FI82841B - Multipelhaerdanordning och process foer termisk behandling av kolhaltiga material. - Google Patents

Description

1 83841

Moniarinalaite ja menetelmä hiilipitoisten aineiden läm-pökäsittelemiseksi

Keksinnön kohteena on moniarinalaite orgaanisten 5 hiilipitoisten aineiden termistä käsittelyä varten paineen alaisena, jossa moniarinalaitteessa on esikuumennus-kammio, jonka toisessa päässä on sisäänmeno syöttöaineen vastaanottamiseksi ja jonka toisessa päässä on ulostulo esikuumennetun syöttöaineen poistamista varten, välineet 10 syöttömateriaalin kuljettamiseksi esikuumennuskammion läpi sisäänmenosta ulosmenoon, ulostulovälineet, jotka on sijoitettu esikuumennuskammion yläosassa kaasujen poistamiseksi siitä, astia, joka sisältää useita päällekkäisiä rengasmaisia arinoita, jotka ovat yhteydessä esikuumennus-15 kammion ulosmenoon, hämmennysvälineet, jotka on sijoitettu kunkin arinan yläpuolelle aineen siirtämiseksi säteittäi-sesti kutakin arinaa pitkin vuorotellen sisäänpäin ja ulospäin syöttöaineen laskeutumisen aikaansaamiseksi yhdeltä arinalta sen alapuolella olevalle seuraavalle ari-20 nalle, välineet kaasujen suuntaamiseksi ylöspäin päällekkäin olevien rengasmaisten arinoiden ja esikuumennuskammion läpi suuntaan, joka on vastavirtaan syöttöaineen kulkusuuntaan nähden ja kohti mainittua ulostulovälinettä, ja poistovälineet, jotka on sijoitettu useiden rengasmaisten 25 arinoiden alapuolelle.

Keksinnön kohteena on myös prosessi kosteiden orgaanisten hiilipitoisten aineiden termiseksi käsittelemiseksi paineen alaisena.

Keksinnön kohteena oleva moniarinareaktori ja mene-30 telmä on laajalti käyttökelpoinen orgaanisten jäämäkos- teutta sisältävien hiilipitoisten ainesten käsittelemiseksi valvotussa paineessa ja korotetuissa lämpötiloissa näiden halutun fysikaalisen ja/tai kemiallisen muuttumisen aikaansaamiseksi antamaan polttoaineeksi sopiva reaktio-35 tuote.

2 83841

Erityisesti tämän keksinnön kohteena on reaktori ja prosessi, jolla hyväksyttäviä määriä kosteutta sisältäviä hiilipitoisia aineita raaka-ainesyöttötilassa saatetaan korotettuihin lämpötila- ja paineolosuhteisiin, jolloin 5 tapahtuu kiinteän reaktiotuotteen jäämäkosteuden olennainen aleneminen sen lisäksi, että saadaan aikaan orgaanisen aineksen lämpökemiallinen uudelleenrakentuminen antamaan sille parantuneet fysikaaliset ominaisuudet, joihin kuuluu kasvanut lämpöarvo kuivana ja kosteudesta vapaana.

10 Tavanomaisten energialähteiden niukkuus ja lisään tyneet kustannukset maaöljy ja luonnonkaasu mukaanlukien, ovat saaneet aikaan vaihtoehtoisten energialähteiden etsimisen, joita on runsaasti tarjolla, kuten ligniitti-tyyp-piset hiilet, sub-bituminiset hiilet, selluloosa-ainekset, 15 kuten turve, jäteselluainekset, kuten sahajauho, kuori, puurouhe, oksat ja lastut, jotka ovat peräisin metsä- ja sahatöistä, erilaiset jäteainekset, kuten puuvillaruo'ot, pähkinänkuoret, maissiakanat tai niiden kaltaiset ym. kunnallinen kiinteä jätemassa. Tällaiset vaihtoehtoiset ai-20 nekset ovat valitettavasti kuitenkin lukuisista syistä luonnossa esiintyvässä tilassaan puutteellisia suoraan käytettäväksi suurtehopolttoaineiksi. Tästä syystä on aikaisemmin ehdotettu joukkoa menetelmiä tällaisten ainesten muuttamiseksi muotoon, joka on sopivampi polttoaineeksi, 25 lisäämällä niiden palamisarvoa kosteusvapaalla pohjalla samanaikaisesti kun niiden kestävyyttä sään, kuljetuksen ja varastoinnin vaikutuksille lisätään.

Tyypillisiä tämän alan laitteistoista ja menetelmistä ovat ne, jotka on selostettu US-patentissä 4 052 30 168, joilla lignitiitti-tyyppiset hiilet kemiallisesti muodostetaan uudelleen säädetyllä lämpökäsittelyllä, joka antaa laadultaan parantuneen kiinteän hiilipitoisen tuotteen, joka on pysyvä ja kestävä säävaikutuksia vastaan ja sillä samalla on lisääntynyt polttoarvo, joka lähenee bi-35 tumihiilen polttoarvoa; US-patentissa 4 127 391, jossa 3 83841 jäännös-hienobitumijakeita, jotka ovat peräisin tavanomaisista hiilen pesu- ja puhdistusprosesseista, lämpökäsitel-lään antamaan kiinteitä agglomeroituneita koksimaisia tuotteita, jotka ovat sopivia suoraa käyttöä varten kiin-5 teinä polttoaineina; ja US-patentissa 4 129 420, jossa luonnossa esiintyviä selluloosapitoisia aineita, kuten turvetta sekä myös muita jäteselluloosa-aineksia jalostetaan säädetyllä uudelleenmuodostamislämpöprosessilla antamaan sopivia kiinteitä hiilipitoisia tai koksimaisia 10 tuotteita, jotka sopivat käytettäviksi kiinteänä polttoaineena tai sekoitettaviksi muiden tavanomaisten polttoaineiden, kuten polttoöljylietteiden kanssa. US-patentissa 4 126 519 on esitetty reaktori sekä menetelmä tällaisten hiilipitoisten syöttöaineiden jalostamiseksi, jotka ovat 15 edellä mainitussa US-patentissa kuvattua tyyppiä, jolla menetelmällä syöttöaineen nestemäinen liete tuodaan kaadettavaan reaktoriin ja kuumennetaan asteittain muodostamaan pääasiallisesti kuiva reaktiotuote, jolla on parantunut polttoarvo. Reaktio saatetaan tapahtumaan säädetyn 20 korotetun paineen ja lämpötilan alaisena ottaen huomioon viipymisaika saadun lämpökäsittelyn saavuttamiseksi, joka voi käsittää syötettävässä aineksessa olevan kaiken kosteuden pääasiallisesti haihduttamisen sekä osan haihtuvista orgaanisista aineosista haihduttamisen, samanaikaisesti 25 kun tapahtuu niiden osittainen kemiallinen uudelleenmuo-dostaminen tai pyrolyysi. Reaktio saatetaan tapahtumaan ei-hapettavassa ympäristössä ja kiinteä reaktiotuote jäähdytetään senjälkeen lämpötilaan, jossa se voidaan purkaa kosketukseen ilmakehän kanssa ilman palamista tai hajaan-30 tumista.

Samalla kun edellä mainituissa US-patenteissa kuvattujen menetelmien ja laitteistojen on havaittu antavan erinomainen käsittely erilaisille raakahiilisyöttöainek-sille jalostetun kiinteän reaktiotuotteen valmistamiseksi, 35 on olemassa jatkuva tarve löytää reaktori ja menetelmä, 4 83841 joka antaa vielä paremman tehokkuuden, monipuolisuuden, yksinkertaisuuden ja helppouden säätää jatkuvassa lämpökäsittelyssä erilaisia tällaisia kosteita raakahiilipitoisia aineksia antaen niille samalla taloudellisen taustan run-5 säästi energiaa sisältävien polttoaineiden muuttamiseksi ja tuottamiseksi korvaukseksi ja vaihtoehdoksi tavanomaisille energialähteille.

Keksinnön mukaiselle moniarinalaitteelle on tunnusomaista, että esikuumennuskammio ja astia ovat paineiste-10 tut paineen alaisina olevien orgaanisten hiilipitoisten aineiden termistä käsittelemistä varten, jolloin esikuu-mennuskammion sisäänmeno on sovitettu vastaanottamaan pai-neenalaista syöttöainetta, ja esikuumennuskammio lisäksi käsittää tyhjennysvälineen siinä olevan kaiken nesteen 15 poistamiseksi paineen alaisena, että esikuumennuskammiossa oleva ulostuloväline on sovitettu poistamaan esikuumennus-kammiossa olevia haihtuvia kaasuja paineen alaisina ja kuhunkin arinaan liittyy astiassa olevat kuumennusvälineet arinan syöttöaineen kuumentamiseksi asteittain mainituilla 20 arinoilla kontrolloituun kohotettuun lämpötilaan ajanjaksoksi, joka on riittävä höyrystämään ainakin osan astiassa olevista haihtuvista aineista haihtuvien kaasujen ja kiinteän reaktiotuotteen muodostamiseksi, jolloin poistoväli-neet toimivat kiinteän reaktiotuotteen poistamiseksi pai-25 neen alaisena astiasta. Keksinnön mukaisen laitteen edulliset suoritusmuodot on esitetty oheistetuissa patenttivaatimuksissa 2-7. Edullisesti moniarinareaktori käsittää paineastian, joka rajaa kammion, joka sisältää joukon päällekkäin asetettuja rengasmaisia pohjia, jotka sisältä-30 vät sarjan ylempiä pohjia, jotka ovat kulmittain kaltevia alaspäin kammion kehää kohti, joka rajaa kuivaus- tai esi-kuivausvyöhykkeen, jossa syöttöaineessa oleva kosteus ja kemiallisesti yhdistynyt vesi poistetaan. Ylempien pohjien alle on sijoitettu sarja alempia pohjia, jotka rajaavat .. 35 reaktiovyöhykkeen, joka käsittää laitteen syöttöaineksen 5 83841 kuumentamiseksi korotettuun lämpötilaan valvotussa ylipaineessa ajaksi, joka on riittävä haihduttamaan siinä olevan kosteuden ainakin osittain ja muodostamaan reaktiokaasuja sekä kiinteän reaktiotuotteen, jolla kosteusvapaalla poh-5 jalla on parantunut polttoarvo. Reaktiovyöhykkeessä muodostuneet kuumat reaktiokaasut kulkevat ylöspäin lämmön-vaihtosuhteessa syöttöaineksen kanssa kuivausvyöhykkeessä vastavirtaan tapahtuvalla tavalla, joka saa aikaan ainakin sen kondensoituvien osien osittaisen tiivistymisen ja esi-10 lämmityksen vapauttamalla piilevää höyrystymislämpöä ja edelleen aikaansaa syöttöaineeseen kemiallisesti yhdistyneen veden vapautumisen, joka poistuu paineistetuista säteettäisesti kaltevista pohjista reaktorin ulkopuolelle.

Reaktioastia on varustettu keskeisesti kulkevalla 15 pyörivällä akselilla, jossa on joukko hämmennysvarsiä sijoitettuina lähelle pohjien yläpintoja ja aikaansaavat niitä pyöritettäessä syöttöaineen jatkuvan etenemisen sä-teittäisesti jokaista pohjaa pitkin vuorottelevasti sisä-ja ulospäin aikaansaadakseen syöttöaineksen ylijuoksuku-20 lun yhdeltä pohjalta sen alla olevalle pohjalle. Reaktio-vyöhykkeessä käytetään edullisesti rengasmaisia estolevyjä sijoitettuina pohjien yläpuolelle sekä näiden päällä häm-mennysvarsia varmistamaan kuumien vastavirtareaktiokaasu-jen virtaus välittömästi tasoilla olevan syöttöaineen vie-25 restä kosketuksen parantamiseksi ja lämmönsiirron lisäämiseksi syöttöaineen ja kaasujen välillä.

Kiinteä reaktiotuote poistetaan reaktorin pohjaosasta ja siirretään sopivaan jäähdytyskammioon, jossa se jäähtyy lämpötilaan, jossa se voidaan saattaa ulkoilman 30 kanssa kosketukseen ilman vahingollisia vaikutuksia.

Reaktori on yläosastaan varustettu ulosmenolla pai-neenalaisten reaktiokaasujen poistamiseksi tuotekaasuna, jota voidaan haluttaessa käyttää polttamista ja reaktorin reaktiovyöhykkeen kuumentamista varten. Reaktorin yläosa 35 on myös varustettu sisääntulolla, jolla raaka hiilipitoi- 6 83841 nen syöttöaines tai niiden seokset tuodaan sopivan painelukon läpi reaktiokammioon ja kuivausvyöhykkeen ylimmälle pohjalle.

Tämän keksinnön laitteen erään edullisen vaihto-5 ehtoisen tyydyttävän suoritusmuodon mukaan saadaan aikaan syöttöaineen kuivaaminen ja esikuumentaminen ensivaiheen reaktorissa, joka on sijoitettu monipohjareaktorin ulkopuolelle, ja syntynyt esikäsitelty ja osittain vedettömäksi tehty syöttöaines syötetään senjälkeen monipohjareak-10 toriin, joka määrittää reaktiovyöhykkeen, joka on samanlainen kuin kuvatun monipohjareaktorin reaktiovyöhyke. Edelleen on ajateltu laitteen molempien suoritusmuotojen mukaisesti, että sopivia puhdistusvälineitä, kuten teräs-harjoja, voidaan käyttää mahdollisen kasaantuneen karsta-15 aineen poistamiseksi renkaanmuotoisten ohjauslevyjen ulkopinnoilta laitteiston optimaalisen toimintatehon ylläpitämiseksi. Edelleen on ajateltu, että putkimaiset lämmön-vaihtoelementit tai sähköiset lämmityslaitteet voivat olla suljettuja johtavien kilpien sisään ja jotka samalla ta-20 voin ovat puhdistettuja optimaalisten lämmönsiirto-ominaisuuksien ylläpitämiseksi.

Keksinnön mukaiselle prosessille kosteiden orgaanisten hiilipitoisten aineiden termiseksi käsittelemiseksi paineen alaisena on tunnusomaista, että se käsittää 25 vaiheet kostean hiilipitoisen syöttöaineen syötön johtaminen käsiteltäväksi paineenalaisena esikuumennuskammioon ja syöttöaineen esikuumentamisen lämpötilaan n. 93 -n. 260 °C:sta reaktiokaasujen vastakkaissuuntaisella läm-mönsiirtokosketuksella, mahdollisen nesteen poistaminen, 30 joka on muodostunut esikuumennuskammiossa, mainitusta kammiosta paineenalaisena, esikuumennetun syöttöaineen johtaminen paineenalaisena moniarinalaitteeseen, joka käsittää paineastian, joka sisältää useita päällekkäisiä rengasmaisia arinoita, esikuumennetun syöttöaineen jakaminen 35 paineastian ylimmälle arinalle ja syöttöaineen siirtäminen 7 83841 kaskadimaisesti yhdestä pohjasta tämän alapuolella olevalle seuraavalle arinalle, syöttöaineen asteittainen kuumentaminen mainitussa astiassa mainituilla arinoilla kohotettuun lämpötilaan ajanjaksoksi, joka on riittävä höyrystä-5 mään ainakin osan siinä olevista haihtuvista aineista haihtuvien kaasujen ja kiinteän reaktiotuotteen muodostamiseksi, haihtuvien kaasujen siirtämisen syöttöaineen kulkusuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan paineastian läpi mainittuun esikuumennuskammioon ja kiinteän tuotteen pois-10 tamisen paineenalaisena astiasta.

Keksinnön menetelmän mukaisesti kosteat, orgaaniset hiilipitoiset syöttöainekset viedään esikuumennusvyö-hykkeeseen, joka on erillään tai vaihtoehtoisesti reaktoriin yhdistettynä, jossa syöttöainesta esikuumennetaan 15 reaktiokaasujen vastavirtauksella lämpötilaan väliltä n. 150° - n. 200eC. Samanaikaisesti sisääntulevaan syöttö-ainekseen tiivistynyt kosteus samoin kuin sen kuumentamisesta syntynyt kosteus valutetaan pois syöttöaineksesta ja poistetaan esikuumennusvyöhykkeestä paineenalaisena valu-20 tusjärjestelmän läpi. Syöttöaines, josta vesi on osittain poistettu, kulkee esikuumennusvyöhykkeestä alaspäin reak-tiovyöhykkeen läpi ja kuumennetaan lämpötilaan väliltä n. 200 - n. 650°C tai korkeammalle paineessa väliltä n. 2,07 - 20,7 MPa tai enemmän, ajaksi niinkin vähästä kuin 1 mi-25 nuutti n. 1 tuntiin tai pitemmäksi ajaksi ainakin osan haihtuvista aineista haihtumisen aikaansaamiseksi muodostamaan kaasufaasi ja kiinteä reaktiotuote.

Keksinnön muut lisäedut käyvät ilmi seuraavasta edullisten suoritusmuotojen kuvauksesta yhdessä oheisten 30 piirrosten ja esimerkkien kanssa.

Oheisissa piirustuksissa: kuvio 1 on pystyleikkauskuva monipohjareaktorista, joka on rakennettu tämän keksinnön edullisten suoritusmuotojen mukaisesti; 35 kuvio 2 on vaakaleikkauskuva kuviossa 1 esitetystä 8 83841 reaktorista otettuna reaktoriosan läpi, joka kuvaa poikittaisten lämmönvaihtoputkien sijainnin; kuvio 3 on osittainen tasokuva purkausaukkojen leikkauksesta kaltevassa rengasmaisessa pohjassa, joka on 5 kuviossa 1 esitetyn reaktorin ylemmässä esikuumennusvyöhykkeessä; kuvio 4 on kaavamainen kuva reaktorista ja niistä prosessivirroista, jotka liittyvät hiilipitoisten syöttö-ainesten lämpökäsittelyyn; ja 10 kuvio 5 on osittainen sivuleikkauskuva osittais- leikkauksena monipohjareaktorista, joka on varustettu erillisellä esikuumennus- ja kuivausasteella erillään reaktorista tämän keksinnön erään vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti.

15 Viitaten nyt yksityiskohtaisesti piirroksiin ja kuten parhaiten näkyy kuvioista 1-3, käsittää tämä keksintö eräiden suoritusmuotojen mukaisesti moniarina- eli monipohjareaktorin, jossa on paineastia 10, joka koostuu kupumaisesta yläosasta 12, ympyränmuotoisesta, sylinteri-20 mäisestä keskusosasta 14 ja kupumaisesta alemmasta osasta 16 kiinnitettyinä kaasutiiviisti toisiinsa rengasmaisten laippojen 18 avulla. Reaktori on pystytetty pääasiallisesti pystysuoraan asentoon sarjalla tukia 20 kiinnitettyinä tukiin 22, jotka ovat kiinni astian keskusosan alem-25 man laipan 18 kanssa. Ylempi kupumainen osa 12 on varustettu laipalla varustetulla sisääntulolla 24 rakeisen kostean hiilipitoisen aineksen tuomiseksi reaktorin sisäosaan. Rengasmainen ohjauslevy 26 on järjestetty sisääntulon 24 viereen suuntaamaan tuleva syöttöaines kohti reak-30 tiokammion kehää. Laipoitettu ulosmeno 28 on järjestetty ylemmän osan 12 vastakkaiselle puolelle paineenalaisten reaktiokaasujen poistamiseksi reaktiokammiosta tavalla, jota kuvataan yksityiskohtaisemmin seuraavassa. Alaspäin riippuva rengasmainen vaste 30 on muodostettu ylemmän osan 35 12 sisäkeskusosaan, johon on sijoitettu laakeri 32 tuke- g 83841 maan pyörivän akselin 34 yläpäätä.

Pyörivä akseli 34 kulkee keskeisesti reaktorin sisäosaan ja on pyöristettävästi kiinnitetty alapäästään rengasmaiseen vasteeseen 36, joka on muodostettu alempaan 5 osaan 16 laakerilla 38 ja nesteenpitävällä lukolla 40. Pyörivän akselin 34 ulospäin työntyvä pää on muodostettu käsittämään porrastetun tynkäakseliosan 42, joka on istutettu tuettuun suhteeseen laakeripukin 44 kanssa, joka on asetettu laakerin kannattimeen 46.

10 Joukko säteittäin kulkevia hämmennysvarsia 48 on kiinnitetty pyörivään akseliin 34 ja työntymään siitä säteittäin ulospäin pystysuorin välein sitä pitkin. Yleensä voidaan käyttää kahta, kolmea tai neljää hämmennysvartta esikuumennus- tai kuivausvyöhykkeessä ja reaktiovyöhyk-15 keessä voidaan hämmennysvarsia käyttää kuuteen asti. Tyypillisesti neljä hämmennysvartta on sijoitettu n. 90° :n välein ja kiinnitetty joka tasolla pyörivään akseliin. Joukko rengasmaisesti sijoitettuja hämmennyshampaita 50 on kiinnitetty hämmennysvarsien 48 alapinnoille ja ne on 20 suunnattu rengasmaisesti niin, että ne aikaansaavat syöt-töaineksen säteittäisen sisäänpäin ja ulospäin siirtymisen pohjia pitkin seurauksena akselin pyörimisestä.

Akselin 34 ja sillä olevien hämmennysvarsikokonai-suuksien pyöriminen aikaansaadaan moottorin 52 avulla, 25 joka on tuettu säädettävälle alustalle 54, jossa on kar-tiohammaspyöräveto 56 kiinnitettynä sen tuloakseliin, joka on sijoitettu muuttumattomaan mittaan suhteessa käytetyn kartiohammaspyörävedon 58 kanssa, joka on kiinnitetty akselin alapääosaan. Moottori 52 on edullisesti nopeudeltaan 30 vaihdeltavaa tyyppiä antamaan säädettyjä vaihteluita akselin pyörimisnopeuteen.

Akselin pituussuuntaisen laajenemisen ja supistumisen sekä vaihteluiden siitä ulos työntyvien hämmennysvar-sien pystysuorassa asennossa mahdollistamiseksi vasteena 35 vaihteluille lämpötilassa monipohjareaktorin sisällä alus- ίο 83 841 ta 54 ja akselin 34 ulospäin työntyvä pää sijoitetaan säädettäville nostimille 60, joita avustetaan nesteellä toimivalla sylinterillä 62 alustan 54 korkeuden selektiivisesti muuttamiseksi hämmennyshampaiden 50 sopivan sijain-5 nin varmistamiseksi suhteessa pohjien yläpintoihin reaktorin sisällä.

Kuviossa 1 esitetyn spesifisen järjestelyn mukaisesti reaktorin sisäosa on jaettu ylempään esikuumennus-tai vedenpoistovyöhykkeeseen ja alempaan reaktiovyöhykkee-10 seen. Esikuumennusvyöhyke koostuu joukosta päällekkäin asetettuja säteettäisesti kaltevia rengaspohjia 64, jotka viettävät alaspäin kohti reaktiokammion kehää. Ylempi esikuumennusvyöhyke on varustettu pyöreällä sylinterinmuotoisella vuorauksella 66, joka on säteittäin sijoitettu kes-15 kiosan seinän 14 sisään ja johon säteettäisesti kaltevat pohjat 64 on kiinnitetty. Vuorauksen 66 yläpää on muodostettu käsittämään ulospäin kalteva osasto 68 estämään hii-lipitoisen syöttöaineen pääsy rengasmaiseen tilaan vuorauksen ja keskiosan seinän 14 välissä. Ylin pohja 64 on, 20 kuten kuviossa 1 on esitetty, yhdistetty kehältään vuoraukseen 66 ja ulottuu ylöspäin ja sisäänpäin kohti pyörivää akselia 34. Pohja 64 päättyy alaspäin sijoitettuun pyöreään ohjauslevyyn 70, joka rajaa rengasmaisen lasku-kourun, jonka läpi syöttöaines putoaa alaspäin alla ole-25 van rengasmaisen pohjan sisäosalle. Alaspäin kalteva rengasmainen pohja 64, joka on sijoitettu ylimmän pohjan 64 alapuolelle, on kiinnitetty ja tuettu pitimen 72 avulla vuoraukseen 66 kulmittain sijoitetuin välein sitä pitkin. Toinen rengasmainen pohja 64 on, kuten parhaiten näkyy 30 kuviossa 3, varustettu joukolla portteja tai aukkoja 73 sen kehän ympärille, joiden kautta syöttöaines puretaan pudottamalla seuraavalle pohjalle sen alapuolella. Edellä esitetyn järjestelyn mukaisesti kostea hiilipitoinen syöttöaines, jota syötetään sisääntulon 24 kautta, suunnataan 35 ohjauslevyllä 26 ylimmän pohjan 64 ulkokehälle ja siir- n 83841 retään senjälkeen ylöspäin ja sisäänpäin hämmennyshampai-den 50 avulla asemaan pyöreän ohjauslevyn 70 yläpuolelle, jolloin se putoaa alaspäin sen alle sijoitetulle pohjalle. Samalla tavalla hämmennyshampaat 50 toiseksi ylimmällä 5 pohjalla saavat aikaan syöttöaineksen siirtymisen alaspäin ja ulospäin pohjan yläpintaa pitkin lopullista purkautumista varten porttien 73 läpi sen kehän ympärillä. Syöttö-aines jatkaa kulkuaan alaspäin vaihtelevalla sisäänpäin ja ulospäin tapahtuvalla putoamisella, kuten on esitetty nuo-10 lilla kuviossa 1, ja purkautuu lopuksi alempaan reaktio-vyöhykkeeseen .

Alaspäin putoamisensa aikana syöttöaines saatetaan kosketukseen vastavirtaan ylöspäin virtaavien kuumennettujen reaktiokaasujen kanssa, mikä saa aikaan sen esikuu-15 mentumisen lämpötilaan, joka on yleensä väliltä n. 93,5°C - n. 260°C. Syöttöaineksen läheisen kosketuksen varmistamiseksi ylöspäin kulkevien reaktiokaasujen kanssa on järjestetty rengasmaisia ohjauslevyjä 72 välittömästi häm-mennysvarsien 48 yläpuolelle ainakin joidenkin säteettäin 20 kaltevien pohjien 64 päälle rajoittamaan tällaisten kuumien reaktiokaasujen virtaus rengasmaisten pohjien yläpinnan välittömään läheisyyteen ja lämmönvaihtosuhteeseen niillä olevan syöttöaineksen kanssa. Syöttöaineksen esi-kuumentuminen aikaansaadaan osaksi reaktiokaasun, kuten 25 höyryn, lauhtuvien osien kondensaatiolla kylmän sisääntu-levan syöttöaineksen pinnoille sekä myös suoralla lämmön-vaihdolla. Tiivistyneet nesteet samoin kuin vapautunut kemiallisesti yhdistynyt vesi sisääntulevassa syöttöainek-sessa valuu alaspäin ja ulospäin pitkin kulmittain kalte-30 via pohjia ja poistuu niiden pohjien kehältä, jotka on yhdistetty ääripäistään pyöreään vuoraukseen renkaanmuo-toisen kourun 74 kautta, joka on varustettu seulalla 76 kuten Johnson Screen-seulalla sen sisääntulopään ylitse, joka on sovitettu jatkuvasti pyyhittäväksi kaavinelimellä 35 tai teräsharjalla 77 uloimmalla hämmennyshampaalla vierei- _____ -· l .

12 83841 sellä hämmennysvarrella. Rengasmaiset kourut 74 on sijoitettu yhteyteen laskuputkien 78 kanssa, jotka on sijoitettu rengasmaiseen tilaan vuorauksen 66 ja keskiosaston seinän 14 välissä ja neste poistetaan reaktioastiasta konden-5 saatin ulosmenon 80 kautta kuten kuviossa 1 on esitetty.

Jäähtyneet reaktiokaasut, jotka siirtyvät ylöspäin esikuumennusvyöhykkeen läpi poistetaan lopulta paineastian yläosasta 12 laipalla varustetun ulostulon 28 läpi.

Esikuumennettu ja osittain vedettömäksi tehty syöt-10 töaines siirtyy alimmaiselta pohjalta esikuumennusvyöhyk-keessä ylimpään rengasmaiseen pohjaan 82 reaktiovyöhyk-keessä jatkuvasti säädetyn kohoavan paineen alaisena ja siihen kohdistetaan lisäkuumennusta lämpötiloihin, jotka ovat yleisesti alueella n. 200°C - n. 650°C tai enemmän. 15 Rengasmaiset pohjat 82 reaktiovyöhykkeessä on sijoitettu oleellisesti vaaka-asentoon ja ne on vuorottelevasti sijoitettu kehän oleellisesti tiiviiseen yhteyteen pyöreää sylinterimäistä tulenkestävää vuorausta 84 vasten keski-vyöhykkeen sisäseinällä 14. Hämmennyshampaat 50 hämmen-20 nysvarsilla 48 reaktiovyöhykkeessä aikaansaavat samalla tavoin vuorottelevan säteettäisesti sisäänpäin ja säteet-täisesti ulospäin suuntautuvan syöttöaineksen liikkeen reaktiovyöhykkeen läpi laskevassa suunnassa, kuten on esitetty kuvion 1 nuolilla. Oleellisesti kosteudesta vapaa ja 25 termisesti parannettu kiinteä reaktiotuote poistetaan alimman pohjan 82 keskeltä kartiomaiseen kouruun 86 ja poistetaan paineastiasta laipalla varustetun tuoteulos-tulon 88 läpi.

Paineastian lämpöhukan edelleen vähentämiseksi sy-30 linterimäinen osuus samoin kuin alaosa 16 on varustettu ulkopuolisella eristyskerroksella 90, joka on mitä tahansa alalla hyvin tunnettua tyyppiä. Keskiosa on edullisesti edelleen varustettu ulkoisella kuorella 92 sen alla olevan eristyksen suojaamiseksi.

35 Syöttöaineksen kuumentaminen reaktiovyöhykkeessä i3 83841 voidaan aikaansaada sähköisesti kuumennettavilla elementeillä, jotka on sijoitettu siihen, keskiosan seinän 14 kehää ympäröivällä vaipalla, jonka läpi lämmönvaihtoväli-ainetta kierrätetään tai vaihtoehtoisesti kuviossa 1 esi-5 tetyn järjestelyn mukaisesti kehälle sijoitetulla putkimaisella lämmönvaihtojärjestelyllä, joka käsittää kieruk-kamaisen putkinipun 94, joka on sijoitettu tulenkestävän vuorauksen 84 sisäpinnan viereen samoin kuin poikittaisen lämmönvaihtimen, joka käsittää useita U:n muotoisia putkia 10 96, jotka ulottuvat vaakasuunnassa paineastian yli välit tömästi rengasmaisen pohjan 82 alapuolella. Kehälle sijoitettujen lämmönvaihtimien putkinippu 94 on kytketty laipalla varustetulla sisääntulolla 98 ja laipalla varustetulla ulostulolla 100 ulkopuoliseen lämmönvaihtoväliai-15 neen syöttöön, kuten puristettu hiilidioksidi tai vastaavat väliaineet. Poikittaisen lämmönvaihtimen U:n muotoiset putket 96, kuten parhaiten nähdään kuvioista 1 ja 2, on kytketty vastaavasti sisääntulokokoojaan 102 ja ulostulokokoojaan 104, jotka on puolestaan kytketty lai-20 palla varustettuun sisääntuloon 106 ja laipalla varustettuun ulostuloon 108, jotka ulottuvat paineastian seinän läpi. Kehälle sijoitetut ja poikittaiset lämmönvaihtojärjestelmät voidaan kytkeä samaan lämmönvaihtoväliaineen lähteeseen tai vaihtoehtoisesti edullisen suoritusmuodon 25 mukaisesti, kuten on edelleen kaaviollisesti esitetty kuviossa 4, ne on kytketty erillisiin lämmönvaihtolähtei-siin, jotka sallivat molempien järjestelmien itsenäisen ohjauksen syöttöaineksen halutun kuumennuksen ja termisen uudelleenmuodostumisen aikaansaamiseksi reaktiovyöhykkees-30 sä. Toiminnassa ja erityisesti viitaten piirustusten kuvion 4 käsittävään vuokaavioon sopivaa kosteaa hiilipi-toista syöttöainesta johdetaan varastosuppilosta 110 sopivan paineen alaisen painelukon 111 läpi paineastian 110 sisääntuloon 24. Kostea raakasyöttöaines siirretään alas-35 päin esikuumennusvyöhykkeen 112 läpi tavalla, jota aiemmin

___ - I

14 83841 on kuvattu ja lämmönvaihtosuhteessa ylöspäin siirtyvien reaktiokaasujen kanssa syöttöaineksen esikuumennuksen aikaansaamiseksi lämpötilaan, joka on yleisesti alueella n. 100 - 260°C, tavalla, joka on aiemmin kuvattu kuvion 1 5 yhteydessä. Tämän jälkeen esikuumennettu ja osittain vedestä vapautettu syöttöaines siirtyy alaspäin monipohja-reaktorin alempaan reaktiovyöhykkeeseen 114, jossa sitä kuumennetaan kohotettuun lämpötilaan, joka on yleisesti alueella n. 200 - 650°C sen ohjatun termisen uudelleen-10 muodostumisen tai osittaisen pyrolyysin aikaansaamiseksi yhdessä oleellisesti kaiken jäännöskosteuden samoin kuin orgaanisten haihtuvien aineosien ja pyrolyysireaktion tuotteiden höyrystymisen kanssa. Painetta reaktiossa säädetään yleisesti alueella n. 2,07 - 20,7 MPa tai enemmän 15 riippuen käytetyn syöttömateriaalin tyypistä ja sen halutusta termisestä uudelleenmuodostumisesta, joka halutaan halutun kiinteän loppureaktiotuotteen aikaansaamiseksi. Rengasmaisten pohjien lukumäärää esikuuraennusvyöhykkeessä ja reaktorin reaktiovyöhykkeessä säädetään riippuen halu-20 tun käsittelyn kestosta siten, että aikaansaadaan aineksen viipymisaika reaktiovyöhykkeessä, joka yleisesti vaihtelee aina n. 1 minuutista aina n. 1 tuntiin tai enemmänkin asti. Tuloksena oleva termisesti parannettu kiinteä reaktio-tuote puretaan tuoteulostulosta 88 reaktorin alaosassa ja 25 jäähdytetään edelleen jäähdyttimessä 116 lämpötilaan, jossa kiinteä reaktiotuote voidaan purkaa ilmakehän yhteyteen ilman sen palamista tai muita kielteisiä vaikutuksia. Yleisesti kiinteän reaktiotuotteen jäähdyttäminen lämpötilaan alle n. 260°C ja tavallisimmin lämpötiloihin alle n. 30 150eC on riittävä. Purkuputki tuoteulostulosta 88 on myös varustettu painelukolla 118, jonka läpi reaktiotuote kulkee reaktorin paineen menettämisen estämiseksi.

Jäähdytetyt reaktiotuotteet poistuvat reaktorin yläpäästä laipalla varustetun ulostulon 28 läpi ja kul-35 kevät paineenalennusventtiilin 120 läpi lauhduttimeen 122.

is 83 841

Lauhduttimessa 122 reaktiokaasun orgaaniset ja kondensoituvat osat tiivistyvät ja ne poistetaan sivutuotekonden-saattina. Tuotekaasua käsittävä tiivistymätön kaasun osa poistetaan ja se voidaan ottaa talteen ja käyttää reak-5 torin lisäkuumennukseen. Samalla tavoin reaktorin esikuu-mennusvyöhykkeestä poistettu nestemäinen osa poistetaan sopivan paineenalennusventtiilin 124 läpi ja se poistetaan jätevetenä. Jätevesi sisältää useimmiten arvokkaita liuenneita orgaanisia aineosia ja sitä voidaan edelleen käsi-10 teliä niiden erottamiseksi tai vaihtoehtoisesti liuenneita orgaanisia aineosia sisältävä jätevesi voidaan käyttää suoraan nestemäisen lietteen muodostamiseksi, joka sisältää hienoksijauhetun kiinteän reaktiotuotteen osia sen kuljettamisen mahdollistamiseksi reaktorista etäällä ole-15 vaan kohtaan.

Lisäksi kuvion 4 vuokaavio esittää kaaviollisesti ulkopuoliset kuumennusjärjestelmät lämmönsiirtoväliaineen kierrättämiseksi reaktiovyöhykkeen 114 kehälle sijoitetussa ja poikittaisessa lämmönvaihtolohkossa. Kuten on esi-20 tetty, kehälle sijoitettu lämmönvaihtojärjestelmä sisältää pumpun 126 lämmönsiirtoväliaineen kierrättämiseksi lämmönvaihtimen tai uunin 128 läpi sen uudelleenkuumenemisen aikaansaamiseksi ja purkamiseksi reaktiovyöhykkeen putki-nippuun. Samalla tavoin poikittainen lämmönvaihdinjärjes-25 telmä on varustettu uudelleenkierrätyspumpulla 130 ja uu nilla 132 lämmönsiirtoväliaineen kierrättämiseksi ja uudelleen kuumentamiseksi purettavaksi U:n muotoisiin putkiin reaktiovyöhykkeessä 114.

Yllä esitetty ja kuvattu monipohjareaktori ja pro-30 sessi soveltuvat erityisesti edellä kuvattuja yleisiä "tyyppejä olevien hiilipitoisten ainesten tai tällaisten ainesten seosten käsittelyyn, joille on yleisesti luonteenomaista suhteellisen korkea kosteuspitoisuus niiden raa'assa syöttötilassa. Termillä "hiilipitoinen" käytetty-35 nä tässä selityksessä määritellään materiaaleja, joissa on 16 83841 runsaasti hiiltä ja jotka voivat käsittää luonnossa esiintyviä kerrostumia samoin kuin jätemateriaaleja, jotka on kehitetty maanviljelyksessä tai metsätaloudessa. Tyypillisesti tällaiset materiaalit sisältävät sub-bituminisia 5 hiiliä, ligniitti-tyyppisiä hiiliä, turvetta, jätesellu-loosamateriaaleja, kuten sahanpurut, kuoret, puujätteet, oksat ja lastut metsä- ja sahateollisuudesta, maanviljelyksen jätemateriaaleja, kuten puuvillaruo'ot, pähkinänkuoret, maissiakanat, riisiakanat tai vastaavat ja kunnal-10 linen kiinteä jätemassa, josta metalliset jätteet on poistettu sisältäen vähemmän kuin n. 50 paino-% kosteutta ja tyypillisesti n. 25 paino-% kosteutta. Tässä kuvattu moni-pohjareaktori ja prosessi soveltuu erityisesti selluloosa-pitoisten materiaalien käsittelyyn ja laadun parantamiseen 15 käyttäen olosuhteita ja käsittelyparametreja, joita on selitetty US-patenttijulkaisuissa 4 052 168, 4 126 519, 4 129 420, 4 127 391 ja 4 477 257, joiden julkaisujen opit sisällytetään tähän hakemukseen viittauksena.

Kuvion 1 suoritusmuodon mukaisen monipohjareaktorin 20 tyypillistä toimintaesimerkkiä sub-bitumiinisen hiilen laadun parantamiseksi, joka sisältää n. 30 paino-% kosteutta raakasyöttötilassa, tullaan nyt kuvaamaan. Raaka syöttöhiili johdetaan kuviossa 4 esitetystä syöttösuppi-losta 110 painelukon 111 kautta n. 15°C lämpötilassa ja 25 ilmakehän paineessa reaktoriin, jota pidetään n. 5,7 MPa paineessa. Syöttöhiili kuumenee reaktorin esikuumennus-vyöhykkeessä 112 n. lämpötilasta 15eC kulkiessaan alaspäin sen lävitse ja saapuu reaktiovyöhykkeeseen 114 n. lämpötilassa 260eC. Esikuumennusvyöhykkeestä erotettu jätevesi 30 poistetaan n. 162°C lämpötilassa ja 5,7 MPa paineessa samalla kun tuotekaasu myös poistetaan esikuumennusvyöhyk-keen yläosasta n. lämpötilassa 162°C ja paineessa 5,7 MPa. Reaktiokaasu reaktiovyöhykkeestä saapuu esikuumennusvyö-hykkeen alaosaan n. lämpötilassa 260°C ja paineessa 5,7 35 MPa. Tuloksena oleva kiinteä reaktiotuote poistetaan i7 83841 reaktiovyöhykkeen pohjasta n. lämpötilassa 381eC ja paineessa 5,7 MPa, minkä jälkeen se jäähdytetään n. lämpötilaan 93°C ja puretaan ilmakehän paineeseen.

Tyypillinen syöttöaineksen massavirtaustaso ja eri 5 tuotevirtaukset yksikköinä kg/h on 23347 kg syöttöainesta tunnissa, joka sisältää 7238 kg/h vettä. Talteenotettu jätevesi on 9220 kg/h samalla kun tuotekaasu käsittää 2517 kg/h ja sen lisäksi 149 kg/h höyryä. Kiinteä reaktiotuote, joka on purettu reaktorista käsittää 11507 kg/h ja tuote-10 kaasun nettomäärä kondensoituvien osien erottamisen jälkeen käsittää 2517 kg/h ja sen lisäksi 149 kg/h vettä.

Edellä kuvatun prosessin lämpötasapaino käsittää reaktoriin varatun kostean raakahiilisyöttöaineksen, joka sisältää 782,34 MJ/h lämpötilaan 93°C jäähdytetyn kiinteän 15 reaktiotuotteen sisältäessä 1342,47 MJ/h. Talteenotetulla tuotekaasulla on merkittävä 1125,47 MJ/h lämpöarvo samalla kun erotettu kuuma jätevesi sisältää 6253,29 MJ/h.

Edellä kuvattu prosessikulku ja sen olosuhteet on tyypillinen sub-bitumiinisten hiilien käsittelyä varten ja 20 on ymmärrettävää, että erityiset lämpötilat reaktorin eri vyöhykkeissä, käytetty paine ja syöttömateriaalin viipy-misaika eri vyöhykkeissä voi vaihdella selluloosapitoisen syöttömateriaalin vaaditun termisen uudelleenmuodostumisen ja/tai kemiallisen uudelleenmuodostumisen aikaansaamiseksi 25 riippuen sen alkukosteudesta, yleisestä kemiallisesta rakenteesta ja sen hiilisisällöstä samoin kuin halutuista talteenotetun kiinteän reaktiotuotteen ominaisuuksista. Lisäksi reaktorin esikuumennusvyöhykettä voidaan ohjata siten, että aikaansaadaan huoneenlämpötilassa olevan si-30 sääntulevan syöttöaineksen esikuumentuminen kohotettuun lämpötilaan, joka on yleisesti alueella n. 93 - n. 260°C, minkä jälkeen sitä reaktiovyöhykkeeseen saapumisen jälkeen edelleen kuumennetaan n. lämpötilaan 650°C:sta tai enemmän. Painetta reaktorissa voidaan myös muuttaa n. alueella 35 2,7 - 20,7 MPa aineiden n. 4,15 - 10,3 MPa ollessa tyypil- ie 83841 lisiä.

Esillä olevan keksinnön käsittävän laitteen vaihtoehtoisen tyydyttävän suoritusmuodon mukaisesti, joka parhaiten nähdään kuviosta 5, on esitetty vaihtoehtoinen jär-5 jestely, jossa esikuumennusvyöhyke on muodostettu kallistetusta kammiosta 134, jonka ylempi ulostulo on kytketty laipalla 136 monipohjareaktorin 140 laipalla varustettuun sisääntuloon 138, joka reaktori määrittää reaktiovyöhyk-keen. Kammio 134 on alaosastaan varustettu sisäänmenolla 10 142, jonka läpi kostea hiilipitoinen syöttöaines tulee sisään ja siirretään paineenalaisen ruuvityyppisen syötti-men tai lukkosuppilon 144 läpi kammion alapäähän. Hiilipitoinen syöttöaines siirretään paineenalaisena ylöspäin 134 läpi ruuvikuljettimen 146 avulla, joka ulottuu koko sen 15 pituudelle. Ruuvikuljettimen yläpää on laakeroitu pääte-kannella 148, joka on pultattu kammion yläpäähän ja ala-päästään tiivistys- ja laakerointiyksiköllä 150, joka on asennettu laipalle, joka on pultattu kammion alapäähän. Ruuvikuljettimen 146 ulkoneva päätyakseli on kytketty kyt-20 kimen 152 avulla nopeudeltaan säädettävään sähkömoottoriin 154.

Kammion 134 yläpää on varustettu laipalla varustetulla ulostulolla 156, joka on sovitettu varustettavaksi murtolevyllä tai muulla sopivalla paineenpäästöventtiilil-25 lä paineen päästämiseksi reaktiojärjestelmästä ennalta asetetulla ylipainetasolla. Kallistetun kammion alaosa on varustettu toisella laipalla varustetulla ulostulolla 158, joka on kytketty sopivan huokoisen verhon avulla, kuten Johnson-tyyppisen verhon avulla kammion 134 seinämään, 30 jonka läpi kondensoituraattomat kaasut poistetaan järjestelmästä. Laipalla varustettu ulostulo 158 on kytketty kuvion 4 esittämän kaltaisessa järjestelyssä venttiiliin 120 tuotekaasun käsittely- ja talteenottojärjestelmään.

Hiilipitoisen aineksen, jota siirretään ylöspäin 35 kallistetun kammion 134 läpi, esikuumentuminen ja osittai- ig 8 3 8 41 nen vedenpoisto aikaansaadaan monipohjareaktorista 140 laipalla varustetun sisääntulon 138 läpi ulospäin purettujen reaktiokaasujen vastavirtaan tapahtuvasta virtauksesta riippuvaisesti. Kuten kuvion 1 yhteydessä kuvatun 5 suoritusmuodon tapauksessa syöttöaineksen esikuumentuminen aikaansaadaan osittain reaktiokaasujen, kuten höyryn kondensoituvien osien kondensoitumisella viileän sisääntule-van syöttöaineksen pinnoille samoin kuin suoralla lämmön-vaihdolla. Syöttöaineksen esilämmitys aikaansaadaan ylei-10 sesti lämpötilaan n. 93 - n. 260°C:sta. Kondensoituneet nesteet ja kemiallisesti yhdistynyt vesi, joka on vapautunut hiilipitoisen aineksen esikuumentumisen ja puristumi-sen aikana kammiossa 134, virtaa alaspäin ja poistetaan kammion alaosasta aukon 160 läpi tavalla, jota on aiemmin 15 kuvattu kuvion 4 yhteydessä, joka aukko on varustettu sopivalla venttiilillä 124 jäteveden käsittelyä ja talteenottoa varten. Kammiota 134 seinämäaukon 160 vieressä on varustettu sopivalla huokoisella verholla, kuten Johnson-tyyppisellä verholla, jotta minimoidaan syöttöaineksen 20 kiinteän osan poistuma.

Kuviossa 5 esitetty monipohjareaktori 140 on rakenteeltaan samanlainen kuin kuviossa 1 esitetty reaktori sillä poikkeuksella, että reaktorin sisäosa määrittää reaktiovyöhykkeen eikä käytä kulmaan kallistettuja pohjia 25 64, kuten on esitetty kuviossa 1 sen ylemmässä esikuumen- nuslohkossa. Reaktori 140 on rakenteeltaan samanlainen ja sisältää kupumaisen yläosan 162, joka on kytketty pyöreään sylinterimäiseen keskiosaan 164 kaasutiiviisti rengasmaisten laippojen 166 avulla. Rengasmainen nysä 168 on muodos-30 tettu kupumaisen osan 162 sisäpuolen keskiosaan vastaanottamaan laakeri 170, johon pyörivän akselin 172 yläpää on laakeroitu, joka akseli kannattelee useita hämmennysvarsia 174 aiemmin kuvion 1 yhteydessä kuvatun järjestelyn mukaisesti. Kukin hämmennysvarsi on varustettu useilla kulmaan 35 sijoitetuilla hämmennyshampailla 176 syöttöaineksen siir- 20 83841 tämiseksi säteettäisesti sisäänpäin ja ulospäin useiden pystysuunnassa erillään olevien pohjien 178 yli.

Edellä esitetyn järjestelyn mukaisesti esikuumen-nettu ja osittain vedestä vapautettu syöttöaines, joka on 5 purettu kulmaan kallistetun kammion 134 yläpäästä saapuu reaktoriin laipalla varustetun sisääntulon 138 läpi, joka on varustettu kourulla 180 syöttöaineksen jakelemiseksi ylimmän pohjan 178 ylitse. Hämmennysvarsien pyörimisen mukaisesti syöttöaines kulkee alaspäin laskevalla vuorot-10 televalla tavalla, kuten on aiemmin kuvattu ja esitetty nuolilla kuviossa 5. Koska reaktorin 140 alaosa on oleellisesti identtinen kuviossa 1 esitetylle sitä ei erityisesti kuvata. Kuviossa 1 esitettyjä käyttöjärjestelyitä ja kannatusjärjestelyitä voidaan tyydyttävästi käyttää reak-15 torin 140 kannattamiseen.

Kuten kuvion 1 järjestelyn tapauksessa kuvion 5 reaktori 140 on varustettu sylinterimäisellä vuorauksella 182, joka määrittää reaktiovyöhykkeen sisäseinämän, joka on varustettu ulkopuolisella eristyskerroksella 184 seinän 20 164 välissä. Samalla tavoin seinän ulkopinta ja kupumainen yläosa voidaan varustaa eristyskerroksella 186 lämpöhä-viöiden minimoimiseksi.

Kuviossa 5 esitetyssä suoritusmuodossa kunkin pohjan 178 yläpinnalla oleva syöttöaines kuumennetaan sähkö!-25 sellä kuumennuslaitteella, joka on kaaviollisesti esitetty viitenumerolla 188, joka on oleellisesti täysin suljettu rengasmaiseen johtavaan suojukseen 190, joka on kiinnitetty pohjan alapinnalle. Suojus 190 estää tervojen ja muiden termisten hajaantumistuotteiden kerrostumisen kuumennus-30 elementeille, mikä muutoin heikentäisi lämmönsiirron tehokkuutta. Tällaisten suojusten käyttö soveltuu yhtä hyvin kuviossa 1 esitetyn suoritusmuodon yhteyteen putkien 94 ja 96 peittämiseen, jotta vastaavasti estetään hiilen ja muun vieraan aineksen kerrostuminen niille.

35 Kuvion 5 järjestelyn mukaisesti rengasmaisten suo- 2i 83841 justen 190 ainakin alapinnat puhdistetaan sopivien kaa-vinelementtien avulla, edullisesti teräsharjojen avulla, jotka on merkitty viitenumerolla 192 ja kiinnitetty häm-mennysvarsiin 174 ja ulottuvat säteettäisesti niiden ylä-5 reunaa pitkin. Tämän mukaisesti akselin 172 ja sillä olevien hämmennysvarsien pyöriminen aikaansaa suojusten alapinnan jatkuvan puhdistumisen säilyttäen tehokkaan lämmönsiirron niihin suljetuista kuumennuselementeistä.

On edelleen odotettavissa, että pidemmän käytön 10 jälkeen voi esiintyä tervojen ja muun aineksen epäsuotavaa kerrostumista kuvioissa 1 ja 5 esitettyjen reaktorien sisäpinnoille.

Tässä tapauksessa reaktorin sisäpuoli voidaan puhdistaa pysäyttämällä syöttöaineksen lisäjohtaminen ja sen 15 jälkeen kun viimeinen tuote on kulkenut sen ulostulon läpi ilmaa voidaan johtaa reaktorin sisään aikaansaaden kasaantuneiden hiilipitoisten kerrostumien hapettumisen ja poistumisen.

Kuviossa 5 esitetyn järjestelyn mukaisesti reak-20 tori 140 voidaan myös edullisesti varustaa laipalla varustetulla ulostulolla 194 sen kupumaisessa ylälohkossa, joka on sovitettu kytkettäväksi sopimaan murtolevyyn tai pai-neenpäästöjärjestelmään samalla tavoin kuin kammion 134 ulostulo 156.

25 Toimintaolosuhteet kuviossa 5 esitetylle reaktori- järjestelylle ovat oleellisesti samat kuin mitä on aiemmin kuvattu kuvion 1 reaktorin yhteydessä laadultaan parannetun, kemiallisesti uudelleen muodostetun, osittain pyroly-soidun tuotteen tuottamiseksi.

30 Vaikka on ilmeistä, että esitetyt keksinnön edulli set suoritusmuodot ovat hyvin soveltuvia täyttämään yllä kuvatut tavoitteet, on ymmärrettävää, että keksintöön voidaan tehdä modifikaatioita, variaatioita ja muutoksia poikkeamatta oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä 35 suojapiiristä.

Claims (8)

22 83841

1. Moniarinalaite orgaanisten hiilipitoisten aineiden termistä käsittelyä varten paineen alaisena, jossa mo-5 niarinalaitteessa on esikuumennuskammio (134), jonka toisessa päässä on sisäänmeno (24;142) syöttöaineen vastaanottamiseksi ja jonka toisessa päässä on ulostulo (136) esikuumennetun syöttöaineen poistamista varten, välineet (146) syöttömateriaalin kuljettamiseksi esikuumennuskam-10 mion läpi sisäänmenosta ulosmenoon, ulostulovälineet (28;158), jotka on sijoitettu esikuumennuskammion yläosaan kaasujen poistamiseksi siitä, astia (10;140), joka sisältää useita päällekkäisiä rengasmaisia arinoita (82; 178), jotka ovat yhteydessä esikuumennuskammion ulosme-15 noon, hämmennysvälineet (48,50;174,176), jotka on sijoitettu kunkin arinan yläpuolelle aineen siirtämiseksi sä-teittäisesti kutakin arinaa pitkin vuorotellen sisäänpäin ja ulospäin syöttöaineen laskeutumisen aikaansaamiseksi yhdeltä arinalta sen alapuolella olevalle seuraavalle ari-20 nalle, välineet (72) kaasujen suuntaamiseksi ylöspäin päällekkäin olevien rengasmaisten arinoiden ja esikuumennuskammion läpi suuntaan, joka on vastavirtaan syöttöaineen kulkusuuntaan nähden ja kohti mainittua ulos-tulovälinettä, ja poistovälineet (86, 88), jotka on si- 25 joitettu useiden rengasmaisten arinoiden alapuolelle, joka moniarinalaite on tunnettu siitä, että esikuumennuskammio (134) ja astia (10;140) ovat paineistetut paineen alaisina olevien orgaanisten hiilipitoisten aineiden termistä käsittelemistä varten, jolloin esikuumennuskam-30 mion sisäänmeno (24;142) on sovitettu vastaanottamaan pai-neenalaista syöttöainetta, ja esikuumennuskammio lisäksi käsittää tyhjennysvälineen (80;160) siinä olevan kaiken nesteen poistamiseksi paineen alaisena, että esikuumennus-kammiossa oleva ulostuloväline (28;158) on sovitettu pois-35 tamaan esikuumennuskammiossa olevia haihtuvia kaasuja pai- i 23 8 3 8 41 neen alaisina ja kuhunkin arinaan (82;178) liittyy astiassa olevat kuumennusvälineet (96;188) arinan syöttöaineen kuumentamiseksi asteittain mainituilla arinoilla kontrolloituun kohotettuun lämpötilaan ajanjaksoksi, joka on 5 riittävä höyrystämään ainakin osan astiassa olevista haihtuvista aineista haihtuvien kaasujen ja kiinteän reaktiotuotteen muodostamiseksi, jolloin poistovälineet (86,-88) toimivat kiinteän reaktiotuotteen poistamiseksi paineen alaisena astiasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että esikuumennuskammio (134) ja astia (10) muodostavat yhtenäisen paineistetun kammion, jossa esikuumennuskammio on päällimmäisenä ja sisältää useita päällekkäin olevia arinoita (64), jotka on kallistettu 15 alaspäin mainitun kammion kehää kohti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää puhdistusvälineen (77) tyhjennysvälineen (80;160) puhdistamiseksi .

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitut kuumennusvälineet (96;188) on sijoitettu kehämäisestä mainitun astian (10;140) sisäosan kehälle.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, 25 tunnettu siitä, että mainitut kuumennusvälineet on sijoitettu poikittain keskinäisille etäisyyksille mainitun astian sisäosaan ja kunkin arinan alapinnan viereen mainitussa astiassa.

6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, 30 tunnettu siitä, että kuumennusvälineet (96) on sijoitettu suojaavan johtavan suojuksen (84) sisään ja että laite edelleen sisältää mainituilla hämmennysväli-neillä (48) olevan kaavinvälineen (77) kerrostumien poistamiseksi ainakin osalta suojuksen ulkopintaa.

7. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite. 24 83 841 tunnettu siitä, että se edelleen käsittää välineet (54,60,62) mainitun hämmennysvälineen aseteltavaksi kan-nattelemiseksi pystysuuntaista liikettä varten mainittujen arinoiden yläpintojen suhteen.

8. Prosessi kosteiden orgaanisten hiilipitoisten aineiden termiseksi käsittelemiseksi paineen alaisena, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet: a) kostean hiilipitoisen syöttöaineen syötön johtaminen käsiteltäväksi paineenalaisena esikuumennuskam- 10 mioon (134) ja syöttöaineen esikuumentamisen lämpötilaan n. 93 - n. 260 °C:sta reaktiokaasujen vastakkaissuuntaisella lämmönsiirtokosketuksella, b) mahdollisen nesteen poistaminen, joka on muodostunut esikuumennuskammiossa (134), mainitusta kammiosta 15 paineenalaisena, c) esikuumennetun syöttöaineen johtaminen paineenalaisena moniarinalaitteeseen, joka käsittää paineastian (10;140), joka sisältää useita päällekkäisiä rengasmaisia arinoita (82;178), 20 d) esikuumennetun syöttöaineen jakaminen paineas tian ylimmälle arinalle ja syöttöaineen siirtäminen kaska-dimaisesti yhdestä pohjasta tämän alapuolella olevalle seuraavalle arinalle, e) syöttöaineen asteittainen kuumentaminen maini- 25 tussa astiassa mainituilla arinoilla (82;178) kohotettuun lämpötilaan ajanjaksoksi, joka on riittävä höyrystämään ainakin osan siinä olevista haihtuvista aineista haihtuvien kaasujen ja kiinteän reaktiotuotteen muodostamiseksi, f) haihtuvien kaasujen siirtämisen syöttöaineen 30 kulkusuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan paineastian (10;140) läpi mainittuun esikuumennuskammioon (134) ja g) kiinteän tuotteen poistamisen paineenalaisena astiasta. 25 83 8 41