna 37 se poté zužuje pod úhlem 45° vzhledem ke středové ose pece 1 a přechází do stěny 38 v místě 32.
Stěna 38 vymezuje hrdlovou oblast. Vnitřní průřezová plocha hrdlové oblasti 33 je menší, než vnitřní průřezová plocha přechodové oblasti 13.
S výhodou poměr vnitřní průřezové plochy hrdlové oblasti 33 vzhledem k vnitřní průřezové ploše přechodové oblasti 13 činí zhruba od 0,25 do 0,9.
Zadní konec 34 stěny 38 ve směru proudění přechází do stěny 39. Stěna 39 se rozšiřuje pod úhlem 30° vzhledem ke středové ose pece 1 a vymezuje druhou reakční oblast 35.
Vnitřní průřezová plocha druhé reakční oblasti 35 je větší, než vnitřní průřezová plocha hrdlové oblasti 33.
S výhodou poměr vnitřní průřezové plochy druhé reakční oblasti 35 vzhledem k vnitřní průřezové ploše přechodové oblasti 13 činí zhruba od 1,1 do 16,0.
Přes stěnu 39 prochází do druhé reakční oblasti 35 zhášecí sonda 41, přes kterou může být vstřikováno zhášecí nebo chladicí médium jako je voda, za účelem ukončení reakce vytváření tuhy.
Jak je znázorněno na obr. 2 až obr. 5, tak alespoň jedna plnivová tekutina 85 je smísena se zpracovávanou surovinou 15 poskytující tuhu pro vytvoření směsi 87 tekutiny a zpracovávané suroviny před jejím přiváděním do reaktoru 2, jako například do přechodové oblasti 12.
Jak je znázorněno na obr. 2, tak zpracovávaná surovina 15 poskytující tuhu je předehřívána na teplotu vyšší, než zhruba 300 °C, před jejím smísením s plnivovou tekutinou 85, načež je poté přiváděna do reaktoru 2 jako směs 87 tekutiny a zpracovávané suroviny.
Předehřátá zpracovávaná surovina 15 poskytující tuhu je přiváděna v alespoň jednom přívodním potrubí pro směs tekutiny a zpracovávané suroviny do alespoň jednoho přívodního místa 16 pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru 2. Po přivedení je zpracovávaná surovina mísena s proudem ohřátého plynu pro vytvoření reakčního proudu, ve kterém je tuha vytvářena v reaktoru.
Tuha v reakčním proudu může být ochlazována v jedné nebo více oblastech.
- 32 CZ 309755 B6
Například v ochlazovacím nebo zhášecím místě 18 ochlazovací nebo zhášecí oblasti 42 je vstřikována chladicí nebo zhášecí tekutina, která může obsahovat vodu a která může být využívána pro úplné nebo v podstatě úplné zastavení pyrolýzy zpracovávané suroviny poskytující tuhu, nebo pouze pro částečné ochlazení zpracovávané suroviny bez zastavení pyrolýzy, které je následováno sekundárním ochlazením nebo uhašením (neznázorněno), využívaným pro zastavení pyrolýzy zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Jak je rovněž znázorněno na obr. 2, tak ohřívač zpracovávané suroviny může obsahovat tepelný výměník 19 (HXR), který může mít stěny ohřívače (neznázorněno), jak je využíváno u známých konstrukcí tepelných výměníků, kteréžto stěny jsou ohřívány prostřednictvím reakčního proudu na své první straně, přičemž kontaktují zpracovávanou surovinu na své protilehlé straně před přiváděním zpracovávané suroviny do alespoň jednoho přívodního vedení zpracovávané suroviny.
Jak je vyznačeno, je zpracovávaná surovina ohřívána v tepelném výměníku na teplotu vyšší než zhruba 300 °C.
Přestože je znázorněn ve směru proudění za ochlazovacím nebo zhášecím zařízením, tak může být tepelný výměník pro zpracovávanou surovinu umístěn ve směru proudění před ochlazovacím nebo zhášecím zařízením v reakčním proudu, a to pod podmínkou, že ohřívač má takovou konstrukci, že může být provozován při vysokých teplotách v reaktoru.
Ohřívač zpracovávané suroviny může být uspořádán, že je ve fyzickém kontaktu s alespoň částí reaktoru, jako jsou například spirála nebo potrubí, uložené uvnitř nebo proti a jsoucí v kontaktu s ohřívanou stěnou nebo stěnami reaktoru za účelem ohřívání zpracovávané suroviny na teplotu větší než zhruba 300 °C.
Přestože to není znázorněno na obr. 2, tak tepelný výměník může případně ohřívat zpracovávanou surovinu na mezilehlou teplotu (například nad 250 °C nebo od 50 °C do 350 °C, nebo na jiné teploty pod cílovou předehřívací teplotou) nebo může být využíván pro dosažení předehřívací teploty nad 300 °C, načež poté další tepelný výměník nebo ohřívač na vnější nebo vnitřní straně reaktoru může být využíván pro ohřívání na konečnou předehřívací teplotu.
Reakční proud v reaktoru může mít teplotu při ochlazování nebo zhášení například od zhruba 600 °C do zhruba 2000 °C, nebo od zhruba 800 °C do zhruba 1800 °C, nebo od zhruba 1000 °C do zhruba 1500 °C, nebo může mít jiné vysoké teploty, odpovídající extrémní exotermické reakci, která probíhá v peci reaktoru.
Podle tohoto vynálezu lze zajišťovat výměnu tepla zpracovávané suroviny s vysokým exotermickým teplem, vytvářeným prostřednictvím reakcí v reaktoru bez problémů zanášení nebo ucpávání, ke kterým dochází v přívodních vedeních zpracovávané suroviny.
Předmětný vynález tak může umožňovat zlepšení zpětného získávání energie a úspory nákladů na materiály suroviny v porovnání s běžnou výrobou tuhy, provozovanou při mnohem nižších teplotách zpracovávané suroviny.
Jak je rovněž znázorněno na obr. 2, tak alespoň jedno čerpadlo 20 může být nainstalováno v potrubí zpracovávané suroviny ve směru proudění před ohřívačem zpracovávané suroviny, využívaným pro zvýšení teploty zpracovávané suroviny na hodnotu, která přesahuje 300 °C.
Čerpadlo 20 může být využíváno pro zvýšení tlaku zpracovávané suroviny před jejím vstupem do ohřívače zpracovávané suroviny.
Tímto způsobem může být tlak zpracovávané suroviny již zvýšen v době, kdy je teplota zpracovávané suroviny zvýšena na vyšší hodnoty, přičemž problémy při zanášení přívodního
- 33 CZ 309755 B6 vedení zpracovávané suroviny by jinak mohly vést k tomu, že nedojde k natlakování nebo dojde k jiným indikovaným přístupům z hlediska zanášení.
Jelikož u zpracovávané suroviny obvykle dochází k poklesu tlaku během průchodu přes ohřívač pracovávané suroviny za normálních provozních podmínek (například k poklesu tlaku od 0 do zhruba 2000 kPa, tj. 20 barů), a to v závislosti například na konstrukci tepelného výměníku a na režimu jeho provozu, tak jakékoliv natlakování, provedené vzhledem ke zpracovávané surovině jako opatření pro regulaci zanášení by mohlo kompenzovat jakýkoliv pokles tlaku, ke kterému může docházet nebo který může být očekáván v tepelném výměníku pro zpracovávanou surovinu, stejně jako jakýkoliv jiný pokles tlaku, ke kterému by mohlo docházet nebo který může být očekáván v přívodních potrubích nebo jiných kanálech, využívaných pro dopravu předehřáté zpracovávané suroviny do reaktoru, a to zejména tehdy, pokud je nezbytné udržovat tlak zpracovávané suroviny v předem stanoveném rozmezí.
Přestože pouze jediné přívodní potrubí pro zpracovávanou surovinu a jediné místo pro vstřikování zpracovávané suroviny do reaktoru je znázorněno na obr. 2, jakož i na ostatních přiložených obrázcích, a to pro zjednodušení vyobrazení, tak je zcela pochopitelné, že více přívodních vedení zpracovávané suroviny a vstřikovacích míst do reaktoru může být využíváno, přičemž u nich může být rovněž uplatňována regulace z hlediska zanášení.
Poté kdy směs horkých spalovacích plynů a zpracovávané suroviny poskytující tuhu je ochlazena, tak ochlazené plyny procházejí ve směru proudění do jakéhokoliv známého ochlazovacího a oddělovacího kroku, kde je tuha opětovně získávána.
Oddělování tuhy od proudu plynů může být snadno prováděno prostřednictvím známých ústrojí, jako je srážecí ústrojí, cyklonový odlučovač nebo pytlový filtr.
Vzhledem k úplnému uhašení reakcí pro vytváření konečného produktu tuhy může být využíván jakýkoliv známý proces pro uhašení reakce ve směru proudění za přiváděním zpracovávané suroviny poskytující tuhu, jak je známo pro odborníka z dané oblasti techniky.
Například může být vstřikována chladicí nebo hasicí tekutina, kterou může být voda nebo jiné vhodné tekutiny pro zastavení chemické reakce.
Obr. 3 znázorňuje část jiného typu pecního reaktoru pro výrobu tuhy, který může být využíván u způsobu podle tohoto vynálezu pro výrobu tuhy, přičemž alespoň část předehřívání zahrnuje kontaktování tepelného výměníku 21 s reakčním proudem v reaktoru, přičemž tekuté horké médium nebo nosné médium 28, jako je pára nebo dusík, proudící přes tepelný výměník, je ohříváno v reaktoru, načež ohřátá pára (například přehřátá pára) poté prochází ven z tepelného výměníku a reaktoru a je vedena potrubím přes samostatný ohřívač 22 zpracovávané suroviny 15, umístěný na vnější straně reaktoru za účelem výměny tepla se zpracovávanou surovinou 15 v ohřívači zpracovávané suroviny 15 pro ohřívání zpracovávané suroviny 15 na teplotu vyšší, než zhruba 300 °C, jako například na teplotu 370 °C nebo vyšší.
Obr. 4 znázorňuje část jiného typu pecního reaktoru pro výrobu tuhy, který může být využíván u způsobu podle tohoto vynálezu pro výrobu tuhy, přičemž alespoň část předehřívání obsahuje kontaktování ohřívače 23 zpracovávané suroviny 15 se zbytkovým plynem, který vystupuje z reaktoru pro ohřívání zpracovávané suroviny 15 v ohřívači zpracovávané tekutiny na teplotu vyšší, než zhruba 300 °C (nebo alespoň částečně na cílovou teplotu).
Obr. 5 znázorňuje jiný typ pecního reaktoru pro výrobu tuhy, který může být využíván u způsobu podle tohoto vynálezu, přičemž proud ohřátých plynů dále obsahuje alespoň částečně nebo zcela ohřátý plyn 24, který byl ohřát alespoň částečně nebo zcela s využitím plazmového ohřívače 25.
- 34 CZ 309755 B6
Plazmové ohřívání plynu může být prováděno například v souladu se známými postupy, které jsou známé pro odborníka z dané oblasti techniky.
Může být například využíván plazmový hořák, jak je popsáno v patentu US 5486674, jehož celý popis se zde poznamenává ve formě odkazu, přičemž lze rovněž odkázat na plazmové ohřívání podle patentů US 4101639 a US 3288696, jejichž celé popisy se zde poznamenávají ve formě odkazu.
Jak je rovněž znázorněno na obr. 5, tak zpracovávaná surovina může být nepřímo ohřívána prostřednictvím ohřátého média (například páry), u kterého došlo k výměně tepla s reakčním proudem v tepelném výměníku 26 v reaktoru, nebo alternativně může být zpracovávaná surovina nepřímo ohřívána v tepelném výměníku 26 v reaktoru, jak je znázorněno čárkovanými čarami.
Jak je znázorněno na obr. 7, tak zpracovávaná surovina (FS) může být přiváděna odděleně od plnivové tekutiny s využitím potrubní konstrukce, která obsahuje mezikruží.
„Primární oheň“ na obr. 7 a obr. 8 označuje spalovací proud.
Obr. 8 znázorňuje provedení, kdy je zpracovávaná surovina (FS) pro výrobu tuhy samostatně přiváděna od plnivové tekutiny pomocí konstrukce, kde je potrubí vedle sebe.
Konstrukce tepelného výměníku, využívaná pro předehřívání zpracovávané suroviny uvnitř nebo vnější straně reaktoru u těchto různých procesních schémat podle tohoto vynálezu, může mít jakékoliv známé provedení tepelného výměníku, jako skořepina a trubka, skořepina a spirála, deska a rám, nebo podobně.
Pokud tepelný výměník má uspořádání vnitřní spirály, tak může být například využito rozvržení počtu osmdesáti trubek a kolen pro zamezení problémů z hlediska koroze nebo eroze v případě spirály.
Rovněž konstantní rozteč mezi trubkami může být využívána při konstrukci řadového spirálového potrubí, přičemž spirála může využívat celý průřez sběrače kouřových plynů.
Součinitele přenosu tepla pro řadové spirály se mohou výrazně měnit pro různé kvality a pro různá zařízení.
Rovněž jakékoliv zpracovávané suroviny pro popisované postupy způsobů mohou obsahovat přídavné materiály nebo kompozice, které jsou všeobecně využívány pro výrobu tuhy.
Způsob podle tohoto vynálezu může dále zahrnovat přivádění alespoň jedné látky, která představuje nebo která obsahuje alespoň jeden prvek ze skupiny IA a/nebo skupiny IIA (nebo železo) periodické tabulky.
Látka, obsahující alespoň jeden prvek ze skupiny IA a/nebo skupiny IIA (nebo železo) obsahuje alespoň jeden alkalický kov nebo alkalický kov zemin.
Příklady zahrnují lithium, sodík, draslík, rubidium, cesium, francium, vápník, baryum, stroncium, nebo radium, nebo jejich kombinace.
Jakékoliv směsi jedné nebo více z těchto složek mohou být přítomny v látce.
Látka může být pevná, může představovat roztok, disperzi, plyn, nebo jakoukoliv jejich kombinaci.
Může být využívána více než jedna látka, která má stejnou nebo odlišnou skupinu IA a/nebo skupinu IIA kovu (nebo železo).
- 35 CZ 309755 B6
Pokud je využíváno více látek, tak mohou být látky přidávány dohromady, samostatně, postupně nebo v různých místech reakce.
Pro účely tohoto vynálezu může být látkou vlastní kov (nebo iont kovu), sloučenina, obsahující jeden nebo více těchto prvků, včetně soli, obsahující jeden nebo více těchto prvků, a podobně.
Látka může být schopna přivádět kov nebo iont kovu do reakce, která je prováděna za účelem vytvoření produktu tuhy.
Pro účely tohoto vynálezu látka, obsahující alespoň jeden kov (nebo jeho iont) ze skupiny IA a/nebo IIA, pokud je využívána, může být přiváděna v jakémkoliv místě reaktoru, například před dokončením uhašení nebo ochlazení.
Například může být látka přidávána v jakémkoliv místě před dokončením uhašení nebo ochlazení, a to včetně před přiváděním zpracovávané suroviny poskytující tuhu v prvním reakčním stupni, během přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu v prvním reakčním stupni, po přivedení zpracovávané suroviny poskytující tuhu v prvním reakčním stupni, před přiváděním, během přivádění nebo bezprostředně po přivedení jakékoliv druhé zpracovávané suroviny poskytující tuhu, nebo v jakémkoliv kroku po přivedení druhé zpracovávané suroviny poskytující tuhu, avšak před dokončením uhašení nebo ochlazení.
Více než jedno místo pro přivádění látky může být využíváno.
Kromě toho, jak již bylo dříve uvedeno, se předmětný vynález týká způsobu ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy.
Tento způsob zahrnuje mísení alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu (před a/nebo po vstupu do reaktoru) pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny. Způsob může dále zahrnovat přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do reaktoru na tuhu nebo samostatné přivádění plnivové tekutiny a zpracovávané suroviny do reaktoru. Přivádění směsí tekutiny a zpracovávané suroviny může být prováděno ve formě jednoho nebo více proudů.
Způsob zahrnuje řízení množství plnivové tekutiny, přítomné ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, za účelem ovládání alespoň jedné vlastnosti části.
Výrazy „plnivová tekutina“, „zpracovávaná surovina poskytující tuhu“ a „směs tekutiny a zpracovávané suroviny“ mají stejný význam tak, jak byly tyto výrazy definovány a vysvětleny ve shora uvedeném popise.
Jedním příkladem alespoň jedné vlastnosti částic je světlý odstín.
Vlastností částic může být vlastnost povrchové plochy nebo vlastnost struktury.
Předmětný vynález bude dále objasněn prostřednictvím následujících příkladů, které jsou však pro předmětný vynález pouze příkladné.
- 36 CZ 309755 B6
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
U jednoho příkladu předmětného vynálezu proud horkého plynu z plamene zemního plynu o vysoké rychlosti (více než 200 m/s) byl zapálen do přechodové oblasti (D = 135 mm) reaktoru na tuhu, jak je znázorněno na obr. 1, při ekvivalenčním poměru 0,8.
Dekantovaná zpracovávaná surovina byla vstřikována do přechodové oblasti s využitím čtyř injektorů při celkovém ekvivalenčním poměru 3,33.
Injektory na zpracovávanou surovinu měly každý otvor o průměru 0,76 mm, následovaný expanzním úsekem o délce 76 mm a o průměru 6,5 mm.
Zpracovávaná surovina byla předehřáta na teplotu zhruba 500 °C před vstupem do injektorů.
Dusík byl přidáván do zpracovávané suroviny jako plnivová tekutina při průtokových množstvích od 0 % hmotnostních do 20 % hmotnostních (viz následující tabulka) proudu zpracovávané suroviny bezprostředně ve směru proudění za otvorem.
Dusík byl přidáván takovým způsobem, že byl mísen se zpracovávanou surovinou před vstupem do přechodové oblasti.
Pronikání proudů tekutiny a zpracovávané suroviny do přechodové oblasti bylo pozorováno vizuálně prostřednictvím pozorovacího otvoru v reaktoru.
Bez jakékoliv plnivové tekutiny proudy zpracovávané suroviny pouze pronikaly do příčného proudění proudu horkého plynu o vysoké rychlosti do hloubky, rovnající se zhruba 25 % průměru přechodové oblasti (což představuje průnik proudu o velikosti zhruba 34 mm).
Když byla plnivová tekutina přidávána do zpracovávané suroviny, tak se průnik proudu tekutiny a zpracovávané suroviny kontinuálně zvyšoval, až protilehlé proudy tekutiny a zpracovávané suroviny se setkaly ve středu přechodové oblasti (což představuje průnik proudu o velikosti zhruba 68 mm).
Bylo pozorováno, že k tomu došlo při proudu dusíku 20 % hmotnostních, a to na hmotnostní bázi vstřikované zpracovávané suroviny.
Kromě toho byla hodnota odstínu tuhy měřena pomocí způsobu ASTM D3265, přičemž bylo zjištěno zvýšení pro danou povrchovou oblast tuhy při přidávání více dusíku do zpracovávané suroviny ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
Následující tabulka ukazuje, jak se odstín a průnik proudu mění na základě průtokového množství dusíku.
Tabulka 1
| Proud N2 (v % hmotn. zpracovávané suroviny) | Průnik proudu (v % průměru přechodové oblasti) | Odstín v % (ASTM D3265) |
| 0 | 25 % | 122 |
| 5 | 35 % | 127 |
| 10 | 45 % | 130 |
| 20 | › 50 % (proudy se setkávají ve středu) | 132 |
- 37 CZ 309755 B6
Příklad 2
U druhého příkladu tohoto vynálezu s využitím stejného reaktoru, jako u příkladu 1, byl dusík přidáván do mezikruží (jak je znázorněno na obr. 7) kolem proudů zpracovávané suroviny tak, že plnivová tekutina v mezikruží a zpracovávaná tekutina se nemísily před vstupem do přechodové oblasti.
Plnivová tekutina byla v těsné blízkosti zpracovávané suroviny tak, že docházelo ke zvyšování hybnosti proudu zpracovávané suroviny, čímž docházelo ke zvyšování pronikání proudu tekutiny a zpracovávané suroviny.
Byly využívány stejné reakční podmínky jako u příkladu 1, přičemž dusík byl přidáván do mezikruží v průtokových množstvích od 0 % hmotnostních do 20 % hmotnostních proudu zpracovávané suroviny, a to na hmotnostní bázi vstřikované zpracovávané suroviny.
Stejně jako u předchozího příkladu byl průnik proudu zpracovávané suroviny pouze zhruba 25 % průměru přechodové oblasti, a to při žádném proudu tekutiny v mezikruží.
Průnik proudu se zvyšoval s proudem plnivové tekutiny v mezikruží až do zhruba 40 % průměru přechodové oblasti při proudu 20 % hmotnostních, a to na hmotnostní bázi vstřikované zpracovávané suroviny.
Proto tedy přidávání plnivové tekutiny tímto způsobem zvyšuje průnik proudu tekutiny a zpracovávané suroviny, avšak nikoliv tak efektivně, jako u předcházejícího příkladu.
Odstín se rovněž zvyšoval do určité míry při přidávání dusíku v mezikruží.
Tabulka 2
| Proud N2 (v % hmotn. zpracovávané suroviny) | Průnik proudu (v % průměru přechodové oblasti) | Odstín v % (ASTM D3265) |
| 0 | ~25 % | 122 |
| 5 | ~30 % | 123,5 |
| 10 | ~35 % | 126 |
| 20 | ~40 % | 127,5 |
Předmětný vynález zahrnuje následující aspekty/provedení/znaky v jakémkoliv pořadí a/nebo v jakékoliv kombinaci:
1. Způsob výroby tuhy, obsahující následující kroky:
přivádění proudu ohřátého plynu do reaktoru pro výrobu tuhy, směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny tak, že alespoň jedna plnivová tekutina zvyšuje hybnost alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu ve směru, který je axiální nebo v podstatě axiální k alespoň jednomu místu přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do alespoň jednoho místa pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy,
- 38 CZ 309755 B6 směšování alespoň směsi tekutiny a zpracovávané suroviny přes alespoň jedno přívodní místo do reaktoru na výrobu tuhy s proudem ohřátého plynu pro vytvoření reakčního proudu, ve kterém se vytváří tuha v reaktoru na výrobu tuhy, a opětovné získávání tuhy v reakčním proudu.
2. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu.
3. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je stejnoměrně distribuována do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
4. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž jeden nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny obsahuje dostatek plnivové tekutiny pro pohánění zpracovávané suroviny poskytující tuhu do vnitřní části proudu ohřátého plynu.
5. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivovou tekutinou je alespoň jeden inertní plyn.
6. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivovou tekutinou je pára, voda, vzduch, oxid uhličitý, zemní plyn, oxid uhelnatý, vodík, zbytkové plyny tuhy, dusík, nebo jakékoliv jejich kombinace.
7. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivovou tekutinou je dusík.
8. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku, postačujícím k pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
9. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku zhruba od 6,9 kPa, tj. od jedné libry na palec čtvereční, do zhruba 2413 kPa, tj. do 350 liber na palec čtvereční, pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
10. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž zpracovávaná surovina poskytující tuhu je rozmělňována před jejím smísením s plnivovou tekutinou.
11. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž množství plnivové tekutiny, které je míseno se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, je nastavitelné během kontinuální výroby tuhy.
12. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž průnik proudu směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu je nastavováno prostřednictvím změny obsahu plnivové tekutiny ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny během kontinuální výroby tuhy.
- 39 CZ 309755 B6
13. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je alespoň částečně distribuována do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
14. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství zhruba od 0,1 % hmotnostních do zhruba 400 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
15. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
16. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu vyšší než zhruba 300 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
17. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu zhruba od 360 °C do zhruba 850 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
18. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu zhruba od 300 °C do zhruba 850 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
19. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu zhruba od 400 °C do zhruba 600 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota alespoň o 50 °C, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
20. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu zhruba od 400 °C do zhruba 600 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota alespoň o 100 °C, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
21. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota, a až do zhruba 950 °C, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
22. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž nastavení plnivové tekutiny je prováděno pro regulování rychlosti zaškrceného proudu nebo kritické rychlosti nebo obou těchto rychlostí u jednoho nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, čímž dochází ke změně pronikání směsi a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu.
- 40 CZ 309755 B6
23. Způsob ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy, obsahující následující kroky:
mísení alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny a přivádění této směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, přičemž přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů a je regulováno množství plnivové tekutiny, přítomné ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, pro ovládání alespoň jedné vlastnosti částic.
24. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž alespoň jednou vlastností částic je odstín.
25. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu.
26. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je stejnoměrně distribuována do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
27. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž jeden nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny obsahuje dostatek plnivové tekutiny pro pohánění zpracovávané suroviny poskytující tuhu do vnitřní části proudu ohřátého plynu.
28. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivovou tekutinou je alespoň jeden inertní plyn.
29. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivovou tekutinou je pára, voda, vzduch, oxid uhličitý, zemní plyn, oxid uhelnatý, vodík, zbytkové plyny tuhy, dusík, nebo jakékoliv jejich kombinace.
30. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivovou tekutinou je dusík.
31. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku, postačujícím k pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
32. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku zhruba od 6,9 kPa, tj. od jedné libry na palec čtvereční, do zhruba 2413 kPa, tj. do 350 liber na palec čtvereční, pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
33. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž množství plnivové tekutiny, které je míseno se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, je nastavitelné během uvedeného způsobu výroby tuhy.
34. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž množství plnivové tekutiny, které je míseno se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, je nastavitelné během kontinuální výroby tuhy.
- 41 CZ 309755 B6
35. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž průnik proudu směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu je nastavováno prostřednictvím změny obsahu plnivové tekutiny ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny během kontinuální výroby tuhy.
36. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství zhruba od 0,1 % hmotnostních do zhruba 400 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
37. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství zhruba od 0,1 % hmotnostních do zhruba 50 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
38. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
39. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu vyšší než zhruba 300 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
40. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu zhruba od 360 °C do zhruba 850 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
41. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu zhruba od 300 °C do zhruba 850 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
42. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu zhruba od 400 °C do zhruba 600 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota alespoň o 50 °C, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
43. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu zhruba od 400 °C do zhruba 600 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota alespoň o 100 °C, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
44. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší než první teplota,
- 42 CZ 309755 B6 a až do zhruba 950 °C, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
45. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž pronikání je nastavováno prostřednictvím plnivové tekutiny, ovlivňující rychlost zaškrceného proudu nebo kritickou rychlost nebo obě tyto rychlosti, u jednoho nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
46. Způsob výroby tuhy, obsahující následující kroky:
přivádění proudu ohřátého plynu do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu do alespoň jednoho přívodního místa pro zpracovávanou surovinu do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění alespoň jedné plnivové tekutiny do alespoň jednoho přívodního místa do reaktoru na výrobu tuhy, přičemž alespoň jedno přívodní místo pro plnivovou tekutinu je umístěno tak, že alespoň jedna plnivová tekutina zvyšuje hybnost alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu, když surovina poskytující tuhu naráží na proud ohřátého plynu, mísení alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu a alespoň jedné plnivové tekutiny s proudem ohřátého plynu pro vytváření reakčního proudu, ve kterém je tuha vytvářena v reaktoru na výrobu tuhy, a opětovné získávání tuhy v reakčním proudu.
47. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu.
48. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je distribuována do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
49. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu a přivádění plnivové tekutiny je ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž jeden nebo více proudů, přičemž každý proud má středovou dutou špičku s krycím mezikružím pro přivádění plnivové tekutiny.
50. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu a přivádění plnivové tekutiny je prováděno ve formě dvojice jednoho nebo více proudů vzájemně k sobě přiléhajících, přičemž jeden proud v každé dvojici přivádí zpracovávanou surovinu poskytující tuhu a druhý proud v každé dvojici přivádí plnivovou tekutinu.
51. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přiváděna při tlaku, postačujícím pro pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
52. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu větší, než zhruba 300 °C, před přiváděním do alespoň jednoho přívodního místa.
53. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu zhruba od 360 °C do zhruba 850 °C před přiváděním do alespoň jednoho přívodního místa.
- 43 CZ 309755 B6
54. Způsob ovládání alespoň jedné vlastnosti částic tuhy, obsahující:
samostatné přivádění,
a) alespoň jedné plnivové tekutiny,
b) alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu do reaktoru na tuhu, přičemž přivádění látky a) a látky b) je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, a regulování množství přítomné plnivové tekutiny pro ovládání alespoň jedné vlastnosti částic.
55. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž alespoň jednou vlastností částic je odstín.
56. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání plnivové tekutiny na první teplotu před mísením se zpracovávanou surovinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
57. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávána suroviny poskytující tuhu na první teplotu před mísením s plnivovou tekutinou a ohřívání plnivové tekutiny na druhou teplotu před mísením se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, a poté mísení pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na třetí teplotu, která je vyšší, než první teplota, a až na teplotu zhruba 950 °C, přičemž každý z kroků ohřívání se provádí před přiváděním do reaktoru na tuhu.
58. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž alespoň jednou vlastností částic je povrchová plocha.
59. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž zpracovávaná surovina poskytující tuhu je rozmělňována před jejím mísením s plnivovou tekutinou.
60. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu větší, než zhruba 300 °C, před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, přičemž zpracovávaná surovina poskytující tuhu je rozmělňována před jejím mísením s plnivovou tekutinou.
61. Způsob podle kteréhokoliv předcházejícího nebo následujícího provedení/znaku/aspektu, přičemž plnivová tekutina je přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství zhruba od 0,1 % hmotnostních do zhruba 50 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
Předmětný vynález může zahrnovat jakoukoliv kombinaci těchto různých znaků nebo provedení, uvedených shora a/nebo dále, jak je uvedeno ve větách a/nebo odstavcích.
Jakákoliv kombinace zde popisovaných znaků se považuje za součást předmětného vynálezu, přičemž s žádným omezením se neuvažuje vzhledem ke kombinovatelným znakům.
Přihlašovatelé specificky zahrnují celé obsahy všech citovaných odkazů do tohoto popisu.
Kromě toho, pokud je uváděno množství, koncentrace nebo jiná hodnota či parametr, a to buď rozmezí, výhodné rozmezí, nebo seznam shora uvedených výhodných hodnot a dále uvedených výhodných hodnot, tak je to nutno chápat jako specifické popsání veškerých rozmezí, vytvořených
- 44 CZ 309755 B6 z jakékoliv dvojice jakékoliv horní meze rozmezí nebo výhodné hodnoty a jakékoliv spodní meze rozmezí nebo výhodné hodnoty, a to bez ohledu na to, zda jsou rozmezí samostatně popsána.
Pokud je zde uváděno rozmezí numerických hodnot, tak pokud není uvedeno jinak, je toto rozmezí 5 určeno k tomu, že zahrnuje všechny koncové body a všechna celá čísla nebo zlomky do tohoto rozmezí.
Rozsah vynálezu nelze omezovat pouze na specifické konkrétní hodnoty, uváděné při definování rozmezí.
Jiná provedení předmětného vynálezu budou zřejmá pro odborníka z dané oblasti techniky na základě uvážení předmětného popisu a praktického provádění předmětného vynálezu, který je zde popsán. Předmětný popis a příklady je nutno považovat pouze za příkladné v rámci skutečného rozsahu a myšlenky vynálezu, jak jsou uvedeny v následuj ících nárocích, j akož i j ej ich ekvivalenty.
Claims (18)
1. Způsob výroby tuhy, při kterém se proud ohřátého plynu přivádí do reaktoru pro výrobu tuhy a alespoň jedna zpracovávaná surovina poskytující tuhu se přivádí do proudu ohřátého plynu, přičemž tuha se vytváří v reaktoru pro výrobu tuhy, vyznačující se tím, že přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu obsahuje:
A) směšování alespoň jedné plnivové tekutiny s alespoň jednou zpracovávanou surovinou poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny pro zvyšování hybnosti alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu pomocí alespoň jedné plnivové tekutiny ve směru, který je axiální k alespoň jednomu místu přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do alespoň jednoho místa pro přivádění zpracovávané suroviny do reaktoru na výrobu tuhy, a směšování alespoň směsi tekutiny a zpracovávané suroviny přes alespoň jedno přívodní místo do reaktoru na výrobu tuhy s proudem ohřátého plynu pro vytvoření reakčního proudu, ve kterém se vytváří tuha v reaktoru na výrobu tuhy, nebo
B) přivádění alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu do alespoň jednoho přívodního místa pro zpracovávanou surovinu do reaktoru na výrobu tuhy, přivádění alespoň jedné plnivové tekutiny do alespoň jednoho přívodního místa do reaktoru na výrobu tuhy, přičemž alespoň jedno přívodní místo pro plnivovou tekutinu je uzpůsobeno pro zvyšování hybnosti alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu pomocí alespoň jedné plnivové tekutiny, když surovina poskytující tuhu naráží na proud ohřátého plynu, a mísení alespoň jedné zpracovávané suroviny poskytující tuhu a alespoň jedné plnivové tekutiny s proudem ohřátého plynu pro vytváření reakčního proudu, ve kterém je tuha vytvářena v reaktoru na výrobu tuhy, přičemž způsob dále obsahuje opětovné získávání tuhy v reakčním proudu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje regulování množství plnivové tekutiny, přítomné ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, pro ovládání alespoň jedné vlastnosti částic, přičemž zvyšování množství plnivové tekutiny zvyšuje světlý odstín tuhy.
3. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivová tekutina je chemicky inertní vůči zpracovávané surovině poskytující tuhu nebo je plnivová tekutina stejnoměrně distribuována do zpracovávané suroviny poskytující tuhu nebo obojí.
4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že přivádění směsi tekutiny a zpracovávané suroviny je prováděno ve formě jednoho nebo více proudů, přičemž jeden nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny obsahuje dostatek plnivové tekutiny pro pohánění zpracovávané suroviny poskytující tuhu do vnitřní části proudu ohřátého plynu.
5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivovou tekutinou je alespoň jeden inertní plyn.
6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivovou tekutinou je pára, voda, vzduch, oxid uhličitý, zemní plyn, oxid uhelnatý, vodík, zbytkové plyny tuhy, dusík, nebo jakékoliv jejich kombinace.
- 46 CZ 309755 B6
7. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivovou tekutinou je dusík.
8. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku, postačujícím k pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivová tekutina je přiváděna do zpracovávané suroviny poskytující tuhu při tlaku od 6,9 kPa, tj. jedné libry na palec čtvereční, do 2 413 kPa, tj. 350 liber na palec čtvereční, pro vytváření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že zpracovávaná surovina poskytující tuhu je rozmělňována před jejím smísením s plnivovou tekutinou.
11. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že plnivová tekutina je přítomna ve směsi tekutiny a zpracovávané suroviny v množství od 0,1 % hmotnostních do 400 % hmotnostních na základě hmotnosti zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
12. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na teplotu vyšší než 300 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
13. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu od 300 °C do 850 °C před mísením s plnivovou tekutinou pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na druhou teplotu, která je vyšší, než první teplota, přičemž ke každému z uvedených kroků ohřívání dochází před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
14. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že nastavení plnivové tekutiny je prováděno pro regulování rychlosti zaškrceného proudu nebo kritické rychlosti nebo obou těchto rychlostí u jednoho nebo více proudů směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, čímž dochází ke změně pronikání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny do proudu ohřátého plynu.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přivádění zpracovávané suroviny poskytující tuhu a přivádění plnivové tekutiny je prováděno ve formě dvojice jednoho nebo více proudů vzájemně k sobě přiléhajících, přičemž jeden proud v každé dvojici přivádí zpracovávanou surovinu poskytující tuhu a druhý proud v každé dvojici přivádí plnivovou tekutinu.
16. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že plnivová tekutina je přiváděna při tlaku, postačujícím k pronikání do zpracovávané suroviny poskytující tuhu.
17. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje ohřívání plnivové tekutiny na první teplotu před mísením se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny.
18. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že dále obsahuje ohřívání zpracovávané suroviny poskytující tuhu na první teplotu před mísením s plnivovou tekutinou a ohřívání plnivové tekutiny na druhou teplotu před mísením se zpracovávanou surovinou poskytující tuhu, a poté mísení pro vytvoření směsi tekutiny a zpracovávané suroviny, a poté ohřívání směsi tekutiny a zpracovávané suroviny na třetí teplotu, která je vyšší, než první teplota, a činí až 950 °C, přičemž každý z těchto kroků ohřívání je prováděn před přiváděním do reaktoru na výrobu tuhy.
5 výkresů
- 47 CZ 309755 B6
Seznam vztahových značek:
1 - pec
2 - reaktor
3 - trubka
4 - boční stěna
5 - trubka
6 - přední stěna
7 - otvor
8 - trubka
10 - primární spalovací oblast
11 - držák plamene
12 - místo
13 - přechodová oblast
14 - místo
15 - zpracovávaná surovina poskytující tuhu
16 - přívodní místo
17 - stěna
18 - zhášecí místo
19 - tepelný výměník
20 - čerpadlo
21 - otvory nebo proudové trysky
22 - ohřívač
23 - ohřívač
24 - ohřátý plyn
25 - plasmový ohřívač
26 - tepelný výměník
27 - tepelný výměník
28 - nosné médium
31 - první reakční oblast
32 - místo
33 - hrdlová oblast
34 - zadní konec
35 - druhá reakční oblast
37 - stěna
38 - stěna
39 - stěna
41 - zhášecí sonda
42 - zhášecí sonda
83 - zpracovávaná surovina
85 - plnivová tekutina
87 - směs tekutiny a zpracovávané suroviny
100 - zpracovávaný materiál pro výrobu tuhy
102 - otvor
104 - rozmělněný zpracovávaný materiál pro výrobu tuhy
106 - plnivová tekutina
108 - kanál
110 - směs tekutiny a zpracovávaného materiálu
112 - tryska nebo kanál
114 - vysoká hybnost
116 - primární oheň (žár)
117 - stěna reaktoru
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2013789669 | 2013-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2015570A3 CZ2015570A3 (cs) | 2015-11-18 |
| CZ309755B6 true CZ309755B6 (cs) | 2023-09-20 |
Family
ID=54771306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-570A CZ309755B6 (cs) | 2013-03-15 | 2014-02-26 | Způsob výroby tuhy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309755B6 (cs) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB507516A (en) * | 1938-02-18 | 1939-06-16 | Daniel Gardner | Improvements in or relating to processes for the manufacture of carbon black from carbon-containing gases |
| US4460558A (en) * | 1981-10-02 | 1984-07-17 | Phillips Petroleum Company | Recovery of carbon black |
| WO1999064522A1 (en) * | 1998-06-09 | 1999-12-16 | Cabot Corporation | Process and apparatus for producing carbon blacks |
| US20040213728A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-10-28 | Peter Kopietz | Process for the production of furnace black |
| WO2011103015A2 (en) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | Cabot Corporation | Methods for carbon black production using preheated feedstock and apparatus for same |
-
2014
- 2014-02-26 CZ CZ2015-570A patent/CZ309755B6/cs unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB507516A (en) * | 1938-02-18 | 1939-06-16 | Daniel Gardner | Improvements in or relating to processes for the manufacture of carbon black from carbon-containing gases |
| US4460558A (en) * | 1981-10-02 | 1984-07-17 | Phillips Petroleum Company | Recovery of carbon black |
| WO1999064522A1 (en) * | 1998-06-09 | 1999-12-16 | Cabot Corporation | Process and apparatus for producing carbon blacks |
| US20040213728A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-10-28 | Peter Kopietz | Process for the production of furnace black |
| WO2011103015A2 (en) * | 2010-02-19 | 2011-08-25 | Cabot Corporation | Methods for carbon black production using preheated feedstock and apparatus for same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2015570A3 (cs) | 2015-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6224815B2 (ja) | 増量剤流体を使用してカーボンブラックを製造するための方法 | |
| RU2545329C2 (ru) | Способ и устройство для изготовления технического углерода с использованием подогретого исходного материала | |
| EP0098043B1 (en) | Partial oxidation burner and process | |
| CZ286117B6 (cs) | Způsob pro rozklad uhlovodíků a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| JPS59170187A (ja) | 炭化水素熱分解方法及び装置 | |
| CZ309755B6 (cs) | Způsob výroby tuhy | |
| CN104918879A (zh) | 生产乙炔和合成气的方法 | |
| JP6901165B2 (ja) | 平衡接近反応器 |