JP2001513430A - 蒸気による加熱 - Google Patents

蒸気による加熱

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JP2001513430A
JP2001513430A JP2000507455A JP2000507455A JP2001513430A JP 2001513430 A JP2001513430 A JP 2001513430A JP 2000507455 A JP2000507455 A JP 2000507455A JP 2000507455 A JP2000507455 A JP 2000507455A JP 2001513430 A JP2001513430 A JP 2001513430A
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JP2000507455A
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デビッド スチュワート コノシェ
マーク ハワード デービス
キャサリーン フィオナ ハウィズン
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ケイエフエクス，インコーポレイテッド
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    • F26B23/10—Heating arrangements using tubes or passages containing heated fluids, e.g. acting as radiative elements; Closed-loop systems
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Abstract

(57)【要約】 処理容器内の固体材料を過熱するための方法と装置が開示されている。この方法は、（ａ）一回量の固体材料を容器に供給して充填ベッドを形成する工程と；（ｂ）充填ベッドに流体を供給して容器の内容物を加圧する工程と；（ｃ）容器に蒸気を供給して、間接的熱交換によって充填ベッド内の固体材料を加熱し、一方で容器の内容物を加圧した状態に保つ工程と；（ｄ）工程（ｃ）の操作条件を制御する工程とを含む。工程(ｃ)の操作条件は、熱を固体材料に伝達して、固体材料の中の水分を本方法の第１の“湿”段階で液相として取除き、熱を固体材料に伝達して固体材料から残りの水分の少なくとも一部を、本方法の第２の“乾”段階で蒸気相として沸騰させるように制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
<技術分野> 本発明は、固体材料を加熱するための、一回量の固体材料の処理に関する。
【０００１】 さらに詳しくは、この発明は、決して排他的ではないが、高温、高圧を含む条
件下における、熱伝導性の低い一回量の固体材料の処理に関する。 さらに、本発明は、より詳細には （i）炭質材料、一般的には石炭から水分を除去することによって、高温高圧を 含む条件下で、炭質材料を改良してその炭質材料のＢＴＵ値を上げることと； （ii）加熱した炭質材料を冷却すること； に関する。
【０００２】 <背景技術> コッペルマン氏に付与された米国特許第５，２９０，５２３号では、同時に温
度と圧力を加えることによって石炭を改良する方法を開示している。
【０００３】 コッペルマン氏は、高温高圧を含む条件下で、石炭を加熱し、石炭に物理的変
化を引き起こさせ、“圧搾”反応によって石炭から水分を取除く石炭の熱脱水を
開示している。
【０００４】 また、コッペルマン氏は、改良工程中に、圧力を十分に高く保ち、副産水を蒸
気ではなく主に液体で製造する方法を開示している。 さらに、コッペルマン氏は、改良工程を実行するための一連の異なる装置のオ
プション装備も開示している。一般的には、オプション装備は、逆円錐形の吸入
口と、円筒形本体と、円錐形排出口と、本体内に配置した垂直または水平方向に
配設された熱交換管の組立体を含む圧力容器の使用に基づいている。
【０００５】 コッペルマン型の装置を使用するためのある提案では、垂直に配設された管と
排出口側端部に石炭を詰め、窒素を噴射して管と排出口側端部を予備加圧する。
石炭は、管の外側の円筒形本体に熱伝達流体として注入した油との間接的熱交換
によって加熱される。その後の石炭の加熱は、石炭と、充填ベッド内の作動流体
として作用する蒸気との間の直接熱交換によって促進される。さらに、蒸気が管
と出力側端部を必要な圧力まで加圧する。
【０００６】 管と、出力側端部の中の高圧高温の組合せにより、石炭から水分の一部が蒸発
し、その後、その水分の一部を液体として凝結させる。その後、水を追加するこ
とによって生成された蒸気の一部も、高圧により、管の温度がより低い領域で液
体として凝結する。凝結しておらず、充填ベッドの最適な加圧規定を超えている
蒸気は排出しなければならない。さらに、凝結不可能な気体（例えば、一酸化炭
素、二酸化炭素など）が発生するので、排出しなければならない。また、定期的
に液体を排出側端部から排出する。
【０００７】 最終的に、所定の滞留時間後、容器を減圧し、改良された石炭を排出側端部か
ら排出して冷却する。 上記のコッペルマン型装置を使用するための提案では、熱伝達流体として操作
温度限度に近い油を使用する必要がある。これは、環境的および職業的健康面か
ら考えると好ましくない。代わりに溶融塩または溶融金属のような他の高温流体
を使用することもできるが、これらにおいても使用の限界はある。
【０００８】 コッペルマン型装置を使用するもう一つの提案では、熱伝達流体として油では
なく、蒸気を間接的ではなく、直接石炭と接触させて使用している。この提案の
欠点は、商用として工場で使用できるような寸法まで拡大するためのオプション
設備に制限があることおよび加熱率を制御するのが困難であることなどを含む。
【０００９】 <発明の開示> 本発明の目的は、熱伝達流体として油の使用に依存せず、温度と圧力を同時に
加えることによって石炭を改良するための、改良された方法と装置を提供するこ
とにある。
【００１０】 本発明によると、処理容器の中の固体材料を加熱する方法を提供しており、こ
の方法は （ａ）一回量の固体材料を容器に供給して充填ベッドを形成する工程と； （ｂ）充填ベッドに流体を供給して容器の内容物を加圧する工程と； （ｃ）容器に蒸気を供給して、間接的熱交換によって充填ベッド内の固体材料を
加熱し、一方で容器の内容物を加圧した状態に保つ工程と （ｄ）工程（ｃ）の操作条件を制御して； （i）熱を固体材料に伝達して、固体材料の中の水分を本方法の第１の“湿” 段階で液相として取除き、 （ii）熱を固体材料に伝達して固体材料から残りの水分の少なくとも一部を、
本方法の第２の“乾”段階で蒸気相として沸騰させる工程とを含む。
【００１１】 “操作条件”という用語は、固体材料の過熱と固体材料からの水分の除去に関
係し、例えば、充填ベッドの温度に影響する蒸気圧、蒸気温度、および蒸気流量
のような操作条件を含むと理解する。
【００１２】 工程（ｄ）が、蒸気の実質的な部分を、本方法の湿段階で充填ベッド内の固体
材料との間接的熱交換中に凝結させるように操作条件を制御する工程を含むのが
好ましい。
【００１３】 また、特に、工程（ｄ）が、蒸気の少なくとも８０％を、本方法の湿段階で充
填ベッド内の固体材料との間接的熱交換中に凝結させるように操作条件を制御す
る工程を含むのが好ましい。
【００１４】 本方法の湿段階で固体材料をおよそ２５０℃まで加熱するのが好ましい。 本方法の乾段階に： （i）乾段階で取除いた残りの水分を固体材料から沸騰させる“休止”部分と； （ii）固体材料を最終温度まで加熱するその後の加熱部分と； を含むのが好ましい。
【００１５】 乾段階の固体材料の最終温度が平均で２７０℃から４２０℃の間であり、固体
材料を最適に改良できるのが好ましい。 乾段階で、少なくとも２７０℃の温度にするには、本方法が本方法の乾段階中
に過熱蒸気を供給する工程を含むのが好ましい。
【００１６】 特に、工程（ｄ）が、本方法の乾段階における過熱蒸気の圧力が、充填ベッド
の中の圧力より高くなり、充填ベッドの中の水分の沸騰を促進するように操作条
件を制御する工程を含んでいるのが好ましい。
【００１７】 一般的に、工程（ｄ）は、湿段階における蒸気の圧力を充填ベッドの中の圧力
に対して制御することにより、蒸気の凝結温度が、充填ベッドの中の水分の沸騰
温度より低くなるように制御する工程を含むのが好ましい。この工程により、本
方法の湿段階中に充填ベッドの中の固体材料からにじみ出る水を沸騰させないよ
うにすることができる。
【００１８】 本方法が： （ａ）第１の処理容器の中に過熱蒸気を供給して、本方法の乾段階中に間接的熱
交換によって第１の容器内の充填ベッドにある固体材料を加熱する工程と； （ｂ）第１の処理容器から排出された蒸気を第２の処理容器に供給して、本方法
の湿段階中に間接的熱交換によって第２の容器内の充填ベッドにある固体材料を
加熱する工程と； を含むのが好ましい。
【００１９】 上記のように、一回量の固体材料が別々に入った二つ（もしくはそれ以上の）
処理容器を使用すると、乾段階で過熱状態の蒸気を使用して充填ベッド内の固体
材料を、固体材料からの水分を沸騰させる温度まで加熱し、さらにその固体材料
を最終温度まで加熱して、湿段階で蒸気を使用して、固体材料の水分を沸騰させ
ることなく、固体材料を加熱することができるため、有利である。
【００２０】 特に、本方法がさらに： （ａ）本方法の湿および乾段階が完了した後に、第１の容器から加熱した固体材
料を排出し、これらの段階中に固体材料からの水分を必要なだけ除去する工程と
； （ｂ）第１の容器に固体材料を充填し、容器の内容物を加圧する工程と； （ｃ）蒸気の流れを変えることにより、過熱した蒸気がまず、第２の容器を通っ
て、本方法の乾段階における間接的熱交換によって充填ベッド内の固体材料を加
熱し、第２の容器から排出された蒸気が第１の容器を通って、本方法の湿段階に
おける間接的熱交換によってその容器の中の固体材料を加熱する工程と； を含むのが好ましい。
【００２１】 特に、本方法が、上記のような容器を空にして充填するという手順を繰り返し
て容器内の蒸気の流れを変える工程を含むのが好ましい。 本発明によると： （ａ）固体材料の充填ベッドを含む処理容器と； （ｂ）（i）蒸気の通路と使用中には充填ベッド内まで延在する複数の熱交換表 面とを含む処理容器内の熱交換組立体と； （ii）熱交換組立体から排出された蒸気を凝結させるための復水器と； （iii）復水器で凝結した水から熱交換組立体用の蒸気を生成するためのボイ ラと； を含む、蒸気を処理容器に供給して間接的熱交換を介して充填ベッド内の固体材
料を加熱する熱交換回路と； を含む、固体材料を加熱するための装置を提供している。
【００２２】 交換回路がさらに、蒸気を保存して通常の操作状態、すなわち充填、取り出し
、始動、停止などの間に流量と圧力を変化させることができるような手段を含む
のが好ましい。
【００２３】 装置が固体材料の充填ベッドを収容するための二つもしくはそれ以上の処理容
器を含むのが好ましい。 このような装置においては、熱交換回路が、各容器に熱交換組立体のうちの一
つを含み、熱交換組立体を互いに接続することによって、蒸気が熱交換組立体を
直列または並列で流れるように構成するのが好ましい。
【００２４】 発明を実施するための最良の形態 以下の説明は、石炭から水分を取除き、石炭の発熱量を上げることによって、
石炭を改良するための、石炭の加熱の状況を表したものである。本発明は、この
適用方法に制限されるものではなく、その他の適した固体材料の処理にも適用で
きる。
【００２５】 図１に示した方法および装置は、充填石炭ベッド６７を受容し、高温高圧条件
下に保持するように構成された単一の圧力容器６５の使用に基づいている。 処理容器は、すべて本出願者の名による、“リアクター”という発明の名称の
国際特許ＰＣＴ／ＡＵ９８／００００５、“装荷材料を処理する処理容器および 方法”という発明の名称のＰＣＴ／ＡＵ９８／００１４２、“液体／気体／固体
分離”と題したＰＣＴ／ＡＵ９８／００２０４、および“強化熱伝達”という発
明の名称のＰＣＴ／ＡＵ９８／００３２４で説明したような適したタイプの圧力
容器を使用することができる。本国際特許出願における開示は、参照のため、本
明細書で引用している。
【００２６】 装置は、さらに、蒸気を容器６５に供給して間接的熱交換によって石炭を加熱
する熱交換回路を含む。熱交換回路は： （i）全体を参照番号６４で示す、垂直に配設された熱交換板の組立体で、熱伝 達面を形成し、蒸気の通路（図示せず）を含んでいるものと； （ii）熱交換組立体６４の出力側端部に接続された、凝結していないすべての蒸
気を凝結するための復水器６２と； （iii）コンデンサ６２に接続され、熱交換組立体６４用に蒸気を生成するため のボイラ組立体とを含む。
【００２７】 熱交換回路は、さらに、蒸気を保存し、組立体６４の通路の中の圧力を制御す
る熱交換組立体６４の吸入口側端部に蒸気蓄積装置６１と、熱交換組立体６４の
排出口側端部に圧力調整弁６３を備えている。
【００２８】 図１に示した装置は、さらに、全体を参照番号７１で示した、作動流体を充填
石炭ベッド６７の中で循環させ、熱交換組立体６４を流れる蒸気と充填石炭ベッ
ド６７の中の石炭との間の熱交換を高めるための回路を備えている。
【００２９】 作動流体は、本方法の操作条件にいおいて位相変化を受けない気体が好ましい
。作動気体として使用することができる気体は、窒素、蒸気、二酸化硫黄、二酸
化炭素、炭化水素、希ガス、冷媒、およびそれらの混合物である。
【００３０】 図１に示す装置は、さらに、気体を容器６５の中に導入して容器６５を加圧す
るための吸入口７７を備えている。 図１に示す本発明の方法の好ましい実施形態に従った装置の使用においては： （i）石炭を容器６５に供給して充填石炭ベッド６７を形成し； （ii）容器６５の内容物は、外部から供給された気体、内部で生成した蒸気、ま
たはその両方によって必要な圧力まで加圧され； （iii）蒸気が熱交換組立体６４に供給されて充填石炭ベッド６７の中の石炭を 加熱する。
【００３１】 容器６５の中の圧力と温度の効果を組み合わせることにより、石炭から水分を
除去する。 蒸気は、ボイラ組立体６０から最低３００℃の温度で熱交換回路６４に供給さ
れる。石炭の液化を防ぐことの重要さは、蒸気の温度の上限を決定する一つの要
素であることがわかろう。その他の固体材料を使用した場合、最高蒸気温度は、
固体材料ではなく、ボイラによってのみ制限することができるということも理解
できよう。
【００３２】 蓄積器６１は、蒸気の熱交換組立体６４への供給を制御し、復水器６２におい
て適度に一定の率の凝結を行う。圧力調整弁６３を使用して、熱交換組立体６４
における圧力を制御し、よって、凝縮温度を制御する。圧力制御弁６３に要求さ
れる設定は、容器６５の石炭ベッド側における熱伝達によって異なる。
【００３３】 本発明の方法の好ましい実施形態では、操作条件を制御して次の二つの段階に
おいて石炭から水分を取除く。 （i）本発明の第１の湿段階において、水分が石炭から“圧搾”され、液相とし て容器６５の下側部分に排出される。 （ii）石炭に残った水分の実質的部分が本方法の第２の乾段階において、蒸気相
として除去される。
【００３４】 本発明の方法の好ましい実施形態では、充填ベッド６７内の石炭から水分を取
除く二つの段階は、本方法の湿段階において蒸気を使い、本方法の乾段階におい
て過熱蒸気を使用することによって有利に実行することができる。
【００３５】 本方法の湿段階は、飽和蒸気で効果的に操作して、蒸気の実質的な割合（一般
型的には８０％）を凝結させることができる。しかし、一般的には、蒸気は充填
ベッド内の石炭を、本方法の乾段階で、本方法の湿段階を完了した後に石炭の中
に残った水分の実質的な部分を沸騰させるために必要な２７０℃より高い温度ま
で加熱することはない。一般的に乾段階で要求される最終的な石炭の温度は、蒸
気ラインの温度より高い温度であり、よって、飽和蒸気はこれらの温度に達する
ことはない。
【００３６】 蒸気過熱温度は、石炭が大量に液化することなく露出できる範囲内に維持する
必要がある。これは、湿および乾段階において利用できる熱のバランスに制限を
加える。固体材料を、最高温度に束縛されることなく加熱することにより、蒸気
内のエネルギーの利用を最適化する機会が増える。
【００３７】 出願人は： （i）本方法の乾段階を充填石炭ベッド６７の中の圧力より高い蒸気圧で操作し て、供給側の蒸気の凝結によって石炭内の水分の沸騰を促進するか、あるいは任
意の圧力で過熱した蒸気を使用することと； （ii）本方法の湿段階を充填石炭ベッド６７の圧力より低い蒸気圧で操作して、
蒸気の凝結温度を充填石炭ベッド６７の中の水分の沸騰温度未満に維持すること
が好ましいことを発見した。
【００３８】 上記のような、蒸気圧を本方法の乾段階においてベッド側圧力より高くなるよ
うに制御するという特性は、回路７１を介して作動流体の質量流量と連結すると
、石炭粒子のみならず、充填石炭ベッド６７内のすべての水分に対する熱伝達率
が高くなる。これは、ベッドがぬれておらず、固体と液体の間の熱伝達が低い場
合に特に重要な特性である。
【００３９】 本発明の好ましい実施形態は、さらに、本方法の湿段階中に、作動流体を、液
相の水分を下流側の容器６５の下側端部に向かって、上流方向より下流方向の方
が長いパルスで、非対称形状で逆流させる工程も含む。このような非対称の作動
流体の流れにより、充填石炭ベッド６７からの排水を促進することができる。
【００４０】 出願人は、ある例において、乾段階に必要とされる熱量と、湿段階で必要とさ
れる熱量が加熱蒸気の単一の質量流量から得ることができる熱量におおむね比例
することを発見し、この発見は、本発明を利用する際に蒸気の凝結の効率を高め
るのに役立つことがわかった。乾段階で必要とされる蒸気量が多い場合、高度な
過熱状態で適切に復元することができないかぎり、凝結の効率は低くなる。また
、乾段階で必要とされる蒸気量が少ない場合は、過熱した蒸気を直接飽和段階ま
で進ませれば、１００％に近い効率が得られる。
【００４１】 図２に示した方法と装置は、図１に示した装置を発展させたものであり、圧力
容器６５ａ，６５ｂの使用に基づく。 図２を参照すると、装置は、図１に示したものと同じ基本的な構成要素、すな
わち処理容器６５ａ，６５ｂと、熱交換回路からなる。
【００４２】 この装置は、さらに、二つのグループの流量制御弁を含む。第１のグループの
弁Ｌ１，Ｌ３，Ｒ４，およびＲ２は共に作動し、第２のグループの制御弁Ｒ１，
Ｒ３，Ｌ４，およびＬ２は共に作動するが、第１のグループの弁とは逆の位相と
なる。よって、第１のグループの弁が開いているときには第２のグループの弁は
閉じている。各グループの弁の状態を切換えることにより、容器６５ａおよび６
５ｂを通って流れる蒸気の手順が逆になることは、容易に理解できよう。
【００４３】 本発明の方法の好ましい実施形態に従って図２に示した装置を使用する場合、
安定した操作状態になった後、容器６５ａおよび６５ｂを順に石炭で充填し、容
器６５ａおよび６５ｂを加圧して、石炭を蒸気との間接的熱交換によって好まし
い２段階法で加熱し、本方法の第２の乾段階が完了した後、容器６５ａおよび６
５ｂを空にする。
【００４４】 特に、蒸気の流れは、容器６５ａ，６５ｂを通って連続的に変化するため： （i）第１に、過熱した蒸気が容器６５ａを通って流れ、本方法の乾段階で石炭 を加熱し、第１の容器６５ａから排出された蒸気（これは、もはや過熱されてい
ない）は、第２の容器６５ｂを通って流れ、本方法の湿段階において石炭を加熱
し； （ii）第２に、過熱した蒸気は、容器６５ｂを通って代わりの通路の中を流れ、
本方法の乾段階で石炭を加熱し、第２の容器６５ｂから排出された蒸気は、容器
６５ａを通って流れ、本方法の湿段階で石炭を加熱することができる。
【００４５】 上記の手順の段階には各容器６５ａおよび６５ｂを充填する工程と空にする工
程とを含むため、各容器のサイクルには、不作動時間がある。 さらに、好ましい操作方法では、第１と第２のグループの容器は、一つの容器
６５ａ，６５ｂを空にして充填する切換え中に開いて、その後、要求されたグル
ープの弁が漸進的に閉じてシステム内で圧力が上下するのを防ぐ。
【００４６】 図３に示した方法と装置は、図２に示した装置の変形例である。 図３を見ると、装置は、石炭の充填ベッドと、飽和蒸気と過熱蒸気を容器に供
給して、上記の図１および２に関連して説明した湿および乾段階において、間接
的熱交換によって石炭を加熱する熱交換回路を含む、６個の処理容器６５ａ，ｂ
，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ（そのうちの一つのみ図示）を備えている。
【００４７】 図３に示した熱交換回路と図１および２に示した熱交換回路との間の類似点と
相違点は多数存在する。 一つの類似点は、熱交換回路が、垂直に配設された熱交換板６４と、ボイラ６
０と復水器６２を含むという点である。
【００４８】 また、相違点の一つとして、熱交換回路が、過熱および飽和蒸気をそれぞれ保
存するための過熱蒸気ヘッダ(header)９１と飽和蒸気ヘッダ９３を、容器の上流
側に有するという点である。ヘッダ９１，９３は、容器内の熱交換組立体６４の
中の流量と圧力を変化させるために設けられている。
【００４９】 第２の相違点は、熱交換回路が、一連のラインと弁を含み、ヘッダ９３（ライ
ン８１、弁Ｖ）を介して飽和蒸気を、そしてヘッダ９１（ライン８３、弁Ｖ２）
を介して過熱蒸気を別々に各容器６５ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに供給して、高圧
下の石炭を上記のような湿および乾段階で加熱するという点である。
【００５０】 さらに、熱交換回路は、 （i）各容器の熱交換組立体６４の排出口側端部にあり、熱交換組立体６４から 排出された蒸気と水分を分離するための水／蒸気分離器９５と； （ii）分離した水をボイラ６０とライン１０３に送って、分離した蒸気を飽和蒸
気ヘッダ９３に送るためのライン１０１を含む。
【００５１】 上記の好ましい実施形態に関しては、本発明の精神と範囲を逸脱することなく
、様々な変更を加えることができる。 例えば、本出願人が、本オーストラリア仮出願と同日に提出した、同時出願の
オーストラリア仮出願に説明しているエネルギー回収と本発明を組み合わせるこ
とも本発明の範囲に含まれる。その他方のオーストラリア仮出願における開示は
、参考のため本書に引用している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 固体材料を加熱するための、本発明の方法と装置のある好ましい実
施形態の略図。
【図２】 固体材料を加熱するための、本発明の方法と装置のもう一つの好ま
しい実施形態の略図。
【図３】 固体材料を加熱するための、本発明の方法と装置の、さらにもう一
つの好ましい実施形態の略図。
【符号の説明】
６０ ボイラ組立体 ６１ 蓄積器 ６２ 復水器 ６３ 圧力調整弁 ６４ 熱交換板組立体 ６５（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ） 容器 ６７ 充填石炭ベッド ７１ 回路 ７７ 吸入口 ８１，８３，１０１，１０３ ライン ９１ 過熱蒸気ヘッダ ９３ 飽和蒸気ヘッダ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 制御弁 Ｖ，Ｖ２ 弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２６Ｂ 21/04 Ｆ２６Ｂ 21/04 Ｚ // Ｃ１０Ｆ 5/00 Ｃ１０Ｆ 5/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ハウィズン キャサリーン フィオナ オーストラリア ヴィクトリア 3068 フ ィーズロイ ノース パーク パレード 26 Ｆターム(参考） 3L113 AA01 AB03 AB05 AB09 AC05 AC16 BA01 DA06 DA26 4G070 AA01 AB04 BB08 CB02 CB03 CB16 CC01 CC11

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）一回量の固体材料を容器に供給して充填ベッドを形成す
    る工程と； （ｂ）充填ベッドに流体を供給して容器の内容物を加圧する工程と； （ｃ）容器に蒸気を供給して、間接的熱交換によって充填ベッド内の固体材料を
    加熱し、一方で容器の内容物を加圧した状態に保つ工程と （ｄ）工程（ｃ）の操作条件を制御して； （i）熱を固体材料に伝達して、固体材料の中の水分を本方法の第１の“湿” 段階で液相として取除き、 （ii）熱を固体材料に伝達して固体材料から残りの水分の少なくとも一部を、
    本方法の第２の“乾”段階で蒸気相として沸騰させる工程とを含む、 処理容器の中の固体材料を加熱する方法。
  2. 【請求項２】工程（ｄ）が、蒸気の実質的な部分を、本方法の湿段階で充填
    ベッド内の固体材料との間接的熱交換中に凝結させるように操作条件を制御する
    工程を含む請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】工程（ｄ）が、蒸気の少なくとも８０％を、本方法の湿段階で
    充填ベッド内の固体材料との間接的熱交換中に凝結させるように操作条件を制御
    する工程を含む請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】本方法の湿段階で固体材料を２５０℃まで加熱する前記請求項
    のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】本方法の乾段階に： （i）乾段階で取除いた残りの水分を固体材料から沸騰させる“休止”(dwell)部
    分と； （ii）固体材料を最終温度まで加熱するその後の加熱部分と； を含む前記請求項のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】乾段階の固体材料の最終温度が平均で２７０℃から４２０℃の
    間であり、固体材料を最適に改良できる請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】本方法の乾段階中に、過熱蒸気を供給する工程を含む前記請求
    項のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】工程（ｄ）が、本方法の乾段階における過熱蒸気の圧力が、充
    填ベッドの中の圧力より高くなり、充填ベッドの中の水分の沸騰を促進するよう
    に操作条件を制御する工程を含む請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】工程（ｄ）が、湿段階における蒸気の圧力を充填ベッドの中の
    圧力に対して制御することにより、蒸気の凝結温度が、充填ベッドの中の水分の
    沸騰温度より低くなるように制御する工程を含む前記請求項のいずれかに記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】（ａ）第１の前記処理容器の中に過熱蒸気を供給して、本方
    法の乾段階中に間接的熱交換によって第１の容器内の充填ベッドにある固体材料
    を加熱する工程と； （ｂ）第１の前記処理容器から排出された蒸気を第２の処理容器に供給して、本
    方法の湿段階中に間接的熱交換によって第２の容器内の充填ベッドにある固体材
    料を加熱する工程とを含む前記請求項のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項１１】さらに、（ａ）本方法の湿および乾段階が完了した後に、第
    １の容器から加熱した固体材料を排出し、これらの段階中に固体材料からの水分
    を必要なだけ除去する工程と； （ｂ）第１の容器に固体材料を充填し、容器の内容物を加圧する工程と； （ｃ）蒸気の流れを変えることにより、過熱した蒸気がまず、第２の容器を通っ
    て、本方法の乾段階における間接的熱交換によって充填ベッド内の固体材料を加
    熱し、第２の容器から排出された蒸気が第１の容器を通って、本方法の湿段階に
    おける間接的熱交換によってその容器の中の固体材料を加熱する工程と； を含む請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】容器を空にして充填するという手順を繰り返して容器内の蒸
    気の流れを変える工程を含む請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】（ａ）固体材料の充填ベッドを含む処理容器と； （ｂ）（i）蒸気の通路と使用中には充填ベッド内まで延在する複数の熱交換表 面とを含む処理容器内の熱交換組立体と； （ii）熱交換組立体から排出された蒸気を凝結させるための復水器と； （iii）復水器で凝結した水から熱交換組立体用の蒸気を生成するためのボイ ラと； を含む、蒸気を処理容器に供給して間接的熱交換を介して充填ベッド内の固体材
    料を加熱する熱交換回路とを含む、固体材料を加熱するための装置。
  14. 【請求項１４】交換回路がさらに、蒸気を保存して通常の操作状態、すなわ
    ち充填、取り出し、始動、停止などの間に流量と圧力を変化させることができる
    ような手段を含む請求項１２に記載の装置。
  15. 【請求項１５】さらに、固体材料の充填ベッドを収容するための二つもしく
    はそれ以上の処理容器を含む請求項１３または１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】熱交換回路が、各容器に熱交換組立体のうちの一つを含み、
    熱交換組立体を互いに接続することによって、蒸気が熱交換組立体を直列または
    並列で流れるように構成されている請求項１３に記載の装置。
  17. 【請求項１７】実質的に添付の図面に基づいて、これまで説明したような、
    処理容器の中の固体材料を加熱するため方法。
  18. 【請求項１８】実質的に添付の図面に基づいて、これまで説明したような、
    固体材料を加熱するための装置。
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