FI122817B - Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten - Google Patents

Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten Download PDF

Info

Publication number
FI122817B
FI122817B FI20086218A FI20086218A FI122817B FI 122817 B FI122817 B FI 122817B FI 20086218 A FI20086218 A FI 20086218A FI 20086218 A FI20086218 A FI 20086218A FI 122817 B FI122817 B FI 122817B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
salt
biomass
heat exchanger
heat transfer
transfer medium
Prior art date
Application number
FI20086218A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20086218A0 (fi
FI20086218A (fi
Inventor
Kari Luukko
Jarl Ahlbeck
Kurt Lundqvist
Ida Roennlund
Tapio Westerlund
Vesa Sorri
Original Assignee
Upm Kymmene Corp
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 Upm Kymmene Corp filed Critical Upm Kymmene Corp
Publication of FI20086218A0 publication Critical patent/FI20086218A0/fi
Priority to FI20086218A priority Critical patent/FI122817B/fi
Priority to BRPI0923315A priority patent/BRPI0923315A2/pt
Priority to CN200980150754.2A priority patent/CN102264873B/zh
Priority to PCT/FI2009/050976 priority patent/WO2010070195A2/en
Priority to RU2011129797/05A priority patent/RU2515308C2/ru
Priority to US13/139,069 priority patent/US20110240261A1/en
Priority to EP09774683A priority patent/EP2367912A2/en
Priority to CA2745321A priority patent/CA2745321C/en
Publication of FI20086218A publication Critical patent/FI20086218A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI122817B publication Critical patent/FI122817B/fi

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C09K5/12—Molten materials, i.e. materials solid at room temperature, e.g. metals or salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06—Continuous processes
    • C10J3/10—Continuous processes using external heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0979—Water as supercritical steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1246—Heating the gasifier by external or indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
    • F28D2020/0047—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material using molten salts or liquid metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • 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
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage
    • 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
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • 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
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönsiirtoa varten
Keksinnön ala
Keksintö koskee menetelmää lämmönsiirtoa varten biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisproses-5 sissa, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: kuumennetaan biomassaa ensimmäisessä lämmönsiirtimessä lämmönsiirtoväliaineen lämpöenergialla, saatetaan biomassa reagoimaan mainitussa ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa ja aikaansaadaan reaktiotuotteita, jäähdytetään biomassan reaktiotuotteita toisessa lämmönsiirtimessä ab-10 sorboimalla reaktiotuotteiden lämpöenergiaa mainittuun lämmönsiirtovällaineeseen, ja kierrättämällä mainittua lämmönsiirtoväliainetta ensimmäisen läm-mönsiirtimen ja toisen lämmönsiirtimen välillä.
Keksintö koskee lisäksi järjestelmää lämmönsiirtoa varten biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumis-15 prosessissa, joka järjestelmä käsittää ensimmäisen lämmönsiirtimen mainitun biomassan kuumentamiseksi, toisen lämmönsiirtimen mainitun ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvan kaasuuntumisprosessin reaktiotuotteiden jäähdyttämiseksi, ja kiertojärjestelmän lämmönsiirtoväliaineen kierrättämiseksi ensimmäisen lämmönsiirtimen ja toisen lämmönsiirtimen välillä.
20 Keksintö koskee myös käyttöä.
Keksinnön menetelmää ja laitteistoa voidaan käyttää prosesseissa ja järjestelmissä, joissa käsitellään biomassaa ja muunnetaan sitä kaasumaiseksi tai nestemäiseksi polttoaineeksi tai peruskomponenteiksi jatkojalostusta varten.
^ 25 Keksinnön tausta δ ^ Suuressa paineessa ja suuressa lämpötilassa suoritettavaa hydro- o termistä kaasuuntumis-/nesteytymisprosessia on tutkittu jo vuodesta 1978 läheni tien, jolloin J. Model havaitsi, että ylikriittistä vettä, eli vettä olosuhteissa, joissa g lämpötila on yli 374 °C ja paine on ainakin 221 baaria, voidaan käyttää or-
CL
30 gaanisen materiaalin muuttamiseksi kaasuksi, kun ylikriittistä vettä käytettiin ^ väliaineena. Muutamat tutkijaryhmät ovat edelleen kehittäneet tätä menetel-
CD
g mää sisältämään erilaisten märän biomassan syötteiden nesteytymisen ja ° myös muuttamisen kaasuksi sekä lähes kriittisessä vedessä, eli veden paineen ollessa ainakin 150 baaria ja lämpötilan ollessa yli 300 °C, että ylikriittisessä 35 vedessä.
2
Prosessia voidaan mahdollisesti käyttää muuttamaan kaasuksi esimerkiksi jätelietettä selluloosa-ja paperiteollisuudessa ja erottamaan orgaanista ainesta epäorgaanisesta aineksesta. Orgaaninen aines muutetaan kaasuksi pääasiassa vedyksi, metaaniksi, hiilidioksidiksi ja hiilimonoksidiksi, kun taas 5 epäorgaaninen aines voidaan erottaa mekaanisesti nestefaasista. Kaasuksi muuttuminen tapahtuu noin 450-700 celsiusasteessa riippuen kaasuksi muutettavana olevasta materiaalista, vallitsevista prosessiolosuhteista ja siitä, käytetäänkö katalyytteja vai ei.
Suuresta lämpötilasta, suuresta paineesta ja suuresta vesipitoisuu-10 desta johtuen prosessi kuluttaa erittäin paljon energiaa. Tämän vuoksi on olemassa tarve sisäiselle lämmöntalteenotto- tai lämmönsiirtojärjestelmälle, jolla lämmitetään sisään tulevia reaktantti-, lisäaine- ja katalyyttivirtoja lämpöenergialla, jota on absorboitunut reagoineen materiaalin poistuneesta kuumavirras-ta.
15 Hydrotermisen kaasuuntumis- ja/tai nesteytymisprosessin laitteis tossa on tunnettua käyttää lämmönsiirtimiä energiankäytön tehokkuuden parantamiseksi. Tunnetut lämmönsiirtimet eivät valitettavasti toimi hyvin hydro-termisissä kaasuuntumis- ja/tai nesteytymisprosesseissa, mikä johtuu erittäin vaativista prosessiolosuhteista ja biomassan epähomogeenisesta luonteesta.
20 Perinteisiin putkilämmönsiirtimiin liittyvä yksi vakava ongelma on se, että putkien molemmilla puolilla on suuri paine, eli materiaalivirta putkien sisällä ja lämmönsiirtoväliaine putkien ulkopuolella täytyy paineistaa suureen paineeseen, esimerkiksi 221 baariin, jotta lämpötila saadaan riittävän suureksi. Tämä tarkoittaa sitä, että lämmönsiirtimen vaipasta täytyy tehdä paineenkestä-25 vä, eli erittäin paksu, jolloin siitä tulee erittäin kallis.
Eräs toinen lämmönsiirtimiin liittyvä ongelma aiheutuu pienistä kuu- 5 mentamisnopeuksista. Tämä aiheuttaa tervan, hiilen ja muiden kiinteiden ai-
(M
^ neiden tai suuriviskoosisten vihaavien aineiden kertymistä lämmönsiirtimien ^ virtauskanavien pinnoille, jolloin mainittuihin kanaviin muodostuu enemmän vir- ^ 30 tausvastusta ja tukkeutumia. Esimerkiksi kokeet, joissa yleisesti tunnettuja | kaksoisseinätyyppisiä lämmönsiirtimiä tai kaksoisputkityyppisiä lämmönsiirti- oo miä on järjestetty prosessilaitteistoon, ovat epäonnistuneet tukkeutumisen ta- kia (Biljana Potic, D.Sc. dissertation 2006, Universiteit Twente, ISBN 90-365-o 2367-2).
CM
3
Keksinnön lyhyt selostus
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on siten aikaansaada menetelmä ja järjestelmä edellä mainittujen haittojen lieventämiseksi. Keksinnön tavoitteet saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, jotka ovat tunnettuja siitä, mitä 5 itsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
Keksinnön menetelmän ajatus on, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: kuumennetaan biomassaa ensimmäisessä lämmönsiirtimessä lämmön-siirtoväliaineen lämpöenergialla, saatetaan biomassa reagoimaan mainitussa 10 ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisproses-sissa ja aikaansaadaan reaktiotuotteita, jäähdytetään biomassan reaktiotuotteita toisessa lämmönsiirtimessä absorboimalla reaktiotuotteiden lämpöenergiaa mainittuun lämmönsiirtoväliaineeseen, ja kierrätetään mainittua lämmönsiirto-väliainetta ensimmäisen lämmönsiirtimen ja toisen lämmönsiirtimen välillä, 15 missä lämmönsiirtoväliaineena käytetään sulasuolaa.
Keksinnön järjestelmän ajatuksena on se, että se käsittää ensimmäisen lämmönsiirtimen mainitun biomassan kuumentamiseksi, toisen lämmönsiirtimen mainitun ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvan kaasuuntumisprosessin reaktiotuotteiden jäähdyttämiseksi, ja kiertojärjestel-20 män lämmönsiirtoväliaineen kierrättämiseksi ensimmäisen lämmönsiirtimen ja toisen lämmönsiirtimen välillä, missä lämmönsiirtoväliaine on sulasuola.
Keksinnön käytön ajatuksena on se, että sulasuolaa käytetään lämmönsiirtoväliaineena biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa.
25 Keksinnön toisen käytön ajatuksena on, että sulasuolaa käytetään lämmönsiirtoväliaineena biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä δ tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa, joka käsittää vaiheet, joissa: kuu- ob mennetaan biomassaa ensimmäisessä lämmönsiirtimessä lämmönsiirtoväliai- o ^ neen lämpöenergialla, saatetaan biomassa reagoimaan mainitussa ylikriitti- ^ 30 sessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa ja £ aikaansaadaan reaktiotuotteita, jäähdytetään biomassan reaktiotuotteita toi- oo sessa lämmönsiirtimessä absorboimalla reaktiotuotteiden lämpöenergiaa maito nittuun lämmönsiirtoväliaineeseen, ja kierrätetään mainittua lämmönsiirtovä- 00 § Naineita ensimmäisen lämmönsiirtimen ja toisen lämmönsiirtimen välillä.
CM
35 Keksinnön menetelmän ja järjestelmän eräänä etuna on, että bio massan kuumentamisnopeus voidaan pitää suurena, kun sulasuolaa käyte- 4 tään lämmönsiirtoväliaineena, ja tämän vuoksi tervan, hiilen ja muiden vastaavien kiinteiden aineiden tai suuriviskoosisten virtaavien aineiden kerääntymistä lämmönsiirtimien virtauskanavien pinnoille voidaan välttää tai ainakin oleellisesti vähentää. On havaittu, että kiinteiden aineiden tai suuriviskoosisten vir-5 taavien aineiden kerääntymistä tapahtuu, jos biomassan lämpötila on vaihteluvälillä noin 200-400 °C. Lisäksi mainitun lämpötilan vaihteluvälin sisällä esiintyy usein syövyttäviä reaktioita, jolloin laitteiston käyttöikä lyhenee. Nämä haitat, jotka esiintyvät, kun biomassan kuumentamisnopeus on liian pieni, voidaan välttää käyttämällä sulasuolaa lämmönsiirtoväliaineena. Koska sulasuolalla on 10 hyvät lämmönsiirto-ominaisuudet, kuumentamisnopeutta voidaan suurentaa ja kriittinen lämpötilan vaihtelualue voidaan ohittaa nopeasti.
Keksinnön menetelmän ja järjestelmän eräs toinen etu on se, että biomassan hydrotermistä kaasuuntumista ja/tai nesteytymistä varten tarvittavat suuret lämpötilat voidaan saavuttaa nopeasti, jolloin tuloksena on tehokkaampi 15 prosessi ja prosessointilaitteiston suurempi kapasiteetti.
Keksinnön menetelmän ja järjestelmän vielä eräs etu on se, että su-lasuolan paine voidaan pitää pienenä ilman, että menetetään lämmönsiirtimien lämmönsiirtokapasiteettia.
Vielä eräs etu on se, että ainoastaan niiden putkien, jotka kuljettavat 20 biomassaa, täytyy olla paineenkestäviä. Putkien ympärillä oleva lämmönsiirto-väliaine voi olla pienessä paineessa, esimerkiksi ilmanpaineessa. Lämmönsiir-toväliaineen sisältävä ja putkia suojaava rakenne voidaan siis valmistaa materiaaleista, jotka ovat hinnaltaan edullisempia kuin tunnetuissa lämmönsiirtimis-sä. Myös suojaavan rakenteen konstruktio on helppo.
25 Keksinnön erään suoritusmuodon ajatus on, että menetelmä ja jär jestelmä integroidaan tai liitetään kraftmassatehtaan ja/tai paperitehtaan pro-5 sesseihin. Näin aikaansaadaan se etu, että kraftmassatehdas ja/tai paperiteh-
(M
^ das tarjoaa jatkuvasti käyttöön hydrotermisessä käsittelyssä käytettävää bio- ° massaa, jolloin kallista kuljetusta voidaan välttää.
(M
g 30 Piirustusten lyhyt selostus
CL
Seuraavassa keksintöä selostetaan tarkemmin edullisten suoritus-c\j muotojen avulla ja viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joista o Kuvio 1 on periaatteellinen esitys keksinnön järjestelmästä ja mene- o ^ telmästä prosessin kulkukaaviona esitettynä.
5
Keksinnön yksityiskohtainen selostus
Kuvio 1 on periaatteellinen esitys keksinnön järjestelmästä ja menetelmästä prosessin kulkukaaviona esitettynä.
Ensin biomassa, johon on valinnaisesti sekoitettu lisäaineita ja/tai 5 katalyytteja, paineistetaan paineistusvälineellä 1 haluttuun paineeseen, esimerkiksi vaihteluvälille 150-400 baaria, ja syötetään reaktorijärjestelmään 2. Kuviossa 1 esitetty paineistusväline 1 käsittää pumpun. Paineistus haluttuun paineeseen voi tapahtua yhdessä vaiheessa, esimerkiksi yhdellä pumpulla, tai asteittain, esimerkiksi usealla sarjaan kytketyllä pumpulla.
10 Keksinnön eräässä toisessa suoritusmuodossa biomassa-, lisäaine- ja/tai katalyyttivirtoja on kaksi tai jopa useampi, ja niitä syötetään erikseen reaktorijärjestelmään 2. Mainitut virrat sekoittuvat ja muodostavat reaktioseoksen reaktiojärjestelmässä 2.
Biomassa sisältää tyypillisesti ainakin 70 painoprosenttia vettä. Mai-15 nittu vesi on edullisesti pääosin biomassassa jo valmiiksi olevaa kosteutta eli vettä. Tarvittaessa joukkoon voidaan sekoittaa lisävettä.
Termillä "biomassa" tarkoitetaan kasvi-, eläin-ja/tai kalaperäisiä en-siö- ja jätemateriaaleja, kuten yhdyskuntajätettä, tuotantojätettä tai teollisuuden sivutuotteita, maatalousjätettä tai maatalouden sivutuotteita (myös lanta mu-20 kaan lukien), puunjalostusteollisuuden jätettä tai sivutuotteita, elintarviketeollisuuden jätettä tai sivutuotteita, merikasveja (kuten leviä) ja niiden yhdistelmiä. Biomassamateriaali valitaan edullisesti ei-syötävistä lähteistä, kuten ei-syötävistä jätteistä ja ei-syötävistä kasvimateriaaleista öljyt, rasvat ja vahat mukaan lukien. Esillä olevan keksinnön mukainen edullinen biomassamateri-25 aali käsittää puunjalostusteollisuuden jätettä ja sivutuotetta, kuten tähteitä, yh-^ dyskuntapuujätettä, sahatavarajätettä, haketta, sahanpurua, olkea, polttopuu- o ta, puumateriaalia, paperilietettä, primaarilietettä ja/tai sekundaarilietettä, siis- ob tausjätelietettä, paperia, mustalipeää, paperinvalmistus- tai sahatavaraproses- o ^ sien sivutuotteita, lyhytkiertoviljeltyjä kasveja jne. Myös turvetta voidaan käyt- ^ 30 tää biomassana prosessissa. Biomassa voi olla sekoitus, joka käsittää vettä ja £ orgaanista materiaalia, joka on tarkoituksellisesti sekoitettu keksinnön mene- oo telmässä ja järjestelmässä käyttöä varten.
S Keksinnön menetelmä ja järjestelmä voidaan integroida tai liittää § kraftmassatehtaan ja/tai paperitehtaan prosesseihin. Näin aikaansaadaan se
CVJ
35 etu, että kraftmassatehdas ja/tai paperitehdas tarjoavat jatkuvasti käyttöön hydrotermisessä käsittelyssä käytettävää biomassaa, lisäaineita ja/tai katalyyt- 6 teja, jolloin kallista kuljetusta voidaan välttää. Mustalipeää voidaan käyttää sekä biomassana että lisäaineena muiden biomassojen hydrotermisen käsittelyn parantamiseksi.
Reaktiojärjestelmä 2 käsittää kuumennusosan 3, reaktio-osan 4 ja 5 jäähdytysosan 5.
Biomassa kuumennetaan ensin kuumennusosassa 3. Kun biomassa on kuumennettu haluttuun lämpötilaan, se syötetään reaktio-osaan 4.
Kun vaaditut reaktiot ovat tapahtuneet reaktio-osassa 4, tuloksena saadut reaktiotuotteet syötetään jäähdytysosaan 5, jossa niitä jäähdytetään ja 10 valinnaisesti niiden painetta alennetaan.
Kuumennusosa 3 on sovitettu kuumentamaan biomassa reak-tiolämpötilaan tai lähelle sitä. Kuumennusosan 3 pääkomponentti on ensimmäinen lämmönsiirrin 6. Ensimmäinen lämmönsiirrin 6 on niin sanottu vaippa-ja putkilämmönsiirrin, joka tunnetaan myös nimellä putkilämmönsiirrin ja joka 15 käsittää vaipan 7 ja sarjan putkia, jotka on järjestetty vaipan 7 sisään. Putket on yhdistetty joko suoraan tai epäsuorasti ensimmäisestä päästään paineis-tusvälineeseen 1 ja toisesta päästään ensimmäiseen ulosvirtauskanavaan 8. Reaktioseos kulkee mainittujen putkien läpi ja tulee ulos ensimmäisestä läm-mönsiirtimestä 6 ensimmäisen ulosvirtauskanavan 8 kautta.
20 Ensimmäinen lämmönsiirrin 6 käsittää myös ensimmäisen syöttöau- kon 9 ja ensimmäisen poistoaukon 10 lämmönsiirtoväliaineen syöttämiseksi ensimmäiseen lämmönsiirtimeen 6 ja lämmönsiirtoväliaineen poistamiseksi siitä. Lämmönsiirtoväliaine on järjestetty virtaamaan vaipan 7 ja putkien ulkopintojen välisessä tilassa. Lämmönsiirtoväliaine täten ympäröi lämmönsiirtimen 25 putkia ja virtaa niiden ulkopinnoilla. Kuviossa 1 esitetyssä suoritusmuodossa ensimmäinen lämmönsiirrin 6 on järjestetty toimimaan vastavirtaan, mutta rin-5 nakkaisvirtaus- ja poikittaisvirtauskonstruktiot ovat myös mahdollisia.
(M
^ Keksinnön ajatus on, että lämmönsiirtoväliaine on sulasuola. Sula- ° suola voi olla esimerkiksi kauppanimellä Hitec® myytävänä oleva sulasuola.
^ 30 Hitec®-suolan sulamispiste on noin 150 °C, ja sen enimmäiskäyttölämpötila on | noin 550 °C. Hitec® on kaliumnitraatin, natriumnitriitin ja natriumnitraatin vesi- oo liukoisten, epäorgaanisten suolojen eutektinen seos. Muita suoloja, eli puhdas- ta suolaa, suolaseoksia tai suolakoostumuksia, voidaan luonnollisesti käyttää o lämmönsiirtoväliaineena. Sulasuolan viskositeetti on edullisesti noin 1-10 cp
O
^ 35 lämpötiloissa, joita esiintyy lämmönsiirtoväliaineen kiertojärjestelmässä. Suo lan lämpötila pidetään sen sulamispisteen yläpuolella koko prosessin ajan.
7
Putki yhdistää ensimmäisen syöttöaukon 9 ensimmäiseen suolasäi-liöön 13, missä sulasuolaa pidetään suuressa lämpötilassa, edullisesti sula-suolan enimmäiskäyttölämpötilan lähellä. Ensimmäinen suolasäiliö 13 sisältää toisen kuumentimen 16, joka on edullisesti sähkökuumennin. Luonnollisesti 5 voidaan käyttää myös muun tyyppisiä kuumentimia. Toista kuumenninta tyypillisesti käytetään prosessin käynnistysvaiheessa. Kun ensimmäisen suolasäili-ön 13 lämpötila on saavuttanut vakaan tilan, voidaan toinen kuumennin 16 kytkeä pois päältä. Toista kuumenninta 16 voidaan myös käyttää prosessin säätelyyn, eli sulasuolan lämpötilan ylläpitämiseen tietyllä tasolla.
10 Biomassan uudelleenrakentumiseksi tarvittavat hydrotermiset reak tiot tapahtuvat reaktio-osassa 4. Tärkeitä reaktioita, joissa muodostuu välituotteita, voi kuitenkin tapahtua jo kuumennusosassa 3.
Mainitut hydrotermiset reaktiot, jotka tapahtuvat reaktio-osassa 4, ovat kaasuuntumis- ja/tai nesteytymisreaktiot, jotka tapahtuvat suuressa läm-15 pötilassa ja suuressa paineessa, joko ylikriittisessä vedessä, eli yli 374 celsiusasteen lämpötilassa ja ainakin 221 baarin paineessa, tai lähes kriittisessä vedessä, eli yli 300 celsiusasteen lämpötilassa ja yli 150 baarin paineessa. Ylikriittisessä vedessä orgaanisista yhdisteistä ja kaasuista tulee täysin veteen liukenevia, jolloin reaktiot voivat tapahtua yhdessä faasissa ja reaktioajat ly-20 henevät.
Mainittujen hydrotermisten reaktioiden seurauksena biomassassa olevat orgaaniset materiaalit tai yhdisteet hajoavat ja uudelleenrakentuvat kuuman kompressoidun veden vaikutuksesta. Tyypillisesti kaasuuntumisreak-tiot vaativat noin 500-700 celsiusasteen lämpötiloja, kun taas nesteytymisreak-25 tiot vaativat noin 350-500 celsiusasteen lämpötiloja.
Reaktio-osa 4 voidaan kuumentaa haluttuun reaktiolämpötilaan o usealla tavalla. Kuviossa 1 esitetyssä reaktio-osassa 4 esimerkiksi biomassa
<M
^ on järjestetty kulkemaan putkissa 20, jotka on upotettu suolapetiin tai suolaliu- ° okseen, joka käsittää toista suolaa. Toinen suola toimii lämmönsiirtoväliainee-
OO
^ 30 na mainittujen putkien ja ensimmäisen kuumenninlaitteen 11 välillä. Ensim- | mäinen kuumenninlaite 11 on järjestetty reaktio-osaan 4 toisen suolan lämpöti- oo lan sekä biomassan lämpötilan ylläpitämiseksi halutulla tasolla reaktio-osassa 4. Ensimmäinen kuumenninlaite 11 kykenee pitämään vakaan lämpötilan koko oo o reaktio-osassa 4. Ensimmäinen kuumenninlaite 11 on esimerkiksi sähkö- tai ^ 35 kaasukuumennin.
8
Toinen suola voi olla esimerkiksi natriumkloridi, johon on sekoitettu pieni määrä kalsiumkloridia. Toinen suola voi olla sulassa tilassa tai kiinteässä tilassa.
Kun vaadittava reaktioaika on kulunut, reaktiotuotteet johdetaan 5 jäähdytysosaan 5, missä niitä jäähdytetään. Jäähdytysosasta 5 reaktiotuotteet voidaan johtaa erotinyksikköön (ei esitetty kuviossa), missä tapahtuu reaktiotuotteiden paineen alennus ja erotus. Paineen alennus voi tapahtua myös jäähdytysosassa 5.
Jäähdytysosa 5 käsittää toisen lämmönsiirtimen 12, jonka rakenne 10 vastaa ensimmäisen lämmönsiirtimen 6 rakennetta. Näin ollen toinen lämmön-siirrin 12 käsittää ulomman vaipan 7, putkia, jotka on järjestetty olemaan yhteydessä toiseen ulosvirtauskanavaan 19, toisen syöttöaukon 17 lämmönsiir-toväliaineen vastaanottamiseksi ja toisen poistoaukon 18 toisen lämmönsiirtimen 12 läpi kulkeneen lämmönsiirtoväliaineen poistamiseksi.
15 Lämmönsiirtimet 6, 12 on yhdistetty lämmönsiirtoväliaineen kierto- järjestelmään niin, että lämmönsiirtoväliaine kiertää jatkuvasti ensimmäisen ja toisen lämmönsiirtimen 6, 12 läpi. Ensimmäinen suolasäiliö 13 sekä toinen suolasäiliö 14 on järjestetty lämmönsiirtoväliaineen kiertojärjestelmässä olevien lämmönsiirtimien 6, 12 väliin.
20 Lämmönsiirtoväliaineen kiertojärjestelmän pääkomponentit ovat vaipan 7 ja putkien ulkopintojen väliset tilat ensimmäisessä ja toisessa läm-mönsiirtimessä 6, 12, ensimmäinen ja toinen suolasäiliö 13, 14 ja pumppu 15. Nämä komponentit on yhdistetty toisiinsa letkuilla tai putkilla. Lämmönsiirtoväliaineen kiertojärjestelmä on termisesti eristetty ympäristöstä.
25 Kiertosyklissä sulasuolaa syötetään ensimmäiseen lämmönsiirti- meen 6 ensimmäisestä suolasäiliöstä 13 ja poistetaan ensimmäisestä läm-o mönsiirtimestä 6 toiseen suolasäiliöön 14. Toisesta suolasäiliöstä 14 sulasuo-
CSJ
^ laa syötetään toiseen lämmönsiirtimeen 12 ja poistetaan siitä ensimmäiseen ° suolasäiliöön 13.
CO
^ 30 Ensimmäisessä suolasäiliössä 13 olevalla sulasuolalla on suuri £ lämpötila, esimerkiksi 400-600 °C. Hitec®:n tapauksessa lämpötila on edulli- oo sesti noin 550 °C. Ensimmäinen suolasäiliö 13 on järjestetty kommunikoimaan ensimmäisessä lämmönsiirtimessä 6 olevan ensimmäisen syöttöaukon 9 00 § kanssa siten, että sulasuolaa, jolla on mainittu suuri lämpötila, syötetään vai- ^ 35 pan 7 ja sen putkien ulkopintojen väliseen tilaan. Vaipan 7 rakenne voi olla ke vyt ja hinnaltaan edullinen, koska sulasuolan paine on pieni.
9
Suurilämpötilainen sulasuola luovuttaa lämpöä ensimmäisen läm-mönsiirtimen 6 putkien läpi kulkevaan biomassaan, jolloin biomassan lämpötila nousee. Tämän seurauksena sulasuola jäähtyy. Lämmön siirtyminen sulasuo-lan ja reaktioseoksen välillä tapahtuu nopeasti ja homogeenisesti ensimmäi-5 sessä lämmönsiirtimessä 6. Täten reaktioseos kuumenee nopeasti, ja ionireak-tiot, jotka tuottavat tervaa, hiiltä ja muita kiinteitä aineita tai suuriviskoosisia vir-taavia aineita, voidaan välttää tai niitä voidaan rajoittaa. Vastaavasti suuret lämpötilat, joita tarvitaan hydrotermisen kaasuuntumisen ja/tai nesteytymisen radikaalireaktioita varten, saavutetaan nopeasti.
10 Sulasuola, joka on jäähtynyt ensimmäisessä siirtimessä 6, poiste taan siitä ensimmäisen poistoaukon 10 kautta ja syötetään toiseen suolasäili-öön 14. Toisen suolasäiliön 14 vastaanottaman sulasuolan lämpötila on edullisesti lähellä sulasuolan sulamislämpötilaa.
Toisessa suolasäiliössä 14 sulasuolan lämpötila on oleellisesti pie-15 nempi kuin ensimmäisessä suolasäiliössä 13, jolloin lämpötila on edullisesti oleellisesti saman suuruinen kuin ensimmäisestä lämmönsiirtimestä 6 vastaanotetun sulasuolan lämpötila. Mainittu lämpötila on kuitenkin suurempi kuin suolan sulamislämpötila. Hitec®:n tapauksessa lämpötila on edullisesti noin 160 °C. Toinen suolasäiliö 14 sisältää myös toisen kuumentimen 16, jota käy-20 tetään samalla tavalla kuin ensimmäisen suolasäiliön 13 toista kuumenninta.
Sulasuolaa syötetään toisesta suolasäiliöstä 14 toiseen lämmönsiir-timeen 12. Kuviossa 1 esitetyssä keksinnön suoritusmuodossa pumppu 15 on järjestetty toisen suolasäiliön 14 ja toisen lämmönsiirtimen 12 väliin ja järjestetty kierrättämään sulasuolaa lämmönsiirtoväliaineen kiertojärjestelmän läpi. 25 Pumppu 15 voidaan myös järjestää muualle järjestelmään, esimerkiksi ensimmäisen lämmönsiirtimen 6 ja toisen suolasäiliön 14 väliin. Pumpun 15 tehoa 5 voidaan säätää niin, että saavutetaan sulasuolan optimaalinen virtausnopeus.
(M
^ Reaktio-osassa 4 muodostuneet ja edelleen suurilämpötilaiset, läm- ° potilaitaan esimerkiksi noin 650 celsiusasteessa olevat, reaktiotuotteet syöte- ^ 30 tään toiseen lämmönsiirtimeen 12 jäähdytystä varten. Sulasuolan lämpötila pi- | detään reaktiotuotteiden lämpötilaa pienempänä. Sulasuolan lämpötila toises- oo sa lämmönsiirtimessä on esimerkiksi 160 °C. Tämän vuoksi lämpöenergiaa siirtyy reaktiotuotteista sulasuolaan, jolloin sulasuola kuumenee ja reaktiotuot-o teet jäähtyvät. Edullisesti sulasuola absorboi lämpöä reaktiotuotteista siinä ^ 35 määrin, että se saavuttaa ensimmäisessä suolasäiliössä 13 vallitsevan suuren lämpötilan. Suurilämpötilainen sulasuola syötetään toisesta lämmönsiirtimestä 10 12 poistoaukon 18 kautta ensimmäiseen suolasäiliöön 13, ja jälleen ensimmäiseen lämmönsiirtimeen 6. Jäähtyneet reaktiotuotteet poistetaan toisesta läm-mönsiirtimestä 12 toisen ulosvirtauskanavan 19 kautta. Tämän jälkeen jäähtyneille reaktiotuotteille voidaan suorittaa paineen alennus ja erotus kaasufaasiin 5 ja nestefaasiin.
On huomautettava ja korostettava, että kuviossa 1 esitetty laitteisto on ainoastaan eräs vaihtoehto keksinnön laitteiston toteuttamiseksi. Laitteisto voidaan järjestää eri tavalla. Esimerkiksi toinen tai molemmat lämmönsiirtimis-tä 6 ja 12 voivat olla kaksoisputki- tai putki putkessa -lämmönsiirtimiä, joissa 10 käytetään kahta tai useampaa, yleensä samankeskistä, putkea lämmönsiirtoa varten ja kanavia lämmönsiirtoväliainetta varten.
Alan ammattilaiselle on selvää, että tekniikan kehittyessä keksinnöllinen ajatus voidaan toteuttaa useilla tavoilla. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät rajaudu edellä selostettuihin suoritusmuotoihin, vaan ne voivat vaihdella 15 patenttivaatimusten puitteissa.
20 δ
(M
oo o oo
(M
X
en
CL
00 δ
CD
00 o o
(M

Claims (19)

1. Menetelmä lämmönsiirtoa varten biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa, joka menetelmä käsittää vaiheet, joissa: 5 kuumennetaan biomassaa ensimmäisessä lämmönsiirtimessä (6) lämmönsiirtoväliaineen lämpöenergialla, saatetaan biomassa reagoimaan mainitussa ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa ja aikaansaadaan reaktiotuotteita, 10 jäähdytetään biomassan reaktiotuotteita toisessa lämmönsiirtimessä (12) absorboimalla reaktiotuotteiden lämpöenergiaa mainittuun lämmönsiirto-väliaineeseen, ja kierrätetään mainittua lämmönsiirtoväliainetta ensimmäisen läm-mönsiirtimen (6) ja toisen lämmönsiirtimen (12) välillä, tunnettu siitä, että 15 lämmönsiirtoväliaineena käytetään sulasuolaa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtovälineenä käytetään kaliumnitraatin, natriumnitriitin ja natriumnitraatin vesiliukoisten, epäorgaanisten suolojen seosta.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että kierrätetään mainittua sulasuolaa ensimmäisen suolasäiliön (13) ja toisen suolasäiliön (14) läpi.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidetään ensimmäisen suolasäiliön (13) lämpötila lähellä sulasuolan enimmäiskäyttölämpötilaa.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pidetään toisen suolasäiliön (13) lämpötila lähellä sulasuolan sulaen mislämpötilaa. ob
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tun- o ^ n e 11 u sulasuolan viskositeetista, joka on noin 1-10 cp. ^ 30
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tun- £ n e tt u siitä, että saatetaan reagoimaan biomassa, johon on sekoitettu lisäai- oo neita ja/tai katalyytteja.
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tun- § nettu siitä, että saatetaan reagoimaan kraftmassatehtaan ja/tai paperiteh- CVJ ...... 35 taan tuotteita, sivutuotteita tai jatevirtoja.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumennetaan reaktioseos ainakin 374 celsiusasteen lämpötilaan.
10. Järjestelmä lämmönsiirtoa varten biomassan ylikriittisessä tai 5 lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa, joka järjestelmä käsittää ensimmäisen lämmönsiirtimen (6) mainitun biomassan kuumentamiseksi, toisen lämmönsiirtimen (12) mainitun ylikriittisessä tai lähes kriitti- 10 sessä vedessä tapahtuvan kaasuuntumisprosessin reaktiotuotteiden jäähdyttämiseksi, ja kiertojärjestelmän lämmönsiirtoväliaineen kierrättämiseksi ensimmäisen lämmönsiirtimen (6) ja toisen lämmönsiirtimen (12) välillä, tunnettu siitä, että lämmönsiirtoväliaine on sulasuola.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen järjestelmä, tunnettu sii tä, että sulasuola käsittää kaliumnitraatin, natriumnitriitin ja natriumnitraatin vesiliukoisten, epäorgaanisten suolojen seoksen.
12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää ensimmäisen suolasäiliön (13) ja toisen suo- 20 lasäiliön (14) ja välineet mainitun sulasuolan kierrättämiseksi mainittujen säiliöiden (13, 14) läpi.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen suolasäiliön (13) lämpötila on järjestetty olemaan lähellä sulasuolan enimmäiskäyttölämpötilaa.
14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen järjestelmä, tunnet tu siitä, että toisen suolasäiliön (13) lämpötila on järjestetty olemaan lähellä 5 sulasuolan sulamislämpötilaa. (M
^ 15. Jonkin patenttivaatimuksen 10-14 mukainen järjestelmä, t u n - ° n e 11 u siitä, että sulasuolan viskositeetti on järjestetty olemaan noin 1-10 cp. ^ 30
16. Jonkin patenttivaatimuksen 10-15 mukainen järjestelmä, t u n - | n e 11 u siitä, että biomassa käsittää biomassaa, johon on sekoitettu lisäaineita oo ja/tai katalyytteja.
17. Jonkin patenttivaatimuksen 10-16 mukainen järjestelmä, t u n -o n e 11 u siitä, että biomassa käsittää kraftmassatehtaan ja/tai paperitehtaan ^ 35 tuotteita, sivutuotteita tai jätevirtoja.
18. Sulasuolan käyttö lämmönsiirtoväliaineena biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa.
19. Sulasuolan käyttö lämmönsiirtoväliaineena biomassan ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa, 5 joka käsittää vaiheet, joissa: kuumennetaan biomassaa ensimmäisessä lämmönsiirtimessä (6) lämmönsiirtoväliaineen lämpöenergialla, saatetaan biomassa reagoimaan mainitussa ylikriittisessä tai lähes kriittisessä vedessä tapahtuvassa kaasuuntumisprosessissa ja aikaansaadaan 10 reaktiotuotteita, jäähdytetään biomassan reaktiotuotteita toisessa lämmönsiirtimessä (12) absorboimalla reaktiotuotteiden lämpöenergiaa mainittuun lämmönsiirto-väliaineeseen, ja kierrätetään mainittua lämmönsiirtoväliainetta ensimmäisen läm-15 mönsiirtimen (6) ja toisen lämmönsiirtimen (12) välillä. δ (M i oo o 00 (M X en CL 00 δ CD 00 o o (M
FI20086218A 2008-12-19 2008-12-19 Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten FI122817B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086218A FI122817B (fi) 2008-12-19 2008-12-19 Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten
RU2011129797/05A RU2515308C2 (ru) 2008-12-19 2009-12-04 Способ и система теплообмена
CN200980150754.2A CN102264873B (zh) 2008-12-19 2009-12-04 用于热交换的方法、系统及应用
PCT/FI2009/050976 WO2010070195A2 (en) 2008-12-19 2009-12-04 Method for heat exchange, system and use
BRPI0923315A BRPI0923315A2 (pt) 2008-12-19 2009-12-04 método sistema e utilização para comutação de calor.
US13/139,069 US20110240261A1 (en) 2008-12-19 2009-12-04 Method for heat exchange, system and use
EP09774683A EP2367912A2 (en) 2008-12-19 2009-12-04 Method for heat exchange, system and use
CA2745321A CA2745321C (en) 2008-12-19 2009-12-04 Method for heat exchange, system and use

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086218 2008-12-19
FI20086218A FI122817B (fi) 2008-12-19 2008-12-19 Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20086218A0 FI20086218A0 (fi) 2008-12-19
FI20086218A FI20086218A (fi) 2010-06-20
FI122817B true FI122817B (fi) 2012-07-13

Family

ID=40240614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20086218A FI122817B (fi) 2008-12-19 2008-12-19 Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20110240261A1 (fi)
EP (1) EP2367912A2 (fi)
CN (1) CN102264873B (fi)
BR (1) BRPI0923315A2 (fi)
CA (1) CA2745321C (fi)
FI (1) FI122817B (fi)
RU (1) RU2515308C2 (fi)
WO (1) WO2010070195A2 (fi)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101345259B1 (ko) * 2011-12-20 2013-12-27 한화케미칼 주식회사 이중관식 열교환기를 사용한 전극 활물질의 제조
CN103608099B (zh) * 2012-02-09 2017-02-22 同济大学 一种用于进行水热反应的系统和方法
EP2984437B1 (de) * 2013-04-11 2017-07-12 Basf Se Rohrbündelapparat sowie dessen verwendung
CN103232836B (zh) * 2013-05-07 2015-07-01 中国科学院近代物理研究所 热交换介质、热交换系统及核反应堆系统
JP6049112B2 (ja) 2013-05-07 2016-12-21 中国科学院近代物理研究所 熱交換媒体、熱交換システム及び原子炉システム
DE102013217416A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Hydrothermale Umsetzung von Abwasserschlamm und Schwarzlauge
US9328963B2 (en) 2013-07-10 2016-05-03 Renmatix, Inc. Energy recovery when processing materials with reactive fluids
WO2016001184A1 (de) * 2014-07-01 2016-01-07 Basf Se Vorrichtung zur wärmeübertragung
EP3072855A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-28 SCW Systems B.V. Method of and system for processing a slurry containing organic components
DE102015014446A1 (de) 2015-11-07 2017-05-11 Linde Aktiengesellschaft Wärmetauscher
WO2017153970A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 King Abdullah University Of Science And Technology Supercritical water gasification with decoupled pressure and heat transfer modules
US10286431B1 (en) * 2016-03-25 2019-05-14 Thermochem Recovery International, Inc. Three-stage energy-integrated product gas generation method
GB2559583B (en) * 2017-02-09 2022-04-20 Phycofeeds Ltd Hydrothermal liquefaction reactor
AR115968A1 (es) 2018-08-31 2021-03-17 Dow Global Technologies Llc Sistemas y procesos para perfeccionar la mejora de hidrocarburos
AR115971A1 (es) 2018-08-31 2021-03-17 Dow Global Technologies Llc Sistemas y procesos para tratar térmicamente una corriente que contiene hidrocarburos
AR115969A1 (es) 2018-08-31 2021-03-17 Dow Global Technologies Llc Sistemas y procesos para transferir calor mediante sal fundida durante la mejora de hidrocarburos
CN111235794B (zh) * 2020-03-06 2020-11-10 上海恩意材料科技有限公司 一种用于高温卷染的热交换装置
CN113680286B (zh) * 2021-08-31 2023-08-01 南京延长反应技术研究院有限公司 一种催化剂可循环使用的丙烯羰基化反应系统及方法
CN115385361B (zh) * 2022-08-29 2023-09-26 上海岚泽能源科技有限公司 一种以水和空气为原料的绿色合成氨生产工艺

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1468987A (fr) * 1964-12-07 1967-02-10 Euratom Procédé pour rendre optimales la conduction et la transmission de chaleur à hautes températures
CH613510A5 (fi) * 1976-11-02 1979-09-28 Bertrams Ag Hch
GB8809214D0 (en) * 1988-04-19 1988-05-25 Exxon Chemical Patents Inc Reductive alkylation process
US5053570A (en) * 1988-09-22 1991-10-01 Mobil Oil Corporation Fluid bed paraffin aromatization
JPH11502891A (ja) * 1995-03-31 1999-03-09 ユニバーシティ オブ ハワイ 触媒を用いたウェット・バイオマスの超臨界状態でのガス化
DE19634111A1 (de) * 1996-08-23 1998-02-26 Eisenmann Ernst Dipl Ing Fh Biomasseumsetzung zu Kraftstoffen mittels überkritischer Kohlensäure
JP2002155288A (ja) * 2000-11-21 2002-05-28 Yukuo Katayama 石炭ガス化方法
EP1772202A1 (de) * 2005-10-04 2007-04-11 Paul Scherrer Institut Verfahren zur Erzeugung von Methan und/oder Methanhydrat aus Biomasse
WO2008006384A2 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Scf Technologies A/S Method and apparatus for production of bio-ethanol and other fermentation products

Also Published As

Publication number Publication date
CA2745321C (en) 2014-04-08
US20110240261A1 (en) 2011-10-06
WO2010070195A2 (en) 2010-06-24
CN102264873B (zh) 2014-04-02
RU2515308C2 (ru) 2014-05-10
FI20086218A0 (fi) 2008-12-19
CA2745321A1 (en) 2010-06-24
FI20086218A (fi) 2010-06-20
EP2367912A2 (en) 2011-09-28
BRPI0923315A2 (pt) 2019-09-24
RU2011129797A (ru) 2013-01-27
WO2010070195A3 (en) 2010-12-23
CN102264873A (zh) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI122817B (fi) Menetelmä, järjestelmä ja käyttö lämmönvaihtoa varten
CN103936251B (zh) 一种基于热水解技术的污泥脱水系统及工艺
BRPI1015138B1 (pt) Método contínuo para carbonização hidrotérmica de biomassa
CA2740799A1 (en) Device and method for conversion of biomass to biofuel
EP2096158A1 (en) Apparatus and process for production of liquid fuel from biomass
AU2016238748B2 (en) Method of and system for processing a slurry containing organic components
CA2791393A1 (en) Device and method for conversion of biomass to biofuel
US20120266529A1 (en) Fast pyrolysis system
CN101570375A (zh) 废有机物的超临界水处理系统的余热回收与梯级利用方法
JP6942311B2 (ja) 水熱炭化反応を行うための装置
CN108367263B (zh) 生产甲醛的设备和方法
US8323614B2 (en) Hydrolysis reactor for hydrogen production
US11498861B2 (en) Apparatus for and method of processing a slurry containing organic components
CN218972667U (zh) 处理系统
FI20235073A1 (fi) Lämmönvaihdin ja järjestelmä orgaanisen jätteen käsittelemiseksi
CN221601954U (zh) 一种用于四氢噻吩生产工艺的热循环系统
CN202558685U (zh) 利用辅助燃料补给热量的超临界水氧化反应系统
KR20240128998A (ko) 플라스틱 함유 원료를 기반으로 하는 탄화수소 오일의 열분해 기반 생산을 위한 방법 및 디바이스
UNIT Brief introduction
LV12786B (lv) Paņēmiens un iekārtā kokogļu iegūšanai no gabalveida un sikdispersas biomasas

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122817

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MM Patent lapsed