FI104561B - Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi - Google Patents

Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI104561B
FI104561B FI980456A FI980456A FI104561B FI 104561 B FI104561 B FI 104561B FI 980456 A FI980456 A FI 980456A FI 980456 A FI980456 A FI 980456A FI 104561 B FI104561 B FI 104561B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
regenerator
riser
cyclone
unit
Prior art date
Application number
FI980456A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI980456A (fi
FI980456A0 (fi
Inventor
Jukka-Pekka Nieminen
Jyrki Hiltunen
Steven Gust
Original Assignee
Fortum Oil And Gas Oy Fortum O
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fortum Oil And Gas Oy Fortum O filed Critical Fortum Oil And Gas Oy Fortum O
Publication of FI980456A0 publication Critical patent/FI980456A0/fi
Priority to FI980456A priority Critical patent/FI104561B/fi
Priority to CN99805576A priority patent/CN1130446C/zh
Priority to EA200000887A priority patent/EA001850B1/ru
Priority to US09/623,018 priority patent/US6814940B1/en
Priority to BR9908324-8A priority patent/BR9908324A/pt
Priority to EP99906280A priority patent/EP1060232B1/en
Priority to CA002321824A priority patent/CA2321824C/en
Priority to ES99906280T priority patent/ES2209399T3/es
Priority to DE69913108T priority patent/DE69913108T2/de
Priority to AU26267/99A priority patent/AU2626799A/en
Priority to PCT/FI1999/000153 priority patent/WO1999043768A1/en
Priority to IDW20001624A priority patent/ID28197A/id
Priority to AT99906280T priority patent/ATE255155T1/de
Publication of FI980456A publication Critical patent/FI980456A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI104561B publication Critical patent/FI104561B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005—Separating solid material from the gas/liquid stream
    • B01J8/0055—Separating solid material from the gas/liquid stream using cyclones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • B01J8/1854—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement inside the reactor to form a loop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/16—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form
    • C10B49/20—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form
    • C10B49/22—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Cyclones (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)

Description

1 104561
Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pvrolysoimiseksi - Esillä oleva keksintö liittyy termisiin konvertointiprosesseihin, erityisesti hiilipitoisten 5 lähtöaineiden, kuten biomassan ja orgaanisten jätteiden, pyrolyysiin. Menetelmän mukaan hiilipitoinen lähtöaine syötetään reaktoriin, jossa se konvertoidaan kohtuullisessa lämpötilassa ja partikkelimaisen lämmönsiirtoaineen läsnäollessa. Partikkelimainen aines pidetään fluidisoituna fluidisoivan kaasun avulla. Pyrolyysin jälkeen partikkelimainen aines erotetaan hiilivetytuotteista, regeneroidaan polttamalla ja kierrätetään takaisin reaktoriin. Pyro-10 lyysin tuotteina saadaan kiintoaineita, nesteitä ja/tai kaasuja, jotka otetaan talteen reaktorista. Valinnaisesti tuotteita käsitellään edelleen prosessin lisävaiheissa, esimerkiksi kon-densoidaan höyrystyneet hiilivedyt.
Yhteiskunnan jatkuva ja kasvava huoli fossiilisten polttoaineiden käyttöön ja jätemateriaa-15 lien hävittämiseen liittyvistä ympäristöongelmista on johtanut lisääntyneeseen tutkimuk seen sekä monien sellaisten teknologioiden kehittämiseen ja kaupallistamiseen, joiden tavoitteena on parantaa materiaalien ympäristövastuullista keräystä, tuotantoa ja käyttöä.
Nykyisellään kiinteistä jätevirroista, metsäteollisuuden tähteistä tai tarkoitusta varten vil-20 jellyistä kasveista saataviin orgaanisiin aineisiin perustuvien materiaalien laajamittaista käyttöä rajoittavat suhteellisen kalliit kustannukset verrattuna olemassa olevaan fossiilisten polttoaineiden käyttöön liittyvään infrastruktuuriin. Nämä kalliimmat kustannukset johtuvat sekä korkeammista lähtöainekustannuksista että korkeammista konvertointikustannuk- • 4 sista. Korkeammat konvertointikustannukset liittyvät mittakaavan taloudellisuuden hyvin 25 tunnettuun ongelmaan, jonka aiheuttaa se, että raaka-aineet ovat varsin erilaisia, mikä johtaa korkeisiin keräys-ja kuljetuskustannuksiin. Biomassan konvertoinnin osalta tärkein tavoite on lisätä lopputuotteen energiapitoisuutta käyttökustannusten minimoimiseksi. Myös nesteitä suositaan, koska niitä on helppo käsitellä, kuljettaa ja varastoida sekä niiden > · käytön kannalta edullisten ominaisuuksien vuoksi.
30 «
Yleisesti ottaen pyrolyysi on terminen pilkkoutumisprosessi, jossa suuret molekyylit hajotetaan tai krakataan pienemmiksi molekyyleiksi. Sitä voidaan käyttää monien kiinteiden tai nestemäisten materiaalien konvertoimiseksi helpommin käytettävään muotoon ja itse asiassa sitä on käytetty vuosisatojen ajan kasvihiilen ja korkean viskositeetin tervojen tuottami- 2 104561 seen biomassasta. Menetelmää voidaan kuvata termiseksi krakkaukseksi tai depolymeroin-tiprosessiksi hapettomissa tai lähes hapettomissa olosuhteissa. Viimeisten 10-20 vuoden aikana tekniikkaa on muunnettu nesteiden saannon maksimoimiseksi kasvattamalla kuu-mennusnopeus suuremmaksi kuin 1000 °C/sekunti, pienentämällä höyryn viipymäaikaa 5 alle 15 sekunnin ja parantamalla tuotteen talteenottoa nopealla jäähdytyksellä.
Lähtöaineiden mukaan perinteinen pyrolyysilaitteisto käsittää raaka-aineiden kuivaimen, valinnaisesti mekaanisen jauhimen partikkelikoon pienentämiseksi, syöttölaitteen, reaktorin, sykloneja kiintoaineen poistamiseen kaasuvirrasta, hiilen polttimen lämmön tuottami-10 seksi reaktioon ja astiat kiintoaineiden poistoa ja talteenottoa varten. Lisäksi laitteistoon kuuluu usein hiilen polttimeen liitetty lämmön talteenottolaitteisto. Reaktoreita käytetään pienessä ylipaineessa.
Yllä kuvattua prosessilaitteistoa käytetään termisessä konvertoinnissa, jota kutsutaan 15 "flash-" tai "nopeaksi" pyrolyysiksi. Kun menetelmää sovelletaan pieniin biomassapartik-keleihin (pienin läpimitta < 5 mm) ja 400 - 700 °C:n lämpötiloihin, ovat nestesaannot niinkin korkeita kuin 65 - 75 paino-%. Prosessin muut tuotteet ovat hiili (10-15 paino-%) ja tiivistymättömät kaasut, kuten metaani CH4, hiilimonoksidi CO ja hiilidioksidi CO2 (10 - 15 paino-%).
1 20
Kiintoaineen, nesteiden ja kaasumaisten aineiden suhde määräytyy sekä kuumennusnopeu-den että maksimilämpötilan mukaan ja yleensä se riippuu lähtöaineista. Jos halutaan mak-j simoida nestetuotteen määrä, on yleisesti tunnettua, että lämpötilat alueella 400 - 600 °C ja suhteellisen lyhyet viipymäajat ovat edullisimpia. Nämä prosessiolosuhteet johtavat kor-’ 25 keisiin saantoihin, jotka ovat luokkaa 65 - 75 paino-% lähtöaineista.
Tunnetussa tekniikassa endotermiseen pyrolyysireaktioon tuotetaan lämpöä erillisessä kat- tilassa tai regeneraattorissa polttamalla kondesoitumattomia kaasuja, tervaa ja palavia ' kiintoaineita, joita syntyy prosessissa. Lämpö siirretään kattilasta reaktoriin kiinteiden par- 30 Ukkelien, esimerkiksi hiekan avulla. Kemiallisen reaktion jälkeen kiintoaineet voivat olla tervan peittämiä, joka terva poltetaan kattilassa. Kiintoaineet (palavat ja hiekka) poistetaan kaasuvrrasta yleensä yhdessä tai useammassa syklonissa, jotka on sijoitettu reaktorin jäl-j keen.
im tm -m 3 104561
Hiilipitoisten aineiden pyrolyysimenetelmiä ja niissä käytettyjä laitteistoja on kuvattu seu-raavissa patenteissa: v W.M. Hearon et. AI. “Preparation of Unsaturated Hydrocarbons from Oxygen Containing 5 Organic Materials” U.S. Patent 3,148,227 Issued sept. 8, 1964 C. K. Choi, “Process and Apparatus for Rapid Pyrolysis of Carbonaceous Materials” U.S. Patent 4,101,412 issued July 18, 1978 10 E.L. Capener, M. Low, “Method and Apparatus for converting Solid Organic Material to Fuel Oil and Gas” U.S. Patent 4,344,770 issued Aug. 17, 1982 E. Chomet, C. Roy, “Organic Products and Liquid fuels from Lignocellulosic Materials by Vacuum Pyrolysis” Canadian Patent 1,163,595 issued March 13,1984 15 D. S, Scott “Pyrolysis Process for Biomass” Canadian patent 1,241,541 issued June 6, 1988 D.A, Berg, “ Method and Apparatus for Rapid Thermal Processing”
Canada patent 1,283,880 issued May 5,1991 20
Nykyistä teknologiaa hankaloittavat jotkin merkittävät ongelmat. Niinpä jotta saavutettaisiin korkea tuotteen laatu on välttämätöntä poistaa kaasuista mahdollisimman suuri pro-. sentuaalinen osuus kiintoaineita ennen lauhdutusta. Nestemäiseen tuotteeseen jääneet kiintoaineet alentavat merkittävästi tuotteen laatua, sillä ne tukkivat pienet kanavat pum-25 puissa, polttoainelinjoissa ja suuttimissa ja niiden epäillään myös lisäävän polymerisoitu-mistaja siitä seuraavaa viskositeetin kasvua nestemäisessä polttoaineessa.
Edellä mainitussa keksintöön liittyvässä tekniikassa käytettävillä perinteisillä sykloneilla ja erillisillä reaktoreilla ja regeneraattoreilla on rajoitteita, jotka supistavat niiden käyttöä , 30 biomassan pyrolyysiprosesseissa. Siten perinteisissä sykloneissa kiintoaineisiin kohdistu vat korkeat nopeudet, mikä johtaa sekä kiintoaineiden että rakennemateriaalien nopeaan kulumiseen. Vaadittava laitteisto on suuri ja raskas. Ulkopinnat ovat suuria, mikä aiheuttaa suuria säteilyhäviöitä. Välimatka, joka kiintoaineiden on kuljettava on pystysuunnassa pitkä, mikä edellyttää kallista prosessinohjauslaitteistoa.
5 4 104561
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan ongelmat ja saada aikaan uusi menetelmä biomassan, orgaanisten jätteiden ja näiden kaltaisten hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi.
Nämä ja muut tavoitteet sekä niiden edut tunnettuun tekniikkaan verrattuna, mitkä käyvät ilmi jäljempänä seuraavasta selityksestä, saavutetaan keksinnön avulla, kuten jäljempänä on kuvattuja patenttivaatimuksissa esitetty.
10 Esillä oleva keksintö perustuu siihen, että käytetään ainakin kahta sisäkkäin samankeski-sesti jäljestettyä kemialliseen tai fysikaaliseen konvertointiin tarkoitettua lieriömäistä kiertomassareaktoria tai termistä regeneraattoria, joissa on moniaukkosyklonit, mikä mahdollistaa hiiltyvän materiaalin termisen konvertoinnin tai pyrolyysin lukuisiksi nestemäisiksi, kiinteiksi ja kaasumaisiksi tuotteiksi.
15
Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä käsittää erityisesti biomassan tai orgaanisten jätteiden pyrolysoimisen yli 400 °C:n lämpötiloissa sellaisessa laitteessa, johon kuuluu reaktori, jossa on nousutila, jonka aksiaalinen poikkileikkaus on renkaanmuotoinen ja joka on varustettu moniaukkosyklonilla partikkelimaiseen aineen erottamiseksi, ja regeneraatto-20 rin, jossa on nousutila, jonka aksiaalinen poikkileikkaus on renkaanmuotoinen ja joka re-3 generaattori on järjestetty samankeskeisesti käytettävän reaktorin kanssa. Mainittu re- generaattori on myös varustettu moniaukkosyklonilla regeneroidun partikkelimaisen ai-| t neen erottamiseksi. Keksinnön mukaan regeneraattorin Iaskujalka on yhteydessä reaktio- j · yksikön nousutilan ja kuivatusyksikön kanssa.
25 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 30 15 tunnusmerkkiosassa.
Esillä olevan keksinnön avulla saadaan aikaan huomattavia etuja. Niinpä perinteinen on-” gelma suurista kiintoaineen määristä nestetuotteissa on saatu minimoitua ja on mahdollista tuottaa pyrolyysiöljyä, jonka laatu on korkeampi kuin tunnetun tekniikan mukaisesti tuo- 5 104561 tetuilla öljyillä. Moniaukkosykloneiden sisällyttäminen reaktorikonfiguraatioon pienentää kaasunopeuksia, pienentää syklonin fyysistä kokoaja lyhentää kaasujen viipymäaikoja syklonissa. Tämä johtaa suoraan ulkoseinämän pinta-alan pienenemiseen kuumissa reaktoreissa, mistä seuraa, että materiaalia tarvitaan vähemmän ja niinpä reaktori on halvempi.
5 Lisäksi alemmat kaasunopeudet vähentävät rakennemateriaalien kulumista.
Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin.
Kuviossa 1 on poikkileikattuna sivukuvantona esitetty esillä olevan keksinnön edullisen 10 sovellutusmuodon mukainen pyrolyysilaite.
Kuviossa 2 on osittaisena poikkileikattuna sivukuvantona esitetty esillä olevan keksinnön toisen edullisen sovellutusmuodon mukainen rakenne yksinkertaistettuna.
Tämän keksinnön yhteydessä termejä "terminen konvertointi" ja "pyrolyysi" käytetään 15 vaihdettavasi nimittämään termistä prosessia, jossa orgaanista materiaalia, joka on bio massaa tai orgaanista jätettä, käsitellään kohtuullisissa tai korkeissa lämpötiloissa käyttökelpoisten kiinteiden, nestemäisten ja/tai kaasumaisten tuotteiden valmistamiseksi.
Termisen konvertoinnin yhteydessä "kohtuulliset lämpötilat” ovat noin 400 - 800 °C:n, 20 tyypillisesti korkeintaan 600 °C:n lämpötiloja, kun taas "korkeat lämpötilat" ovat yli 800 °C:n lämpötiloja. Termi "korotettu lämpötila" kattaa molemmat lämpötila-alueet.
Termejä "regeneraattori", "kiintoaineiden toistokuumennin" ja "hiilen poltin" käytetään samamerkityksisinä kuvamaan reaktioaluetta, jossa lämmönsiirtopartikkelit kuumennetaan 25 uudelleen partikkelien pinnalle kertyneen pyrolyysituotteen poistamiseksi ja partikkelimai-sen aineen lämpösisällön kasvattamiseksi.
Esillä olevan keksinnön pyrolyysijäijestelmä suorittaa hiiltyvän lähtöaineen termisen kon-' vertoinnin hiileksi, tiivistyviksi kaasuiksi tai tiivistymättömiksi kaasuiksi. Menetelmä kä- . 30 sittää vaiheet lähtöaineen kuivaamiseksi ja jauhamiseksi, lähtöaineen termiseksi konver toinniksi tai pyrolysoimiseksi lämmönsiirtoaineen läsnäollessa, tuotteiden ja lämmönsiirto-aineen erottamiseksi, lämmönsiirtoaineen regeneroimiseksi ja termisen konvertoinnin tuotteiden talteen ottamiseksi.
6 104561
Laite käsittää tyypillisesti lähtöaineen syöttimen, flash-pyrolyysireaktorin, fluidisoivan kaasun syötön, moniaukkoisen (moniaukkoiset) syklonin (syklonit), hiekan toistokuumen-timen tai regeneraattorin, lauhduttimet ja pyrolyysillä tuotettujen nesteiden varastoinnin.
5 Vaihdellen materiaalin tyypin ja muodon mukaan, syöttömateriaali ensin kuivataan siten, että sen kosteuspitoisuus on 5-25 %, mutta edullisesti 7 - 12 % ja valinnaisesti konvertoidaan soveltuvan kokoiseksi hienojakoisesti jaotelluksi raaka-aineeksi.
Lämmönsiirtoaine, joka käsittää kiintoainetta, esimerkiksi hiekkaa, mutta mahdollisesti 10 myös katalyyttejä, fluidisoidaan oleellisesti hapettomalla kaasulla, kuten palokaasulla reaktoritilassa, jonne syöttömateriaali syötetään. Lämmönsiirtomateriaali muodostaa reak-toritilaan leijukerroksen. Leijukerros voidaan muodostaa perinteisen tyyppiseen reaktoriin, kuten leijukerrosreaktoriin, tai reaktori voi olla kiertomassareaktori (CFBR). Viimeksi mainitun tyyppisessä reaktorissa fluidisaationopeudet ovat niin suuria, ettei kerroksen pinta 15 enää ole tarkoin määritelty vaan sen tilalla on alue, jossa kiintoainepitoisuus hitaasti laskee korkeuden mukana. Jos partikkelit ovat hienoja, tämä johtaa nopeaan fluidisaatioon, jossa kiintoaineiden poistuminen tapahtuu niin suurilla nopeuksilla, että yleensä nopeita leijuker-roksia pystytään ylläpitämään ainoastaan kierrättämällä poistetut kiintoaineet syklonien kautta.
20
Keksinnön mukaan lähtöaineiden terminen konvertointi tapahtuu kiertomassareaktori ssa, jossa reaktioilla eli reaktorin fluidisaatiotila käsittää kahden samankeskisesti järjestetyn lieriömäisen tai kartiomaisen verhopinnan välisen tilan, jonka aksiaalinen poikkileikkaus 1 on renkaanmuotoinen, jossa tilassa syöttö ensin suspendoidaan tai höyrystetään leijuker- 25 rokseen ja sitten konvertoidaan reaktiotuotteiksi korotetussa lämpötilassa.
Kuumennetun kerroksen lämpötila, nopeus ja massa sovitetaan sellaisiksi, että seuraavassa pyrolyysiprosessissa maksimoidaan halutun tuotteen saanto. Kuuma lämmönsiirtoaine kuumentaa syöttömateriaalin nopeasti, siten että viipymäaika on alueella 0,01-10 sekun-30 tia, edullisesti 0,1-2 sekuntia, loppulämpötilaan, joka on 450 - 600 °C, jolloin syöttömateriaali konvertoituu termisesti tai pyrolysoituu käyttökelpoisiksi kaasuiksi ja kiintoaineiksi.
7 104561
Kiintoaine ja pedin materiaali poistetaan tämän jälkeen yli 99,5-prosenttisesti reaktiokaa-susta moniaukkoisen syklonin avulla, joka sykloni sijaitsee suoraan aksiaalisesti renkaan-muotoisen reaktorin nousutilan yläpuolella. Tällainen jäijestely mahdollistaa reaktion vii-pymäaikojen lyhentämisen, koska moniaukkoinen sykloni taijoaa nopeamman ja tehok-5 kaamman partikkelimaisen aineen erotuksen reaktiokaasun virrasta kuin yksiaukkoinen sykloni. Syklonista partikkelimainen aines voidaan kierrättää regeneraattoriin kiintoaineen palautuskanavan kautta tai alaspäin viettävän laskujalan kautta, joka laskujalka muodostuu kahden samankeskisesti jäljestetyn lieriömäisen tai kartiomaisen verhopinnan välisestä tilasta, jonka aksiaalinen poikkileikkaus on renkaanmuotoinen.
10
Edullisen sovellutusmuodon mukaan regeneraattori käsittää nousuputken ja laskujalan, joiden rakenne on samanlainen kuin yllä kuvatussa reaktorissa ja se on sovitettu samankeskisesti reaktorin ympärille kiinteän rakenteen aikaansaamiseksi.
15 Regeneraattorissa kiintoaineet fluidisoidaan sitten ilmalla tai jollain muulla happipitoisella kaasulla; hiili poltetaan kun se virtaa pystysuunnassa ilman kanssa ympäröivässä ulommassa regeneraattorireaktorissa tai hiilen polttimessa. Polttaminen nostaa petimateriaalin lämpötilaa reaktorissa tarvittaviin toimintaolosuhteisiin.
20 Kuten edellä mainittiin, reaktorin ja regeneraattorin nousutilojen ja laskujalkojen aksiaalinen poikkileikkaus on renkaanmuotoinen ja ne on sovitettu koaksiaalisesti. Edelleen erään keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan lähtöaineen esikäsittelyssä käytettävässä kui- • · vaimessa on kolmas nousutila ja vastaava laskujalka, jotka on sovitettu samankeskisesti yhdistetyn regeneraattorin ja reaktorin ympärille. On mahdollista jäljestää kanavat materi-25 aalin sisäisen kierrätyksen jäijestämiseksi ainakin yhdessä kuivaimessa, reaktorissa ja kiintoaineiden toistokuumentimessa kuten myös jäljestää yhteys kuivaimen laskujalan ja kiintoaineiden toistokuumentimen nousutilan välille ja regeneraattorin laskujalan ja reakto- *. rin nousutilan välille. Reaktorin laskujalka voidaan yhdistää sekä kuivaimen että re- • « generaattorin nousutilojen kanssa.
Syntyvät pyrolyysikaasut voidaan kanavoida lauhduttimien sarjaan, missä kaasut lauhtuvat ja tiivistymättömät kaasut jatkavat palautumista joko kuivaimeen tai hiilen pottimeen energian talteen ottamista varten.
30 • · 104561 s
Monenlaisia lähtöaineita voidaan käyttää reaktori]'äijestelmän syöttönä. Lähtöaineina käytettävien materiaalien yhteinen nimittäjä on, että ne sisältävät hiiltä tai ovat hiilipitoisia.
Nämä voidaan jakaa kahteen pääryhmään: biomassa ja jätteet.
5 Biomassalähtöaineet valitaan edullisesti metsäteollisuuden tähteistä ja harvennustähteistä; maatalouden tähteistä kuten oljista, oliivin harvennuksen tai keräämisen tähteistä; energia-kasveista, kuten pajuista, energiaheinästä (energy hay), esimerkiksi Miscanthou-heinästä; * ja turpeesta.
10 Jätteet ovat edullisesti orgaanisia, kiinteitä tai nestemäisiä j a ne valitaan j ätteestä tuotetusta polttoaineesta (refuse derived fuel, RDF) sahalaitosten jätteistä, vanerista, huonekaluista ja muista mekaanisen metsäteollisuuden tähteistä; muovijätteistä; ja jätelietteistä (mukaan * lukien teolliset j a yhdyskuntajätteet). j 15 Uuden rakenteen mukainen laite käsittää sisemmän reaktorin, jossa on aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoinen nousutila ja ulomman kiintoaineiden toistokuumenti-men, jossa likaantuneet ja viilentyneet kiintoainepartikkelit voidaan uudelleen kuumentaa ja palauttaa takaisin prosessiin. Seuraavassa selityksessä kiertävää kiintoainemassaa merkitään lyhenteellä "KM".
20
Kun katsotaan kuviota 1, voidaan havaita, että esillä olevan keksinnön ensimmäisen so-2 vellutusmuodon mukainen laite käsittää kaksi samankeskisesti sovitettua lieriömäistä KM- ; : reaktoria, jotka on erotettu toisistaan kuorella 22, ja joista sisempää kutsutaan "reaktoriksi" tai "reaktoriyksiköksi" ja ulompaa "regeneraattoriksi" tai "regeneraattoriyksiköksi".
25
Reaktoriyksikön muodostaa kaksi, tai kuten kuviossa on esitetty, edullisesti kolme sisäkkäin asennettua, oleellisesti lieriömäistä putkea 1, 2 ja 3, jotka voivat olla terästä tai vastaavaa metalliseosta, ja joiden välille muodostuu aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan rengasmaiset tilat 20, 19 ja 13. Näistä tilassa 13 tapahtuu haluttu reaktio. Putket on asennettu s» 30 siten, että niiden pituusakselit ovat samankeskiset ja pystysuorassa. Rengasmaisen nousu- "* tilan 13 päälle, putkien 2 ja 3 jatkeeksi on asennettu moniaukkoinen sykloni 14, 17, jonka ulkoseinämään on muodostettu syklonin johtosiivistö 14. Syklonissa on keskusputki 21 . tuotekaasun poistamiseksi, kun taas sisemmän teräsputken 3 sisätilaan on muodostettu •« 2 syklonissa kaasuista erotettavan kiinteän aineen siirtokanavat 19 ja 20.
9 104561
Regeneraattoriyksikön muodostaa reaktorin ulkovaipan 3 lisäksi kolme samankeskisesti asennettua, oleellisesti lieriömäistä putkea 4, 5 ja 6, joiden välille muodostuu aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan rengasmaiset tilat 29,28 ja 24. Näistä tilassa 24 tapahtuu kiintoaineen uudelleenkuUmennus. Painekuori 6 on sisäpuolelta vuorattu eristemassakerroksella 7, 5 jotta kuoren lämpötila olisi tarvittavan lujuuden kannalta edullisempi. Rengasmaisen tilan 24 päälle on reaktorin tapaan asennettu moniaukkoinen sykloni 25,26, jonka johtosiivistö on kiinnitetty joko lieriöön 5 tai painekuoreen 6. Syklonissa on keskusputki 30, re-generaattorissa syntyvän palokaasun poistamiseksi, kun taas teräsputkien 5 ja 6 avulla on muodostettu syklonissa kaasuista erotettavan katalyyttisen kiinteän aineen siirtokanavat 28 10 ja 29.
Reaktorin leijutuskaasuvirta on kuviossa merkitty numerolla 8. Virta 8 tulee reaktiotilaan fluidisaatiopohjan 12 kautta, jonka yläpuolella siihen sekoittuu ensin katalyytti joka saadaan palautuskanavasta 20 venttiilin 31 kautta ja sitten ylempänä reaktiotilassa syöttöput-15 kien 16 suuttimien 17 kautta ruiskutettu syöttövirta 10. Sekoittuneet kaasuvirrat 8 ja 10 kulkevat kaasumaisessa muodossa rengasmaista nousutilaa 13 pitkin kuljettaen mukanaan kiintoainetta reaktorin syklonin johtosiivistöön 14. Katalyytti luovuttaa lämpöä nousutilas-sa 13 tapahtuvaan reaktioon ja syöttövirran 10 höyrystykseen, jolloin sen lämpötila laskee. Johtosiivistöstä 14 kaasuja hiukkaset saapuvat tangentiaalisesti sisemmän reaktorin syklo-20 nin kammioon 17, jossa hiukkaset erottuvat kammion seinämälle 18 ja putoavat siirtokanaviin 19 ja 20. Tarvittaessa osa kiintoaineesta voidaan palauttaa ylijuoksuna takaisin reaktorin alaosaan rengasmaisen sisäisen kierrätyskanavan 19 kautta. Kanava 19 ei ole . välttämätön laitteen toiminnalle, mutta tuo joissain tapauksissa etua reaktion kannalta. Ka- navassa 20 kiintoaine siirtyy alaspäin kiinteäkerrostilassa, jolloin kaasuvirtojen sekoittu-25 minen reaktorin ja regeneraattorin välillä kiintoaineensiirtokanavan 20 kautta estyy. Reaktorin sykloniin tullut kaasuvirta 11 poistuu reaktorista sisemmän syklonin keskusputken 21 kautta. Kiintoainevirtaa reaktorista regeneraattoriin säädetään venttiilillä 31, jolla on sylinterin muotoinen, mekaanisesti tankojen 32 välityksellä liikuteltava säätöelin.
' « . 30 Regeneraattori on sijoitettu reaktorin ympärille siten, että ne erottaa toisistaan kiintoainetta täynnä oleva siirtokanava 29. Regeneraattori koostuu reaktorin lailla kahden sylinterimäi-sen verhopinnan välisestä nousutilasta, jota rajoittaa kaksi lieriömäistä pintaa, jotka ovat laitteiston kuori ja kuoren sisäpuolelle asennettu reaktoriputki. Sanotun reaktoriputken ja reaktorin ulomman lieriörakenteen välille on vielä asennettu sylinterimäinen seinämä, jotta 10 104561 saataisiin aikaan yllä mainittu kiintoaineen siirtokanava 29. Kiintoaineen toistokuumenti-meen tulee sisään happea sisältävä kaasuvirta 9 (esim. ilmaa) fluidisaatiopohjan 23 kautta ja nousee aksiaalisesti rengasmaisessa nousutilassa 24 kuljettaen mukanaan kiintoainetta regeneraattorin syklonin johtosiivistöön 25. Regeneraattorissa kiintoaineen pinnalle mah-5 dollisesti kerrostunut koksi ja sen huokosissa olevat orgaaniset aineet hapettuvat eli palavat nousukanavassa 24, mikä nostaa kiintoaineen lämpötilaa. Regeneraattorin syklonin kam-' mio 26 on sijoitettu reaktorin yläpuolelle. Syklonikammiossa 26 hiukkaset erottuvat syklo nin seinälle 27 ja putoavat kanaviin 28 ja 29. Palautuskanava 29 johtaa kiintoaineen takaisin reaktoriin. Se osuus kiintoaineesta, joka ei mahdu palautuskanavaan, putoaa ylijuoksu-= 10 na takaisin regeneraattorin alaosaan kanavan 28 kautta. Partikkelimainen aines pidetään sisäisen kierron kanavassa edullisesti fluidisoidussa tilassa, jolloin säätöventtiiiä ei tarvita. Regeneraattorin palokaasuvirta 12 poistuu syklonin keskusputken 30 kautta. Paluukana- vassa 29 hitaasti alaspäin kiinteäkerrostilassa virtaava kiintoaine estää reaktorin ja re generaattorin kaasutilojen sekoittumisen. Kiintoainevirtaa regeneraattorista reaktoriin sää-15 detään liikuttamalla venttiilin 33 sylinterinmuotoista säätöelintä mekaanisesti siihen yhdistettyjen tankojen 34 välityksellä.
Märille materiaaleille, kuten lietteille, sahanpurulle jne., jotka käsittävät hienojakoista kiintoainetta voidaan käyttää kuviossa 2 esitettyä sovellutusmuotoa. Se käsittää pyro-20 lyysilaitteen, joka koostuu reaktorista 41 ja laskujalasta 42. Reaktoriin sisältyy kanava 52 reagoimattoman biomassan ja kiintoaineiden sisäiseen kierrätykseen. Sanottu kanava on edullisesti sovitettu reaktorin ja laskujalan väliin. Nousuthan, laskujalan ja kierrätyskana-" ^ van aksiaaliset poikkileikkaukset ovat renkaanmuotoiset. Regeneraatton tai kiintoaineiden j ' toistokuumennin 43, jonka aksiaalinen poikkileikkaus on renkaanmuotoinen, on sovitettu j 25 samankeskisesti reaktioyksikön 41, 42, 52, kanssa. Regeneraattorissa on kanava 44 käsi- ' tellyn aineksen sisäistä kierrätystä varten ja keskellä oleva lieriömäinen laskujalka 45, joka on yhteydessä reaktorin 41 nousuthan kanssa. Kuivain tai kuivatusyksikkö 46 - 48 on so-, vitettu samankeskisesti reaktioyksikön 41, 42, 52 ympärille. Kuivaimen rakenne on reakto- \ rin ja regeneraattorin kanssa samanlainen ja kuivaimessa on aksiaaliselta poikkileikkauk- 30 seitaan renkaanmuotoinen kanava 47 sisäistä kierrätystä varten ja laskujalka, jolla on sa- % manlainen poikkileikkaus.
π 104561
Kunkin aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoisen nousutilan yläpuolella (nou-sutilan määrittelevien putkien jatkeena) on moniaukkoinen sykloni 49-51 kaasun ja kiintoaineiden erottamiseksi.
5 Kuivatusyksikön, reaktorin ja toistokuumentimen väliset yhteydet ja yhdyskanavat on esitetty kuviossa 2. Kuten helposti nähdään, laitteen alaosaan muodostunut kanava 53 luo yhteyden toistokuumentimen laskujalan 45 ja reaktorin ja kuivaimen nousutilojen 41,46 välille. Reaktorin 41 nousutila on myös yhdistetty kuivaimen 48 laskujalkaan. Materiaalien virtaa sanotuissa yhdyskanavissa eri osien laskujalkojen välillä säädellään säätöventtiileillä 10 54-57.
Kiintoaineiden fluidisoimiseksi reaktorissa 41 voidaan käyttää esimerkiksi toistokuumen-timesta saatavia palokaasuja. Palokaasuja käytetään edullisesti myös lähtöaineen kuivaamisessa. Ilma ja mahdollisesti kondensoitumattomat pyrokaasut (reaktorista) voidaan 15 syöttää toistokuumentimeen 43 pyrolyysituotteiden polttamiseksi kiintoaineiden pinnalta.
Reaktorista saatavat kaasumaiset tuotteet voidaan kondensoida lauhdutinkaskadissa (ei esitetty) esimerkiksi polttoaineina käyttökelpoisten nestemäisten pyrolyysituotteiden tuottamiseksi.
20
Esimerkki ·.·. . Metsäteollisuuden tähteet kerätään ja lähetetään pyrolyysiprosessitehtaalle. Kuviossa 1 esitettyä laitetta varten lähtöaineet kuivataan erillisessä kuivaimessa (ei esitetty) sopivaan 25 kosteuspitoisuuteen, yleensä alle 15 painoprosentin, ja jauhetaan, pilkotaan tai murskataan sopivaan paksuuteen ja pituuteen ennen syöttämistä reaktorijäijestelmään ruuvisyöttimellä.
Kuviossa 2 esitetyssä sovellutusmuodossa märät lähtöaineet syötetään kuivatusosaan, jossa se kuivataan haluttuun kosteuspitoisuuteen, ja ainakin osa materiaalista kierrätetään kana-30 van 47 kautta. Kostea palokaasu poistetaan kuivaimesta ja osa kuivatusta materiaalista viedään laskujalan kautta reaktoriin, missä se sekoittuu partikkelimaisen Iämmönsiirtomateri-aalin (esimerkiksi hiekan) kanssa.
,2 104561
Joko palokaasut hiekan toistokuumentimesta/regeneraattorista 43 tai tiivistymättömät kaasut nesteen keräilyosiosta kompressoidaan ja syötetään reaktoriin 41 pedin fluidisoimisek-si. Syöttömateriaali tuodaan reaktorilaitteistoon reaktorin pohjalta siitä kohdasta, josta kuumennettu petimateriaali palautetaan reaktoriin.
5
Molemmissa vaihtoehdoissa syötetyt partikkelit lämmitetään nopeasti, 0,5 - 5 sekunnissa toimintalämpötilaan 450 - 600 °C, jossa ne joutuvat termisen konvertointi- tai pyrolyysi-prosessin alaisiksi ja muodostavat tiivistyvien kaasujen, kiintoaineen ja tiivistymättömien kaasujen seoksen. Kiinteä hiili ja petimateriaali poistetaan kaasuvirrasta moniaukkoisella '10 syklonilla ja pyrolyysin höyryt johdetaan lauhduttimien sarjaan, missä lämpötila alenne-, taan alueelta 450 - 600 °C loppulämpötilaan 40 - 60 °C. Höyryt kondensoituvat ja sekoit tuvat, jolloin lopullinen nestesaanto on 50 - 75 paino-%. Tiivistymättömät kaasut, jotka käsittävät suurimmaksi osaksi hiilidioksidia, hiilimonoksidia ja metaania, käytetään joko kuivaimessa lämmönlähteenä tai regeneraattorissa lämmönlähteenä tai fluidisoivana kaa-15 suna.
Regeneraattoriosassa 43 petimateriaali kuumennetaan hapettamalla palavaa kiinteää kasvi-hiiltä, joka on poistettu kaasuvirrasta moniaukkoisissa sykloneissa ja haluttaessa myös lauhduttimista saatavilla tiivistymättömillä kaasuilla. Fluidisoivana kaasuna käytetään il-20 maa (ympäröivää ilmaa tai kuumaa kosteaa ilmaa kuivaimesta). Regeneraattorin palokaasuja käytetään pyrolyysireaktorin fluidisoivana kaasuna ja/tai lähtöaineiden kuivaamiseen yhdessä kiinteän hiilen kanssa.
i » f k i 4a

Claims (19)

13 104561
1. Menetelmä biomassasta ja orgaanisista jätteistä saatavien hiilipitoisten lähtöaineiden termiseksi konvertoinniksi, jonka menetelmän mukaan 5 - lähtöaineet syötetään leijukerrosreaktoriin (1 - 3; 41,42, 52), jossa syöttö konver toidaan korotetussa lämpötilassa fluidisoivan kaasun avulla fluidisoidussa tilassa pidettävän partikkelimaisen aineksen vaikutuksessa, - partikkelimainen aines siirretään reaktorista regeneraattoriin (24,28,29; 43 - 45) regeneroitavaksi ja kierrätetään reaktoriin regeneroinnin jälkeen, ja 10. konvertoidut tuotteet otetaan talteen reaktorista, tunnettu siitä, että käytetään - reaktoria (1 - 3), joka käsittää aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoi-sen nousutilan (13,41), joka on varustettu moniaukkoisella syklonilla (14,17; 50) partikkelimaisen aineksen erottamiseksi, ja 15. regeneraattoria (24, 28,29; 43 - 45), joka käsittää aksiaaliselta poikkileikkauksel taan renkaanmuotoisen nousutilan (24), joka on järjestetty samankeskisesti käytettävän reaktorin kanssa, jolloin sanottu regeneraattori on varustettu moniaukko-syklonilla (25,26; 51) regeneroidun partikkelimaisen aineksen erottamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktori käsittää kuorien välisen nousutilan (13; 41), joka muodostuu kahden samankeskisesti sijoitetun lieriömäisen ja/tai kartiomaisen rajoittavan pinnan väliin. • ·
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyryn vii- 25 pymäaika prosessissa on 0,1 - 5 s.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käyte-tään johtosiivistöllä (14) varustettua moniaukkosyklonia (17).
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktori (41, 42, 52) on kiertomassareaktori, jossa valinnaisesti on kanava (52) sisäistä kierrätystä varten. 14 104561
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että re-generaattorissa (43 - 45) on kanava (44) sisäistä kierrätystä varten.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että re-5 generaattorissa on laskujalka (29; 45), joka on yhteydessä reaktorin nousutilaan.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtöaineet kuivataan kuivaimessa (46 - 48), joka käsittää aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoisen nousutilan (46), joka on varustettu moniaukkosyklonilla (49) kuivatun 10 aineksen erottamiseksi höyrystyneistä kaasuista.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivaimessa on laskujalka (48), joka on yhteydessä regeneraattorin nousutilaan (41).
10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuivaimessa (46 - 48) on kanava (47) sisäistä kierrätystä varten.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että regeneraattorin laskujalka (45) on yhteydessä kuivaimen nousutilaan (46). 20
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtöaineet konvertoidaan termisesti lämpötilassa 400 - 1000 °C.
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 lähtöaineet valitaan metsäteollisuuden tähteistä ja harvennustähteistä, maatalouden täh- . teistä, energiakasveista, turpeesta, jätteestä tuotetusta polttoaineesta, sahalaitosten jätteistä, vanerista, huonekaluista ja muista mekaanisen metsäteollisuuden jätteistä, muovijätteistä ja jätelietteistä.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtöaineet väli- * taan oljista, oliivin harvennuksen tai keräämisen tähteistä, pajuista ja energiaheinästä. - 15. Laite hiilipitoisten lähtöaineiden termiseksi konvertoimiseksi, joka laite käsittää ,5 104561 - kuivatusyksikön (46 - 48) lähtöaineiden kuivattamiseen, - reaktioyksikön (41,42, 52), jossa lähtöaineet saatetaan kosketuksiin kuuman, flui-disoidussa tilassa olevan partikkelimaisen aineksen kanssa, ja - regeneraattoriyksikön (43 - 45) ensimmäisessä yksikköprosessissa likaantuneen 5 partikkelimaisen aineksen regeneroimiseksi, tunnettu siitä, että - reaktioyksikkö käsittää aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoisen nou-sutilan (41), joka on varustettu moniaukkoisella syklonilla (50) kiintoaineiden erottamiseksi kaasusta, ja 10. regeneraattoriyksikkö käsittää kiertomassareaktorin (43,44) ja laskujalan (45), jotka on sovitettu reaktioyksikön (41,42, 52) ympärille symmetriseen ja samankeskiseen tapaan, sanotun nousutilan (43) aksiaalinen poikkileikkaus on renkaan-muotoinen ja sanottu nousutila on varustettu moniaukkoisella syklonilla (51) kiintoaineiden erottamiseksi kaasusta ja sanottu regeneraattoriyksikön laskujalka 15 (45) on yhteydessä reaktioyksikön nousutiloihin (41, 46) ja kuivatusyksikköön.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että regeneraattoriyksikkö (43 - 45) käsittää kanavan (44) kiintoaineen sisäiseksi kierrättämiseksi regeneraattoriyksi-kössä. 20
17. Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktioyksikkö (41,42, 52) käsittää kanavan (52) kiintoaineen sisäiseksi kierrättämiseksi reaktorissa.
18. Jonkin patenttivaatimuksen 15-17 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuivatus-25 yksikkö (46 - 48) käsittää aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoisen nousutilan (46), joka on sovitettu reaktioyksikön ympärille symmetriseen ja samankeskiseen tapaan.
19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuivatusyksikkö (46 - • · . ‘ 48) käsittää aksiaaliselta poikkileikkaukseltaan renkaanmuotoisen laskujalan, joka on yh- 30 teydessä reaktioyksikön nousutilaan (41). 1 Patenttivaatimuksen 18 tai 19 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuivatusyksikön nousutila (46) on varustettu elimillä kaasun ja kiintoaineen erottamista varten, jotka ero-tuselimet muodostaa moniaukkoinen sykloni (49). 16 104561
FI980456A 1998-02-27 1998-02-27 Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi FI104561B (fi)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980456A FI104561B (fi) 1998-02-27 1998-02-27 Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi
CA002321824A CA2321824C (en) 1998-02-27 1999-02-26 Process for pyrolysing carbonaceous feedstocks
DE69913108T DE69913108T2 (de) 1998-02-27 1999-02-26 Verfahren zur pyrolyse kohlenstoffhaltiger einspeisungen
US09/623,018 US6814940B1 (en) 1998-02-27 1999-02-26 Process for pyrolyzing carbonaceous feedstocks
BR9908324-8A BR9908324A (pt) 1998-02-27 1999-02-26 Processo para pirolisação de cargas de alimentação carbonáceas
EP99906280A EP1060232B1 (en) 1998-02-27 1999-02-26 Process for pyrolysing carbonaceous feedstocks
CN99805576A CN1130446C (zh) 1998-02-27 1999-02-26 含碳原料的热解方法及其设备
ES99906280T ES2209399T3 (es) 1998-02-27 1999-02-26 Procedimiento para la pirolisis de cargas de alimentacion carbonosas.
EA200000887A EA001850B1 (ru) 1998-02-27 1999-02-26 Способ пиролиза углеродистого исходного материала
AU26267/99A AU2626799A (en) 1998-02-27 1999-02-26 Process for pyrolysing carbonaceous feedstocks
PCT/FI1999/000153 WO1999043768A1 (en) 1998-02-27 1999-02-26 Process for pyrolysing carbonaceous feedstocks
IDW20001624A ID28197A (id) 1998-02-27 1999-02-26 Proses untuk mempirolisis persediaan-persediaan makanan yang mengandung karbon
AT99906280T ATE255155T1 (de) 1998-02-27 1999-02-26 Verfahren zur pyrolyse kohlenstoffhaltiger einspeisungen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980456A FI104561B (fi) 1998-02-27 1998-02-27 Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi
FI980456 1998-02-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI980456A0 FI980456A0 (fi) 1998-02-27
FI980456A FI980456A (fi) 1999-08-28
FI104561B true FI104561B (fi) 2000-02-29

Family

ID=8551060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI980456A FI104561B (fi) 1998-02-27 1998-02-27 Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6814940B1 (fi)
EP (1) EP1060232B1 (fi)
CN (1) CN1130446C (fi)
AT (1) ATE255155T1 (fi)
AU (1) AU2626799A (fi)
BR (1) BR9908324A (fi)
CA (1) CA2321824C (fi)
DE (1) DE69913108T2 (fi)
EA (1) EA001850B1 (fi)
ES (1) ES2209399T3 (fi)
FI (1) FI104561B (fi)
ID (1) ID28197A (fi)
WO (1) WO1999043768A1 (fi)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19950062A1 (de) * 1999-10-16 2001-04-26 Siempelkamp Guss Und Anlagente Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von flüssigen und/oder festen organischen Abfallstoffen
US8062503B2 (en) * 2001-09-18 2011-11-22 Ivanhoe Energy Inc. Products produced from rapid thermal processing of heavy hydrocarbon feedstocks
AU2002216717B2 (en) * 2000-11-17 2007-08-16 Rentech, Inc Small scale high throughput biomass gasification system and method
CA2453854C (en) * 2001-04-16 2010-06-15 Jaw Enterprises, Llc Integrated biomass gasification and fuel cell system
FR2827591B1 (fr) * 2001-07-17 2004-09-10 Cie D Etudes Des Technologies Procede et dispositif de production d'un gaz riche en hydrogene par pyrolyse thermique d'hydrocarbures
US7344622B2 (en) * 2003-04-08 2008-03-18 Grispin Charles W Pyrolytic process and apparatus for producing enhanced amounts of aromatic compounds
AU2004324162B2 (en) * 2004-10-13 2011-03-24 Charlie Holding Intellectual Property, Inc. Pyrolytic process and apparatus for producing enhanced amounts of aromatic compounds
US8603202B2 (en) * 2005-09-05 2013-12-10 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Device for producing a product gas from biomass
CN101460473A (zh) 2006-04-03 2009-06-17 药物热化学品公司 热提取方法和产物
GB2446797B (en) * 2006-12-19 2012-02-29 Used Tyre Distillation Res Ltd Recycling of carbon-containig material
CA2692487A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-22 Peter Jeney Coated susceptor for a high-temperature furnace and furnace comprising such a susceptor
WO2009018531A1 (en) * 2007-08-01 2009-02-05 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Fractional catalytic pyrolysis of biomass
US8545581B2 (en) * 2007-08-01 2013-10-01 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Production of stable biomass pyrolysis oils using fractional catalytic pyrolysis
US8979955B2 (en) * 2007-08-01 2015-03-17 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Production of pyrolysis oil
EE05544B1 (et) * 2007-09-05 2012-06-15 Aktsiaselts Narva ?Litehas Tolmu eraldamise kamber auru-gaasisegust tahkete osakeste eraldamiseks
US7905990B2 (en) 2007-11-20 2011-03-15 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
AU2009220133B2 (en) * 2008-03-04 2013-12-19 University Of Massachusetts Catalytic pyrolysis of solid biomass and related biofuels, aromatic, and olefin compounds
FI122858B (fi) * 2008-03-31 2012-08-15 Metso Power Oy Menetelmä pyrolyysin suorittamiseksi ja pyrolyysilaitteisto
FI122778B (fi) * 2008-03-31 2012-06-29 Metso Power Oy Pyrolyysimenetelmä kattilan yhteydessä ja pyrolyysilaitteisto
US8288599B2 (en) 2008-06-30 2012-10-16 Kior, Inc. Co-processing solid biomass in a conventional petroleum refining process unit
FR2937649B1 (fr) * 2008-10-24 2011-07-15 Andreas Anest Biohydrogene biocarburant ecologique carbolive
RU2533542C2 (ru) * 2008-11-28 2014-11-20 Кайор Инк. Измельчение и уплотнение частиц биомассы
US8524959B1 (en) 2009-02-18 2013-09-03 Kior, Inc. Biomass catalytic conversion process and apparatus for use therein
US8558043B2 (en) * 2009-03-04 2013-10-15 Kior, Inc. Modular biomass treatment unit
EP2411490B1 (en) * 2009-03-24 2019-10-09 KiOR, Inc. Process for producing bio-oil
WO2010129170A2 (en) * 2009-04-27 2010-11-11 Kior Inc. Biomass conversion process comprising pre-mixing with cool heat transfer medium
US20120137572A1 (en) * 2009-05-22 2012-06-07 Kior, Inc. Processing biomass with a hydrogen source
US8623634B2 (en) * 2009-06-23 2014-01-07 Kior, Inc. Growing aquatic biomass, and producing biomass feedstock and biocrude therefrom
IN2012DN02602A (fi) 2009-09-09 2015-09-04 Univ Massachusetts
US8404909B2 (en) * 2009-12-09 2013-03-26 Chevron U.S.A. Inc. Method for capturing carbon dioxide from biomass pyrolysis process
WO2011103313A2 (en) * 2010-02-17 2011-08-25 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. Production of pyrolysis oil
CN101818080B (zh) * 2010-03-23 2013-03-13 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 一种通过热解将生物质制造合成气的工艺方法及系统
US20110284359A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Uop Llc Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
US8952210B2 (en) 2010-07-13 2015-02-10 Kior, Inc. Solids removal from bio-oil using biomass filter aid
US8499702B2 (en) * 2010-07-15 2013-08-06 Ensyn Renewables, Inc. Char-handling processes in a pyrolysis system
US8057641B2 (en) 2010-07-19 2011-11-15 Kior Inc. Method and apparatus for pyrolysis of a biomass
US8772556B2 (en) 2010-09-22 2014-07-08 Kior, Inc. Bio-oil production with optimal byproduct processing
US9382489B2 (en) 2010-10-29 2016-07-05 Inaeris Technologies, Llc Renewable heating fuel oil
US9447350B2 (en) 2010-10-29 2016-09-20 Inaeris Technologies, Llc Production of renewable bio-distillate
US9017428B2 (en) 2010-11-16 2015-04-28 Kior, Inc. Two-stage reactor and process for conversion of solid biomass material
US9315739B2 (en) 2011-08-18 2016-04-19 Kior, Llc Process for upgrading biomass derived products
US9441887B2 (en) 2011-02-22 2016-09-13 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
MY159023A (en) * 2011-07-06 2016-11-30 Regenergy Tech Sdn Bhd An apparatus for producing combustible gases from biomass
US10427069B2 (en) 2011-08-18 2019-10-01 Inaeris Technologies, Llc Process for upgrading biomass derived products using liquid-liquid extraction
US8636888B2 (en) 2011-08-18 2014-01-28 Kior, Inc. Process for improving the separation of oil/water mixtures
US9387415B2 (en) 2011-08-18 2016-07-12 Inaeris Technologies, Llc Process for upgrading biomass derived products using liquid-liquid extraction
US9347005B2 (en) 2011-09-13 2016-05-24 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10400175B2 (en) 2011-09-22 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9044727B2 (en) 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10041667B2 (en) 2011-09-22 2018-08-07 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material and methods for the same
US9109177B2 (en) 2011-12-12 2015-08-18 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
CA2862414C (en) 2012-01-06 2020-07-07 Kior, Inc. Two-stage reactor and process for conversion of solid biomass material
US8198493B1 (en) 2012-01-11 2012-06-12 Earth Care Products, Inc. High energy efficiency biomass conversion process
US9670413B2 (en) 2012-06-28 2017-06-06 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for thermally converting biomass
NL2009733C2 (en) 2012-10-31 2014-05-06 Stichting Energie Reactor for producing a product gas from a fuel.
FI125685B (fi) 2012-11-09 2016-01-15 Valmet Technologies Oy Menetelmä pyrolyysin suorittamiseksi ja pyrolyysilaitteisto
GB2503065B (en) 2013-02-20 2014-11-05 Recycling Technologies Ltd Process and apparatus for treating waste comprising mixed plastic waste
US9707532B1 (en) 2013-03-04 2017-07-18 Ivanhoe Htl Petroleum Ltd. HTL reactor geometry
WO2014160520A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-02 Synthesis Energy Systems, Inc. Fluidized bed using multiple jets for gas delivery
EP3013922A4 (en) 2013-06-26 2017-02-08 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US10364394B2 (en) * 2013-10-29 2019-07-30 The Crucible Group Pty Ltd Converter for organic materials
DE102014102521B4 (de) 2014-02-26 2023-10-19 Snaptrack, Inc. Abstimmbare HF-Filterschaltung
DK3337966T3 (da) 2015-08-21 2022-02-28 Ensyn Renewables Inc Opvarmningssystem med flydende biomasse
US10995288B2 (en) * 2015-09-09 2021-05-04 Sundrop Ip Holdings, Llc Integrated process plant having a biomass reforming reactor using a fluidized bed
CN108085070A (zh) 2016-11-21 2018-05-29 北京华石联合能源科技发展有限公司 生物质油用组合物、制备方法及应用
EP3565664A4 (en) 2016-12-29 2020-08-05 Ensyn Renewables, Inc. LIQUID BIOMASS DEMETALLIZATION
TWI804654B (zh) 2018-07-16 2023-06-11 丹麥商托普索公司 糖類利用電阻加熱的熱解分裂
CN113072967A (zh) * 2021-05-07 2021-07-06 哈尔滨职业技术学院 一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2515155A (en) * 1941-07-12 1950-07-11 Standard Oil Dev Co Apparatus for separating solids from gases
US2525925A (en) * 1946-08-21 1950-10-17 Donald E Marshall Process utilizing solid carrier particles
US2689787A (en) * 1948-12-18 1954-09-21 Standard Oil Dev Co Volatile fuel production and apparatus therefor
NL277991A (fi) 1961-05-04 1900-01-01
US4152393A (en) 1973-03-08 1979-05-01 The Standard Oil Company Reactor for contacting gases and a particulate solid
US4032305A (en) * 1974-10-07 1977-06-28 Squires Arthur M Treating carbonaceous matter with hot steam
US4101412A (en) 1976-06-25 1978-07-18 Occidental Petroleum Corporation Process and apparatus for rapid pyrolysis of carbonaceous materials
US4344770A (en) 1977-11-04 1982-08-17 Wilwardco, Inc. Method and apparatus for converting solid organic material to fuel oil and gas
CA1163595A (en) 1980-12-18 1984-03-13 Christian Roy Organic products and liquid fuels from lignocellulosic materials by vacuum pyrolysis
DE3217422A1 (de) * 1982-05-08 1983-11-10 Fritz Werner Industrie-Ausrüstungen GmbH, 6222 Geisenheim Verfahren und einrichtung zum aufbereiten zerkleinerter kohle durch vergasen mittels eines mehrkammer-reaktors
CA1241541A (en) 1983-09-16 1988-09-06 Donald S. Scott Pyrolysis process
CA1283880C (en) 1987-05-07 1991-05-07 Dave A. Berg Method and apparatus for rapid thermal processing
FI101133B (fi) * 1996-08-30 1998-04-30 Fortum Oil Oy Laitteisto kemiallisiin ja fysikaalisiin prosesseihin
FI101156B (fi) 1996-08-30 1998-04-30 Fortum Oil Oy Kiertomassareaktoriin perustuva menetelmä ja laite hiilivetyjen konver toimiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
FI980456A (fi) 1999-08-28
AU2626799A (en) 1999-09-15
CA2321824C (en) 2008-06-10
US6814940B1 (en) 2004-11-09
EP1060232B1 (en) 2003-11-26
ID28197A (id) 2001-05-10
CN1130446C (zh) 2003-12-10
DE69913108T2 (de) 2004-08-26
ATE255155T1 (de) 2003-12-15
CA2321824A1 (en) 1999-09-02
EA001850B1 (ru) 2001-08-27
ES2209399T3 (es) 2004-06-16
EP1060232A1 (en) 2000-12-20
BR9908324A (pt) 2000-11-07
DE69913108D1 (de) 2004-01-08
CN1298440A (zh) 2001-06-06
EA200000887A1 (ru) 2001-02-26
FI980456A0 (fi) 1998-02-27
WO1999043768A1 (en) 1999-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI104561B (fi) Menetelmä hiilipitoisten lähtöaineiden pyrolysoimiseksi
FI120909B (fi) Menetelmä hiilipitoisen materiaalin käsittelemiseksi
AU699600B2 (en) Improved pyrolytic conversion of organic feedstock and waste
CA2009021C (en) Method and apparatus for a circulating bed transport fast pyrolysis reactor system
JP4371433B2 (ja) 熱分解によるバイオマテリアルのエネルギ効率的な液化
DK2595941T3 (en) REVERSE BIOMASS IN MULTIPLE STEPS
Boateng et al. Biochar production technology
FI76114C (fi) Foerfarande foer pyrolysering av lignocellulosahaltiga aemnen och anordning foer genomfoerande av foerfarandet.
CN101868516A (zh) 实施热解的方法
FI112665B (fi) Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen materiaalin kaasuttamiseksi
Kaur et al. Commercial or pilot-scale pyrolysis units for conversion of biomass to bio-oils: state of the art
CN108342211A (zh) 一种新型生物质热解综合利用工艺以及系统
US3436314A (en) Technique for converting bagasse and other moist plant substances into charcoal
CA2351892C (en) Process for the conversion of carbonaceous feedstock into liquid, char and gas
US20140318944A1 (en) Catalytic pyrolysis of biomass using a multi-stage catalyst regenerator
CN108587662A (zh) 一种固体燃料的两段式热解装置及方法
CN205590630U (zh) 固体燃料流化床热解气化燃烧分级转化装置
US10550330B1 (en) Biomass pyrolysis reactor with integrated quench and method for converting biomass to liquid bio-oil
US20230151281A1 (en) Process to prepare a gas oil product
Durán‐Valle Thermochemical Processes for the Transformation of Biomass into Biofuels
Reynders et al. Fast pyrolysis of woody biomass in a dual fluidised bed–pilot scale commissioning

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired