DK157445B - Fremgangsmaade og apparat til gennemfoerelse af styrede, accelererede kemiske reaktioner under jorden - Google Patents

Description

i

DK 157445 B

Det tekniske område.

Opfindelsen vedrører generelt gennemførelsen af kemiske reaktioner og navnlig en fremgangsmåde og et apparat til gennemførelse af accelererede kemiske 5 reaktioner, hvilken fremgangsmåde og apparat navnlig er effektiv til gennemførelse af våd oxidering af kloakslam og lignende affaldsstrømme, rensning af vandindholdet og genvinding af energi i form af varme. Baggrund for opfindelsen.

10 Der er en række kemiske reaktioner, der kan accelereres under betingelser, hvor temperaturen er væsentligt over omgivelsernes temperatur ved jordens overflade, og ved et tryk, der ligger væsentligt over atmosfæretrykket. En stor del af hidtil kendte 15 reaktorapparater til gennemførelse af forskellige kemiske reaktioner ved højere temperaturer og tryk kræver typisk væskepumper til højt tryk, varmevekslere til højt tryk og høj temperatur og trykbeholdere med roterende pakninger samt et betydeligt jordareal.

20 En kemisk reaktion, for hvilken fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen er særlig egnet, er direkte våd oxidering af materialer i en affaldsstrøm og navnlig direkte våd oxidering af kloakslam.

Zimpro-metoden, Barber-Coleman-processen og 25 Marinens behandlingsapparater til brug ombord på skibe er eksempler på kendte fremgangsmåder til gennemførelse af direkte våd oxidering af kloakslam, og ved alle disse skal affaldet placeres i højtryksreaktor ved høj temperatur i hovedsagen ved jordens over-30 flade. Luft pumpes ind i reaktorbeholderen, og varme tilføres udvendig. Der kræves stadig mekanisk omrøring til blanding af oxygen, en reagens i væsken og til fjernelse af carbondioxid et reaktionsprodukt.

Der er blevet gjort forsøg på at gennemføre 35 accelererede kemiske reaktioner under jordens over-

DK 157445 B

2 flade under anvendelse af de forøgede tryk, der tilvejebringes af en hydrostatisk søjle af væske eller fluidum.

Det er en sådan metode, som nærværende opfindelse specielt omhandler og den består i, at pumpe et indstrøm-5 mende fluidum med i det mindste to reagenser nedad gennem en nedadgående strømningspassage med en bestemt strømningshastighed til en bestemt dybde under jordens overflade i et underjordisk hul til dannelse af en hydrostatisk søjle af fluidum, der udøver et tryk og tilvejebrin-10 ger en temperatur, der er tilstrækkelig til i denne dybde at bringe reagenserne til at reagere med accelereret reaktionshastighed og det opvarmede fluidum og reaktionsprodukterne bringes til at strømme fra reaktionszonen tilbage op i hovedsagen til jordens overflade i en 15 opadgående strømningspassage i varmevekslingsforhold med det nedadstrømmende fluidum, som et udstrømmende fluidum.

Apparaturet, der benyttes til denne metode er af den art, der omfatter en reaktor anbragt i et underjordisk hul, og som omfatter en første og en anden rørsek-20 tion, der afgrænser en nedadgående strømningspassage og en opadgående strømningspassage, hvoraf den nedadgående strømningspassage strækker sig fra i hovedsagen jordens overflade til en tilstrækkelig dybde til at bevirke, at et nedadstrømmende fluidum deri danner en hydrostatisk 25 fluidumsøjle, der udøver et tryk og tilvejebringer en temperatur, der er tilstrækkelig til at bevirke, at to reagenser i fluidummet i den nævnte dybde reagerer med accelereret hastighed og med organer til at pumpe et indstrømmende fluidum med mindst to reagenser fra i 30 hovedsagen jordens overflade gennem de nedadgående og opadgående passager, så at der afgives et udstrømmende fluidum med reaktionsprodukter fra reaktoren.

En fremgangsmåde og apparatur af denne generelle art er omtalt i US patent specifikation nr. 3 606 999. I 35 dette skrift er en ydre beholder anbragt i et underjordisk hul og et indvendigt rør strækker sig ned indvendigt i beholderen til i det væsentlige bunden af beholderen.

Det indstrømmende fluidum bevæger sig ned gennem det

• ' DK 157445B

3 indvendige rør og op gennem passagen mellem det indvendige rør og den udvendige beholder for at give en et-trins varmeveksling. Apparaturet ifølge dette skrift lider imidlertid af det problem, at trykkene brat stiger, 5 når temperaturen stiger i de nedre dybder. Der er ingen styringskriterier i form af damptryk, lokaltemperatur og lokalt tryk for tilvejebringelse af en punkt til punkt temperaturstyring langs reaktionszonen. Yderligere er den udvendige beholder fast befæstiget i det underjordiske 10 hul, hvilket forhinder en op og nedadgående bevægelse af beholderen for termisk ekspansion og sammentrækning og bortledning af varme fra beholderen, hvilket gør temperaturstyring umulig og i visse tilfælde nødvendiggør tilvejebringelse af en ekstra isolation i reaktionszonen 15 eller anvendelse af en dobbeltvægget beholder i dette område.

Et tilsvarende apparatur er omtalt i US patent specifikation nr. 3 464 885. Dette har imidlertid de samme ulemper som nævnt ovenfor. Yderligere strækker den ind-20 vendige passage sig i det væsentlige til bunden af den udvendige beholder og iøvrigt er naturen af varmevekslingskappen omkring den indvendige passage således, at den ønskede høje driftstemperatur i bunden af beholderen ikke nås.

25 En yderligere underjordisk reaktor er omtalt i US patent specifikation nr. 3 853 759. Igen har imidlertid denne reaktor den ydre beholder anbragt i det underjordiske hul og der er ingen effektiv styring af reaktionstemperaturer eller tryk.

30 Beskrivelse af opfindelsen.

Formålet med opfindelsen er, at tilvejebringe en fremgangsmåde til gennemførelse af accelererede kemiske reaktioner, som giver en væsentlig forbedring af effektiviteten i forhold til den kendte teknik. Dette 35 opnås ved en fremgangsmåde af den art, der er omtalt ovenfor, ved at føre det nævnte fluidum yderligere et bestemt stykke ned gennem en reaktionszone, der stræk-

DK-157445B

4 ker sig over den nedadgående fluidumpassage under den bestemte dybde, hvorved reaktionsprodukterne dannes og fluidummet opvarmes i den nævnte reaktionszone ved, at reaktionen sker med de nævnte nedadgående og opad-5 gående strømningspassager ophængt ovenfra i det underjordiske hul og i afstand fra det nævnte huls vægge og ved at styre temperaturen af den indstrømmende væske i reaktionszonen ved at tilføre varme eller fjerne varme fra det indstrømmende fluidum i det væsentlige i 10 reaktionszoneområdet for at opnå en maksimal reaktionshastighed, hvor damptrykket i det indstrømmende fluidum ved den lokale temperatur altid holdes under det lokale tryk for at forebygge kogning i det indstrømmende fluidum. Tilsvarende er apparaturet i-15 følge opfindelsen ejendommeligt ved, at reaktoren er ophængt ovenfra i det underjordiske hul og i afstand fra hullets vægge og ved, at den nedadgående fluidumpassage strækker sig ned under den bestemte dybde for dannelse af en reaktionszone, hvorved der under brugen dannes 20 reaktionsprodukter og fluidummet opvarmes i reaktionszonen og ved, at organer er tilvejebragt til styring under brugen af temperaturen af det indstrømmende fluidum i reaktionszonen ved at tilføre varme eller fjerne varme fra det indstrømmende fluidum 25 i reaktionszoneområdet for at opretholde en i det væsentlige maksimal reaktionshastighed uden at fluidummet bringes til kogning i reaktionszonen.

Hvis der anvendes en gas i forbindelse med 5

DK 157445 B

reaktionen, forbedres resultaterne ved indføring af en strøm af gas under lavt tryk i form af en række forstørrede bobler, kendt som "Taylor-bobler", der formes ved toppen af reaktoren. Gassen indføres for-5 trinsvis i flere strømme ved mere end en højde til formindskelse af pumpekravene. Disse forstørrede bobler bevirker det mindste trykdifferential i strømningspassagen og formindsker således pumpetrykket til opretholdelse af en vis strømningshastighed. Dis-10 se forstørrede bobler tilvejebringer også en indgående blanding og kontakt til forøgelse af strømmen af reagenser og produkter til og fra fluidumet, eftersom fluidumet strømmer over boblen, og der ikke dannes noget grænselag, som tilfældet er ved bobler 15 med mindre størrelse. Mængden af den indførte gas styres til tilvejebringelse af et passende forhold til det indstrømmende fluidum, eftersom utilstrækkelig gas tilvejebringer uønskede produkter, og overskydende gas er spild og formindsker reakto-20 rens gennemstrømningshastighed. Hastighederne af fluidumstrømmen opretholdes på en større hastighed end boblernes stigningshastighed for at bringe hver boble ned til reaktionszonen. Tryk og strømningshastighed ved afgangen fra reaktoren styres til op-25 retholdelse af passende strømningshastigheder og tryk i systemet.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen.

Beskrivelse af tegningen.

30 Fig. 1 viser skematisk et apparat ifølge opfin delsen, hvor der anvendes en gas som det ene reagens, fig. 2 skematisk apparatet i fig. 1 i større målestok, hvor det mere detaljeret vises, hvorledes gassen indføres under tryk i fluidumstrømmen til til-35 vejebringelse af forstørrede bobler, der strømmer ned gennem den ydre strømningspassage og op gennem den indre

DK 157445B

6 strømningspassage, fig. 3 et skematisk delbillede, der viser kanalerne og boblerne med strømningerne i modsat retning af det i fig. 2 viste, 5 fig. 4 skematisk reaktoren med angivelse af forskellige dybdepositioner med henvisning til konstruktionerne, der er vist mere detaljeret i fig.

5-19, fig. 5 et lodret snit i den øvre del af reak- 10 toren, fig. 6 et tværsnit efter linien 6-6 i fig.

5, fig. 7 et lodret snit i en mellemdel af reaktoren, 15 fig. 8 et lodret snit i den nedre del af reak toren, fig. 9 et lodret snit efter linien 9-9 i fig.7, fig. 10 et snit efter linien 10-10 i fig. 9, fig. 11 et snit efter linien 11-11 i fig. 7, 20 fig. 12 et snit efter linien 12-12 i fig. 7, fig. 13 et snit efter linien 13-13 i fig. 8, fig. 14 et snit efter linien 14-14 i fig. 8, fig. 15 et snit efter linien 15-15 i fig. 8, fig. 16 et lodret delsnit af fig. 13 i større 25 skala, hvor strømningen af fluidum mellem kappen og strømningsledningen er vist, fig. 17 et snit efter linien 17-17 i fig. 8, fig. 18 et snit efter linien 18-18 i fig. 17, fig. 19 et perspektivbillede af bunden af reak-30 torens kappe, fig. 20 et sidebillede i stor skala af en "Taylor-boble", fig. 21 boblen i fig. 20 set nedefra, og fig. 22 skematisk tre reaktorer, der er for-35 bundet i serie, og som er placeret i et fælles ydre hus.

7

DK 157445 B

Beskrivelse af de foretrukne udførelsesformer.

I fig. 1 er skematisk vist en reaktor 15, der er konstrueret og indrettet ifølge opfindelsen, og som strækker sig nedad i et lodret hul 16 i jorden 5 et væsentligt stykke under jordens overfladeniveau, der er angivet med 17. Den viste reaktor 15 har generelt en ydre rørdel 18 og en indre rørdel 19, der er placeret koncentrisk i forhold til den ydre rørdel 18, idet der afgrænses en ydre strømningspas-10 sage 21 mellem den ydre og den indre rørdel og en indre strømningspassage 22 gennem den indre rørdel 19. Den ydre rørdel 18 har et lukkedasksel 24, der dækker den nederste ende, og den indre rørdel 19 slutter et vist stykke over lukkedækslet 24 til 15 dannelse af en hydraulisk U-rørkonstruktion under jorden i hullet 16.

Reaktoren 15 har endvidere en øvre del, der stikker op over jordens overfladeniveau 17, og som har en port 26 i fluidumforbindelse med den ydre 20 strømningspassage 21, hvorigennem det indstrømmende fluidum strømmer, som angivet med pile, og en port 27 i fluidumforbindelse med den indre strømningspassage 22, hvorigennem det udstrømmende fluidum strømmer, som angivet med pile. Retningen af pilene viser 25 strømmen af indstrømmende fluidum nedad i den ydre strømningspassage 21 og opad i den indre strømningspassage 22, hvilket giver en større indstrømningskapacitet for indstrømmende fluidum, der sædvanligvis har en større viskositet end udstrømmende fluidum, 30 men retningen af fluidumstrømmen kan vendes, som det er angivet i fig. 3.

En lavtrykspumpe 29 ved jordens overfladeniveau er tilvejebragt til pumpning af indstrømmende fluidum fra en beholdning 38 gennem en tilførsels-35 ledning 31 med en trykstyreventil 32 ved et bestemt tryk gennem en port 26 via en strømningsled- 8

DK 157445 B

ning 33, der er indkoblet mellem pumpen og porten 26 og nedad gennem den ydre strømningspassage 21, som angivet med pile. En omløbsstyreventil 34 i en omløbsledning 35 leder strømmen uden om pumpen 5 29 direkte fra ledningen 31 til ledningen 33, eftersom fluidumet, der strømmer gennem U-rørkonstruktionen, i mange tilfælde ikke behøver noget pumpetryk til at opretholde en kontinuerlig strømning herigennem. En modtrykstyreventil 36 i en afgangs-10 ledning 37 fra afgangen 27 styrer strømningshastigheden og trykket af det udstrømmende fluidum, der strømmer op gennem strømningspassagen 22 på grund af størrelsen af åbningen heri. Der er en beholdning 38 af indstrømmende fluidum, og strømmen herfra 15 til ledningen 31 styres af en styreventil 32.

Pumpen 29 styrer trykket og strømningshastigheden gennem ledningen 33 under starten, og ventilerne 34 og 36 styrer trykket og strømningshastigheden under driften.

20 Det i fig. 1 viste apparat er egnet til gen nemførelse af direkte våd oxidering af en affaldsstrøm og navnlig affaldsslam fra et aerobt kloakbehandlingsanlæg, men opfindelsen kan også anvendes til gennemførelse af flere forskellige kemiske 25 reaktioner med høj temperatur og højt tryk.

I det viste strømningsdiagram, hvor der behandles en kloakslam, føres det udstrømmende fluidum gennem ledningen 37 til en udfældningstank 41 med rent vand, der føres tilbage som et rent eller 30 renset fortyndingsmiddel til tilførselsledningen 31 gennem en ledning 42 med en styreventil 43 til styring af koncentrationen af det tilstrømmende fluidum, så at indstillingen af ventilerne 39 og 43 bevirker en blanding af indstrømmende fluidum med 35 et bestemt kemisk oxygenforbrug. Den oxygenmasse, der kræves til gennemførelse af oxideringsreaktionen,

DK 157445 B

9 betegnes "kemisk oxygenforbrug" (C.O.D.) af kloakslammet. Udfældningstanken 41 har en afgangsledning 44 for renset vand og en affaldsledning 45.

Temperaturstyringsapparatet tilvejebringes 5 til styring af temperaturen af det indstrømmende fluidum i reaktionszonen, der er betegnet med R. Dette temperaturstyringsapparat omfatter en kølepumpe 51 ved jordens overfladeniveau, der pumper et kølemiddelfluidum, der oplagres i en kølemiddel-10 tank 52 ved jordens overfladeniveau, gennem et opvarmningsapparat 53 ved jordens overfladeniveau ned til bunden af en varmeudvekslingskappe 55 gennem en ventilstyret ledning 54 og tilbage op gennem hullet gennem en ventilstyret ledning 56.

15 Varmeapparatet 53 kan have forskellige udførelsesformer, men som vist skematisk er det her et elektrisk varmeapparat, der forsynes med elektrisk energi fra en kraftkilde 53a med en styre-rheostat 53b til styring af den spænding, der 20 påføres varmeelementet 53c til ændring af varmeapparatets temperaturindstilling og dermed af temperaturen af kølefluidumet, der strømmer i ledningen 54.

Kappen 55 er af en hul, ’ringformet og rørformet konstruktion, der i hovedsagen har samme udstræk-25 ning som reaktionszonen R og endvidere er i varmeudveksling med den ydre strømningspassage 21, som det beskrives nærmere i det følgende.

Den ydre ledning 56 er sammenkoblet med og strækker sig fra toppen af kappen ved toppen af 30 reaktionszonen op til jordens overfladeniveau og er koblet til en tank 52 gennem en strømningsledning 56a, der er styret af en kontraventil, til tilførsel af varme til et fluidum i ledningerne 54 og 56.

Et varmebortfjernelseskredsløb omfatter en ventil-35 styret ledning 53b, der er koblet til ledningen 56 ned til toppen af kappen 55, og en ventilstyret led-

DK 157445B

10 ning 54b over jordens overflade, der er koblet til en varmeveksler 58, der igen er koblet til en tank 52 til tilvejebringelse af et lukket kredsløb til styring af fluidumstrømmens temperatur. Fluidum-5 styreventilen i strømningsledningen 54b styrer strømningshastigheden i dette fluidumkredsløb.

Ved styring af temperaturen af kølemidlet i kappen 55 og ledningerne 54 og 56 styres temperaturen af det indstrømmende fluidum i reaktionszonen 10 R. Dette gennemføres ved tilførsel eller fjernelse af varme til og fra kølemidlet og styres til opnåelse af i hovedsagen en maksimal reaktionshastighed, idet det indstrømmende fluidums damptryk ved den lokale temperatur altid holdes lavere end det lokale 15 tryk til hindring af, at det indstrømmende fluidum koger. Temperaturen af det indstrømmende fluidum forøges' ved tilførsel af varme, der tilvejebringes af varmeapparatet 53, der opvarmer kølemidlet, der passerer gennem ledningen 54 og ned til 20 kappen 55 ved hjælp af det tryk, der leveres af pumpen 51, idet strømningshastigheden for kølemidlet styres ved indstilling af styreventilen i ledningen 54.

Den øvre begrænsning for temperaturen af det 25 indstrømmende fluidum i reaktionszonen styres ved regulering af den varme, der fjernes fra varmeveksleren 58, og strømningshastigheden, der styres ved indstilling af ventilen i ledningen 54b. Mængden af fjernet varme har et direkte forhold til ind-30 stillingen af ventilen i ledningen 54b. En turbine 60 er vist koblet til varmeveksleren 58 via en strømningsledning med en styreventil 56, som illustration af udnyttelsen af energien, og navnlig den varme, der frembringes ved reaktionen, til omdannelse 35 af varmeenergi til mekanisk energi. Alternativt kan der være en belastning 67 koblet sammen med varme-

DK 157445B

11 veksleren via en ledning med en styreventil, hvilken belastning kunne være et rum, der opvarmes ved den varme, der tilvejebringes af reaktoren.

En trykføler til måling af trykket ved den 5 øvre begrænsning eller begyndelsen af reaktionszonen R omfatter et rør 61 med en lille diameter, som fx 3,1.75 nm rustfrit stålrør, der strækker sig ned gennem den indre rørdel 19 til den øvre begrænsning af reaktionszonen R. Ved jordens overfladeniveau 10 tilvejebringer en trykflaske 62 et bestemt lufttryk til at tilvejebringe en luftstrøm ned gennem røret 61 gennem en ventil 63. Mellem flasken 62 og røret 61 er der et luftmanometer 64 og en trykregulator 65. Til gennemførelse af en tryk- 15 aflæsning skylles vand ud af røret 61, og ventilen 63 lukkes. Aflæsningen på manometeret 66 er trykket inden i reaktoren ved den øvre begrænsning eller toppen af reaktionszonen, der er en kritisk del af temperatur og tryk for reaktoren.

20 I kemiske reaktioner, hvor der anvendes en gas som reagens, og navnlig gennemførelse af våd oxidering af kloakslam,, hvor oxygenindholdet i luften benyttes, har det vist sig, at driften og resultaterne forbedres betydeligt ved anvendelse af 25 forstørrede gasbobler 78. Disse gasbobler, der er vist i fig. 20 og 21, er ejendommelig ved en form, der har en stort set sfærisk hætte 78a, en generel cylindrisk krop 78b og en keglestubformet bunddel 78c. Tværsnitsformen er cirkulær. I figurerne 30 i stor skala er kroppen vist divergerende fra topdelen til bunddelen efter en kurve. Denne boble kaldes ofte for "Taylor-boble" efter G. J. Taylor, der tilskrives æren for den oprindelige undersøgelse. Taylor-bobler komprimeres, efterhånden som de strøm-35 mer ned gennem den ydre strømningspassage, og efter at have nået reaktionszonen er det medførte oxygen et

DK 157445B

12 reagens i en reaktion, der bevirker en intens blanding, kontakt med kloakslammet og hurtig oxidering af dette, idet mindre bobler vender tilbage gennem den indre passage.

5 Den væsentligste forskel ved anvendelsen af disse bobler sammenlignet med en sværm af meget fine bobler er, at trykfaldet pr. længde af rør for Taylor-boblen er væsentligt mindre, hvorved pumpekravene til pumpning af fluidum og bobler ned gennem jorden 10 formindskes, samtidig med at der gennemføres en væsentlig større samlet masseoverføring mellem gassen og væskefasen i reaktionszonen R. Dette bevirker en forøget blanding mellem gas og væske med større opløsning af gassen i væsken og en større fjernelse 15 af reaktionsprodukter fra væsken.

Det viste apparat, der anvendes til dannelse af de forstørrede bobler, er en luftkompressor 71 ved jordens overfladeniveau, der gennem en eller flere ledninger leverer en eller flere strømme af 20 luft med et bestemt tryk til den øvre del af den udvendige strømningspassage til kombinering med det indstrømmende fluidum fra tilførselsledningen 31.

En række forstørrede eller Taylor-bobler 78 dannes og transporteres nedad med det indstrømmende fluidum.

25 Til dette formål er der vist en styreventil 76 i en ledning 77, der strækker sig til ledningen 33 ved jordens niveau,og en styreventil 74 i en ledning 75, der strækker sig til én dybde under jordens overflade, samt en styreventil 72 i lednin-30 gen 73, der strækker sig yderligere ned under jorden.

Et afsluttende rørafsnit eller en del af hver af strømningsledningerne 73, 75 og 77 strækker sig i længderetningen inden i den nedadgående strømningspassage med en afgangsåbning vendende mod nedstrøms-35 enden af den nedadgående strømningspassage, så at luftstrømmen indføres under et vist tryk og strømnings-

DK 157445B

13 hastighed i den indstrømmende fluidumstrøm. Ved passende valg af tryk, temperatur og strømningshastighed i forhold til strømningshastighed og tryk af det indstrømmende fluidum samler boblerne sig til en ræk-5 ke af Taylor-bobler 78, der er anbragt med mellemrum langs den ydre strømningspassage 21.

Disse forstørrede eller Taylor-bobler vil stige med ensartet hastighed i forhold til vand. Deres relative hastighed i forhold til vand bestemmes af: 10 v = 0,14 /g~r

C

hvor 2 gc = 9,806 m/s r = rørets indvendige radius m.

I det viste apparat må strømningshastigheden 15 af det .indstrømmende affaldsfluidums strøm holdes på en større værdi end boblernes opstigningshastighed for at bringe hver af boblerne ned til reaktionszonen R.

Det indstrømmende fluidum strømmer over boblen og forøger masseoverføring mellem væske- og gasfaserne 20 i reaktionszonen. Eftersom oxideringsreaktionen er overvejende, er reaktionshastigheden direkte proportional med mængden af produkter og reagenser i væsken. Taylor-boblen tilvejebringer et mindre hydrodynamisk trykfald inden i strømningspassagen sammenlignet med 25 tilfældet med en sværm af mindre bobler, hvorved den energimængde, der kræves til at bringe materialet til strømning med en bestemt hastighed gennem U-rørkon-struktionen, formindskes. Mindre bobler bevirker et større hydrodynamisk tryktab langs den hydrauliske 30 søjle. Desuden har en mindre boble et grænselag af vand, som vil hindre masseoverføring mellem de to faser. Taylor-boblen forøger derfor reaktionshastigheden, samtidig med at den begrænser den nødvendige energi til at pumpe fluidum gennem rørsystemet.

35 For at formindske den nødvendige energi til

DK 157445 B

14 kompressoren 71 indføres der luft ved toppen af den ydre strømningspassage 21 ved mere end én højde, som vist i fig. 1 og 2. Luft indføres ved den største højde med mindst tryk i en mængde svarende til et 5 volumen luft pr. volumen væske. Efterhånden som fluidumet strømmer nedefter, forøges trykket, og luften komprimeres. Yderligere luft indføres på et lavere niveau og med successivt højere tryk igen i en mængde svarende til et volumen luft pr. volumen væske. Denne 10 efter hinanden følgende indføring af luft ved stadig større dybder formindsker kompressorkravene og tilve-jebringer det nødvendige oxygen til oxidering af reagenserne i væsken.

Trykket på ethvert punkt af reaktoren afhænger 15 af massen af fluidum ovenover. Hvis der kun anvendes 2 vand, vil trykgradienten være ca. 9,795'kN/m af dybden. Den nedadgående strømningspassage 21 indeholder imidlertid en væsentlig mængde gas, der komprimeres i volumen og opvarmes, efterhånden som den 20 bevæges nedefter.

Sammenfattende kan det siges, at indføring af luft på forskellige niveauer under jordens overflade bevirker mindre krav om pumpetryk, og når processen først er igang, vil det nedadstrømmende, 25 indstrømmende fluidummateriale trække væsken til sig uden nødvendigheden af en væskepumpe. Denne udformning med Taylor-bobler formindsker kompressorkravene, bevirker den mindste trykdifferential og forøger strømmen af reagenser og produkter til og fra fluidumet, 30 eftersom fluidumet strømmer over boblen, og der ikke er noget grænselag, som tilfældet er ved bobler af mindre størrelse.

Reaktoren, der er vist mere detaljeret i fig.

5-10, er placeret inden i et borehul, der er foret 35 med et foringsrør bestående af en udvidet øvre del 81 og en nedre del 82 med mindre diameter, uden

DK 157445 B

15 om hvilken der er cement ved 83 langs hele den lodrette udstrækning af delene 81 og 82, hvorhos der er en cementprop 84, der lukker og tætner bunden af foringsrøret 82. Den øverste ende af foringsrøret 5 81 er ved svejsning fastgjort til en cirkulær fundamentplade 86, der er forsænket flugtende med jordens overflade 17.

Generelt understøttes den ydre rørdel 18 og den indre rørdel 19 hængende fra fundamentpladen 10 86 på en sådan måde, at der muliggøres ekspansion og sammentrækning af disse i forhold til foringsrøret på grund af temperaturændringer.

Den øvre ende af det øverste rør i den ydre rørdel 18 er fastgjort ved svejsning til en cirku-15 lær fundamentplade 87, der hviler på fundamentpladen 86 til understøtning af den ydre rørdel 18 hængende i foringsrøret 82. To strømningsrør 54 og 56 til transport af fluidum til og fra kølemiddelkappen - 55 strækker sig ned gennem en bøsning i fun-20 damentpladen mellem foringsrøret og det ydre og den ydre rørdel.

Endvidere er der over jordens overfladeniveau tilvejebragt en forlængelse af den ydre rørdel 18 omfattende en lige kobling 89, der er skruet på udven-25 dige gevind på den øverste rørdel under jordens overflade af den ydre rørdel 18, der er fastgjort til pladen 87, som hviler på pladen 86, hvorhos der er en rørnippel 91, en T-kobling 92 og et rør 93 med en flangeplade 94, der ved svejsning er 30 fastgjort til den øvre ende med en nedre ende i gevindforbindelse med T-koblingen 92. En flangeplade 95 hviler på flangepladen 94, og hertil er ved svejsning fastgjort den øvre ende af den indre rørdel 19 på en sådan måde, at den indre rørdel 19 35 understøttes hængende fra den ydre rørdel 18, der igen understøttes på pladerne 86 og 87.

DK 157445B

16

En tredje øverste flangeplade 96 hviler på flangepladen 95, og i denne er der skruet en øvre rørnippel 97 med en øverste kobling 98 til tilvejebringelse af en kobling til strømningsledningen 5 37, hvorigennem det afgående fluidum føres. Der er endvidere en pakning 101 mellem pladerne 94 og 95 og en pakning 102 mellem pladerne 95 og 96, samt boltefastgørelsesorganer 103 til at holde flangepladerne sammen på vandtæt måde. Trykføler-10 røret 61 er vist strækkende sig nedad gennem midten af flangepladen 96 og den indre rørdel 19, der er vist strækkende sig opad over jordens overfladeniveau til forbindelse med flangepladen 95.

De to ledninger 54 og 56 for kølemiddel-15 fluidum strækker sig fra jordens overflade ned gennem fundamentpladen 87 og er understøttet på den ydre rørdel, som det bedst ses i fig. 9 og 10. Hver af strømningsledningerne for kølemiddelfluidum har en række skiftende rørdele, der er vist som en 20 relativt lang, stiv rørsektion 109 af en størrelsesorden på 30 m og en fleksibel rørsektion eller slange 111 af størrelsesordenen ca. 2 ft., der er forbundet efter hinanden ved hjælp af en kobling 112.

Den nedre ende af den stive rørdel 109 hviler på 25 en støtteflade, der tilvejebringes af en nedre konsol 110, der er spændt på den ydre rørdel 18.

En understøttende styrekonsol 113 styrer den øverste endedel af den ydre rørdel 18 i aksialt glidende bevægelse og har en ringformet del 114, 30 der igen bærer en elastisk bøsning 115. Den stive rørsektion 109 er aksialt bevægelig i en aksial bøsning til muliggørelse af aksial bevægelse af disse ledninger i forbindelse med sammentrækning og ekspansion på grund af temperaturændringer. Hver af 35 de fleksible rørdele 111 er vist i en udbøjet form til muliggørelse af ekspansion og sammentrækning. Kob-

DK 157445 B

17 lingen 112 på den nederste ende er indrettet til at glide med en rørsektion 109, og koblingen 112 på den øverste ende fastholdes af konsollen 110. Den fleksible rørsektion 111 kan være fremstillet af 5 en bælglignende ledning dækket med et varmemodstands-dygtigt flettet overtræk.

Som det fremgår af fig. 7 og 8, er den ydre rørdel 18, der strækker sig fra jordens overflade ned i hullet, sammensat af et antal rørsektioner 10 118, der er forbundet med enderne mod hinanden ved hosliggende ender ved hjælp af API (American Petroleum Institute) koblinger 116. Disse koblinger har en betydelig tilspidsning ved hver ende og er standard borerørskoblinger. Rørsektionerne, der udgør den 15 ydre rørdel 18 over reaktionszonen, er vist fremstillet af tempergods med en rustfri stålforing 108, der er vist i fig. 11 og 12, og som strækker sig fra reaktionszonen op til en dybde under overfladeniveauet på ca. 150 m. Denne konstruktion hindrer korrosion.

20 På tilsvarende måde er den indre rørdel 19 fremstillet af et antal rørsektioner 119, der ved hosliggende ender er forbundet med svejsninger. Som vist i fig. 15 har den nederste rørsektion af den ydre rørdel 18 en formet 180° bøjning med et ende-25 dæksel 24 til hindring af tilstopning ved skylning, som leder strømmen op gennem den indre rørdel 19.

Eftersom der ikke er noget trykdifferential over væggen i den indre strømningspassage, anvendes der et tyndvægget rør. Anvendelsen af tyndvæggede rør for-30 mindsker omkostningerne og muliggør bedre varmeudveksling mellem det varme, reagerede udstrømningsfluidum og det kølige, ubehandlede indstrømningsfluidum.

Den indvendige diameter af den ydre rørdel 18 over reaktionszonen betegnes med Dl, den indvendige 35 diameter af den indre rørdel 19 over reaktionszonen betegnes med D2, den indvendige diameter af den ydre rørdel i reaktionszonen betegnes D3 og den indvendige

DK 157445B

18 diameter af den indre rørdel i reaktionszonen betegnes med D4.

Kappen 55 er tilvejebragt på den ydre rørdel begyndende et vist stykke under jordens overflade-5 niveau, hvilket er toppen eller begyndelsen af reaktionszonen R. På denne dybde er såvel den ydre som den indre rørdel formindsket i diameter til tilvejebringelse af en i hovedsagen konstant massestrømningshastighed.

10 Efterhånden som fluidumet strømmer nedad gen nem den ydre strømningspassage, komprimeres gassen, og dette bevirker, at det volumetriske forhold mellem gassen og væsken formindskes med en deraf følgende formindskelse i væskens hastighed. Til opretholdelse 15 af en næsten konstant strømningshastighed er de ydre og indre rørdele formindsket i størrelsen i området ved reaktionszonen. Denne formindskelse i størrelsen forøger mængden af produktion pr. investeringsbeløb og opretholder i det mindste den strømningshastighed, 20 der er nødvendig til at føre gasboblerne nedefter.

Som vist i fig. 11 har en indre rørsektion 119a et stykke over reaktionszonen langs indersiden en reduktionsbøsning eller -kobling 121, der optager en indre rørsektion 119b med mindre diameter. Som 25 vist i fig. 12 bærer en ydre rørsektion 118a på tilsvarende måde under koblingen 121 og over reaktionszonen en reduktionskobling eller -bøsning 122, der igen indvendig har en udskæring, hvori en udvendig rørdel 118b med mindre diameter er indført.

30 Den ydre rørsektion 118a er fortrinsvis af tempergods foret med et rustfrit stålrør 108 over fittingen 122 og strækker sig op til ca. 150 m under jordens overflade. Reduktionskoblingerne er fortrinsvis fremstillet af rustfrit stål og bearbejdet, så 35 at de har en glat, tilspidset tilgangsflade til hindring af tilstopning. En udvendig rørdel 123 med

DK 157445B

19 større diameter passer ned over en ringformet ydre udskæring i bøsningen 122, idet rummet mellem rør-delen 123 og 118b danner kølekappen 55, der strækker sig ned til bunden af reaktoren. Varmen fra 5 reaktionen opsamles i kappen 55 og føres bort derfra, eller der kan indføres varme i form af et opvarmet kølemiddelfluidum og/eller damp til hjælp ved opstart af reaktoren. Ved den øvre ende af kappen 55 er der en fitting 120, der er monteret på rør-10 delen 123 og leder strømmen fra ledningen 56 til det indre af den øverste del af kappen. Ved den nederste ende af den ydre kappe 55 er der et endedæksel 124, der dækker over den nederste ende af den ydre rørdel 123, der danner kappen, og er fast-15 gjort hertil ved hjælp af gevind eller svejsning.

Endedækslet 124 har en lodret åbning 125 i bunden.

En fitting 126, der er vist i fig. 17, 18 og 19, er ved svejsning fastgjort til den nederste ende 20 af endedækslet 124 og strækker sig til siden, så at den er forsat til den ene side for endedækslet 124. Fittingen 126 har en passage, der munder ud i bunden af kappen, og har et hul 127 ved den ene ende, der er forbundet med ledningen 54. Kappen med 25 endedæksel og fitting ender et stykke over proppen 84 for at muliggøre op-og nedadgående bevægelse i forhold til proppen 84 på grund af ekspansion og sammentrækning.

Til styring af temperaturen er der temperatur-30 følere i form af termoelementer 131, som vist i fig.

4, placeret på den ydre rørdel med ca. 75 m. intervaller, og er forbundet med en temperaturindika-tor T ved jordens overfladeniveau.

Et stort varmetab kan opstå ved tilstedeværel-35 sen af vand inden i foringsrørene 81 og 82. sådant vand vil fordampe og stige til et køligere niveau,

DK 157445 B

20 hvor det kondenseres og derefter strømmer nedad langs ydersiden af reaktoren, indtil det påny fordam per. Denne tilbagestrømsvirkning formindsker den samlede energieffektivitet og muligheden for gennem-5 førelse af processen. For at hindre dette problem kan indersiden af foringsrøret tørres ved pumpning eller rensning eller kan isoleres ved hjælp af et lag af isoleringsmateriale, som angivet ved 129 i fig.

8, 17 og 18. En ‘ plast overtrukket blok af fiberglas, 10 rockwool eller keramisk filt har vist sig at være effektiv som isolering for dette formål, hvilken blok tjener som en skærm til hindring af varmetab ved ledning eller konvektion.

Virkemåde.

15 Det indstrømmende fluidum, der i den her beskrevne specifikke anvendelse er en strøm af kloakslam, pumpes fra en beholdning 38 via ledninger 31 og 33 ind i og ned i den ydre strømningspassage 21. En strøm af luft under tryk pumpes ind i den 20 ydre strømpassage til dannelse af en række "Taylor-bobler" 78 med indbyrdes afstand, og trykket fra pumpen 29 er tilstrækkeligt til at bevæge såvel det indstrømmende fluidum som boblerne ned gennem den ydre passage 21. Efterhånden som de to stoffer 25 passerer ned under jordens overflade, forøges temperaturen og trykket, og de når til et punkt, hvor oxideringen foregår med en accelereret reaktionshastighed, hvilket punkt er markeret med linien D, hvorefter materialerne fortsætter til bunden, der er 30 markeret med linien G. Området mellem linerne D og G betegnes med R.

I reaktionszonen R bevirker trykkene og temperaturerne en hurtig blanding af oxygen med vand til frembringelse af en hurtig oxidering af de brand-35 bare faste materiale og fremkaldelse af varme til opvarmning af fluidumet. Nogle af reaktionsprodukterne

DK 157445B

21 fra oxideringen er CC^, 1^0, ^2 + varme* De^· °Pvar” mede fluidum og reaktionsprodukterne, der benævnes "udstrømmende fluidum", strømmer derefter op gennem den indre strømningspassage 22 i varmeudvekslingen 5 med det nedadstrømmende, indstrømmende fluidum.

Ved afgangen fra reaktoren strømmer det udstrømmende fluidum gennem en udfældningstank og anvendes derefter enten som fortynder af det indstrømmende fluidum til opretholdelse af et passende kemisk oxygenforbrug for 10 det indstrømmende fluidum eller afgives gennem ledningen 44.

Blandingen eller koncentrationen af reagenserne i forhold til hinanden og i forhold til mængden af væskeindhold (vand) i det indstrømmende fluidum sty-15 res ved indstilling af ventilerne 72, 74, 76, 43 og 39 i forhold til hinanden. Det bemærkes, at hver af disse former for styring kan gennemføres i området ved jordens overfladeniveau.

Under starten tilføres der sædvanligvis varme 20 til reaktionszonen for at opvarme det indstrømmende fluidum ved at pumpe et kølemiddel fra tanken 52 gennem varmeapparatet 53 ned gennem ledningen 54, gennem kappen 55 og tilbage gennem ledningen 56. Efter at temperaturen er steget til ca. 205°C ved det øvre 25 niveau af reaktionszonen, og der tilvejebringes varme fra den deraf følgende exoterme reaktion, vendes retningen af kølefluidumet i ledningerne 54 og 56 og pumpes fra kappen op gennem ledningerne 54 og 54b til varmeudvekslingsenheden 58, hvorfra der kan af-30 tages varme eller arbejde gennem en dampturbinegene-rator 60, eller varmen kan anvendes til opvarmning af et rum 67.

Temperaturen ved begyndelsen af reaktionen styres ved ændring af indstillingen af styringen 53b 35 og ved strømningshastigheden i ledningen 54. Temperaturen under driften styres til opretholdelse af

DK 157445 B

22 damptrykket for det indstrømmende fluidum ved den lokale temperatur på en størrelse, der er mindre end det lokale tryk, til hindring af kogning samtidig med, at reaktionshastigheden gøres så stor som mulig.

5 I fig. 22 er der vist et arrangement ifølge opfindelsen, hvor der er tre reaktorer 135, 136 og 137 under jordens overflade, hvilke reaktorer er monteret i et ydre foringsrør 138 til opnåelse af en større behandlingskapacitet i ét lodret hul med 10 kortere dybde, end der ville kræves til en lang reaktor. Foringsrøret har igen en cementforing ved indersiden af hullet og har en cementproptætning 139 ved bunden. Tomrummet mellem reaktorerne og foringsrøret er vist fyldt med en isolation 141.

15 Som tidligere beskrevet omfatter hver reaktor en ydre rørdel og en indre rørdel med tilhørende tilgangs- og afgangsporte over jordens overflade. I det viste arrangement er der en tank 142 for reaktoren 135, en tank 143 for reaktoren 136 og en tank 20 144 for reaktoren 137. En fluidumpumpe 148 og en luftkompressor 149 er som tidligere beskrevet forbundet med hver reaktor. Indstrømmende fluidum angivet ved ledningen 145 og gas under tryk pumpes ind i tanken 142 og herfra ned i reaktoren 135 med 25 udstrømmende fluidum fra reaktoren 135 til tanken 143. Indstrømmende fluidum fra tanken 143 og gas pumpes ned i reaktoren 136, idet udstrømmende fluidum fra reaktoren 136 pumpes ind i tanken 144. Endelig pumpes udstrømmende fluidum og gas under tryk fra 50 tanken 144 til reaktoren 137, og udstrømmende fluidum fra reaktoren 137 føres til et forbrugspunkt gennem ledningen 147.

Dette arrangement med tre reaktorer, der er koblet i serie efter hinanden, forøger reduktionen af 55 C.O.D. over en enkelt reaktor med samme holdetid, tilsyneladende på grund af det faktum, at reaktionsproduktet CO2 kan fjernes via tankene 142 og 143.

DK 157445 B

23

Nogle typiske områder er anført i følgende tabel.

Tabel

Eksempel Område 5 1. Reaktor

Over reaktionszonens diameter

Ydre rørdel Dl ID 6,261 cm 2,54-60;96 cm

Indre rørdel D2 ID 3,962 cm 1,905-50,8 cm

Reaktionszonens diameter 10 Ydre rørdel D3 ID 4,750 cm 1,905-50,8 cm

Indre rørdel D4 ID 2,527 cm 1,27-45,72 cm

Samlet dybde 457,2 m 304,8-1828,8 m

Dybden til starten af reaktionszonen 304,8 m 152,4-1371,6 m 15 Længden af reaktionszonen R 152,4 m 152,4—911,4 m

Temperaturen ved toppen

af reaktionszonen 232,2 C 148,9-287,8 C

Temperaturen ved bunden Q

20 af reaktionszonen 243,3 C 148,9-343,3 C

Trykket ved toppen af 2 o reaktionszonen 2827kN/m 1379-13307kN/m

Trykket ved bunden af 2 - reaktionszonen 4482kN/m 2986-17927kN/m 25 2. Indstrømmende fluidum med reagenser

Affaldsstrøm af kloakslam C.O.D. 7600mg/l 0-20.000 mg/1

Tryk ved overfladen OkN/m2 0-1379kN/m2

Temperatur som den omgivende atmosfære 30 Strømningshastighed ca. 0,189 1/s 0-31,545 1/s.

Luft

Tryk 690kN/m2 0-1379kN/m2

Temperatur som den omgivende atmosfære

Strømningshastighed 7,173x10 ^1/s 0-0,2360 1/s 35 Boblehastighed 0,213m/s 0,152-0,762 m/s Λ i

DK 157445 B

24 TABEL (Fortsat)

Eksempel Område 3. Udstrømmende fluidum

Tryk 552kN/m2 0-1379kN/m2 5 Temperatur som omgivelsernes

Strømningshastighed ca. 0,189 1/s 0-31,545 1/s 4. Ydelse

Energi kJ /dag 0ί>707χ 10 6 0-10 x 108

Reduktion i C.O.D. 70% 0-99% 10 Gennemgangsmængde C.O.D./dag 50,8 kg 45,3-45359 kg

Strømningshastighed 0,189 1/s , 0-31,545 1/s.

Ækvivalent"*") o -> 15 ubehandlet spildevand 272,5 m /dag 170,3-30202 m /dag +) ved 707,6 kg /C.O.D. pr. 3785m3/dag af ubehandlet spildevand.

Industriel anvendelse.

20 Sammenfattende kan det siges, at fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen tilvejebringer en kemisk reaktion med høj temperatur og højt tryk omfattende våd oxidering af kloakslam og andet.fluidumaffald, men kun kræver pumpeapparater med lavt tryk. Så-25 vel de oprindelige omkostninger som driftsomkostningerne er væsentligt lavere end ved andre kendte fremgangsmåder og apparater med opnåelse af tilsvarende resultater. Endvidere kræver fremgangsmåden og apparatet ifølge opfindelsen et minimum af ufaglært ved-30 ligeholdelse og tilvejebringer energi i form af damp af høj kvalitet. Opfindelsen tilvejebringer i hovedsagen en 100% ødelæggelse af alle levende organismer og en reduktion i C.O.D. på ca. 98%, er farveløs og tilvejebringer et affaldsslutprodukt, der er let at 35 afvande.

Ifølge opfindelsen foregår al styring i området ved jordens overflade, der er et minimalt kraftfor-

Claims (21)

1 R bringes til at strømme nedad gennem en nedadgående strømningspassage (21) med en bestemt strømningshastighed til en bestemt dybde i en boring under jordens overflade (17) til dannelse af en hydrostatisk søjle af fluidum, der udøver et tryk og tilvejebringer en tempe- O Λ ratur, der er tilstrækkelig til i denne dybde at bringe reagenserne til at reagere med accelereret hastighed, og hvor det opvarmede fluidum og reaktionsprodukterne bringes til at strømme fra en reaktionszone (R) tilbage i hovedsagen op til jordens overflade (17) i en opadgå- ende strømningspassage (19) i varmeudvekslingsforhold med det nedad strømmende fluidum som et udstrømmende fluidum, kendetegnet ved, at fluidumet bringes til at strømme længere ned gennem en reaktions- zone (R), der strækker sig gennem den nedadgående strøm-3 0 ningspassage (21) et vist stykke under den bestemte dybde, så at der frembringes reaktionsprodukter, og fluidumet opvarmes i reaktionszonen (R), at reaktionen gennemføres med de nedadgående og opadgående passager (19) ophængt i boringen i jorden og med afstand til dennes 35 vægge (16), og at temperaturen af det indstrømmende DK 157445 B fluidum i reaktionszonen (R) styres ved tilførsel af varme til eller fjernelse af varme fra det indstrømmende fluidum i hovedsagen i reaktionszonens område til opnåelse af maksimal reaktionshastighed/ idet det ind-5 strømmende fluidums damptryk ved den lokale temperatur altid holdes lavere end det lokale tryk til hindring af, at det indstrømmende fluidum koger.

1. Fremgangsmåde til gennemførelse af accelererede kemiske reaktioner mellem mindst to reagenser, ved hvilken et indstrømmende fluidum med mindst to reagenser

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1f kendetegnet ved, at det ene af reagenserne er en strøm af 10 gas, der indføres under et bestemt tryk i det indstrømmende fluidum i hovedsagen ved jordens overflade (17) gennem en afgang (26), der vender mod nedstrømsenden af den nedadgående strømningspassage (21), til dannelse af en række forstørrede gasbobler (78), der medføres 15 af det indstrømmende fluidum, til bevirkning af en intens blanding og kontakt samt maximering af reaktionen i reaktionszonen samt til reduktion af pumpningskravene.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1,kendete g-20 n e t ved, at det ene reagens er en gas, der indføres ved flere forskellige dybdeintervaller under jordens overflade (17) som successive strømme med progressivt stigende tryk.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendete g-25 n e t ved, at det indstrømmende fluidums tryk stort set i jordens overflades niveau er i området fra ca. 0 til 1380 kPa ved i hovedsagen atmosfærisk omgiveIsestemperatur med en kontinuerligt nedad og opad strømmende fluidummængde.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at trykket og strømningshastigheden for det indstrømmende og det udstrømmende fluidum styres i hovedsagen ved j.ordens overflade.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg-35 n e t ved, at koncentrationen af reagenserne styres i forhold til hinanden og i forhold til mængden af væskeindhold i det indstrømmende fluidum. DK 15 7 4 4 5 B

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det udstrømmende fluidum successivt føres tilbage, nedefter som indstrømmende fluidum og opefter som udstrømmende fluidum, i en rækkefølge af nedadgående 5 og opadgående strømningspassager, der er placeret i en fælles boring, og som er koblet i serie til gennemførelse af en række kemiske reaktioner på en kontinuerlig strøm af fluidum, idet det udstrømmende fluidum fra hver efter, hinanden følgende reakfor føres ind i en 10 tank, der er åben til atmosfæren, til fjernelse af gas-formige reaktionsprodukter.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det indstrømmende fluidum er kloakslam, der tilføres den nedadgående strømningspassage ved en 15 bestemt strømningshastighed og et bestemt tryk, og at det ene af reagenserne er luft med oxygen til gennemførelse af våd oxidering af kloakslammet.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der tilføres varme til det indstrømmende fluidum 20. hovedsagen i reaktionszonens område til start af reaktionen.

10. Apparat til gennemførelse af accelererede kemiske reaktioner og omfattende en reaktor, der er placeret i en boring i jorden, og som omfatter en første og en 25 anden rørsektion, der afgrænser en nedadgående strømningspassage (21) og en opadgående strømningspassage (22), hvilken nedadgående strømningspassage strækker sig fra i hovedsagen jordens overflade til en tilstrækkelig dybde til at bevirke, at et nedadstrømmende flui- 30 dum deri danner en hydrostatisk fluidumsøjle, der udøver et tryk og tilvejebringer en temperatur, der er tilstrækkelig til at bevirke, at to reagenser i fluidumet i den nævnte dybde reagerer med accelereret hastighed, hvorhos der er organer (29) til at pumpe et indstrøm- 35 mende fludium med mindst to reagenser fra i hovedsagen jordens overflade gennem de nedadgående og opadgående passager, så at der afgives et udstrømmende fludium DK 157445 B med reaktionsprodukter fra reaktoren, kendetegnet ved, at reaktoren er ophængt i boringen (16) ved jordoverfladen (17) med afstand fra boringens vægge, at den nedadgående strømningspassage strækker sig nedad fra 5 den nævnte dybde til dannelse af en reaktionszone (R), så at der under brugen produceres reaktionsprodukter og fluidumet opvarmes i reaktionszonen, og at der er organer (51, 52, 53) til under brugen at styre det indstrømmende fluidums temperatur i reaktionszonen ved til-10 førsel eller fjernelse af varme i reaktionszonens område til under brugen at opretholde en i hovedsagen maksimal reaktionshastighed, uden at fluidumet koger i reaktionszonen.

11. Apparat ifølge krav 10, kendeteg-15 net ved, at de første og de andre rørsektioner er anbragt koncentrisk med indbyrdes afstand inden i hinanden, idet den ydre rørsektion er lukket ved bunden til dannelse af et hydraulisk gennemstrømnings-U-rør.

12. Apparat ifølge krav 10, kendeteg- 20 net ved, at reaktoren er placeret i en underjordisk, foret boring, der udgør et underjordisk hus for, men er adskilt fra reaktoren.

13. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at de første og de andre rørsektioner er un- 25 derstøttet hængende fra en fælles bæreplade ved jordoverfladens niveau.

14. Apparat ifølge krav 10, kendetegne t ved, at rørsektionerne er formindsket i diameter i en bestemt dybde under jordens overflade i hovedsagen 30 ved den øvre grænse for reaktionszonen til opretholdelse af en i hovedsagen konstant hastighed gennem rørsektio-nerne.

15. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved pumpeorganer (29) i området ved jordens overfladeniveau til tilvejebringelse af en kontinuerlig flu- DK 157445 B idumstrøm gennem de opadgående og nedadgående strømningspassager.

16. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved, at organerne til at styre temperaturen af den 5 indstrømmende fluidum omfatter en kappe (55) med en indre, ringformet passage, der omgiver og er i varmeudvekslingsforhold med den ydre af rørsektionerne, og hvorigennem der under brugen pumpes et kølefluidum, og endvidere et par strømningsledninger, der er koblet til kap-10 pen, og som strækker sig op til jordens overfladeniveau til cirkulation af fluidum til og fra kappen til jordens overfladeniveau.

17. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved en tank (52), en pumpe (51), en varmeveksler 15 (58), en styreventil og en varmekilde (53) i området ved jordens overfladeniveau indkoblet i et fluidumkreds-løb med kappen (55) og strømningsledningerne til opvarmning og pumpning af opvarmet fluidum ind i kappen i én operationsform og til pumpning af opvarmet fluidum fra 2^ kappen gennem varmeveksleren i en anden operationsform til styring af temperaturen af fludiumet i reaktions-zonen.

18. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet ved organer (71-77) til indføring af en gasstrøm med et 25 bestemt tryk ind i den nedadgående passage i området ved jordens overfladeniveau til dannelse under brugen af forstørrede gasbobler (78)» sædvanligvis kendt som "Taylor bobler", der har en stort set cylindrisk krop, en stort set sfærisk hætte og modsat hætten en afskåret 30 del, og som pumpes ned med det indstrømmende fluidum.

19. Apparat ifølge krav 18, kendetegnet ved, at et antal tilgange for gasstrømme er placeret med bestemt indbyrdes afstand under jordens overfladeniveau.

20. Apparat ifølge krav 18, kendetegnet 35 ved, at organerne til indføring af en gasstrøm omfatter en udløbsrørsektion i den nedadgående strømningspassage DK 157445B anbragt i passagens længderetning med en afgangsåbning vendende mod nedstrømsenden af den nedadgående strømningspassage.

21. Apparat ifølge krav 10, kendetegnet 5 ved et antal reaktorer, der er placeret ved siden af hinanden i et enkelt borehul, og som er strømningsmæssigt seriekoblet, idet det indstrømmende fluidum indføres i en af reaktorerne, hvorefter det udstrømmende fluidum fra denne reaktor føres til den næste reaktor 10 til successiv omløb af fluidumet tilbage nedefter til yderligere reaktion til gennemførelse af en række af kemiske reaktioner i en kontinuerlig strøm af fluidum.