HU222030B1

HU222030B1 - Eljárás széntartalmú tüzelőanyag feljavítására

Info

Publication number: HU222030B1
Application number: HU9500748A
Authority: HU
Inventors: Edward Koppelman
Original assignee: Kfx Inc.
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 2003-03-28
Also published as: LV11189A; AU5291093A; PL307342A1; BR9307118A; KR100310808B1; LV11189B; ATE210174T1; HUT69581A; US5290523A; EP0662996A4; NO951168D0; CN1091770A; CA2129006C; CZ293047B6; EP0662996A1; EE03286B1; TW234723B; EP0662996B1; ES2171420T3; FI951407A

Abstract

A találmány szerinti eljárás során a szilárd szemcsés széntartalmúanyagot bevezetik egy hőcserélőbe, és inert gázt vagy szén-dioxidotinjektálnak be nagy nyomáson. A széntartalmú anyagot ezután egy kívánthőfokra hevítik úgy, hogy hőcserélő közeget keringtetnek a hőcserélőkülső házán keresztül. A víz és egyéb melléktermékek – mint a kátrányés gázok – visszanyerhetők az eljárás során. A felhevített vízfelhasználható előmelegítő anyagként egy másik tartályban. ŕ

Description

A találmány széntartalmú anyagok nagy nyomáson való feldolgozására, a széntartalmú anyagok fűtőértékének (BTU-érték) feljavítására vonatkozik. A találmány szerinti eljárás a természetben előforduló anyagok, így például a fa, a tőzeg vagy a szubbitumenes szenek feljavítására és így szilárd tüzelőanyagként való jobb hasznosíthatóságára alkalmazható.

Az irodalomban ismertek eljárások és berendezések széntartalmú anyagok futőértékének feljavítására. Az US 4 285 140 számú szabadalmi leírás szerint alacsony fűtőértékű szén és víz keverékét 150-300 °C hőmérsékletre melegítik olyan nyomáson, ami épp a víz elpárologtatásához szükséges nyomás alatt van, mechanikusan elkülönítik a vizet, majd a szenet 300-400 °C hőmérsékletre melegítik a víz elpárolgásához szükséges nyomáson.

Az US 4 523 927 számú szabadalmi leírás szerint csökkent higroszkóposságú és nedvességtartalmú, valamint nagyobb fűtőértékű szenet állítanak elő alacsony fűtőértékű szénből. Az eljárásban a szenet hőkezelik dehidratálás céljából, ledesztillálják a kátrányt, elpárologtatják, és a hőkezelt szén felületét egyenletesen bevonják kátránygőzzel. Az US 4 601 113 számú szabadalmi leírásban ismertetettek szerint egy eljárás és berendezés alacsony fűtőértékű szén, így lignit szárítására szolgál, amelyet lezárt berendezésben több felmelegített fluid ágyon préselnek át, ahol a fluidizációt a szénnel ellenirányban haladó felhevített gőzzel hajtják végre.

Az ismertetett eljárások és berendezések közös problémája üzemeltetésük magas költségei, ellenőrizhetőségük nehézsége, továbbá problémát jelent az eljárásokhoz tartozó berendezések flexibilitásának és sokoldalúságának hiánya is, ha más-más feljavítandó anyagokat akarunk kezelni különféle hőmérsékleteken és nyomásokon.

A találmány szerinti megoldás a korábbi megoldások számos problémáját kiküszöböli olyan egységek alkalmazásával, amelyek egyszerű kivitelűek, az üzemeltetési költségük alacsony, és sokoldalúan alkalmazhatók különféle, más-más nyomáson és hőmérsékleten betáplált anyagok kezelésére.

A találmány tárgya eljárás széntartalmú anyagok feljavítására a fűtőérték (BTU-érték) megnövelésével, olyan módon, hogy egy szilárd szemcsés széntartalmú anyag egy adagjának befogadására szolgáló hőcserélőben, amely egy külső házzal, ezen külső ház első végénél lévő bemenettel és a külső ház másik végénél lévő kimenettel rendelkezik, ahol a második vég az első vég alatt helyezkedik el, továbbá a külső házban legalább egy csővel rendelkezik, az első végnél bemenőszelep, a második végnél kimenőszelep található, és a cső vagy csövek a bemenet és a kimenet között helyezkednek el, bezárjuk a kimenőszelepet, kinyitjuk a bemenőszelepet és a kinyitott bemenőszelepen át bevezetjük a széntartalmú anyagot a csőbe vagy csövekbe, megtöltve a csövet vagy csöveket széntartalmú anyaggal;

bezárjuk a bemenőszelepet, a széntartalmú anyag töltetét légmentesen bezárva a zárt bemenő- és kimenőszelepek közé;

nyomás alatti inért gázt vezetünk be a széntartalmú anyagtöltetbe, ezáltal a zárt csőben vagy csövekben a nyomást 0,14 bar (13 729 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értékre emeljük; hőcserélő közeget keringtetünk a cső vagy csövek körüli, a külső ház által zárt térben, miközben a megemelt nyomást fenntartjuk a zárt csőben vagy csövekben, ezáltal a széntartalmú anyagtöltetben lévő nedvességet elpárologtatjuk;

az elpárologtatott nedvességet a hőcserélőben kondenzáljuk és a kapott kondenzátumot a hőcserélő második végénél összegyűjtjük; és a kimenő- és bemenőszelepek zárva tartása, és a hőcserélő közeg keringtetésének és a megemelt nyomásnak előre meghatározott ideig való fenntartása után nyitjuk a kimenőszelepet, a nyomás alatti gázt kiengedjük a csőből vagy csövekből, a kondenzátumot és más melléktermékeket leengedjük a hőcserélő második végéből és a hőcserélőből a kimenőszelepen át kinyeijük a feljavított széntartalmú anyagot.

A találmány egy második megvalósítási módja szerint a találmány tárgya eljárás széntartalmú anyagok feljavítására a széntartalmú anyagok futőértékének (BTUérték) megnövelésével, olyan módon, hogy egy hőcserélőben, amely egy külső házzal, ezen külső ház első végénél lévő bemenettel és a külső ház másik végénél lévő kimenettel rendelkezik, ahol a második vég az első vég alatt helyezkedik el, továbbá a külső házban legalább egy csővel rendelkezik, a külső ház első végénél bemenőszelep, a külső ház második végénél kimenőszelep található, és a cső vagy csövek a be- i menet és a kimenet között helyezkednek el, 1 bezárjuk a kimenőszelepet és kinyitjuk a bemenő- | szelepet, és a kinyitott bemenőszelepen át szilárd szem- :

esés széntartalmú anyagot vezetünk a csövet vagy cső- .

veket körülvevő és a külső ház által lezárt térbe, meg- t töltve ezt a teret széntartalmú anyaggal; | bezárjuk a bemenőszelepet, a széntartalmú anyag f töltetét légmentesen bezárva a zárt bemenő- és kimenő- ^: szelepek közé;

nyomás alatti gázt vezetünk be a széntartalmú anyagtöltetbe, ezáltal a térben a nyomást 0,14 bar (13 729 Pa,

PSIG) és 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értékre emeljük;

hőcserélő közeget keringtetünk a csövön vagy csöveken át, miközben a megemelt nyomást a térben fenntartjuk, ezáltal a széntartalmú anyagtöltetben lévő nedvességet elpárologtatjuk;

az elpárologtatott nedvességet a hőcserélőben kondenzáljuk, és a kapott kondenzátumot a hőcserélő második végénél összegyűjtjük; és a kimenő- és bemenőszelepek zárva tartása, és a megemelt nyomásnak a térben, és a hőcserélő közeg keringtetésének előre meghatározott ideig való fenntartása után nyitjuk a kimenőszelepet, a nyomás alatti gázt kiengedjük a térből, a kondenzátumot és más melléktermékeket leengedjük a hőcserélő második végéből és a hőcserélőből a kinyitott kimenőszelepen át kinyeijük a feljavított széntartalmú anyagot.

A találmány egyik megvalósítási módja szerint valamilyen hőcserélő közeget, amelynek hőmérséklete körülbelül 121 °C (250 °F) és 649 °C (1200 °F) közötti, ál2

HU 222 030 Bl tálában 400 °C (750 °F), keringtetünk folyamatosan a külső házon keresztül úgy, hogy a hőcserélő közeg a belső cső (csövek) külső felületével érintkezik. A hőcserélő közeg a külső házba a hőcserélő tetejénél elhelyezkedő szelepen át, míg abból kifelé a hőcserélő aljánál elhelyezkedő szelepen át halad. A hőmérséklet szabályozott időtartamig magasan marad, amíg a széntartalmú anyag BTU-értéke megnövekedik. A széntartalmú anyagból kinyert víz és más melléktermékek, így kátrány és gázok egy, a hőcserélő aljánál elhelyezkedő szelepen távoznak el. A hőcserélő lépés végén a széntartalmú anyagot egy vagy több tárolóedénybe helyezzük, majd egy csigás présen keresztül pelletizálni szállítjuk.

A találmány egy második megvalósítása szerint a széntartalmú anyagot egy hőcserélőbe töltjük, amely legalább egy belső csővel rendelkezik, amelyet egy külső ház vesz körül. A külső ház négy kimenő/bemenő szeleppel rendelkezik, amelyeken keresztül a hőcserélő közeg belép a külső házba és elhagyja azt. Az első szelep a hőcserélő tetejének közelében helyezkedik el, a második szelep az első szelep alatt, körülbelül a hőcserélő hosszának egyhannadánál, a harmadik szelep a második szelep alatt, körülbelül a hőcserélő hosszának kétharmadánál, a negyedik szelep pedig a harmadik szelep alatt, a hőcserélő aljának közelében helyezkedik el. Ennél a megvalósítási módnál a hőcserélő közeget az első szelepen keresztül vezetjük be és a külső házon belül lefelé cirkuláltatjuk, amíg a hőcserélő közeg eléri a második szelepet, amelyet kinyitunk, hogy a hőcserélő közeg visszacirkuláljon egy kemencén keresztül, ahol újra felmelegítjük. Amikor a hőcserélő közeg újra felmelegedett, visszacirkulál az első szelepen keresztül. Miután gyakorlatilag az összes vizet leeresztettük a második szelep szintje alá, a második szelepet bezárjuk és kinyitjuk a harmadik szelepet, ezáltal a vizet elpárologtatjuk és lekondenzáltatjuk a második szelep szintje alatt lévő szénen. Ezt a szelep nyitó-záró folyamatot addig folytatjuk, amíg gyakorlatilag az összes víz lekerül a hőcserélő aljára, ahol összegyűjtjük és leengedjük. A hőcserélő közeg hőmérséklete körülbelül 121 °C (250 °F) és körülbelül 649 °C (1200 °F) közötti, a nyomás pedig 0,14 bar (13 729 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értéken van.

A találmány egy harmadik megvalósítási módja szerint a feljavítani kívánt széntartalmú anyagot egy külső házba vezetjük. A külső ház több vízszintesen elhelyezkedő csövet tartalmaz, a hőcserélő közeget tartalmazó házon belül. A hőcserélő közeget a vízszintesen elhelyezkedő csöveken keresztül sorban, lefelé haladóan keringtetjük, miközben inért gázt injektálunk a házba. A hőcserélő közeg hőmérsékletét körülbelül 121 °C (250 °F) és körülbelül 649 °C (1200 °F) közötti, a nyomást pedig 0,14 bar (13 729 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értéken tartjuk.

A találmány egy negyedik megvalósítási módja szerint az eljárásban egy külső házat alkalmazunk, amelybe a széntartalmú anyagot feljavításra beletöltjük, és több függőlegesen elhelyezkedő cső nyúlik lefelé a házba. Hőcserélő közeget keringtetünk a függőlegesen elhelyezkedő csöveken keresztül és inért gázt injektálunk a külső házba, hogy megkönnyítsük a széntartalmú anyag feljavítását. A hőcserélő közeg hőmérséklete körülbelül 121 °C (250 °F) és körülbelül 649 °C (1200 °F) közötti, a nyomást pedig 0,14 bar (13 729 Pa,

PSIG) és 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értéken tartjuk.

A találmányt és annak előnyeit példa szerint kiviteli alakok kapcsán ismertetjük részletesebben a csatolt rajzok segítségével, amelyek közül :

- az 1. ábrán egy szakaszos típusú hőcserélő-alapú tüzelőanyag-feljavító rendszer működési vázlatát látjuk;

-a 2. ábra egy folyamatos típusú hőcserélőalapú tüzelőanyag-feljavító rendszer működési vázlatát mutatja be;

- a 3. ábra egy, a második megvalósítási mód szerinti, több bemenő/kimenő szeleppel rendelkező hőcserélő oldalnézetét mutatja;

- a 4. ábra egy, a harmadik megvalósítási mód szerinti hőcserélő oldalnézetét mutatja, amely hőcserélő külső házzal ren* delkezik a széntartalmú anyag befoga- , dására, és több vízszintesen elhelyezett csöve van a külső házon belül, amelyeken keresztül a hőcserélő közeg kering;

- az 5. ábra egy, a negyedik megvalósítási módi szerinti hőcserélő oldalnézetét mutat- i ja, amely hőcserélő egy külső házzal j rendelkezik a széntartalmú anyag be- 1 fogadására és több függőlegesen elhe- j lyezkedő csöve van, a külső házba be- .

nyúlóan, amelyeken keresztül hőcseré- j;

lő közeg van cirkuláltatva; |

- a 6. ábra a hőcserélő közeg cirkuláltatására f szolgáló csövek keresztmetszeti képét mutatja.

A találmányt az alábbiakban ismertetjük részletesen.

A találmány széntartalmú anyagok feljavítására, a széntartalmú anyagok fűtőértékének (BTU-érték) feljavítására vonatkozik. A találmány szerinti eljárás a természetben előforduló anyagok, így például a fa, a tőzeg vagy a szubbitumenes szenek feljavítására és így szilárd tüzelőanyagként való jobb hasznosíthatóságára alkalmazható.

A széntartalmú anyagok kibányászott állapotban általában kb. 20%-tól kb. 80%-ig tartalmaznak nedvességet és gyakran közvetlenül felhasználhatók előzetes kezelés nélkül, csupán a kívánt méretűre granulálva. A széntartalmú anyag részecskéinek mérete nagyrészt meghatározza azt az időt, ami szükséges a széntartalmú anyagnak a megkívánt mértékben történő feljavításához. Általában minél nagyobbak a részecskék, annál több idő szükséges a széntartalmú tüzelőanyag feljavításához.

Az 1. ábrán szakaszos működésű 10 tüzelőanyag- h feljavító rendszer látható, amely 20 hőcserélővel van ellátva, és egy kamrával rendelkezik egyik végénél 24 bemenettel, másik végénél pedig 26 kimenettel, továbbá

HU 222 030 Β1 rendelkezik több 28 csővel, melyek végignyúlnak a kamra teljes hosszában, van végűi egy 30 külső háza, amely körülveszi a 28 csöveket. A széntartalmú anyagot a 12 tartályból a 14 szállítómű útján juttatjuk a 20 hőcserélő 24 bemenetéhez. A 20 hőcserélő tetejénél 5 elhelyezett 16 és 18 szelepek kinyitásával lehetővé válik a széntartalmú anyag beadagolása a 28 csövekbe. Mielőtt a 28 csöveket megtöltjük a széntartalmú anyaggal, a 20 hőcserélő alja közelében lévő 41 szelep zárva van. Miután a 28 csöveket megtöltöttük, a 16 és 18 sze- 10 lepeket lezárjuk, így a széntartalmú anyag a 28 csövekben marad. Nyomás alatt lévő 34 inért gázt, így nitrogéngázt, vagy más gázt fecskendezünk be a 35 szelepeken keresztül a 28 csövekbe, hogy kitöltsük a széntartalmú anyag részecskéi közötti teret és megemeljük a nyo- 15 mást a csöveken belül. A nitrogéngáz vagy más gáz olyan nyomás alatt van, hogy az áramlás megindulásával a nyomás alatti gáz könnyen beáramlik az atmoszferikus nyomáson lévő 28 csövekbe. Amikor a 28 csövekben a nyomás a kívánt értékre emelkedett, a gázáram- 20 lást lezárjuk.

Valamilyen hőcserélő közeg, mint például forró gáz, megömlesztett só vagy előnyösen 121 °C (250 °F) és 649 °C (1200 °F) közötti, előnyösen körülbelül 400 °C (750 °F) hőmérsékletű olaj van folyamatosan 25 keringtetve a 30 külső házon keresztül úgy, hogy a közeg a 30 külső házba a 46 szelepen át, míg abból kifelé a 44 szelepen át halad. A 44 szelepet elhagyó hőcserélő közeg áthalad a 36 kazánon, amely újból felhevíti azt, mielőtt újból visszavezetjük a 30 külső házba. A 30 kül- 30 ső ház belső fala számos egymást követő, nyitott végű, befelé nyúló 22 peremmel van ellátva, amelyeken át a hőcserélő közeg lépcsőzetesen lefelé áramlik a 30 külső házon keresztül. A 34 inért gáz, vagy például széndioxid-gáz hőszállító hordozóként működik úgy, hogy 35 a 28 csövek belső falával érintkezve abszorbeálja a hőt és bejuttatja a széntartalmú anyagba.

Általában a széntartalmú anyagok, így az őrölt szén, nagy mennyiségben tartalmaznak ként. A széntartalmú anyag nagy kéntartalma nem kívánatos, ezért azt a kén 40 eltávolításával le kell csökkenteni. Egyik eszköz a kén eltávolítására a hidrogén alkalmazása. A felesleges kénnek a széntartalmú anyagból való eltávolítására az inért gázzal vagy szén-dioxid-gázzal együtt hidrogént lehet befecskendezni a 28 csövekbe. Általában az ehhez szűk- 45 séges hidrogénmennyiség közvetlenül arányos az eltávolítandó kén százalékos mennyiségével.

A széntartalmú anyagban lévő nedvesség lefelé halad a 28 csövekben, a csövek körül lefelé áramló hőcserélő közeg áramlásának hatására. Kellően magas hőmér- 50 sékleten a széntartalmú anyagban lévő nedvesség elpárolog és kondenzálódik a 28 csövek aljánál elhelyezkedő hidegebb széntartalmú anyagon. Gyakorlatilag az összes víz, más egyéb melléktermékekkel - így kátránnyal, gázokkal - együtt összegyűlik a 20 hőcserélő 55 26 kimeneténél. A 20 hőcserélő aljánál elhelyezett 40 szelep kinyitásával a víz és más melléktermékek kivonhatok a 20 hőcserélőből.

Az időtartam, ameddig a széntartalmú anyagnak a 28 csövekben kell tartózkodnia, a szemcsék méretétől, 60 a rendszer üzemelési hőmérsékletétől, a csövekbe beinjektált gáz nyomásától és a megkívánt fűtőértéktől függően változtatható. Általában ez az időtartam 5 és 30 perc között változhat. A hőcserélőben lévő hőmérséklet és a nyomás növelésével a szükséges időtartam általában csökken. Fordított esetben, ha alacsonyabb hőmérsékleteket és nyomásokat alkalmazunk, a szükséges időtartam növekszik.

A 10 tüzelőanyag-feljavító rendszerben alkalmazott eljárást kb. 121 °C (250 °F) és 649 °C (1200 °F) közötti hőmérsékleten és kb. 0,14 bar (13 750 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20 594 kPa, 3000 PSIG) közötti nyomáson lehet megvalósítani. A széntartalmú anyag feljavítási eljárása során a legjobb eredményeket akkor kapjuk, amikor a rendszerben keringő hőcserélő közeg hőmérséklete eléri a kb. 400 °C-ot (750 °F).

A hőcserélési és feljavítási művelet befejeztével a nyomást a 41 szelep megnyitásával lecsökkentjük. A 30 külső házban elhelyezkedő 28 csöveket a 41 szelep, majd a 20 hőcserélő aljánál elhelyezett 42 szelep megnyitásával ürítjük ki. Ezután a széntartalmú anyagot a 48 szállítómű útján egy második 50 tartályba juttatjuk, ahol időlegesen tároljuk. A második 50 tartály aljától 52 csigás prés (extruder) nyúlik ki, amely pelletizálja a széntartalmú anyagot és továbbítja az 54 hűtőhöz. Az extruder a széntartalmú anyagot különféle* formákba pelletizálhatja, az extruderfej milyenségétől; függően. Miután a széntartamú anyagot elegendően lew hűtöttük, az anyagot egy második 56 csigás préshez továbbítjuk, amely a pelleteket a tárolóhelyre szállítja.

A 2. ábrán egy folyamatos működésű 210 tüzelőanyag-feljavító rendszer látható. A folyamatos működésű tüzelőanyag-feljavító rendszer 212a és 212b nyomástartálypárt tartalmaz, melyeket itt zárótartályként említünk, s amelyekben a feljavítandó széntartalmú anyagot tároljuk. A széntartalmú anyagot a 214 szállítóműre rakjuk le, amely a 220 hőcserélő tetejére vezet. A 241 fenékszelepet lezárjuk, majd a széntartalmú anyag áthalad a 218 szelepen, amely a 220 hőcserélő tetején van elhelyezve, és a széntartalmú anyag bekerül a 230 külső házban található 228 csövekbe. A művelet folyamatos, mivel a 212a vagy 212b zárótartályok egyikét mindig utántölthetjük, miközben a másikat a 214 szállítóműn keresztül kiürítjük.

Amint a 228 csövek megteltek, a 218 szelepet lezárjuk, és 234 inért gázt, így nitrogént vagy más gázt, mint például szén-dioxid, injektálunk be a 228 csövekbe nyomás alatt. A 234 inért gáz vagy az egyéb gáz, így széndioxid olyan nyomáson van, hogy amikor az áramlást megindítjuk, akkor a gáz azonnal beáramlik az atmoszferikus nyomáson lévő 228 csövekbe. Amikor a 228 csövekben a nyomás a megkívánt szintre emelkedett, a gázáramlást lezárjuk. A 234 inért gáz vagy egyéb gáz, így szén-dioxid nyomása a rendszer nyomását kb. 0,14 bar (13 750 Pa, 2 PSIG) és kb. 210 bar (20 594 kPa, 3000 PSIG) közötti, előnyösen kb. 55 bar (5491,7 kPa, 800 PSIG) nyomás értékre emeli. Miután a csövek nyomás alá kerültek, egy hőcserélő közegnek a 230 külső házon keresztül való folyamatos keringtetésével a széntartalmú anyag hőmérsékletét növeljük, amint ezt az

HU 222 030 Bl

1. ábrán bemutatott 20 hőcserélőnél már ismertettük.

A hőcserélő közeg lefelé áramlásának következtében a széntartalmú anyagban lévő lényegében összes nedvességtartalom a 220 hőcserélő aljához kerül, ahol összegyűjthető és kivonható a 240 szelepen keresztül az 5 egyéb melléktermékekkel (kátrány és gázok) együtt.

A hőcserélő közeg a 230 külső házat a 239 szelepen át hagyja el és átkering a 236 kazánon, mielőtt a 238 szelepen keresztül újból visszavezetjük. A találmány szerinti megoldás értelmében a hőcserélő közeg hőmérséklete 10 kb. 121 °C (250 °F) és 649 °C (1200 °F) közötti, előnyösen kb. 400 °C (750 °F).

A 234 nitrogén vagy más inért gáz hőátadó hordozóként szolgál, érintkezve a 228 csövek belső falával, felveszi annak hőjét és átadja a széntartalmú anyagnak. 15 Amint a hőcserélési és feljavítási folyamat teljessé vált, a 220 hőcserélő aljánál kinyitjuk a 241 és 242 szelepeket, és így lehetővé válik, hogy a nyomás atmoszferikus szintre csökkenjen, és hogy a széntartalmú anyag ráhulljon a 248 szállítóműre, amely továbbítja az anya- 20 got a 250 és 252 zárótartálypárba. A 250 első zárótartályon lévő 254 szelepet kinyitva lehetővé válik a széntartalmú anyagnak abban történő leülepedése. Amint a 250 első zárótartály megtelik, akkor a 254 szelepet lezáijuk és kinyitjuk a 252 második zárótartály te- 25 tején lévő 256 szelepet úgy, hogy a széntartalmú anyag beáramolhasson. A 250 és 252 zárótartályok a 258, illetőleg 260 csigás préshez kapcsolódnak, ezek pelletizálják a széntartalmú anyagot és továbbítják azt a 262 hűtőhöz. A megfelelő hűtést követően a széntartalmú 30 anyagot egy 264 második csigás préshez továbbítjuk, amely a széntartalmú anyagot egy tárolóberendezéshez szállítja.

A 3. ábrán egy második kiviteli alak, a 120 hőcserélő látható, amely az 1. ábra szerinti szakaszos rendszer- 35 ben használható. Ennél a kiviteli alaknál a 120 hőcserélőnek a széntartalmú anyag részére van egy 124 bemenete és egy 126 kimenete a 120 hőcserélő átellenes végeinél, van továbbá több 128 csöve, amelyekbe a széntartalmú anyagot bejuttatjuk a feljavításhoz, van egy fel- 40 ső 118 szelepe és egy alsó 141 szelepe a széntartalmú anyagnak a 128 csöveken belüli nyomás alatt tartásához, végül van egy 130 külső háza, amely körülveszi a 128 csöveket, továbbá 135 bevezetőszelepei a 134 inért gáz vagy más gáz, mint például a szén-dioxid bevezető- 45 sére a 128 csövekbe. A 134 inért gáz vagy szén-dioxidgáz nyomás alatt van, úgyhogy amikor az áramoltatást megkezdjük, a gáz azonnal beáramlik az atmoszferikus nyomáson lévő 128 csövekbe. Amikor a csövekben a nyomás a kívánt szintre emelkedett, akkor a gázáram- 50 lást leállítjuk. Általában az inért gáz a rendszer nyomását kb. 0,14 bar (13 750 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20 594 kPa, 3000 PSIG) közötti, előnyösen kb. 55 bar (5491,7 kPa, 800 PSIG) nyomás értékre emeli.

A 130 külső ház négy 144-147 bemenő/kimenő szele- 55 pet tartalmaz, amelyeken keresztül a hőcserélő közeg kering. Az első 144 szelep a hőcserélő teteje közelében, közvetlenül a 118 szelep alatt van elhelyezve. A második 145 szelep a 120 hőcserélő hosszának kb. egyharmadában található, az első 144 szelep alatt. A harmadik 60

146 szelep a 120 hőcserélő hosszának kétharmadában lefelé helyezkedik el, az első és a második szelep alatt, végül a negyedik 147 szelep a 120 hőcserélő aljának közelében van elhelyezve, a 141 szelep felett. A 130 külső ház belső falából számos nyitott végű 122 perem nyúlik ki, váltakozó lépcsős elrendezésben, amelyeken át a hőcserélő közeg lefelé áramlik a 130 külső házban.

Miután a 141 szelepet lezártuk, a széntartalmú anyag be van töltve a 128 csövekbe és a 118 szelep is lezárt állapotban van, és a 134 inért gázt vagy a szén-dioxidot is beinjektáltuk a 128 csövekbe, a hőcserélő közeget folyamatosan cirkuláltatjuk a 130 házon keresztül, hogy így növeljük a 128 csövekben lévő széntartalmú anyag hőmérsékletét. A hőcserélő közeget a 149 kazánban hevítjük fel olyan hőmérsékletre, amely elegendő a száltartalmú anyagban lévő nedvesség elpárologtatásához. Általában a hőcserélő közeget kb. 121 °C és kb. 649 °C közötti (250 °F és 1200 °F közötti), előnyösen kb. 400 °C (750 °F) hőmérsékletre hevítjük. A hőcserélő közeget a

144 első szelepen át bevezetjük a 130 külső házba. Kezdetben a 144 és 147 szelepeket nyitott, és a 145 és 146 szelepeket zárt állásban tartjuk, így hagyjuk, hogy a hőcserélő közeg megtöltse a 130 külső házat. Amint a 130 külső ház fel van töltve, a 147 szelepet lezárjuk, a

145 szelepet pedig kinyitjuk, így a hőcserélő közeg nagyrészt a 130 külső ház felső harmadán át kering. Amint a hőcserélő közeg a legfelső 122 perem végéhez áramlott^ a hőcserélő közeg lefelé kezd áramlani, a következő; 122 peremhez. Ez a folyamatos áramlás az egyik 122 peremtől a következő szomszédos 122 peremig egy lefelé^ irányuló áramlás. Ez az oda-vissza, lefelé irányuló mozgás addig folytatódik, amíg a hőcserélő közeg eléri a második 145 szelepet, átáramlik ezen a második 145 szelepen és visszakering a 149 kazánon át, hogy újra felmelegedjék. A hőcserélő közegnek a 130 külső házon keresztül történő keringtetése során a széntartalmú anyagban lévő nedvesség elpárolog és kondenzálódik a hőcserélő közeg cirkuláltatási szintje alatt elhelyezkedő hidegebb széntartalmú anyagon. Miután a 128 csövek felső egyharmadában elhelyezkedő széntartalmú anyag lényegileg teljes nedvességtartalmát levezettük a 145 második szelep szintje alá, a 145 második szelepet lezárjuk és megnyitjuk a 146 harmadik szelepet, miközben a 147 negyedik szelep zárva marad. Ez lehetővé teszi a hőcserélő közeg keringését a 130 külső ház felső kétharmadán keresztül, amíg gyakorlatilag az összes nedvesség elpárolog és kondenzálódik a 146 harmadik szelep szintje alatti széntartalmú anyagon. Amikor az összes nedvesség a 146 harmadik szelep szintje alatt van már, akkor a 146 harmadik szelepet lezárjuk, miközben a 145 második szelep zárva marad és a 147 negyedik szelepet kinyitjuk. Végül a széntartalmú anyag töltetében jelen lévő összes nedvesség a 147 negyedik szelep szintje alá kerül, ahol összegyűjtjük és kiengedjük a hőcserélőből a 140 szelepen keresztül, az adagból kikerülő egyéb melléktermékekkel mint a kátrány vagy gázok - együtt. Miután a feljavítási eljárás befejeződött, a töltetet a 150 csigás présbe juttatjuk pelletizálás céljából.

A 4. ábra a 320 hőcserélőt, mint az 1. ábra szerinti szakaszos rendszerben előnyösen használható harma5

HU 222 030 Β1 dik kiviteli alakot mutatja be. Ennél a kiviteli alaknál a 320 hőcserélőnek 324 bemenete és 326 kimenete van, melyek a 320 hőcserélő átellenes végeinél helyezkednek el, van továbbá több vízszintes 344(a-d) csőcsoportja, amelyeken keresztül hőcserélő közeg kering, és 5 így felmelegíti a széntartalmú anyagot, végül van egy 330 külső háza, amelybe a széntartalmú anyagot beadagoljuk. A széntartalmú anyag lehullik a két, axiálisan egy vonalba eső 332 szállítócsiga valamelyikére, amely csigák kifelé forognak, így szétosztják a széntar- 10 talmú anyagot a 330 külső ház minden részében. Mielőtt megkezdjük a széntartalmú anyag beadagolását a 330 külső házba, a 336 szelepet lezárjuk. Amint a széntartalmú anyagot betöltöttük a 330 külső házba, akkor a 334 szelepet is lezátjuk és egy inért gázt, így 338 nit- 15 rogént vagy egyéb más gázt, így szén-dioxidot injektálunk be a 330 külső házba. Ez az inért gáz nyomás alatt van, úgy, hogy amikor az áramlást megindítjuk, a gáz azonnal beáramlik az atmoszferikus nyomás alatt lévő 330 külső házba. Amikor a csövekben a nyomás a 20 kívánt szintre emelkedett, akkor a gázáramlást leállítjuk. Kívánatos a rendszer nyomását kb. 0,14 bar (13 750 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20 594 kPa, 3000 PSIG) közötti, előnyösen 55 bar (5491,7 kPa,

800 PSIG) nyomás értékre emelni. A 330 külső ház 25 több vízszintesen haladó 344(a-d) csövet tartalmaz, továbbá 342(a-h) bemenő/kimenő szelepekkel van ellátva, melyeken keresztül a hőcserélő közeg kering. A hőcserélő közeg először belép a vízszintes 344(a) csövekbe a 342(a) első szelepen keresztül. A hőcserélő közeg 30 addig halad a 344(a) első csőcsoporton keresztül, amíg eléri az első cső hátsó végét és áthalad a 342(b) szelepen. Ennél a pontnál a hőcserélő közeg átkerül a 344(b) második vízszintes csőcsoportba a 346 csatolótagon keresztül. A hőcserélő közeg belép a 344(b) cső- 35 vekbe a 342(c) szelepen át, miáltal az áramlás iránya ellentétes lesz a 344(a) első vízszintes csőcsoportban lévő áramlás irányával. A hőcserélő közegnek ilyen módon való keringtetése a 344(a-d) vízszintes csőcsoportokon és a 342(a-h) szelepeken keresztül mindad- 40 dig folytatódik, amíg a hőcserélő közeg ki nem lép a 344(d) csövekből. Amint a hőcserélő közeg a 342(h) szelepen át elhagyja a 344(d) csövet, áthalad a 360 kazánon, ahol újból felmelegszik, mielőtt ismét bevezetnénk a 342(a) első bemenőszelepen keresztül. Általá- 45 bán a rendszert kb. 121 °C és kb. 649 °C közötti (250 °F-1200 °F), előnyösen kb. 400 °C (750 °F) hőmérsékletre célszerű felfuteni, hogy a széntartalmú anyagból a benne lévő nedvességet elpárologtassuk. Amint az előzőekben ismertettük, a hőcserélő közeg- 50 nek ez az oda-vissza, lefelé menő irányban való keringtetési módja előidézi a széntartalmú anyagban lévő, gyakorlatilag teljes nedvességtartalom kivonását a töltetből, az egyéb melléktermékekkel - mint a kátrány és gázok - együtt, végül ezeket összegyűjtjük a 55 320 hőcserélő aljánál elhelyezett 350 szelepeknél. Miután a feljavítási eljárás befejeződött, egy 340 második szállítócsigapár továbbítja a feljavított széntartalmú anyagot a 326 kimenethez. A 330 külső ház körül egy - a rajzon részben lemetszett - 352 szigetelőburkolat 60 van alkalmazva azért, hogy megkönnyítse a hőcserélő közegnek viszonylag állandó hőmérsékleten való tartását. A 330 külső ház hosszában több 346(a-d) ablaknyílás is található, melyek lehetővé teszik, hogy hozzá lehessen férni a 344(a-d) csőcsoportokhoz, amennyiben a cseréjük szükségessé válik.

Az 5. és 6. ábrák a találmány szerinti eljárásban alkalmazható hőcserélő negyedik kiviteli alakját, a 420 hőcserélőt mutatják be.

Ennél a kiviteli alaknál a 420 hőcserélő 424 bemenettel és 426 kimenettel rendelkezik, melyek a hőcserélő átellenes végeinél helyezkednek el, van 428 csöve a széntartalmú anyagnak lefelé, a hőcserélőbe való irányítására, van továbbá több függőlegesen haladó 444 csöve, melyek a hőcserélő közeget a széntartalmú közegtől elválasztó 440 laptól indulnak ki, végül van egy 430 külső háza, amelybe a széntartalmú anyagot betöltjük. A 420 hőcserélő használatakor a 426 kimenet közelében elhelyezett 442 szelepet lezátjuk és a széntartalmú anyagot bejuttatjuk a 430 külső házba a 424 bemeneten, a 418 szelepen és a bemeneti 428 csövön keresztül. Ezután a 418 szelepen át adagolva egy inért gázt - mint a nitrogén, vagy más gázt, mint a szén-dioxid - injektálunk be a 430 külső házba, a rendszerben lévő nyomás megnövelése céljából. Általában az inért gáz a rendszer nyomását kb. 0,14 bar (13 729 Pa, 2 PSIG) és kb. 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti, előnyösen kb. 55 bar (5491,7 kPa, 800 PSIG) értékre növeli. Amikor a 430 külső ház belsejében a nyomás elérte a megkívánt szintet, akkor a gázbeáramlást leállítjuk.

A hőcserélő közeg folyamatosan cirkulál a függőlegesen elhelyezett 444 csöveken keresztül, abból a célból, hogy megemelje a széntartalmú anyag hőmérsékletét. A keringtetés elősegítésére 456 kezelőtengelyek nyúlnak bele mindegyik függőlegesen haladó 444 csőbe. Amikor a hőcserélő közeg érintkezik a 456 kezelőtengelyekkel, a 444 csövekben a hőcserélő közeg a turbulens áramlás következtében örvényleni kezd. A hőcserélő közeg a 446 szelepen át lép be a 420 hőcserélőbe, ott a függőlegesen elhelyezett 444 csöveken keresztül fel-le haladva eljut a 448 nyitott térbe és kilép a 450 szelepen át, ezután áthalad a 460 kazánon, majd újra visszavezetjük a 446 szelepen át. Ideális esetben a hőcserélő közeg hőmérséklete kb. 121 °C és kb. 649 °C (250 °F-1200 °F) közötti, előnyösen kb. 400 °C (750 °F) érték. A nedvesség és egyéb melléktermékek (kátrány és gázok) a 454 kimenetnél gyűlnek össze, mielőtt összegyűjtenénk a széntartalmú anyagot a 442 szelep megnyitásával.

Annak érdekében, hogy az 1 -6. ábrákon ismertetett kiviteli alakoknál csökkentsük a műveleti időket, a rendszeren áthaladó ínért gázt előmelegíthetjük olyan hőmérsékletre, amely közel van a hőcserélő közeg optimális munkahőmérsékletéhez. A rendszer teljes műveleti idejének kívánatos csökkentését érthetjük el például olyan módon, ha az inért gázt kb. 10 °C (50 °F) értékkel a melegített széntartalmú anyag hőmérséklete alatti értékre előmelegítjük.

Abban az esetben, ha a széntartalmú anyag nem kívánatos módon, nagymértékben tartalmaz ként, akkor a

HU 222 030 Bl széntartalmú anyagot a hőcserélési és feljavítási művelet elvégzése előtt vagy után egyaránt kezelhetjük. Mielőtt feljavítanánk a széntartalmú tüzelőanyagot, a feljavítás során keletkező H₂S mennyiségét a kívánt értékre csökkenthetjük egy szorbeálószer - így mészkő - kis 5 mennyiségének a széntartalmú anyagtöltethez való hozzáadásával. Az idő teltével az alkalmazott hőmérsékletnek és nyomásnak köszönhetően ez a szorbeálóanyag a képződött H₂S legnagyobb részét abszorbeálja. Ez az eljárás kiküszöböli bármilyen költséges járulékos bérén- 10 dezés szükségességét. A késztermék ezután átvihető egy vibrációs szitán, ami az extrudálási és pelletizálási műveleti lépések előtt elkülöníti a szorbeálóanyagot a feljavított széntartalmú anyagtól. Ezen túlmenően, mielőtt a széntartalmú anyagot extrudálnánk és pelletizál- 15 nánk, a kén/kalcium tartalomra számítva néhány százalék friss szorbeálóanyagot adhatunk hozzá, ezáltal a széntartalmú anyag elégetésekor a SO_X maximálisan 96%-a megköthető az atmoszférába való kikerülés előtt. 20

A találmány további illusztrálását szolgálják az alábbi példák. A szakember számára nyilvánvalóan ezek a példák csupán az alkalmazott idő-, hőmérséklet- és nyomásértékek illusztrálását szolgálják, és nem kívánják korlátozni a találmánynak az igénypontokban meghatá- 25 rozott oltalmi körét.

1. példa

Wyomingi szubbitumenes szenet - amely kibányászott állapotban 31 tömeg% nedvességtartalmú és 30

18,1 MJ/kg (7,776 BTU/font (British Thermal í/nit=0,252 kcal=1055 joule), 3888 kcal/kg) fűtőértékű - adagoltunk be az 1. ábrán látható hőcserélő csöveibe. Ezután a felső szelepet lezártuk és nitrogént vezettünk be a szubbitumenes szenet tartalmazó 35 csövekbe. A csövekben fenntartott nyomást 55 bar (5491,7 kPa, 800 PSIG) értéken tartjuk, miközben a hőcserélő anyag hőmérséklete 400 °C (750 °F) értéken van. A csövekben található széntartalmú anyag hőmérséklete 354 °C (669 °F). A fűtőanyag, illetve tüzelő- 40 anyag feljavítási eljárását 20 percen át végezzük.

A feljavítási eljárás befejezésekor a hőcserélő aljánál elhelyezett szelepet kinyitottuk és az adagot eltávolítottuk. Miután a felhevítési eljárás befejeződött, a széntartalmú anyag megnövekedett fűtőértéke 29,9 MJ/kg 45 (12,834 BTU/font, azaz 6468 kcal/kg), nedvességmentes állapotban számolva.

2. példa

Észak-dakotai lignitet - amely kibányászott állapot- 50 bán 37,69 tömegszázalék nedvességet tartalmaz és

15,8 MJ/kg (13,568 BTU/kg azaz 3,419 kcal) fűtőértékű - adagoltunk az 1. ábra szerinti hőcserélő csöveibe.

A felső szelepet ezután lezártuk és nitrogént vezettünk be a lignitet tartalmazó csövekbe. A csövekben a nyo- 55 mást 62 bar (6178,2 kPa, 900 PSIG) értéken tartottuk, eközben a hőcserélő közeg hőmérséklete 400 °C (750 °F), a csőben lévő széntartalmú anyag hőmérséklete 347 °C (656 °F) volt. A fűtőanyag-feljavítási műveletet 19 percen át végeztük. A feljavítási eljárás befejező- 60 sekor a hőcserélő aljánál lévő szelepet megnyitottuk és az adagot eltávolítottak. Miután a feljavítási eljárás befejeződött, a széntartalmú anyag megnövelt fűtőértékkel rendelkezett, éspedig 28,5 MJ/kg (24,532 BTU/kg, azaz 6182 kcal/kg) értékben, nedvességmentes állapotban.

3. példa

Kanadai tőzeget - mely kibányászott, azaz nyers állapotban 67,2 tömegszázalék nedvességtartalmú volt és fűtőértéke 6,6 MJ/kg (5708 BTU/kg, 1438 kcal/kg) volt - betöltöttünk az 1. ábra szerinti hőcserélő befogadócsöveibe. Ezután lezártuk a felső szelepet és nitrogént vezettünk be a kanadai tőzeget tartalmazó csövekbe.

A csövekben uralkodó nyomás 69 bar (6864,6 kPa,

1000 PSIG) volt, míg a hőcserélő közeg hőmérsékletét 400 °C (750 °F) értéken tartottuk. A csövekben lévő széntartalmú anyag hőmérséklete 360 °C (680 °F) volt.

A tüzelőanyag-feljavító műveletet 20 percig végeztük.

A feljavítási művelet befejezésekor a hőcserélő aljánál elhelyezett szelepet kinyitottuk és az adagot eltávolítottak. Miután a feljavító művelet befejeződött, a széntartalmú anyag megnövelt fűtőértéke 31,5 MJ/kg (27,070 BTU/kg, 6822 kcal) volt, nedvességmentes állapotban.

4. példa

Nyers állapotában 70,40 tömegszázalék nedvességtartalmú, 5,6 MJ/kg (4842 BTU/kg, 1220 kcal) - fűtőértékű keményfát adagoltunk be az 1. ábra szerinti hőöser I rélő csöveibe. Ezután lezártuk a felső szelepet és nitro- 1 gént vezettünk be a keményfát tartalmazó csövekbe. |

A csövekben 55 bar (5491,7 kPa, 800 PSIG) nyomást 1 tartottunk fenn, s eközben a hőcserélő közeg hőmérsék- | letét 400 °C (750 °F) értéken tartottak. A csövekben * lévő széntartalmú anyag hőmérséklete elérte a 341 °C ' (646 °F) értéket. A tüzelőanyag-feljavító műveletet 7 percig végeztük. Amint a feljavítási folyamat befejeződött, kinyitottuk a hőcserélő aljánál lévő szelepet és az adagot eltávolítottak. Miután a feljavítási művelet befejeződött, a széntartalmú anyag megnövelt fűtőértéke 20,5 MJ/kg (22 828 BTU/kg, 5,753 kcal/kg) volt, nedvességmentes állapotban.

A jelen találmány különféle kiviteli alakjait alkalmazni lehet a biomasszák aktív szénné való átalakításához is, ami aztán felhasználható nagy tisztaságú faszén előállításához. Eszerint eljárva például a biomasszát betöltjük az 1. ábra szerinti hőcserélő csöveibe, miközben a csöveket folyamatosan szellőztetjük előhevített inért gázzal, ami a rendszerben kb. 0,14 bar (13 729 Pa, 2 PSIG) és kb. 210 bar (20 593,8 kPa,

3000 PSIG) közötti nyomást hoz létre attól függően, milyen a szóban forgó biomassza összetétele. A rendszer hőmérséklete 121 °C és 816 °C (250 °F-1500 °F) között van. Egy elvégzett vizsgálatnál (lásd a táblázatot) a tárolócsöveket nitrogénnel szellőztettük, éspedig 10 négyzetláb/óra (SCFH) - azaz 0,929 m²/óra - áramlássál; az átlaghőmérsékletet kb. 400 °C (750 °F) értéken tartottuk, míg a nyomás kb. 1,4 bar (137,25 kPa,

PSIG) volt.

HU 222 030 Β1

Idő (perc)	Rendszer- hőmérséklet (°F/°C)	A csövek külső átmérőjén mért hőmérséklet (°F/°C)	A csövek belső átmérőjén mért hőmérséklet (°F/°C)	Nyomása csövekben (PSIG/kg/cm²)	Nyomása csöveken kívül (PSIG/kg/cm²)	Nitrogénáramlás (SCFH/m²/ó)
0	756/402	749/398	770/410	0/0	0/0	0/0
0:01	-	-	-	-	-	10/0,93
1:30	-	740/393	227/108	21,0/1,47	20,5/1,44	10/0,93
2:00	-	740/393	188/87	20,1/1,41	19,5/1,37	10/0,93
3:00	741/394	743/395	169/76	20,0/1,4	19,4/1,36	10/0,93
4:00	749/398	753/401	159/70	20,1/1,41	19,5/1,37	10/0,93
5:00	757/403	763/406	156/69	19,9/1,39	19,2/1,34	10/0,93
6:00	761/404	769/403	160/71	19,9/1,39	19,3/1,35	10/0,93
7:00	760/404	771/410	181/83	20,1/1,41	19,5/1,37	10/0,93
8:00	760/404	771/410	252/122	20,1/1,41	19,5/1,37	10/0,93
9:00	758/403	768/408	442/228	20,0/1,4	19,4/1,36	10/0,93
10:00	758/403	766/407	599/315	19,9/1,39	19,2/1,34	10/0,93
11:00	758/403	764/406	657/347	20,1/1,41	19,6/1,37	10/0,93
12:00	760/404	763/406	659/348	20,1/1,41	19,6/1,37	10/0,93
13:00	764/406	765/407	650/343	20,1/1,41	19,7/1,38	10/0,93
14:00	768/409	767/409	638/337	20,3/1,42	19,7/1,38	10/0,93
15:00	772/411	770/410	628/331	20,3/1,42	20,0/1,4	0/0

perc elteltével a hőcserélőn belül a nitrogénáramlást megszakítottuk és a biomasszát lényegileg kiszárítottuk és hűtöttük kb. 20 percig. Az eljárás a bio- 35 masszát átalakítja nyers aktivált állati, illetve növényi szénné, amelynek fűtőértéke 12,949 BTU, azaz 3263 kcal volt, nedvességmentes állapotban.

A fentiek alapján látható, hogy a találmány szerinti előnyös kiviteli alakok megfelelnek a célkitűzésnek; a szakember számára nyilvánvaló, hogy módosítások, variációk és változtatások nem befolyásolják a találmány lényegét.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás széntartalmú anyagok feljavítására a fűtőérték (BTU-érték) megnövelésével, azzal jellemezve, hogy egy, szilárd szemcsés széntartalmú anyag egy adagjának befogadására szolgáló hőcserélőben (20, 120, 220), amely egy külső házzal (30,130, 230), ezen külső ház (30, 130, 230) első végénél lévő bemenettel (24, 124) és a külső ház (30, 130, 230) másik végénél 55 lévő kimenettel (26,126) rendelkezik, ahol a második vég az első vég alatt helyezkedik el, továbbá a külső házban (30, 130, 230) legalább egy csővel (28, 128,

228) rendelkezik, az első végnél bemenőszelep (18,

118, 228), a második végnél kimenőszelep (41, 141, 60

241) található, és a cső vagy csövek (28, 128, 228) a bemenet (24, 124) és a kimenet (26, 126) között helyezkednek el, bezárjuk a kimenőszelepet (41,141,241), kinyitjuk a bemenőszelepet (18, 118, 218) és a kinyitott bemenőszelepen át bevezetjük a széntartalmú anyagot a csőbe vagy csövekbe (28, 128, 228) megtöltve a csövet vagy 40 csöveket széntartalmú anyaggal;

bezárjuk a bemenőszelepet (18,118,228), a széntartalmú anyag töltetét légmentesen bezárva a zárt bemenő- és kimenőszelepek közé;

nyomás alatti gázt (34) vezetünk be a széntartalmú 45 anyagtöltetbe, ezáltal a zárt csőben vagy csövekben (28, 128, 228) a nyomást 0,14 bar (13 729 Pa, 2 PSIG) és 210 bar (20593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értékre emeljük;

hőcserélő közeget keringtetünk a cső vagy csövek 50 (28, 128, 228) körüli, a külső ház (30, 130, 230) által zárt térben, miközben a megemelt nyomást fenntartjuk a zárt csőben vagy csövekben (28,128, 228), ezáltal a széntartalmú anyagtöltetben lévő nedvességet elpárologtatjuk;

az elpárologtatott nedvességet a hőcserélőben (20, 120, 220) kondenzáljuk, és a kapott kondenzátumot a hőcserélő (20, 120, 220) második végénél összegyűjtjük; és a kimenő- és bemenőszelepek (18, 41, 118, 141, 218,241) zárva tartása, és a hőcserélő közeg keringteté8

HU 222 030 Bl sének és a megemelt nyomásnak előre meghatározott időig való fenntartása után nyitjuk a kimenőszelepet (41, 141, 241), a nyomás alatti gázt kiengedjük a csőből vagy csövekből (28,128,228), a kondenzátumot és más melléktermékeket leengedjük a hőcserélő (20,120, 220) második végénél, és a hőcserélőből (20,120, 220) a kinyitott kimenőszelepen (41, 141, 241) át kinyerjük a feljavított széntartalmú anyagot.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőcserélőben (120), amely több szelepet (144, 145, 146, 147) is tartalmaz a hőcserélő legalább egyik dimenziója mentén, a hőcserélő közeget a kiválasztott szeleppárok nyitásával-zárásával a zárt cső vagy csövek (128) egymást követően mind hosszabb részei körül cirkuláltatjuk.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a több szelepet (144, 145, 146, 147) a hőcserélő (120) külső része mentén helyezzük el.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső vagy csövek (128) minden részét olyan időtartamig tesszük ki a hőcserélő közeg hatásának, amely elegendő ahhoz, hogy a csőben/csövekben (128) lévő töltetrész nedvessége elgőzölögjön, majd lekondenzáljon a cső vagy csövek (128) utána következő részében lévő széntartalmú anyagon, ezáltal előmelegítve a cső vagy csövek (128) fenti utána következő részében lévő széntartalmú anyagot.
5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőcserélőben (20,120) peremeket (22, 122) alkalmazunk, amelyek a külső ház (30, 130) falától kifelé nyúlnak, miáltal a hőcserélő közeget ezen peremekre (20,120) tereljük a külső házon (30,130) belül.
6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legalább két bemeneti zárótartályt (212a, 212b) is alkalmazunk a szilárd szemcsés széntartalmú anyagtöltet tárolására és alkalmazunk egy eszközt, egy szállítóművet (214) a szilárd szemcsés széntartalmú anyagtöltetnek a zárótartályok (212a, 212b) egyikétől a hőcserélőhöz (220) való szállítására; és a szilárd széntartalmú anyagtöltetet bevezetjük a csőbe vagy csövekbe (228), miközben a másik zárótartályt (212a, 212b) egyidejűleg megtöltjük szilárd szemcsés széntartalmú anyaggal.
7. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a csőben vagy csövekben (28,128, 228) a széntartalmú anyag hőmérsékletét egy előre meghatározott hőmérsékleti értékre emeljük.
8. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomás alatti gázt bevezetjük a csőbe vagy csövekbe (28, 128, 228), miközben a hőcserélő közeget cirkuláltatjuk.
9. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a feljavított széntartalmú anyagot egy csigás présen (52,258,260,150) keresztül kinyerjük, és a kinyert feljavított széntartalmú anyagot pelletizáljuk.
10. Eljárás széntartalmú anyagok feljavítására a fütőérték (BTU-érték) megnövelésével, azzal jellemezve, hogy egy hőcserélőben (320, 420), amely egy külső házzal (330, 430), ezen külső ház (330, 430) első végénél lévő bemenettel (324, 424) és a külső ház (330, 430) másik végénél lévő kimenettel (326, 426) rendelkezik, ahol a második vég az első vég alatt helyezkedik el, továbbá a külső házban (330, 430) legalább egy csővel (344, 444) rendelkezik, a külső ház (330, 430) első végénél bemenőszelep (334, 418), a külső ház (330, 430) második végénél kimenőszelep (336,442) található, és a cső vagy csövek (344,444) a bemenet (324,424) és a kimenet (326,426) között helyezkednek el, bezárjuk a kimenőszelepet (336,442) és kinyitjuk a bemenőszelepet (334,418), és a kinyitott bemenőszelepen át (334, 418) szilárd szemcsés széntartalmú anyagot vezetünk a csövet vagy csöveket (344,444) körülvevő, és a külső ház (330,430) által lezárt térbe, megtöltve ezt a teret széntartalmú anyaggal;

bezárjuk a bemenőszelepet (334, 418), a széntartalmú anyag töltetét légmentesen bezárva a zárt bemenőés kimenőszelepek (334,336,418,442) közé;

nyomás alatti gázt vezetünk be a széntartalmú anyagtöltetbe, ezáltal a térben a nyomást 0,14 bar (13 729 Pa,

2 PSIG) és 210 bar (20 593,8 kPa, 3000 PSIG) közötti értékre emeljük;

hőcserélő közeget keringtetünk a csövön vagy csöveken át (344, 444), miközben a megemelt nyomást a térben fenntartjuk, ezáltal a széntartalmú anyagtöltetr ben lévő nedvességet elpárologtatjuk;

az elpárologtatott nedvességet a hőcserélőben (320fc ϊ

420) kondenzáljuk, és a kapott kondenzátumot a hőcse- rélő (320,420) második végénél összegyűjtjük; és 1 a kimenő-és bemenőszelepek (334, 336, 418, 442) <

zárva tartása, és a megemelt nyomásnak a térben, és a j.

hőcserélő közeg keringtetésének előre meghatározott ;

ideig való fenntartása után nyitjuk a kimenőszelepet ' (336, 442), a nyomás alatti gázt kiengedjük a térből, a ?

kondenzátumot és más melléktermékeket leengedjük a ' hőcserélő (320, 420) második végéből, és a hőcserélőből (320,420) a kinyitott kimenőszelepen (336,442) át kinyerjük a feljavított széntartalmú anyagot.
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőcserélőben több egymással összekapcsolt csőcsoportot (344a, 344b, 344c, 344d) alkalmazunk, amelyek úgy vannak elrendezve, hogy a hőcserélő közeget minden egymást követő összekapcsolt csőcsoport ellentétes irányban szállítsa, a hőcserélő közeget egy bemenőszelepen (342a) keresztül bevezetjük a külső ház (330) első végénél elhelyezkedő első összekapcsolt csőcsoportba (344a), és a hőcserélő közeget a külső ház (330) második végénél lévő kimenőszelepen keresztül egy második összekapcsolt csőcsoportba vezetjük.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőcserélő közeget egy kazánban (360) újramelegítjük, miután a kimenőszelepen keresztül eltávozott és mielőtt újra visszacirkulálna az első összekapcsolt csőcsoportba.
13. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nyomás alatti gázként inért gázt injektálunk be.

HU 222 030 Bl
14. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nyomás alatti gázként széndioxid vagy nitrogéngázt alkalmazunk.
15. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cső/csövek körül cirkuláltatott hőcserélő közeget legalább 93 °C hőmérsékletre (200 °F) melegítjük.
16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 93 °C (200 °F) és 649 °C (1200 °F) közötti hőmérsékletet alkalmazunk.
17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 121 °C (250 °F) és 649 °C (1200 °F) közötti hőmérsékletet alkalmazunk.
18. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy hőcserélő közegként gázt alkalmazunk.
19. Az 1-17. igénypontok bármelyike szerinti eljá5 rás, azzal jellemezve, hogy hőcserélő közegként olajat alkalmazunk.
20. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy előre meghatározott időként körülbelül 3 perc és körülbelül 30 perc közötti időtarta10 mot alkalmazunk.
21. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nyomás alatti gázzal egyidejűleg hidrogéngázt is bevezetünk.