HU224760B1 - Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material - Google Patents
Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material Download PDFInfo
- Publication number
- HU224760B1 HU224760B1 HU0100137A HUP0100137A HU224760B1 HU 224760 B1 HU224760 B1 HU 224760B1 HU 0100137 A HU0100137 A HU 0100137A HU P0100137 A HUP0100137 A HU P0100137A HU 224760 B1 HU224760 B1 HU 224760B1
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- temperature
- carbonaceous material
- column
- oxidation
- material column
- Prior art date
Links
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 title claims description 51
- 230000003019 stabilising effect Effects 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 61
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 50
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 50
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 23
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 21
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 14
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 4
- 239000012526 feed medium Substances 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011818 carbonaceous material particle Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000205 computational method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- -1 steam Chemical compound 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/02—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
- C10L9/06—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means by oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
(57) Kivonat
A találmány tárgya eljárás termikusán stabilizált széntartalmú anyag stabilizálására, amelynek során:
(a) egy adag emelt hőmérsékletű széntartalmú anyagot kezelőedénybe helyezve anyagoszlopot képeznek;
(b) az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagot az anyagoszloppal lényegében reakcióba nem lépő gáznemű munkaközeget betáplálva, oxigén távollétében az emelt hőmérsékletről 80-150 °C előírt oxidációs hőmérsékletre hűtik; majd (c) előírt oxidációs hőmérsékleten az anyagoszlopba az anyagoszlopban levő szén teljes mennyiségre vonatkoztatva 0,2 és 5 tömeg% közötti oxigént táplálnak, és a széntartalmú anyagot részlegesen oxidálva stabilizálják; és (d) az anyagoszlopban levő, részlegesen oxidált széntartalmú anyagot betáplált munkaközeggel 50 °C-nál kisebb ürítési hőmérsékletre hűtik; majd (e) a részlegesen oxidált széntartalmú anyagot a kezelőedényből kiürítik.
A (c) lépésben a termikus megfutás elkerüléséhez a munkaközeget keringetik, és a széntartalmú anyag oxidációja közben termelődő hőt keringő hűtőközeget tartalmazó hűtőkörnek az anyagoszlopban elhelyezett hőátadó felületeivel lezajló közvetett hőcsere útján eltávolítják.
HU 224 760 Β1
A leírás terjedelme 8 oldal (ezen belül 2 lap ábra)
HU 224 760 Β1
A találmány tárgya eljárás termikusán dúsított széntartalmú anyag, például szén stabilizálására.
A találmány tárgya különösen, de semmi esetre sem kizárólag szén, például kis fűtőértékű szén stabilizálására, amelyet megelőzőleg termikusán dúsítottak, nagy hőmérsékletű és nyomású körülmények között annak érdekében, hogy a szén fűtőértékét a benne levő víz eltávolítása útján megnövelték.
Ismert jelenség, hogy sokféle szén halomban tárolva hajlamos az öngyulladásra. Az öngyulladást okozó tényezők a következők:
(i) a szénoxidáció következtében helyi felmelegedés alakul ki, amely a szénágyban termikus úton beindítja a levegő konvekcióját; és (ii) a levegő termikus konvekciója viszont több oxigént szolgáltat az oxidációhoz.
Az öngyulladás megakadályozására a szénből képzett halmokat tömörítik a szénágy áthatolhatóságának csökkentése érdekében, továbbá a halmot lefojtva csökkentik az oxigén bejutását, és ezzel a két eszközzel elvonják a széntől az oxigént. A tömörítés és lefojtás azonban számos esetben nem jelent a gyakorlatban jól alkalmazható vagy teljes megoldást.
Ismert körülmény az is, hogy a termikusán dúsított szén hajlamos az öngyulladásra. Az öngyulladás veszélye különösen fontos szempont azzal kapcsolatban, hogy a termikus előkészítési eljárások során kapott vízmentesített szenet még halomba rakás előtt le kell hűteni.
Számos ismert javaslat létezik a termikusán dúsított szén stabilizálására, amilyet például az US 5,863,304 jelű szabadalom leírása ismertet. Ezen ismert eljárás során az emelt hőmérsékletű széntartalmú anyagot fluidizált ágyba vezetik, és oxigéntartalmú gázt betáplálva a széntartalmú anyagot előírt mértékig részlegesen oxidálva stabilizálják, majd előírt hőmérsékletre hűtik. A flidizált ágyban a széntartalmú anyag oxidációja közben termelődő hőt nem távolítják el, ezért a termikus megfutás elkerülése érdekében az eljárást viszonylag lassan lehet végrehajtani.
A találmánnyal célunk továbbfejlesztett eljárás és berendezés létrehozása termikusán dúsított szén stabilizálására, amely eljárás (és a végrehajtására alkalmazható berendezés) jobb, mint a korábbiakban hivatkozott megoldások.
A találmány értelmében azon termikusán dúsított széntartalmú anyag stabilizálására szolgáló ismert eljárást fejlesztettük tovább, amelynek során:
(a) egy adag emelt hőmérsékletű széntartalmú anyagot kezelőedénybe helyezve anyagoszlopot képezünk;
(b) az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagot gáznemű munkaközeget betáplálva, oxigén távollétében az emelt hőmérsékletről 80-150 °C előírt oxidációs hőmérsékletre hűtjük; majd (c) előírt oxidációs hőmérsékleten az anyagoszlopba az anyagoszlopban levő szén teljes mennyiségre vonatkoztatva 0,2 és 5 tömeg% közötti oxigént táplálunk, és a széntartalmú anyagot részlegesen oxidálva stabilizáljuk; és (d) az anyagoszlopban levő, részlegesen oxidált széntartalmú anyagot betáplált munkaközeggel 50 °C-nál kisebb ürítési hőmérsékletre hűtjük; majd (e) a részlegesen oxidált széntartalmú anyagot a kezelőedényből kiürítjük.
A találmány szerinti továbbfejlesztéssel az ismert eljárást egy új (f) lépéssel egészítettük ki, amelynek értelmében a (c) lépésben a termikus megfutás elkerüléséhez a munkaközeget keringetjük, és a széntartalmú anyag oxidációja közben termelődő hőt keringő hűtőközeget tartalmazó hűtőkörnek az anyagoszlopban elhelyezett hőátadó felületeivel lezajló közvetett hőcsere útján eltávolítjuk.
A fenti „termikus megfutás” kifejezést általánosságban annak jelölésére használjuk, hogy az anyagban szabályozatlan és hirtelen hőmérséklet-növekedés keletkezik, amit a széntartalmú anyag oxidációja közben keletkező hő okoz, és ez a hő növeli a széntartalmú anyag oxidációjának ütemét, ez pedig a folyamat fölötti vezérlés elvesztéséhez vezet.
Dinamikus áramlástechnikai modellezés segítségével számítástechnikai úton úgy találtuk, hogy a kísérleti adatok alapján a halmokban tárolt termikusán dúsított szén esetében adott méreteloszlás esetén a következő két változónak van a legjelentősebb behatása a halomban tárolt szén öngyulladására, amennyiben a halmot nem tömörítjük vagy nem fojtjuk le. Ezek a változók a következők:
(i) a szén oxidációjának mértéke, (ii) a szénből képzett halom hőmérséklete.
A hőmérséklet és az oxidáció kísérleti úton megkapott diagramját példaként a rajz 1. ábrája mutatja (amelyben az oxidációt a hozzáadott oxigén tömegszázalékában adjuk meg), és ez a diagram jelzi a termikusán dúsított szén stabil halmozásának feltételeit.
Az 1. ábra szerinti diagramból látható, hogy oxidációval egyedül nem tehető stabillá a halom, hacsak igen nagy mértékű oxidációt nem alkalmazunk. Abban az esetben, ha nem alkalmazunk hűtést, olyan nagymértékű oxidációra van szükség, amely a gyakorlatban nem alkalmazható, mivel a termék kereskedelmileg csökkent értékűvé válik.
Az 1. ábra jelzi, hogy a kereskedelemben jól értékesíthető termék létrehozásához a biztonságosan halmozható szén készítéséhez a termikusán dúsított szenet le kell hűteni viszonylag kis halomhőmérsékletre, vagyis megcélzott hőmérsékletre.
A találmány szerinti eljárással összefüggésben fontosnak tekintjük, hogy olyan esetekben, amikor a széntartalmú anyag szén, akkor az oxidáció mértéke az anyagoszlopban levő szén teljes tömegére számítva és az anyagoszlophoz képest tömegszázalékban van megadva, 0,2 és 5 tömeg% tartományban van, és a megcélzott hőmérséklet kisebb, mint 50 °C.
Különösen előnyös, ha az oxidáció mértéke 0,5-3 tömeg% között van, és a megcélzott hőmérséklet kisebb, mint 35 °C. Kísérleti tervezés/modellezés során úgy találtuk, hogy az anyagoszlopon átkeringetett hűtőközeg áramkörrel kombinálva, amely áramkör
HU 224 760 Β1 az anyagoszlopban levő hőátadó felületeket tartalmaz, hatékony eszközt képez a hőnek az anyagoszlopból történő eltávolításához, amely hő a széntartalmú anyag oxidációja során keletkezik.
Az ilyen hő eltávolítása igen fontos szempont annak érdekében, hogy szabályozni lehessen a széntartalmú anyag hőmérsékletét, és el lehessen kerülni a termikus megfutást. A hő eltávolításának mechanizmusa azáltal valósul meg, hogy a széntartalmú anyagból a hőt a munkaközegbe adjuk át, majd a munkaközegből a hőt a belső hőátadó felületekre közvetítjük.
A kísérletek/tervezés/modellezés során úgy találtuk, hogy különösen jól alkalmazható belső hőátadó felületek valósíthatók meg a PCT/AU98/00005, PCT/AU98/00142 és a PCT/AU98/00324 jelű szabadalmi bejelentésekből megismerhető hőcserélő lapok segítségével, amely hivatkozott bejelentések teljes tartalmát jelen kereszthivatkozással bejelentésünkbe építjük.
A keringő munkaközeg és a belső hőátadó felületekkel kiképzett hűtőközeg-áramkör fent ismertetett kombinácója igen fontos jellemző, mivel ez teszi lehetővé az anyagoszlop méretének jelentős növelését, miközben a termelékenység továbbra is magasan tartható a korábbi megoldásokkal, például a korábban említett AU 56103/96 jelű dokumentumban ismertetett megoldással összehasonlítva. Ezen jellemző lehetővé teszi mind a beruházási, mind az üzemeltetési költségek jelentős csökkentését.
A munkaközeg lényegében nem lép reakcióba az anyagoszloppal. A munkaközegként alkalmazható gázok közé tartozik a nitrogén, gőz, kén-dioxid, szén-dioxid, szénhidrogén, nemesgáz, hűtőközeg és ezek keverékei.
Az „előírt oxidációs hőmérséklet” azt a hőmérsékletet jelenti, amely az anyagoszlopban levő széntartalmú anyag részecskéinek a tömeggel súlyozott átlagos hőmérsékletét adja meg.
Előnyös, ha a széntartalmú anyag előírt oxidációs hőmérséklete az a hőmérséklet, amelynél a széntartalmú anyag az oxigéntartalmú gázban levő adott parciális nyomású oxigénnel gyorsan oxidálható, és ezáltal stabil termék nyerhető, miközben a hőátadási körülmények olyanok, hogy a felszabaduló hő nem okoz termikus megfutást.
Olyan esetekben, amikor a munkaközeg keringetése és belső hőátadó felületekkel ellátott hűtőközeg-áramkör kombinációját alkalmazzuk arra, hogy a széntartalmú anyag oxidációja közben az anyagoszlopban keletkező hőt eltávolítsuk, akkor előnyös, ha az eljárás során szabályozzuk az előírt oxidációs hőmérséklethez képest a hőátadó felületek hőmérsékletét abból a célból, hogy az anyagoszlopban a hőmérséklet-ingadozás kis értéken maradjon, de eközben a hőátadás gyors legyen. Ennek érdekében az (f) lépés során a hűtőközeg hőmérsékletét olyan hőmérsékletre szabályozzuk, amely az előírt oxidálási hőmérsékletet előnyösen legfeljebb 40 °C, de még előnyösebben legfeljebb 30 °C hőmérséklet-különbséggel haladja meg.
Olyan esetekben, amikor a munkaközeg keringetése és belső hőátadó felületekkel ellátott hűtőközeg-áramkör kombinációját alkalmazzuk arra, hogy a széntartalmú anyag oxidációja közben az anyagoszlopban keletkező hőt eltávolítsuk, akkor előnyös, ha az eljárás során úgy szabályozzuk a munkaközeg hőmérsékletét, hogy az nagyobb legyen, mint a belső hőátadó felületek falának hőmérséklete, de egyúttal kisebb legyen, mint a széntartalmú anyag részecskéinek hőmérséklete, és ezáltal a részecskék mindig hűtést kapjanak. Meg kívánjuk jegyezni, hogy a hűtés javítható nyomás alatti üzemeltetéssel. Olyan esetben, ha a széntartalmú anyag termikusán dúsított szén, akkor előnyös, ha az előírt oxidációs hőmérséklet előnyösen 100 és 150 °C közötti, még előnyösebben 100 és 120 °C közötti tartományban van.
A (b) lépésben az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagnak az emelt hőmérsékletről az előírt oxidálási hőmérsékletre történő hűtése közben előnyösen figyeljük a hűtőközeg-hőmérsékletet, és amikor a hűtőközeg hőmérséklete az előírt oxidálási hőmérsékletet egy adott hőmérséklet-különbséggel meghaladó hőmérséklet alá süllyed, oxigéntartalmú gázt bocsátunk az anyagoszlopba.
Különösen előnyös, ha a találmány szerinti eljárás során a széntartalmú anyag hőmérsékletét vagy az előnyös oxidációs hőmérsékleten, vagy egy olyan hőmérséklet-tartományon belül tartjuk, amely tartalmazza az előírt oxidációs hőmérsékletet, miközben az oxigéntartalmú gázt betápláljuk az anyagoszlopba.
A találmány szerinti eljárás során továbbá a széntartalmú anyag hűtése és oxidációja előtt vagy közben az anyagoszlopot előnyösen nyomás alá helyezzük.
Különösen előnyös, ha a találmány szerinti eljárás során az anyagot kívülről betáplált gázzal helyezzük nyomás alá, és ez a nyomás kisebb, mint 20 bar, és tipikusan kisebb, mint 10 bar.
Az (f) lépés után az (e) lépésben az anyagoszlopban levő széntartalmú anyag hűtését a közvetett hőcsere intenzitásának növelésével felgyorsíthatjuk.
Előnyös, ha a széntartalmú anyag részecskéinek méretét úgy választjuk meg, ha az ebből képzett anyagoszlop áteresztőképessége elegendő ahhoz, hogy a munkaközeg ésszerű nyomásesés kialakulása mellett haladjon át rajta.
A találmány értelmében továbbá berendezést dolgoztunk ki a fent ismertetett eljárás megvalósítása útján termikusán dúsított széntartalmú anyag stabilizálására.
A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajz alapján ismertetjük. A rajzon:
az 1. ábra hőmérséklet és az oxidáció kísérleti úton megkapott diagramja, a 2. ábra a találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítására alkalmazott példaként! berendezés vázlatos rajza.
Az 1. ábra szerinti, széntartalmú anyag hőmérséklete és az oxidációja közötti összefüggéseket szemléltető és kísérleti úton megkapott diagramot a leírás ko3
HU 224 760 Β1 rábbi részében ismertettük. A 2. ábra a találmány szerinti berendezés és eljárás előnyös megvalósítását szemlélteti.
A további ismertetést termikusán dúsított szén stabilizálásával kapcsolatban adjuk meg. Meg kívánjuk azonban jegyezni, hogy a találmány szerinti megoldás nem korlátozódik ezen felhasználási módra, hanem vonatkoztatható bármilyen erre alkalmas termikusán dúsított széntartalmú anyagra is.
A 2. ábrán bemutatott berendezésnek nyomásálló 3 tartálya van, amely termikusán dúsított szénből képzett anyagoszlop stabilizálására van kiképezve, amelybe a termikusán dúsított szenet emelt hőmérsékleten, tipikusan 400 °C hőmérsékleten adjuk meg egy (nem ábrázolt) dúsítókezelést megvalósító edényből.
A nyomásálló 3 tartály tetszőleges alakban képezhető ki, feltéve, hogy benne 5 hőcserélő lapokból összeállított belső szerelvény van. A nyomásálló 3 tartály megvalósítható például a PCT/AU98/00005, PCT/AU98/00142 és a PCT/AU98/00324 jelű szabadalmi bejelentések kitanítása alapján, nevezetesen a 3 tartálynak fordított helyzetű kúpos bemenete, hengeres teste, kúpos kimenete és függőlegesen álló párhuzamos hőátadó lapokból álló szerelvénye van, amely a testben és a kúpos kimenetben helyezkedik el. A hőcserélő 5 lapok hűtőközeges áramkör részét képezik, amelyben kis mennyiségű, -20 és +140 °C hőmérsékleti tartományban üzemeltethető hűtőközeget tartalmaz, amely zárt áramkörben áramlik át az 5 lapokon.
Ez a hűtőkör továbbá 7 hűtőtornyot tartalmaz, amely csöves hőcserélőkből képzett 9 telepet, változtatható sebességű 11 ventilátort és párologtató-rendszert tartalmaz. A 11 ventilátor felfelé irányuló légáramot képez a csöves hőcserélőkből képzett 9 telep mentén. A párologtató-rendszer a 9 telep fölött helyezkedik el és arra vizet permetez. A 7 torony alján levő gyűjtőtartályhoz 15 szivattyú csatlakozik, amely a vizet a gyűjtőtartályból a 9 telep fölött elhelyezkedő 23 fúvókákba nyomja. Meg kívánjuk jegyezni, hogy hideg időjárási körülmények között erre a párologtató-rendszerre esetlegesen nincs is szükség. Továbbá 61 hűtőt tartalmaz, amely a 9 hűtőtoronyból származó hűtőközeget 13 hőcserélőben végrehajtott hőcsere útján még tovább hűti.
A hűtőkör továbbá 21 tárolási kamrát tartalmaz, amely kiegyenlíti a hűtőkörben fellépő nyomásváltozásokat.
A berendezés továbbá 17 keringetőrendszert tartalmaz, amely a munkaközeget, tipikusan gázt, például nitrogént táplál be, majd ezután a nyomásálló 3 tartályban levő anyagoszlopon át keringet, és ezt a közeget nyomás alá helyezve növeli az 5 lapokon átáramló hűtőközeg és az anyagoszlopban levő szén közötti hőcserét. A munkaközeg 17 keringetőrendszerének a munkaközeget a 3 tartály alapjába betápláló 19 bemenete és a 3 tartály felső falában kialakított 25 kimenete van, továbbá a 19 bemenethez és a 25 kimenethez 29 vezeték kapcsolódik, amelyben a munkaközeget az anyagoszlopon át keringető 27 ventilátor van. A munkaközeg 17 keringetőrendszerét részletesen ismerteti a PCT/AU98/00142 jelű nemzetközi szabadalmi bejelentés.
A találmány szerinti berendezés továbbá oxigéntartalmú gázt a 3 tartályban levő anyagoszlopba betápláló szerkezetet tartalmaz, amely gáz oxidálja a termikusán dúsított szenet. A 2. ábrán bemutatott berendezés esetében az oxigéntartalmú gázt a munkaközeg 19 bemenetébe táplálja be.
A 2. ábra szerinti berendezés használata során egy töltetnyi forró, termikusán stabilizált szenet (tipikusan több mint 300 °C hőmérsékleten) beadva a nyomásálló 3 tartályba anyagoszlopot képezünk, majd ezután a szilárd anyag bejuttatására szolgáló bemeneten levő (nem ábrázolt) szelepet lezárjuk, és a 19 bemeneten át munkaközeget betáplálva feltöltjük az anyagoszlopot, majd a 27 ventilátor bekapcsolása útján a munkaközeget az anyagoszlopon át keringésbe hozzuk.
A találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítása során a hűtőközeget keringető szivattyú folyamatosan üzemel, habár a működés ezen kezdeti szakaszában a 7 hűtőoszlop 11 ventilátora és a 15 szivattyú ki van kapcsolva.
Ilyen körülmények között a hűtőközeg nyomása és hőmérséklete növekszik, miközben a hűtőkörben kialakuló tágulást és nyomásnövekedést a 21 tágulási tartály szabályozza.
Amikor a hűtőközeg hőmérséklete 120 °C hőmérsékletet ér el, akkor ez azt jelzi, hogy az anyagoszlopban levő szén tömeggel súlyozott átlagos hőmérséklete 140 °C nagyságrendjébe esik, és ez lehet az előírt oxidálási hőmérséklet. Ekkor a 7 hűtőtorony 11 ventilátorát bekapcsoljuk, és sebességét úgy szabályozzuk, hogy a hűtőközeg hőmérséklete 120 °C értéken maradjon.
Ezután oxigéntartalmú gáz bocsátunk az anyagoszlopba, és a rendszert állandó hőmérsékleten tartjuk mindaddig, amíg az anyagoszlopba betáplált oxigén mennyisége elegendő nem lesz ahhoz, hogy megvalósítsa a szén megkívánt mértékű oxidációját.
Amint azt korábban is jeleztük, ezen oxidációs lépés közben igen fontos a szén oxidációja által keltett hőnek az anyagoszlopból történő eltávolítása, aminek célja a termikus megfutás elkerülése, és úgy találtuk, hogy a hűtőközeggel hűtött 5 hőcserélő lapok zárt áramkörű hűtőközeggel történő hűtése a munkaközegnek az anyagoszlopon át történő cirkulációjával kombinálva hatékony eszközt ad arra, hogy meg lehessen valósítani a kitűzött cél eléréséhez az anyagoszlop szükséges hőmérséklet-szabályozását.
Úgy találtuk továbbá, hogy az 5 hőcserélő lapok falának hőmérsékletét igen fontos az anyagoszlop hőmérsékletének közelében tartani annak érdekében, hogy az anyagoszlopban a hőmérséklet-gradiens kicsi legyen. A kis hőmérséklet-gradiens azért kívánatos, hogy csökkenjen a hűtésben tapasztalható helytől függő változás, és ezzel egyidejűleg az anyagoszlop oxidációjának egyenetlensége.
Az oxigéntartalmú gáz hozzáadásának befejezése után a 7 hűtőtorony 11 ventilátorát a legnagyobb se4
HU 224 760 Β1 bességre kapcsoljuk, és bekapcsoljuk a 15 szivattyút, és ezzel a szenet tartalmazó anyagoszlop hőmérsékletét a megcélzott hőmérsékletre csökkentjük, amely tipikusan kevesebb, mint 50 °C.
Ha szükséges, akkor bekapcsoljuk a 61 hűtőt, amellyel a hűtőközeg hőmérsékletét tovább csökkentve rövidebb idő alatt hűthetjük le a terméket.
Amikor az anyagoszlop eléri a megcélzott hőmérsékletet, akkor 62 szellőztetőn át kiszellőztetjük, és a lehűtött, stabilizált, termikusán dúsított szenet kiürítjük a 3 tartályból és halmokban tároljuk.
A találmány szerinti eljárás és berendezés számos módon módosítható anélkül, hogy ez a találmány szerinti megoldástól való eltérést jelentene.
Példaként említjük, hogy a 2. ábrán bemutatott példaként! kiviteli alaknál az oxigéntartalmú gázt a munkaközeget bebocsátó 19 bemeneten át juttatjuk a 3 tartály aljánál az anyagoszlopba, azonban a találmány szerinti megoldás nem korlátozódik erre a szerkezeti kialakításra, és a találmányhoz tartozik az olyan megoldás is, amelynél az oxigéntartalmú gázt bármilyen más helyen vagy akár több helyen vezetjük be erre alkalmas helyen a 3 tartályba.
Claims (10)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Eljárás termikusán dúsított széntartalmú anyag stabilizálására, amelynek során:(a) egy adag emelt hőmérsékletű széntartalmú anyagot kezelőedénybe helyezve anyagoszlopot képezünk;(b) az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagot az anyagoszloppal lényegében reakcióba nem lépő gáznemű munkaközeget betáplálva, oxigén távollétében az emelt hőmérsékletről 80-150 °C előírt oxidációs hőmérsékletre hűtjük; majd (c) előírt oxidációs hőmérsékleten az anyagoszlopba az anyagoszlopban levő szén teljes mennyiségére vonatkoztatva 0,2 és 5 tömeg% közötti oxigént táplálunk, és a széntartalmú anyagot részlegesen oxidálva stabilizáljuk; és (d) az anyagoszlopban levő, részlegesen oxidált széntartalmú anyagot betáplált munkaközeggel 50 °C-nál kisebb ürítési hőmérsékletre hűtjük; majd (e) a részlegesen oxidált széntartalmú anyagot a kezelőedényből kiürítjük, azzal jellemezve, hogyf) a (c) lépésben a termikus megfutás elkerüléséhez a munkaközeget keringetjük, és a széntartalmú anyag oxidációja közben termelődő hőt keringő hűtőközeget tartalmazó hűtőkörnek az anyagoszlopban elhelyezett hőátadó felületeivel lezajló közvetett hőcsere útján eltávolítjuk.
- 2. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (c) lépésben az anyagoszlopba az anyagoszlopban levő szén teljes mennyiségre vonatkoztatva 0,5 és 3 tömeg% közötti oxigént táplálunk.
- 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (b) lépésben az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagot az emelt hőmérsékletről 100-150 °C előírt oxidációs hőmérsékletre hűtjük.
- 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (b) lépésben az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagot az emelt hőmérsékletről 100-120 °C előírt oxidációs hőmérsékletre hűtjük.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (d) lépésben a részlegesen oxidált széntartalmú anyagot 35 °C hőmérsékletnél kisebb ürítési hőmérsékletre hűtjük.
- 6. A 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (b) lépésben az anyagoszlopban levő széntartalmú anyagnak az emelt hőmérsékletről az előírt oxidálási hőmérsékletre történő hűtése közben figyeljük a hűtőközeg-hőmérsékletet, és amikor a hűtőközeg hőmérséklete az előírt oxidálási hőmérsékletet egy adott hőmérséklet-különbséggel meghaladó hőmérséklet alá süllyed, oxigéntartalmú gázt bocsátunk az anyagoszlopba.
- 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (f) lépés során a hűtőközeg hőmérsékletét olyan hőmérsékletre szabályozzuk, amely az előírt oxidálási hőmérsékletet legfeljebb 40 °C hőmérséklet-különbséggel haladja meg.
- 8. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (f) lépés során a hűtőközeg hőmérsékletét olyan hőmérsékletre szabályozzuk, amely az előírt oxidálási hőmérsékletet legfeljebb 30 °C hőmérséklet-különbséggel haladja meg.
- 9. A 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az (f) lépés után az (e) lépésben az anyagoszlopban levő széntartalmú anyag hűtését a közvetett hőcsere intenzitásának növelésével felgyorsítjuk.
- 10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az anyagoszlopot kívülről betáplált gáznemű munkaközeggel 20 bar-nál kisebb túlnyomás alá helyezzük.HU 224 760 B1 Int. Cl.: F28D 13/001,5 ΗιΟ 3,5t%HíO 5j5í%HiO
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPO7482A AUPO748297A0 (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material |
| PCT/AU1998/000484 WO1998059209A1 (en) | 1997-06-23 | 1998-06-23 | Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUP0100137A2 HUP0100137A2 (hu) | 2001-06-28 |
| HUP0100137A3 HUP0100137A3 (en) | 2002-08-28 |
| HU224760B1 true HU224760B1 (en) | 2006-01-30 |
Family
ID=3801773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0100137A HU224760B1 (en) | 1997-06-23 | 1998-06-23 | Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6878174B1 (hu) |
| JP (1) | JP2002506469A (hu) |
| KR (1) | KR20010020499A (hu) |
| CN (1) | CN1178041C (hu) |
| AU (2) | AUPO748297A0 (hu) |
| CA (1) | CA2295019C (hu) |
| CO (1) | CO5040109A1 (hu) |
| CZ (1) | CZ297189B6 (hu) |
| HU (1) | HU224760B1 (hu) |
| ID (1) | ID24154A (hu) |
| PL (1) | PL191167B1 (hu) |
| SK (1) | SK183299A3 (hu) |
| TR (1) | TR199903233T2 (hu) |
| TW (1) | TW585901B (hu) |
| UA (1) | UA44878C2 (hu) |
| WO (1) | WO1998059209A1 (hu) |
| ZA (1) | ZA985407B (hu) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6497054B2 (en) | 2000-09-26 | 2002-12-24 | Technological Resources Pty. Ltd. | Upgrading solid material |
| US8021445B2 (en) * | 2008-07-09 | 2011-09-20 | Skye Energy Holdings, Inc. | Upgrading carbonaceous materials |
| WO2010135744A1 (en) | 2009-05-22 | 2010-11-25 | The University Of Wyoming Research Corporation | Efficient low rank coal gasification, combustion, and processing systems and methods |
| JP5412418B2 (ja) * | 2010-12-17 | 2014-02-12 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活化処理装置 |
| KR101303871B1 (ko) * | 2011-12-28 | 2013-09-04 | 한국기계연구원 | 가압 공정을 위한 압력셀 구조 및 이를 이용한 철강 조직의 제어 방법 |
| JP5456073B2 (ja) | 2012-01-06 | 2014-03-26 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活性化処理装置 |
| JP5971652B2 (ja) * | 2012-10-09 | 2016-08-17 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活性化処理装置 |
| JP5536247B1 (ja) | 2013-03-04 | 2014-07-02 | 三菱重工業株式会社 | 石炭不活性化処理装置 |
| JP6984098B2 (ja) * | 2017-10-26 | 2021-12-17 | 日立造船株式会社 | ガス生成装置及びガス生成方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4213752A (en) * | 1978-11-06 | 1980-07-22 | Suntech, Inc. | Coal drying process |
| US4493157A (en) | 1983-08-15 | 1985-01-15 | Amax Inc. | Method of autogenously drying coal |
| SE468364B (sv) | 1990-04-30 | 1992-12-21 | Abb Stal Ab | Saett foer kylning av stoft som avskiljts fraan roekgaserna fraan en pfbc-anlaeggning |
| DE4220952C2 (de) * | 1992-06-26 | 2003-04-17 | Mg Technologies Ag | Wirbelschichtreaktor zum Kühlen oder Erhitzen körniger Feststoffe durch indirekten Wärmeaustausch |
| US5863304A (en) * | 1995-08-15 | 1999-01-26 | Western Syncoal Company | Stabilized thermally beneficiated low rank coal and method of manufacture |
| US5746787A (en) | 1996-10-28 | 1998-05-05 | Kfx Inc. | Process for treating carbonaceous materials |
-
1997
- 1997-06-23 AU AUPO7482A patent/AUPO748297A0/en not_active Abandoned
-
1998
- 1998-06-22 ZA ZA985407A patent/ZA985407B/xx unknown
- 1998-06-23 US US09/446,447 patent/US6878174B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-23 SK SK1832-99A patent/SK183299A3/sk unknown
- 1998-06-23 JP JP50342399A patent/JP2002506469A/ja active Pending
- 1998-06-23 ID IDW20000126A patent/ID24154A/id unknown
- 1998-06-23 CN CNB988081318A patent/CN1178041C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-23 TR TR1999/03233T patent/TR199903233T2/xx unknown
- 1998-06-23 CO CO98035452A patent/CO5040109A1/es unknown
- 1998-06-23 HU HU0100137A patent/HU224760B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1998-06-23 WO PCT/AU1998/000484 patent/WO1998059209A1/en active IP Right Grant
- 1998-06-23 KR KR1019997012206A patent/KR20010020499A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-06-23 CZ CZ0462299A patent/CZ297189B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-06-23 PL PL337676A patent/PL191167B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1998-06-23 AU AU78992/98A patent/AU747676B2/en not_active Ceased
- 1998-06-23 CA CA002295019A patent/CA2295019C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-23 UA UA99127000A patent/UA44878C2/uk unknown
- 1998-08-07 TW TW087110079A patent/TW585901B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ9904622A3 (cs) | 2001-04-11 |
| AUPO748297A0 (en) | 1997-07-17 |
| JP2002506469A (ja) | 2002-02-26 |
| TW585901B (en) | 2004-05-01 |
| AU747676B2 (en) | 2002-05-16 |
| US6878174B1 (en) | 2005-04-12 |
| CA2295019C (en) | 2009-01-06 |
| WO1998059209A1 (en) | 1998-12-30 |
| UA44878C2 (uk) | 2002-03-15 |
| HUP0100137A3 (en) | 2002-08-28 |
| ZA985407B (en) | 1999-01-04 |
| PL191167B1 (pl) | 2006-03-31 |
| HUP0100137A2 (hu) | 2001-06-28 |
| CO5040109A1 (es) | 2001-05-29 |
| CA2295019A1 (en) | 1998-12-30 |
| CZ297189B6 (cs) | 2006-09-13 |
| CN1266481A (zh) | 2000-09-13 |
| PL337676A1 (en) | 2000-08-28 |
| CN1178041C (zh) | 2004-12-01 |
| AU7899298A (en) | 1999-01-04 |
| ID24154A (id) | 2000-07-13 |
| SK183299A3 (en) | 2000-09-12 |
| TR199903233T2 (xx) | 2000-04-21 |
| KR20010020499A (ko) | 2001-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3723802B2 (ja) | ＮＯｘスクラッビング用の尿素からのアンモニアの発生を制御する方法 | |
| HU224760B1 (en) | Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material | |
| US6249989B1 (en) | Method and apparatus for heat transfer | |
| JP4619408B2 (ja) | スラッシュ流体の製造方法及び製造装置 | |
| US4237700A (en) | Methods and apparatus for providing refrigeration | |
| JP2008505297A (ja) | 二酸化炭素を供給する方法及びシステム | |
| JP2000511104A (ja) | シフトコンバータ | |
| EP0737499B1 (en) | A method of condensing a volatile compound out of a gas stream and an apparatus for this purpose | |
| JPH07502247A (ja) | 固体ｃｏ↓２のブロックを低圧で自動的に製造する方法及び装置 | |
| CN111246937A (zh) | 气体生成装置及气体生成方法 | |
| MXPA99011946A (en) | Stabilising thermally beneficiated carbonaceous material | |
| KR890000171B1 (ko) | 입자층의 냉각 및 유동화 방법 | |
| JP6428750B2 (ja) | 塗装乾燥方法及びその装置 | |
| CA2068907A1 (en) | Expanding apparatus for agricultural product such as tobacco material | |
| WO2020012221A1 (en) | Method of heat transfer and associated device | |
| JP4504475B2 (ja) | 固体対象物上の炭素付着物を除去する装置 | |
| JPS6138124B2 (hu) | ||
| JP3117282B2 (ja) | 膨化装置の冷却装置 | |
| RU2096699C1 (ru) | Способ низкотемпературной обработки природного газа | |
| JPH0827116B2 (ja) | 液化ガスの冷熱を利用した冷水供給装置 | |
| KR20030045767A (ko) | 무산화 소둔열처리 방법 | |
| AU747423B2 (en) | Method and apparatus for heat transfer | |
| JPH11310818A (ja) | 熱処理用ガス冷却器及びガス冷却方法 | |
| JP2007069058A (ja) | ガスの処理方法及びシステム、ならびに二酸化炭素回収方法及びシステム | |
| JP2006071241A (ja) | 循環式乾燥装置の運転方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HFG4 | Patent granted, date of granting |
Effective date: 20051212 |
|
| HC9A | Change of name, address |
Owner name: EVERGREEN ENERGY INC., US Free format text: FORMER OWNER(S): KFX INC., US |
|
| MM4A | Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees |