MX2011000257A - Mejora de materiales carbonaceos. - Google Patents

Abstract

Se describen métodos para mejorar materiales carbonáceos. También se describe un aparato para mejorar materiales carbonáceos. También se describen sistemas para mejorar materiales carbonáceos. También se describen materiales carbonáceos mejorados.

Description

MEJORA DE MATERIALES CARBONACEOS REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 12/169,913 presentada en julio 9, 2008, la totalidad de la cual se incorpora aquí por referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención descrita es en el campo de mejora de materiales carbonáceos . La invención descrita también se refiere al campo de aparatos para mejorar materiales carbonáceos. La invención descrita también se refiere al campo de materiales carbonáceos, por ejemplo carbón, y la mejora de su calidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las crecientes necesidades de energía del mundo requieren el uso de diversos materiales carbonáceos, en especial aquellos que previamente se habían considerado menos adecuados para utilizar como combustible. Muchos materiales carbonáceos son menos adecuados para uso como combustible debido a que sus contenidos de humedad son muy elevados . La quema o combustión de materiales carbonáceos con altos contenidos de humedad impone una penalidad en la eficiencia térmica, debido a la energía adicional requerida para evaporar la humedad durante la combustión, y debido a los adicionales costos de equipo necesarios para manejar el vapor de agua adicional . Un alto contenido de humedad también requiere condiciones no óptimas de operación en instalaciones de combustión para evitar la formación de ácido sulfúrico corrosivo en los gases de combustión. Los materiales carbonáceos húmedos también son susceptibles a congelamiento en climas fríos, incrementando la dificultad de manejo y transporte. Además, el alto contenido de humedad aumenta los costos de transporte, debido a que cuando se mueve una cantidad de material carbonáceo que representa un cierto valor de calentamiento, cualquier humedad retenida en el material contribuye con peso pero no con valor de • calentamiento.

Solo como un ejemplo del problema general de alta humedad en materiales carbonáceos, considere los extensos depósitos de carbón sub-bituminoso en el Oeste de los E.U.A. A este carbón no se recurre ampliamente en el Este de los E.U.A. , a pesar de su útil bajo contenido de azufre, debido a que el carbón sub-bituminoso del oeste retiene cantidades significantes de humedad-, en el intervalo de 20 por ciento a 50 por ciento. El alto contenido de humedad del carbón sub- bituminoso del oeste contribuye significativamente al costo total del carbón para los compradores del Este, debido a que los costos de transporte representan la mayoría del costo del carbón del oeste para un comprador de carbón del Este. Además, los existentes consumidores del carbón del Este se inhiben de cambiar al carbón del oeste debido a que equipo de combustión del Este a menudo no puede ser adaptado en forma económica para manejar el contenido de carbón del oeste. Diferentes aspectos del mismo problema general surgen en la combustión y otros usos de carbonos bituminosos, lignito, turba, biomasa, y otros materiales carbonáceos . De acuerdo con esto, hay una historia de intentos para mejorar los materiales carbonáceos al reducir el contenido de humedad de> los materiales .

Intentos para reducir el contenido de humedad de materiales carbonáceos pueden retroceder al menos hasta la patente de los E.U.A. No. 1,679,078 otorgada a Fleissner. Más recientes derivadas del proceso Fleissner se representan, por ejemplo en la patente de los E.U.A. No. 4,514,912 otorgada a Janusch. Fleissner describe el tratamiento de carbón café, también conocido como lignito, con vapor a ciertas temperaturas y presiones . Fleissner describe colocar el lignito en un autoclave, y desplazar la humedad de el lignito al - calentarla con vapor bajo presión super-atmosférica, y después despresurizar el autoclave. El producto de material carbonáceo del proceso de Fleissner, mientras que tiene ' un reducido contenido de humedad al principio, es higroscópico, y rápidamente se humedecerá una vez expuesto a la humedad atmosférica. El producto de Fleissner también tiende a crear polvo y ser susceptible a combustión espontánea, dos problemas significantes en el manejo de carbón. Además, el proceso de Fleissner no es económicamente atractivo debido a la baja eficiencia de energía .

De acuerdo con esto, es conveniente el proporcionar métodos, sistemas y aparatos eficientes en energía, para mejorar materiales carbonáceos . También es conveniente proporcionar materiales carbonáceos que no solo tienen disminuido contenido de humedad e impurezas, sino también tienen estabilidad a la presión atmosférica, disminuido empolvamiento y reducida probabilidad de combustión espontánea .

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Para enfrentar los retos descritos, se describen aquí métodos que incluyen reducir el contenido de agua en un material carbonáceo, al calentar el material carbonáceo con vapor a presión super-atmosférica, y enfriar el material carbonáceo con agua mientras que se controla la presión del material carbonáceo a presión super-atmosférica .

Aquí se describen sistemas que incluyen un procesador para reducir el contenido de agua en un material carbonáceo, y un tanque, conectado al procesador, para almacenar fluidos, y para transmitir fluidos a y del procesador.

Se describen aquí sistemas que incluyen un procesador para reducir el contenido de agua en un material carbonáceo, y un transporte con riel o rieles para mover el material carbonáceo dentro y fuera del procesador.

Aquí se describen métodos que incluyen el proporcionar material carbonáceo circundado por una atmósfera a una primera presión, poner en contacto el material carbonáceo con vapor, en donde el vapor tiene una primera temperatura y una segunda temperatura mayor que la primera temperatura, por un primer tiempo suficiente para reducir el por ciento en peso de un constituyente del material carbonáceo, poner en contacto el material carbonáceo con agua liquida por un segundo tiempo, suficiente para reducir la temperatura de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda temperatura, poner en contacto el material carbonáceo con un gas, diferente a vapor, suficiente en cantidad para mantener la presión de la atmósfera circundante al material carbonáceo a una tercera presión, mayor que la primera presión, hasta cuando menos el fin del segundo tiempo, reducir la presión . de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a cuando más la primera presión.

Se describen aquí métodos que incluyen el proporcionar material carbonáceo circundado por una atmósfera a una primera presión, poner en contacto el material carbonáceo con un gas suficiente en cantidad para mantener la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda presión mayor que la primera presión, irradiar el material carbonáceo con radiación de microondas por un primer tiempo suficiente para reducir el por ciento en peso de agua en el material carbonáceo, de esta manera calentando la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una primera temperatura, enfriar el material carbonáceo por un segundo tiempo suficiente para reducir la temperatura de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda temperatura menor a aproximadamente 93.3 grados C (aproximadamente 200 grados F) , reducir la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo cuando más a la primera presión.

Aquí se describen aparatos que incluyen un recipiente capaz de soportar presión interna super-atmosférica, un transporte con riel o rieles para mover un material carbonáceo dentro y fuera del recipiente, una primera escotilla en el recipiente a través de la cual puede pasar el transporte con rieles .

Aquí se describen aparatos que incluyen un riel, una cabeza adaptada para moverse sobre el riel, un miembro estructural que comprende un extremo superior y un extremo inferior, en donde el extremo superior se fija a la cabeza, un bastidor estructural fijo al extremo inferior del miembro estructural, y una superficie soportada por el bastidor estructural, en donde la superficie es intercambiable.

También se describen composiciones hechas de acuerdo con los métodos aquí descritos .

La descripción general y la siguiente descripción detallada son solamente ejemplares y de explicación y no son restrictivas de la invención, como se define en las reivindicaciones anexas . Otros aspectos de la presente invención pueden ser aparentes para aquellos con destreza en la técnica, en vista de la descripción detallada de la invención como se proporciona aquí.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El compendio, así como la siguiente descripción detallada, se comprenderán adicionalmente cuando se leen en conjunto con los dibujos anexos. Con el propósito de ilustrar la invención, se muestran en los dibujos modalidades ejemplares de la invención sin embargo, la invención no se limita a los métodos, composiciones y dispositivos específicos descritos. Además, los dibujos no necesariamente se dibujaron a escala. En los dibujos: La Figura 1 ilustra una modalidad de un sistema para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un procesador.

La Figura 2 ilustra una modalidad adicional de un sistema para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un procesador y un tanque de recuperación de energía.

La Figura 3 ilustra una modalidad adicional de un sistema para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un procesador, como un tanque de recuperación de energía, un pre-procesador y una centrífuga.

La Figura 4 ilustra una modalidad adicional de un sistema para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un procesador, un tanque de recuperación de energía, una criba húmeda, una centrífuga, y una criba neumática, y un sistema para reciclar agua de proceso.

La Figura 5 ilustra una modalidad de un aparato para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un recipiente con una escotilla.

La Figura 6 ilustra una modalidad adicional de un aparato para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un recipiente y un tanque de recuperación de energía.

La Figura 7 ilustra una modalidad adicional de un aparato para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un recipiente con dos escotillas.

La Figura 8 ilustra una modalidad de un aparato para transportar . material carbonáceo, incluyendo pero no limitado a un transporte con rieles aéreos .

La Figura 9 ilustra una modalidad adicional de un aparato para mejorar material carbonáceo, que incluye pero' no está limitado a un recipiente y un transporte con rieles aéreo .

La Figura 10 ilustra una modalidad adicional de un aparato para transportar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un transporte.

La Figura 11 ilustra una modalidad adicional de un aparato para mejorar material carbonáceo, que incluye pero no está limitado a un recipiente y un transporte con rieles.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS La presente invención se puede comprender más fácilmente por referencia a la siguiente descripción detallada que se toma en conexión con las figuras y ejemplos acompañantes, que forman parte de esta descripción. Habrá de entenderse que esta invención no se limita a los dispositivos, métodos, aplicaciones, condiciones o parámetros específicos descritos y/o mostrados aquí, y que la terminología empleada aquí es con el propósito de describir modalidades particulares a manera de ejemplo solamente y no se pretende limitante de la invención reivindicada. También, como se emplea en la especificación incluyendo las reivindicaciones anexas, las formas en singular "un", "uno/a" y "el /la" incluyen las formas en plural, y referencia a un valor numérico particular incluye cuando menos ese valor particular, a menos de que el contexto claramente lo dicte de otra forma. El término "pluralidad", como se emplea aquí, significa más de uno. Cuando un intervalo de valores se expresa, otra modalidad incluye desde el valor particular y/o al otro valor particular. Similarmente, cuando se expresan valores como aproximaciones, por el uso del antecedente "aproximadamente", se entenderá que el valor particular forma otra modalidad. Todos los intervalos son incluyentes y combinables .

Habrá de apreciarse que ciertas características de la invención que por claridad, se describen aquí en el contexto de modalidades separadas, también pueden proporcionarse en combinación en una sola modalidad. Por el contrario, diversas características de la invención que por brevedad se describen en el contexto de una sola modalidad, también pueden proporcionarse por separado o en cualquier sub-combinación. Además, referencia a valores establecidos en intervalos incluyen todos y cada uno de los valores dentro de ese intervalo.

MÉTODOS En varios métodos aquí descritos, el contenido de agua de un material carbonáceo se reduce al calentar el material carbonáceo con vapor a presión super-atmosférica, y después enfriar con agua el material carbonáceo mientras que se controla la presión del material carbonáceo a presión super-atmosférica . Al menos una forma de lograr esto es al colocar el material carbonáceo en un recipiente, y después someter con vapor al recipiente. Mientras que se expone al calor y presión del vapor, el contenido de agua del material carbonáceo disminuirá. Después de que el contenido de agua del material carbonáceo se ha reducido en una cantidad deseada, el material carbonáceo puede entonces enfriarse.

Por ejemplo, puede lograrse el enfriamiento por baño, lavado, rocío u otro contacto del material carbonáceo con un líquido que comprende agua. La introducción de agua líquida relativamente fría en el recipiente puede provocar rápidamente que se condense el vapor presente en el recipiente, y por lo tanto reducir la presión en el recipiente a la presión atmosférica. En forma alterna, puede lograrse enfriamiento por descompresión, por ejemplo al abrir el recipiente a la atmósfera, en donde la presión disminuirá rápidamente. En varios métodos aquí descritos, esta rápida reducción de presión puede evitarse al controlar la presión en el recipiente. La presión puede ser controlada para variar en numerosas formas, por ejemplo para que permanezca relativamente constante durante el proceso de enfriamiento. Presión super-atmosférica es una presión mayor a 1 atmósfera o en forma equivalente, cero psig.

En varios métodos aquí descritos, el enfriamiento puede empezar después de retirar algo, gran parte o la totalidad del medio de calentamiento de alrededor del material carbonáceo. Por ejemplo, cuando el medio de calentamiento es un gas a presión, el gas puede ventilarse del recipiente que circunda el material carbonáceo. Por ejemplo, el gas puede ventilarse de un recipiente que circunda el material carbonáceo y posteriormente se proporciona a un tanque de recuperación de energía. En un ejemplo adicional, el medio de calentamiento puede ser vapor. En lugar de enfriar con agua líquida inmediatamente al terminar el calentamiento, el vapor por ejemplo puede ser ventilado. El vapor puede ventilarse en forma ligera, parcial, substancial o completa. El vapor puede ser reemplazado por un gas a presión diferente a vapor, tal como aire, durante la ventilación, a fin de controlar la presión. Después de la ventilación y reemplazo de vapor, el enfriamiento puede lograrse con agua.

Al mantener la presión sobre la presión atmosférica durante enfriamiento, varios métodos aquí descritos enfrían de esta manera el material carbonáceo bajo presión. Otro ejemplo para controlar la presión durante enfriamiento es permitir que la presión caiga durante el enfriamiento, pero para controlar la disminución de manera tal que ocurra en forma gradual en lugar de rápida. Todavía otro método alterno de control es incluir cuando menos un periodo de mantener la presión esencialmente sin cambio, en combinación con periodos de disminución gradual, ya sea precedentes o siguientes al primer periodo, o ambos. La presión también puede incrementarse durante periodos de enfriamiento, incluyendo incrementar la presión sobre la más alta presión en la cual el material carbonáceo se calentó con vapor super-atmosférico. Mayores variaciones de presión durante el proceso de enfriamiento también se contemplan, la selección de las cuales puede depender de las metas particulares del proceso de mejora y el material carbonáceo selecto.

El acto de poner en contacto el material carbonáceo con agua no contradice el propósito de ciertos métodos en donde un objeto es reducir el contenido de agua del material carbonáceo. Esto es debido a que la etapa de calentar con vapor a presión super-atmosférica fuerza el agua del interior del material carbonáceo al exterior del material carbonáceo, en donde puede secarse por cualquier medio de secado convencional, incluyendo pero no limitado a centrifugación, soplado con aire caliente o seco, y simplemente permitir que el material carbonáceo seque en la atmósfera. De esta manera, agua adicional en la superficie de material carbonáceo no es problemática, ya que el interior del material carbonáceo sin embargo tendrá un menor contenido de agua que antes de tratamiento por estos métodos, y esta área superficial adicional también puede secarse por medios ya discutidos.

En varios de los métodos aquí descritos, mientras que se calienta con vapor a presión super-atmosférica, son forzados otros ' constituyentes desde el interior del material carbonáceo junto con agua, por ejemplo, azufre, mercurio, sodio, cloruros y arsénico. Estos constituyentes pueden ser lavados por arrastre durante la etapa de enfriamiento con agua. Como resultado de este proceso, constituyentes diferentes al agua puedan retirarse del material carbonáceo. El retirar ciertos constituyentes puede ser ventajoso, cuando por ejemplo, estos constituyentes finalmente contribuyen a la contaminación cuando el material carbonáceo se somete a combustión. Azufre, mercurio, sodio, cloruros y arsénico son ejemplos de constituyentes de materiales carbonáceos que contribuyen a la contaminación o desgaste usual en adicional equipo de procesamiento.

Antes de calentar con vapor a presión super-atmosférica, puede ser pre-calentado el material carbonáceo. Una etapa de pre-calentamiento en algunos casos puede proporcionar eficiencia adicional, por ejemplo al permitir la re-utilización de agua caliente al proceso. El material carbonáceo también puede ser pre-calentado por exposición a un ambiente caliente, un fluido caliente, o radiación tal como radiación de microondas, generada por ejemplo, por tubos klystron. Al pre-calentar es un elemento adicional que puede ser combinado con cualquier otra combinación de etapas y características aquí descritas.

Como un ejemplo de como pre-calentar el material carbonáceo, puede ser rociado, lavado, bañado con regadera, sumergido en o de otra forma, puede hacer contacto con un líquido. Esto puede lograrse en criba húmeda. Un ejemplo de una criba húmeda es un aparato que permite al material carbonáceo ser clasificado o separado por tamaño de las partículas físicas, y en el proceso, el material carbonáceo se humecta.

Como un ejemplo adicional de como pre-calentar el material carbonáceo, puede estar expuesto a vapor. Esto puede ser ventajoso, por ejemplo cuando el vapor de proceso de menor calidad pueda reciclarse para pre-calentar el material carbonáceo. El pre-calentamiento con vapor puede lograrse en un recipiente, una criba húmeda, u otro proceso unitario capaz de manejar material carbonáceo y vapor.

Un ejemplo aún adicional de como pre-calentar el material carbonáceo es exponer el material carbonáceo a gas caliente, tal como aire. La exposición al aire puede ocurrir en una variedad de unidades de proceso, incluyendo pero no limitadas a una criba neumática, en donde el carbón puede ser clasificado y dimensionado así como pre-calentado con aire caliente.

Cuando se logra el pre-calentamiento con un líquido, el líquido puede comprender agua, soluciones acuosas o hidrocarburos incluyendo productos de petróleo líquidos. Por ejemplo, agua reciclada de proceso puede incluir diversos constituyentes adquiridos durante cualesquiera etapas de proceso en donde el agua previamente se ha empleado. En forma alterna, pueden agregarse constituyentes al agua para pre-calentar el efecto determinado. Por ejemplo, puede agregarse peróxido de hidrógeno al agua para pre-calentamiento.

Los materiales carbonáceos aquí descritos pueden comprender por ejemplo, cualquier material que sea combustible o se pueda mejorar para volverse combustible por los medios aquí descritos u otros procesos de mejora. Los materiales carbonáceos también pueden incluir cualquier material que comprende carbón susceptible a mejora. Los materiales carbonáceos también pueden comprender mezclas de cualesquiera materiales carbonáceos individuales, incluyendo pero no limitados a los materiales carbonáceos aquí descritos o mezclas de materiales carbonáceos y cualquier otro material. En varios aspectos aquí descritos, el material carbonáceo puede ser carbón. Cualquier forma de carbón puede ser adecuada para mejora, incluye carbón que ha sido pre-tratado por cualquier técnica tal como deshidratación, apresto o lavado.

Varios ejemplos de materiales carbonáceos que comprenden carbón adecuados para utilizar como aquí se describe, incluyen carbón bituminoso, carbón sub-bituminoso, lignito, turba y antracita, u otros carbones de cualquier rango o intervalo. El carbón es un combustible fósil que generalmente sigue una progresión de rango menor a rango superior, a medida que se forma naturalmente. Estos carbones pueden tener niveles variantes de materiales volátiles, humedad, carbón fijo, valores de calentamiento y semejantes. La turba, que también puede considerarse como un precursor del carbón, es una aglomeración sólida de materia orgánica parcialmente deteriorada o en descomposición parcial . Puede obtenerse en cienos o lodazales, pantanos u otras tierras pantanosas . Puede procesarse en una variedad de formas antes de mejora por los métodos aquí descritos, incluyendo compactación y deshidratación.

El lignito es un carbón de menor rango, en ocasiones conocida como carbón café. El lignito puede tener un contenido de humedad tan elevado como 70 por ciento, e igualmente tiene un contenido de cenizas relativamente alto. De esta manera, el valor de calentamiento del lignito es menor que los carbones de rango superior. Debido a su bajo valor de calentamiento, el lignito a menudo es económicamente desventajoso como una fuente de combustible, en especial si debe transportarse antes de la combustión.

El carbón bituminoso es un carbón de rango superior, que tiene un contenido de humedad en un intervalo de alrededor de 20 por ciento. Él carbón bituminoso es denso y suave, y puede comprender diversos niveles de azufre y otros constituyentes, dependiendo de la fuente del carbón.

El carbón sub-bituminoso es carbón de un rango entre lignito y carbón bituminoso. El carbón sub-bituminoso es particularmente común en los E.U.A., en especial en el Oeste de los E.U.A., en donde reservas demostradas se considera que representan varios cientos de miles de millones de toneladas de carbón. El carbón sub-bituminoso puede ser obtenido por ejemplo, de la Cuenca de Carbón del río Powder (Powder River Coal Basin) . El carbón de esta región puede tener un contenido de humedad en el intervalo desde aproximadamente 20 por ciento a aproximadamente 50 por ciento, que representan niveles de humedad que imponen una carga significativa en el equipo de combustión.

La antracita es un carbón de rango superior, que tiene entre sus propiedades una alta proporción de carbón, alta dureza, menor contenido de humedad, y susceptibilidad para empolvamiento .

En aspectos adicionales aquí descritos, el material carbonáceo puede comprender biomasa que comprende cualquier variedad de fuentes de biomasa, así como sus combinaciones. Fuentes convenientes de material de alimentación de biomasa pueden incluir materia de plantas, materia de animales, materia del mar, desechos orgánicos, y otros materiales de origen biológico. Ejemplos de materia de plantas pueden incluir madera, hojas, pastos, papel de desecho, cultivos energéticos, recortes de árboles, materia de plantas de desecho utilizada para producción de alimentos tales como desechos de cosechas (por ejemplo, tallos de maíz, paja de trigo y semejantes) , caña de azúcar (por ejemplo, bagazo) , desechos vegetales, desechos de frutas y vegetales (por ejemplo, cáscaras de plátanos, cáscaras de naranja, cáscaras de limón, cáscaras de lima, cáscaras de papa, cáscaras de melón, semillas, huesos y semejantes), así como frutas enteras, vegetales enteros, granos enteros, pastos enteros y semejantes. Adicionales ejemplos incluyen materias primas de biomasa que se han procesado, incluyendo por compresión, para formar, por ejemplo bio-ladrillos u otros materiales que comprenden biomasa.

En adicionales aspectos aquí descritos, el material carbonáceo puede incluir coque de petróleo. El coque de petróleo es material carbonáceo sólido que puede ser derivado por ejemplo de carbón, operaciones de unidad coquificadora, u operaciones de unidad de piezo-pirólisis . El coque de petróleo puede incluir coque retardado, cloque fluido, coque en agujas, coque lenticular, coque en capas, agregados o sus mezclas.

En aspectos adicionales aquí descritos, el material carbonáceo puede comprender productos de desechos carbonáceos . Los productos de desechos carbonáceos pueden incluir cualquier material que contiene carbón, susceptible a mejora y que representa desechos de fuentes industriales, naturales o municipales. Por ejemplo, productos de desechos carbonáceos pueden incluir desechos de alcantarillado, desechos de refinería, desechos agrícolas, sus mezclas y semejantes.

Durante el calentamiento con vapor a presión super-atmosférica, el vapor empleado para calentar por ejemplo puede ser vapor saturado o vapor sobre-calentado. El vapor saturado se refiere a vapor en equilibrio con agua líquida, que puede estar presente durante el calentamiento del material carbonáceo. Cuando el vapor presente es vapor saturado, la temperatura y presión del vapor se relacionan por un equilibrio termodinámico comúnmente ilustrado por las tablas de vapor. Cuando el vapor se calienta más allá de su temperatura de equilibrio a una presión determinada, el vapor puede ser referido como vapor sobre-calentado. El vapor puede ser solo ligeramente sobre-calentado, o puede ser significativamente sobre-calentado, dependiendo del nivel deseado de sobre-calentamiento.

La temperatura deseada a la cual se calienta el material carbonáceo, depende de varios factores, incluyendo pero no limitados a las propiedades iniciales del material carbonáceo, las propiedades finales deseadas del material carbonáceo, la naturaleza del' material carbonáceo, así como condiciones de proceso tales como eficiencia de energía, limitaciones de materiales, y condiciones ambientales. En algunos casos, puede ser conveniente calentar el material carbonáceo a una temperatura de al menos aproximadamente 121 grados C (aproximadamente 250 grados F) . El calentamiento del material carbonáceo promueve cambios estructurales deseables en el material carbonáceo, y desplaza la humedad así como otros constituyentes del interior del carbón a la superficie del carbón. De esta manera, durante el proceso de calentamiento, el material carbonáceo puede quedar húmedo a medida que se forma condensado de líquido en su superficie y recorre o viaja a su superficie. Los efectos de calentamiento se comprende que ocurren juntos con efectos de presurización, o en forma independiente y cambios en el material carbonáceo no se adjudican particularmente a calentamiento o presurización en una forma que restrinja el alcance de la presente invención.

En aspectos adicionales aquí descritos, el calentar el material carbonáceo puede provocar que alquitranes y otros hidrocarburos en el material carbonáceo se vuelvan maleables . En aspectos aún adicionales aquí descritos, los grupos carbóxilo presentes en la superficie del material carbonáceo pueden degradarse por descarboxilación. La descarboxilación también puede incrementar el valor de calor de los materiales carbonáceos, de esta manera complicando el aumento en el valor de calor que se logra al disminuir el nivel de humedad del material carbonáceo.

En aspectos adicionales aquí descritos, el material carbonáceo puede calentarse a una temperatura de al menos aproximadamente 204 grados C (aproximadamente 400 grados F) . Para calentar con vapor saturado, por ejemplo esta temperatura refleja una presión de aproximadamente 1586 kPa man.1 (aproximadamente 230 psig) . A esta temperatura, ciertos de los efectos de mejora pueden ser mayores que a temperaturas menores .

En algunos casos, puede ser conveniente el calentar el material carbonáceo a una temperatura no mayor que aproximadamente 537.8 grados C (1000 grados F) . La pirólisis es un proceso con el que el material orgánico se descompone a altas temperaturas. Al evitar calentamiento excesivo del material carbonáceo, puede limitarse la pirólisis. Cierto grado de pirólisis puede ser aceptable o deseable en ciertos de los métodos aquí descritos.

A la luz de las consideraciones anteriormente mencionadas, ciertos aspectos descritos aquí incluyen calentar el material carbonáceo a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 121 grados C (aproximadamente 250 grados F) hasta aproximadamente 537.8 grados C (aproximadamente 1000 grados F) . Adicionales aspectos aquí descritos incluyen calentar el material carbonáceo a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 204 a 399 grados C (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 grados F) . Aspectos aún adicionales aquí descritos incluyen calentar el material carbonáceo a una temperatura en el intervalo desde aproximadamente 227 a 288 grados C (aproximadamente 440 a aproximadamente 550 grados F) . El calentamiento puede ser acompañado con vapor. Cuando el vapor es vapor saturado, la presión proporcional con las temperaturas anteriormente mencionadas puede calcularse a partir de una tabla de vapor.

Ciertas técnicas para calentar el material carbonáceo incluyen calentar el vapor a presión súper-atmosférica. La presión del vapor puede estar dictada por la temperatura del vapor, por ejemplo en el caso del vapor saturado, pero la presión también puede ser controlable en forma independiente durante el proceso de calentamiento. Este puede ser el caso por ejemplo cuando se calienta con vapor sobrecalentado o cuando se calienta con otro medio gaseoso, irradiación u otra técnica de calentamiento convectiva o conductiva. Cuando se calienta con vapor, por ejemplo la presión del vapor puede mantenerse esencialmente sin cambio durante el calentamiento. La presión también puede incrementarse, ya sea en forma gradual o rápida, durante el calentamiento con vapor. Además, la presión puede ser controlada para incluir periodos de estasis así como periodos de aumento o disminución, en cualquier combinación como pueda ser conveniente.

En varios aspectos aquí descritos, vapor a presión súper-atmosferica, se emplea para calentar material carbonáceo . Al exponer el material carbonáceo a vapor con presión, el material carbonáceo tanto se calienta como se somete a presión. Como variables de proceso, la temperatura y presión pueden ser controladas en forma independiente, aunque en ciertas situaciones, tales como calentamiento con vapor saturado, las variables de presión y temperatura se acoplan. De esta manera, en ciertos aspectos aquí descritos, se entiende que calentar el material carbonáceo también significa someter a presión el material carbonáceo.

Los materiales carbonáceos pueden someterse a presión en grados variantes durante el proceso de calentamiento. Por ejemplo, en ciertos aspectos aquí descritos, el material carbonáceo puede someterse a presión cuando menos a aproximadamente 103 kPa man. (aproximadamente 15 psig) . La presurizacion puede ser provocada por vapor, o por cualquier otro fluido, incluyendo pero no limitado a líquidos, gases y fluidos supercríticos . Gases ejemplares incluyen aire, gases inertes, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno y sus mezclas. Adicionales ejemplos de gases incluyen vapor en mezcla con cualquier gas, tal como aire, gases inertes, nitrógeno, oxígeno e hidrógeno. Líquidos ejemplares incluyen agua, soluciones acuosas, hidrocarburos líquidos, líquidos iónicos y sus mezclas. Fluidos supercríticos ejemplares incluyen dióxido de carbono supercrítico.

En adicionales aspectos aquí descritos, el material carbonáceo puede someterse a presión, cuando menos a aproximadamente 1724 kPa man. (250 psig) . Ciertas presiones en combinación con ciertas temperaturas, pueden dar por resultado mejora de los materiales carbonáceos y las temperaturas y presiones . particulares selectas, varían dependiendo del efecto deseado y la naturaleza de los materiales. En aspectos aún adicionales aquí descritos, el material carbonáceo puede someterse a presión no mayor que aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig) . Limitar la presión más alta del proceso puede presentar ventajas tales como reducido costo de materiales para el recipiente empleado para contener el fluido a presión.

A la luz de las consideraciones anteriormente mencionadas, adicionales aspectos aquí descritos pueden someter a presión el material carbonáceo desde aproximadamente 103 a aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 15 a aproximadamente 1000 psig) . Aspectos aún adicionales aquí descritos pueden someter a presión el material carbonáceo desde aproximadamente 2758 a 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) . Aspectos aún adicionales aquí descritos pueden someter a presión el material carbonáceo desde aproximadamente 3447.5 hasta aproximadamente 4826.5 kPa man. (aproximadamente 500 a aproximadamente 700 psig) . Un intervalo intermedio puede presentar potencialmente un balance entre efectuar una mejora conveniente o deseable del material carbonáceo y limitar materiales y costos de energía, así como evitar pirólisis excesiva del material carbonáceo.

La duración de calentamiento del material carbonáceo puede variar dependiendo de las otras condiciones de proceso relacionadas tales como temperatura y presión, y dependiendo de la naturaleza del material carbonáceo, la mejora deseada y diversas limitaciones de energía o economía. Por ejemplo, puede ser conveniente operar ciertos métodos aquí descritos para acelerar el material carbonáceo a través del proceso al reducir al mínimo el tiempo de residencia en el equipo de proceso en el que se basa. En ciertos aspectos aquí descritos, el material carbonáceo se calienta por un tiempo en el intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos. En aspectos adicionales descritos aquí, el material carbonáceo se calienta por un tiempo en el intervalo desde aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 25 minutos.

En algunos ejemplos, al concluir la etapa de calentamiento, el enfriamiento del material carbonáceo puede empezar. En algunos casos, es indeseable el enfriar el material carbonáceo al liberar la presión y exponer el material carbonáceo a la atmósfera relativamente fría.

Hacerlo puede deteriorar el nivel de humedad en equilibrio en el material carbonáceo, expandiendo los poros en el material ya que la humedad sale rápidamente del material. Este proceso en ocasiones denominado "hacer que surjan formaciones esféricas parecidas a las palomitas de maíz", puede llevar formación de polvo, y problemas correspondientes con combustión espontánea. De esta manera, enfriar el material carbonáceo a presión superior atmosférica puede ser conveniente para ciertos aspectos aquí descritos . _ En aspectos adicionales aquí descritos, enfriamiento bajo presión puede provocar que se encoja el tamaño de partículas del material carbonáceo, sin reducir el número de microporos en la superficie de las partículas . En aspectos adicionales aquí descritos, enfriamiento bajo presión lleva a partículas- más pequeñas, más duras y más estables de material carbonáceo que enfriamiento por descompresión. Por ejemplo, cuando se enfría por descompresión,' el nivel de humedad en el material carbonáceo puede disminuir, pero el nivel de humedad en equilibrio en el material carbonáceo puede no disminuir tanto, potencialmente contribuyendo a combustión espontánea o formación de polvo. El polvo también puede ser reducido y controlado al mantener húmeda la superficie del material carbonáceo cuando sea posible. En aspectos adicionales aquí descritos, calentamiento seguido por enfriamiento bajo presión puede disminuir el índice Hardgrove del material carbonáceo, reflejando un aumento en dureza. Como resultado de la dureza incrementada, la presente invención puede permitir que materiales carbonáceos previamente considerados muy blandos para ciertos usos, se mejoren en formas más duras haciéndolos más convenientes .

Algunos métodos de enfriamiento del material carbonáceo a presión súper-atmosférica incluyen agregar un gas para controlar la presión del material carbonáceo durante enfriamiento. Por ejemplo, cuando se efectúa el enfriamiento por baño del material carbonáceo con agua líquida, el gas puede agregarse para controlar la presión a niveles superatmosféricos . El gas puede agregarse, por ejemplo antes del baño, durante el baño, después del baño o en cualquier combinación de esos tiempos. Cuando el calentamiento se logra con vapor, agregar el gas permite que se controle la presión, alterando la caída de otra forma rápida en presión que acompañaría al vapor condensado.

En un ejemplo, puede ocurrir la siguiente secuencia de eventos. Primero, el material carbonáceo se calienta con vapor en un recipiente, y al final del calentamiento, la atmósfera en el recipiente está a temperatura y presión súper-atmosférica particulares. En este ejemplo, agua después se introduce para enfriar el material carbonáceo, provocando que el vapor se condense rápidamente, y la presión caiga rápidamente. En este ejemplo, se introduce gas a presión, tomando el sitio del vapor y manteniendo la presión dentro del recipiente a un nivel super-atmosférico mientras que se enfría el material carbonáceo. Este procedimiento ejemplar, entre otros, puede reducir el efecto que surjan formaciones esféricas parecidas a las "palomitas de maíz", al comprimir el material carbonáceo durante enfriamiento y mantener el nivel de humedad en equilibrio del material carbonáceo a un nivel deseado, y mantener el tamaño de poros del material carbonáceo a un nivel deseado.

Al introducir un nuevo gas, diferente a vapor, para controlar la presión, la presión puede programarse para seguir una ruta deseada. Esta ruta puede incluir aumentos en presión, disminuciones en presión y periodos de presión relativamente constante. En forma eventual, la presión puede disminuirse por todo el recorrido hasta la presión atmosférica, de manera tal que el material carbonáceo puede entonces ser empleado para otros propósitos. Por ejemplo, cuando los métodos se conducen en un recipiente a presión, cuando se completa el enfriamiento, el gas a presión puede ventilarse y el recipiente puede abrirse, de esta manera permitiendo la eliminación del material carbonáceo para mayor procesamiento. En un ejemplo adicional, la presión en el recipiente puede ser reducida algo, por ejemplo a 344.8 kPa man. (50 psig) y la presión restante en el recipiente puede emplearse, por ejemplo para forzar líquidos fuera del recipiente .

En ciertos aspectos aquí descritos, el gas empleado para controlar la presión del material carbonáceo durante enfriamiento, puede ser aire. El aire esta fácilmente disponible y puede presentar ciertas ventajas relacionadas a su composición, incluyendo su proporción significante de oxígeno, que puede reaccionar en forma conveniente con el material carbonáceo además de las metas de mejora. En aspectos adicionales aquí descritos, el gas empleado para controlar la presión del material carbonáceo, puede incluir aire, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y sus mezclas. Los constituyentes del gas empleado para controlar la presión del material carbonáceo, pueden contribuir a las características del producto final de la mejora. En aspectos adicionales aquí descritos, el gas puede comprender oxígeno, por ejemplo oxígeno en un intervalo entre 1 por ciento y 30 por ciento, por ejemplo en un intervalo entre 10 por ciento y 14 por ciento .

En la conclusión de la etapa de enfriamiento, puede ser conveniente el regresar el material carbonáceo a presión atmosférica para mayor procesamiento. La etapa de enfriamiento puede concluir con que el material carbonáceo alcanza una cierta temperatura. Por ejemplo, el material carbonáceo puede estar por debajo de aproximadamente 121°C (aproximadamente 250°F) . Por ejemplo, el material carbonáceo puede estar por debajo de aproximadamente 100°C (aproximadamente 212°F) para evitar combustión espontánea, o por debajo de 65.6 a 60°C (150 o 140°F) para mejorar la seguridad del proceso. El medio fluido empleado para la etapa de enfriamiento, habiéndose calentado por contacto con el material carbonáceo, puede reciclarse en una forma eficiente en energía.

Todos los aspectos anteriormente mencionados aquí descritos, pueden utilizarse en cualquier combinación. Por ejemplo, en ciertos aspectos aquí descritos, carbón sub-bituminoso puede primero calentarse con vapor a presión súper-atmosférica para alcanzar una temperatura entre 260 y 371°C (500 y 700°F) , así como una presión en el intervalo de 3447.5 a 4826.5 kPa man. (500 a 700 psig) . En este ejemplo, el carbón sub-bituminoso puede calentarse por aproximadamente 25 minutos. Después del calentamiento, el carbón sub-bituminoso puede entonces enfriarse con un baño de agua. Conforme el agua se introduce, aire a presión igualmente puede introducirse para controlar la presión del material carbonáceo. En este ejemplo, mientras que se enfría carbón sub-bituminoso, la presión del carbón sub-bituminoso se mantiene esencialmente constante respecto a la presión final en la cual el carbón sub-bituminoso se calienta. En este ejemplo, una vez que el carbón sub-bituminoso alcanza una temperatura deseada, tal como 60°C (140°F), el aire a presión se ventila y el carbón sub-bituminoso se mejora, que tiene un menor contenido de humedad, así como menores contenidos de otros constituyentes indeseables tales como azufre, arsénico, sodio, cloruros y mercurio.

En ciertos aspectos aquí descritos, el material carbonáceo mejorado que resulta de los métodos aquí descritos puede someterse a combustión. La combustión de estos materiales mejorados será más eficiente que la de los materiales sin mejorar respectivos, debido al disminuido contenido de humedad. En aspectos adicionales aquí descritos, los materiales carbonáceos mejorados pueden someterse a combustión en un horno implementado como parte de una instalación para generación de calor, vapor, agua caliente o energía. Por ejemplo, los materiales carbonáceos mejorados pueden someterse a combustión en un horno diseñado para calentar una caldera y generar vapor. En aspectos adicionales aquí descritos, el vapor puede entonces emplearse para hacer girar una turbina, y cuando la turbina se conecta a un generador, el efecto final es generar electricidad. De esta manera, en ciertos aspectos aquí descritos la energía del material carbonáceo mejorado finalmente se convierte en energía eléctrica. Al hacer uso del proceso de mejora aquí descrito, la generación de electricidad finalmente se realiza en forma más eficiente y productiva.

En aspectos adicionales aquí descritos, el material carbonáceo se pone en contacto con varios medios . Estos medios pueden incluir por ejemplo la atmósfera ambiente, vapor, vapor a presión, fluidos incluyendo por ejemplo agua líquida y gases, por ejemplo aire, incluyendo aire a presión. En varios aspectos aquí descritos, el material carbonáceo puede hacer contacto con estos medios en forma sucesiva. Por ejemplo, el material carbonáceo primero puede hacer contacto con la atmósfera ambiente. Después en este ejemplo, el material carbonáceo puede ponerse en contacto con vapor a presión súper-atmosférica . Posteriormente en este ejemplo, el material carbonáceo puede ponerse en contacto con agua líquida. Después, en este ejemplo, el material carbonáceo puede ponerse en contacto con un gas a presión, diferente a vapor. Finalmente, en este ejemplo, el material carbonáceo puede de nuevo ponerse en contacto con la atmósfera ambiente. En un ejemplo diferente, puede ser conveniente el superponer estas etapas de manera tal que en ocasiones, el material carbonáceo esté en contacto con varios medios al mismo tiempo. Esto puede ocurrir ya en forma transitoria o intencionalmente, para lograr un efecto de mejora deseado.

En aspectos adicionales aquí descritos, se proporciona un material carbonáceo, circundado por una atmósfera a una primera presión.. Después, el material carbonáceo se pone en contacto con vapor, en donde el vapor tiene una primera temperatura y una segunda presión mayor que la primera presión, por un primer tiempo, suficiente para reducir el por ciento en peso de un constituyente del material carbonáceo. Después, el material carbonáceo se pone en contacto con agua líquida por un segundo tiempo, suficiente para reducir la temperatura de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda temperatura. Después, el material carbonáceo se pone en contacto con un gas, diferente a vapor, suficiente en cantidad para mantener la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una tercera presión, mayor que la primera presión, hasta al menos el fin del segundo tiempo, después, la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo se reduce cuando más a la primera presión.

El constituyente del material carbonáceo sujeto a reducción puede, en algunos aspectos aquí descritos, ser agua. En adicionales aspectos aquí descritos, el constituyente puede ser azufre, mercurio, sodio, cloruros o arsénico.. En aspectos adicionales aquí descritos, varios o todos estos constituyentes pueden estar sujetos a reducción, así como adicionales constituyentes no enumerados. La mejora de materiales carbonáceos al retirar humedad es un aspecto aquí descrito, pero la eliminación de otros constituyentes puede presentar un efecto secundario, un beneficio agregado o puede ser un propósito primario de varios de los métodos aquí descritos. Ciertos constituyentes de material carbonáceo pueden provocar que el material carbonáceo no sea adecuado para utilizar en combustión, o como material de alimentación para otros procesos, tales como procesos de fabricación de materiales y productos químicos.

Al requerir tres presiones particulares, el ejemplo anteriormente mencionado no limita las presiones a que material carbonáceo puede exponerse a solamente tres valores particulares. Sin duda, las presiones no pueden alterarse en forma instantánea, de manera tal que incluso en los ejemplos en donde se desean tres presiones particulares, surgirán otras presiones en los periodos de transición. Además, puede ser conveniente el pasar a través de ciertas presiones adicionales, o residir en ciertas otras presiones adicionales, para efectuar la mejora del material carbonáceo.

En ciertos aspectos aquí descritos, la tercera presión es aproximadamente igual a la segunda presión. Por ejemplo, puede ser conveniente el calentar y enfriar el material carbonáceo esencialmente a la misma presión. En un ejemplo, la- presión del material carbonáceo se aumenta durante la etapa de calentamiento hasta que se alcanza una presión de calentamiento final, y después la presión de calentamiento se mantiene sustancialmente por cierto periodo del enfriamiento. En otro ejemplo, la presión puede caer algo durante el periodo de enfriamiento. En un ejemplo adicional, la presión puede caer inicialmente durante el periodo de enfriamiento, pero puede restaurarse a una presión de enfriamiento elevada que es menor, igual o superior que la presión de calentamiento final. De esta manera, dependiendo de la presión deseada como una función del tiempo, la segunda presión puede mantenerse esencialmente sin cambio. Igualmente, la tercera presión puede mantenerse esencialmente sin cambio. La segunda y tercer presiones también pueden ser aproximadamente las mismas o diferentes.

La primera presión refleja una presión a la cual se expone el material carbonáceo antes de calentar. El material carbonáceo puede exponerse a presiones diferentes a la primera presión antes de calentamiento. Por ejemplo, la primera presión puede ser la presión atmosférica.

La segunda presión refleja cuando menos una presión en la cual se somete a presión el material carbonáceo durante calentamiento. La presión puede alcanzar otros niveles además de la segunda presión durante calentamiento. En aspectos adicionales aquí descritos, la segunda presión puede ser de al menos aproximadamente 103 kPa man. (aproximadamente 15 psig) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda presión puede ser al menos aproximadamente 2758 kPa man. (400 psig) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda presión puede ser cuando más aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda presión puede estar en el intervalo desde aproximadamente 103 hasta aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 15 a aproximadamente 1000 psig) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda presión puede estar en un intervalo desde aproximadamente 2758 hasta aproximadamente 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) . Por ejemplo, la segunda presión puede ser aproximadamente 4137 kPa man. (aproximadamente 600 psig) .

La primera temperatura refleja al menos una temperatura en la cual se calienta el material carbonáceo. La temperatura puede alcanzar otros niveles además de la primera temperatura durante calentamiento. En aspectos adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede ser al menos aproximadamente 121°C (aproximadamente 250°F) . En aspectos aún adicionales, la primera temperatura puede ser al menos aproximadamente 204°C (aproximadamente 400°F) . En aspectos aún adicionales, la primera temperatura puede ser cuando más aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 1000°F) . En aspectos aún adicionales, la primera temperatura puede estar en un intervalo desde aproximadamente 121 hasta aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 250°F a aproximadamente 1000°F) . En aspectos aún adicionales, la primera temperatura puede estar en un intervalo desde aproximadamente 201 a 399°C (aproximadamente 400 °F a aproximadamente 750 °F) . En aspectos aún adicionales, la primera temperatura puede estar en un intervalo desde aproximadamente 260 hasta aproximadamente 371°C (aproximadamente 500 hasta aproximadamente 700°F) . Por ejemplo, la primera temperatura puede ser aproximadamente 315.6°C (aproximadamente 600°F) .

El primer tiempo refleja una variable de proceso ligada a la naturaleza deseada de la mejora. Entre más se caliente el material carbonáceo, se requerirá más energía. Además, entre más se caliente el material carbonáceo, puede ser mayor, la extensión de la reducción dé humedad u otros constituyentes. La mejora deseada a menudo puede requerir un equilibrio de reducción de constituyentes así como requerimientos de energía, y por lo tanto el tiempo es una variable de proceso importante. El primer tiempo refleja cuando menos un tiempo durante el cual se calienta el material carbonáceo. El material carbonáceo puede calentarse durante otros tiempos además del primer tiempo. En ciertos aspectos aquí descritos, el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos. En aspectos adicionales aquí descritos, el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 25 minutos. Por1 ejemplo, el primer tiempo puede ser de aproximadamente 20 minutos.

La segunda temperatura refleja al menos una temperatura a la cual se puede enfriar el material carbonáceo . El enfriamiento a otras temperaturas también puede ser deseado. En ciertos aspectos aquí descritos, la temperatura puede ser inferior a aproximadamente 93.3°C (aproximadamente 200°F) . En aspectos adicionales aquí descritos, la segunda temperatura puede ser menor que aproximadamente 65.6°C (aproximadamente 150°F) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda temperatura puede ser aproximadamente la temperatura ambiente. En algunos casos puede ser conveniente enfriar el material carbonáceo a una temperatura inferior a la temperatura de ebullición del agua, para mejorar la seguridad y limitar la expansión de los poros del material carbonáceo. Además en casos adicionales puede ser conveniente enfriar el material carbonáceo a temperaturas menores que el punto de ebullición del agua, por ejemplo para mejorar adicionalmente la seguridad y reducir la posibilidad de combustión espontánea. Ciertos valores de la segunda temperatura pueden ser obligados por requerimientos de seguridad industrial .

La tercera presión refleja cuando menos una presión en la cual puede enfriarse el material carbonáceo. El enfriamiento a otras presiones también puede ser deseado. En ciertos aspectos aquí descritos, la tercera presión es mayor que la segunda presión. En aspectos adicionales aquí descritos, la tercera presión es menor que la segunda. En aspectos aún adicionales aquí descritos, la tercera presión se varía durante el segundo tiempo. Por ejemplo, la tercera presión puede ser de al menos aproximadamente 103 kPa man. (15 psig) . Por ejemplo, la tercera presión puede ser al menos aproximadamente 2758 kPa man. (400 psig) . Por ejemplo, la tercera presión puede ser cuando más de aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) . Por ejemplo, la tercera presión puede estar en un intervalo desde aproximadamente 103 a aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 15 a aproximadamente 1000 psig) . Por ejemplo, la tercera presión puede estar en un intervalo desde aproximadamente 2758 a aproximadamente 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) . Por ejemplo la tercera presión puede ser de aproximadamente 4137 kPa man. (aproximadamente 600 psig) .

La tercera presión puede establecerse por un gas . Gases convenientes pueden incluir por ejemplo aire, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, gases inertes o cualquier mezcla de los mismos. Cualquier gas capaz de presurización necesaria para efectuar la mejora deseada puede ser conveniente. Ciertos gases pueden, además de proporcionar un medio a presión, proporcionar en forma adicional cierta reactividad o carecer de reactividad deseable para mejora. Ejemplos de gases potencialmente reactivos incluyen oxígeno e hidrógeno y mezcla de gases incluyen oxígeno e hidrógeno .

El segundo tiempo refleja cuando menos un tiempo durante el cual puede enfriarse el material carbonáceo. Este tiempo por ejemplo puede reflejar el tiempo durante el cual el material carbonáceo se baña con agua. También por ejemplo puede reflejar el tiempo durante el cual el material carbonáceo se enfría mientras que se expone a presión súper-atmosférica. El enfriamiento durante otros tiempos también puede ser deseado. Por ejemplo, si al final del segundo tiempo el material carbonáceo tiene una temperatura mayor que la temperatura ambiente, entonces el material carbonáceo puede continuar enfriando después de la conclusión del segundo tiempo. Este enfriamiento posterior por ejemplo puede no ocurrir mientras que el material carbonáceo se expone a presión súper-atmosférica . Por ejemplo, cuando el material carbonáceo se expone a presión súper-atmosférica en lugar de un recipiente, el enfriamiento durante el segundo tiempo puede ocurrir dentro del recipiente, y posterior enfriamiento puede ocurrir fuera del recipiente, o dentro del recipiente pero después de que el interior del recipiente se expone a condiciones atmosféricas. El segundo tiempo puede ser por ejemplo tiempo suficiente para enfriar el material carbonáceo a una. temperatura que permite el mantenimiento de la integridad estructural del material carbonáceo. En un ejemplo adicional, el segundo tiempo puede ser suficiente para enfriar el material carbonáceo a una temperatura especificada por requerimientos de seguridad que afectan una reducción en la probabilidad de la combustión espontánea del material carbonáceo .

En ciertos aspectos aquí descritos, puede proporcionarse material carbonáceo y circundarse por una atmósfera a una primera presión. Después, el material carbonáceo puede ponerse en contacto con Un gas suficiente en cantidad para mantener la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda presión mayor que la primera presión. Después, el material carbonáceo puede ser irradiado con radiación de microondas por una primera vez, suficiente para reducir el por ciento en peso del agua en el material carbonáceo, de esta manera calentando la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una primera temperatura. Después, el material carbonáceo puede enfriarse para un segundo tiempo suficiente para reducir la temperatura de la atmósfera que circunda el material carbonáceo menor que aproximadamente 93.3°C (aproximadamente 200°F) . Después, la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo puede reducirse a cuando más la primera presión.

En aspectos adicionales aguí descritos, el enfriamiento del material carbonáceo durante el segundo tiempo puede lograrse por contacto del material carbonáceo con agua líquida. En aspectos aún adicionales aquí descritos que comprenden calentar con radiación de microondas, el calentamiento puede lograrse adicionalmente al calentar con un medio de convección tal como vapor, u otros gases tales como aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno o sus mezclas. El calentamiento también puede lograrse adicionalmente al exponer el material carbonáceo a un líquido, tal como agua o hidrocarburos líquidos, o medio de fluido supercrítico, tal como dióxido de carbono. Cuando se logra calentamiento, al menos en parte, por radiación de microondas, cualquier forma de radiación de microondas capaz de calentar material carbonáceo, o un medio en contacto con material carbonáceo, puede emplearse.

En ciertos aspectos aquí descritos, la primera temperatura refleja solo una temperatura a la cual puede calentarse el material carbonáceo con al menos en parte radiación de microondas . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede ser de al menos aproximadamente 121°C (aproximadamente 250°F) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede ser al menos aproximadamente 204°C (aproximadamente 400°F) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede ser cuando más aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 1000°F) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede estar en el intervalo de aproximadamente 121 a aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 250°F a aproximadamente 1000 °F) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede estar en el intervalo de aproximadamente 204 a aproximadamente 399°C (aproximadamente 400 a aproximadamente 750°F) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la primera temperatura puede estar en el intervalo de aproximadamente 260 a aproximadamente 361°C (aproximadamente 500 a aproximadamente 700°F) . Por ejemplo, la primera temperatura puede ser de 315.6°C (600°F) .

El medio en el que el material carbonáceo se mantiene durante calentamiento y enfriamiento puede ser un medio fluido, tal como un medio de gas, líquido o fluido supercrítico . En ciertos aspectos aquí descritos, el medio se somete a presión. La segunda presión representa cuando menos una presión en la cual el material carbonáceo se mantiene durante calentamiento. En ciertos aspectos aquí descritos, lá segunda presión es al menos aproximadamente 103 kPa man. (aproximadamente 15 psig) . En aspectos adicionales aquí descritos, la segunda presión es al menos aproximadamente 2758 kPa man. (aproximadamente 400 psig) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda presión es cuando más aproximadamente 2758 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) . En aspectos aún adicionales aquí descritos, la segunda presión está en el intervalo de aproximadamente 103 a aproximadamente 2758 kPa man. (aproximadamente 15 a aproximadamente 1000 psig) . Todavía en otro aspecto aquí descrito, la segunda presión está en el intervalo de aproximadamente 2758 a aproximadamente 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) . Por ejemplo, la segunda presión puede ser de 4137 kPa man. (600 psig) .

En ciertos aspectos aquí descritos, la primera presión puede representar al menos una presión a la cual se expone el material carbonáceo antes de calentamiento, con al menos en parte, radiación de microondas . En aspectos adicionales aquí descritos, la tercera presión puede representar al menos una presión a la cual se expone el material carbonáceo después de enfriamiento. Por ejemplo, la primera presión puede ser aproximadamente la presión atmosférica. Por ejemplo, la segunda presión puede ser mayor que la primera presión. Por ejemplo, la tercera presión puede ser aproximadamente la presión atmosférica. Por ejemplo, la tercera presión puede ser mayor que la segunda presión. En aspectos aún adicionales aguí descritos, la primera, segunda o tercer presiones pueden variarse durante el curso de la mejora. Por ejemplo, la tercera presión puede variarse durante el segundo tiempo.

En ciertos aspectos aquí descritos, el primer tiempo refleja al menos un tiempo durante el cual el material carbonáceo se calienta, al menos en parte con radiación de microondas. El material carbonáceo puede calentarse durante otros tiempos además del primer tiempo. En ciertos aspectos aquí descritos, el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos. En aspectos adicionales aquí descritos, el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 25 minutos. Por ejemplo, el primer tiempo puede ser de aproximadamente 20 minutos.

En aspectos adicionales aquí descritos, el segundo tiempo refleja al menos un tiempo durante el cual se enfría el material carbonáceo. Después de calentamiento al menos en parte por radiación de microondas, el material carbonáceo puede enfriarse por ejemplo al bañar con agua líquida. El material carbonáceo también puede enfriarse por exposición a cualquier medio convectivo de enfriamiento, tal como de gas, líquido o fluido supercrítico . Por ejemplo, el material carbonáceo puede estar contenido en un gas a presión durante enfriamiento y al menos en parte enfriado por gas a presión. Por ejemplo, el gas puede ser aire, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, gases inertes o sus mezclas. El segundo tiempo puede ser por ejemplo tiempo suficiente para enfriar el material carbonáceo a una temperatura que permite mantener la integridad estructural del material carbonáceo. En un ejemplo adicional, el segundo tiempo puede ser suficiente para enfriar el material carbonáceo a una temperatura especificada por requerimientos de seguridad que efectúan una reducción en la probabilidad de combustión espontánea del material carbonáceo .

Materiales carbonáceos pueden mejorarse por los métodos aquí descritos. Materiales carbonáceos tratados por los métodos aquí descritos pueden tener propiedades deseables o convenientes, tales como menores contenidos de agua, azufre, arsénico, sodio, , cloruros, mercurio u otros constituyentes, incluyendo pero no limitados a constituyentes indeseables. Como resultado, materiales carbonáceos mejorados por los métodos aquí descritos pueden tener superiores valores de calentamiento, densidad de energía, y pueden reducir los efectos de contaminación provocada por combustión o de otra forma mayor procesamiento de materiales carbonáceos. Composiciones que comprenden materiales carbonáceos, mejorados por los métodos aquí descritos pueden incluir por ejemplo carbón sub-bituminoso , o cualquier otro material carbonáceo aquí descrito.

SISTEMAS Los métodos aquí descritos opcionalmente pueden implementarse utilizando los sistemas aquí descritos. Igualmente, los sistemas aquí descritos pueden ser capaces de implementar los métodos aquí descritos, además de otros métodos, dentro de los límites de los sistemas aquí descritos. Los sistemas aquí descritos pueden comprenderse mejor con referencia a ciertas figuras meramente ejemplares.

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema ejemplar 100 capaz de mejorar materiales carbonáceos . El sistema 100 puede incluir un procesador 102 para reducir el contenido de agua en el material carbonáceo. El procesador 102 puede ser capaz de aceptar como alimentación, un material carbonáceo y proporcionar como salida, material carbonáceo que se ha mejorado por el procesador. El procesador 102 también puede ser adecuado para reducir adicionales constituyentes en el material carbonáceo, incluyendo pero no limitados a azufre, arsénico, sodio, ' cloruros y mercurio así. como sus combinaciones .

El procesador 102 puede por ejemplo comprender un recipiente. El procesador 102 por ejemplo puede comprender un recipiente capaz de soportar presión súper-atmosférica . El procesador 102 puede por ejemplo comprender un autoclave. El procesador 102 puede ser.de cualquier tamaño necesario para procesar una cantidad deseada dé material carbonáceo . Por ejemplo, el procesador 102 puede ser un procesador a escala de laboratorio, capaz por ejemplo de procesar varios gramos o varios kilogramos de material carbonáceo a la vez. En un ejemplo adicional, el procesador 102 puede ser un procesador a escala piloto, por ejemplo capaz de procesar varios kilogramos o varias toneladas de material carbonáceo, por ejemplo una tonelada de carbón, a la vez. En un aspecto aún adicional, el procesador 102 puede ser un procesador a escala industrial, capaz por ejemplo de procesar varias toneladas de material carbonáceo, por ejemplo aproximadamente 60 toneladas de carbón por hora. Por ejemplo, el procesador 102 puede ser capaz de procesar al menos aproximadamente 20 toneladas de carbón a la vez. Por ejemplo, el procesador 102 puede ser capaz de procesar varios lotes de carbón tales como tres lotes de carbón, totalizando al menos aproximadamente 60 toneladas de carbón por hora.

El procesador puede diseñarse para mejorar material carbonáceo mientras que gasta eficientemente energía. Por ejemplo, el procesador puede ser capaz de mejorar cada 0.454 kg (Ib) de material carbonáceo en donde el material carbonáceo es carbón, por menos de aproximadamente 126 Kcal (500 BTU) .

El procesador 102 puede construirse de cualquier material adecuado para procesar materiales carbonáceos . Por ejemplo, cuando el procesador 102 es un recipiente a presión, el procesador puede construirse de un material adecuado para soportar presiones súper-atmosféricas . En un ejemplo adicional, el procesador 102 puede construirse de acero o acero al carbón. En un ejemplo aún adicional, el procesador 102 puede construirse de acero inoxidable. Ciertos materiales pueden ser más convenientes que otros, a fin de proporcionar resistencia a corrosión, resistencia a presión física y resistencia a asalto químico y térmico.

El procesador 102 puede incluir un mecanismo de alimentación/salida 104 para provocar que el material carbonáceo entre y salga del procesador 102. En algunos aspectos aquí descritos, el. mecanismo de alimentación/salida 104 puede reflejar carga del procesador 102 con material carbonáceo y descarga de este. La carga y descarga del procesador 102 pueden lograrse por técnicas manuales o técnicas mecanizadas. Técnicas manuales pueden incluir por ejemplo con palas, transporte, suministro y semejantes. Por ejemplo, en un procesador a escala de laboratorio 102, el mecanismo de alimentación/salida 104 puede representar una canasta que puede colocarse en el procesador 102 y posteriormente retirarse del procesador 102. Cuando, el procesador 102 es un recipiente, el mecanismo de alimentación/salida puede operar a través de una o más puertas, escotillas o esclusas en el recipiente.

En un procesador a escala industrial 102, el mecanismo de alimentación/salida 104 puede representar una técnica mecanizada para carga y descarga. Por ejemplo, el mecanismo de alimentación/salida 104 puede representar un transporte mecanizado para mover material carbonáceo dentro y fuera del recipiente. Por ejemplo, el mecanismo de alimentación/salida 104 puede representar un transporte con riel o con rieles o un carrito móvil, o una banda transportadora para mover el material carbonáceo dentro y fuera del recipiente.

El transporte con rieles, reflejado por el mecanismo de alimentación/salida 104, por ejemplo puede ser un transporte con rieles aéreo, o puede ser un transporte con rieles colocado en el piso. El transporte con rieles puede incluir por ejemplo uno, dos o más rieles. El transporte con rieles puede incluir un mecanismo de propulsión. El mecanismo de propulsión puede ser externo al transporte tal como propulsión, manual, propulsión con animales, por ejemplo caballos de arrastre, bueyes, camellos, elefantes o muías, o propulsión impulsada por motor, en la forma por ejemplo de una locomotora, cargador de patín o tractor. El transporte con rieles por ejemplo puede ser un monorriel colocado ya sea en el piso o dispuesto en el aire. El transporte puede comprender carros, canastas, carretillas o góndolas capaces de transportar el material carbonáceo, y correr sobre un riel o rieles .

El procesador 102 puede ser capaz de aceptar alimentaciones y proporcionar salidas a través de corrientes del proceso en general. En algunos aspectos aquí descritos, una alimentación 106 puede proporcionarse al procesador 102. La alimentación 106 puede suministrar por ejemplo medio de calentamiento tal como vapor. La alimentación 106 puede representar una corriente de ' proceso, tubería o línea conectada al procesador 102. La alimentación 106 puede adaptarse para manejar vapor, incluyendo vapor de alta temperatura y alta presión. Por ejemplo, la alimentación 106 puede ser capaz de suministrar vapor a presiones de hasta aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig) y a temperaturas de. hasta aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 1000°F) . Cuando el procesador 102 comprende un recipiente, la alimentación 106 por ejemplo puede comprender una tubería o tubo conectado al recipiente a través de una compuerta que admite vapor al interior del recipiente. El vapor puede suministrarse al procesador 102 por la alimentación 106 a fin de proporcionar un medio de calentamiento así como una atmósfera a presión dentro de la cual puede mejorarse al material carbonáceo. El vapor puede suministrarse a través de una compuerta, adaptarse por ejemplo a un múltiple adaptado para distribuir o esparcir vapor a través del interior del recipiente .

En aspectos adicionales aquí descritos, una alimentación 108 puede proporcionarse al procesador 102. La alimentación 108 puede suministrar por ejemplo medio de enfriamiento tal como agua líquida. La alimentación 108 puede representar una corriente de proceso, tubería o línea conectada al procesador 102. Cuando el procesador 102 comprende un recipiente, la alimentación 108 por ejemplo puede comprender una tubería conectada al recipiente a través de una compuerta que admite agua, o soluciones que comprenden agua, al interior del recipiente. La alimentación 108 puede adaptarse para manejar agua de diversas temperaturas y presiones, y puede construirse de materiales adecuados para resistencia a presiones físicas y químicas aplicadas por el agua u otros constituyentes transportados por el agua. El agua puede suministrarse al procesador 102 por la alimentación 108 a fin de proporcionar un medio de enfriamiento, así como medios para lavar o enjuagar los contenidos del procesador 102, incluyendo pero no limitados a materiales carbonáceos . El agua puede suministrarse a través de una compuerta adaptada por ejemplo a un múltiple adaptado para distribuir, rociar o regar agua en el interior del recipiente.

En aspectos aun adicionales aquí descritos, una alimentación 110 puede proporcionarse al procesador 102. La alimentación 110 puede suministrar, por ejemplo medio a presión, tal como gas. La alimentación 110 puede representar una corriente de proceso, tubería o línea conectada al procesador 102. Cuando el procesador 102 comprende el recipiente, la alimentación 110 por ejemplo puede comprender una tubería conectada al recipiente a través de una compuerta que admite gas al interior del recipiente. La alimentación 110 puede adaptarse para manejar gas comprimido, incluyendo gas a presión, a presiones súper-atmosféricas . Por ejemplo, la alimentación 110 puede ser capaz de suministrar gases a presiones de hasta aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) . Los gases pueden suministrarse al procesador 102 por la alimentación 110 a fin de proporcionar un medio a presión así como un medio para calentar o enfriar materiales carbonáceos. El gas puede suministrarse a una compuerta adaptada por ejemplo a un múltiple adaptado para distribuir gas a través del interior del recipiente, incluyendo por ejemplo suministro a través de una o más válvulas de expansión.

En aspectos aún adicionales aquí descritos, el procesador 102 puede arrojar sus contenidos a través de cualquier medio conveniente. Por ejemplo, pueden liberarse gases a través de ventilaciones, válvulas o compuertas ya sea en tuberías, líneas, corrientes o ductos o a la atmósfera. Los gases también pueden liberarse a través de una o más puertas o escotillas en el procesador 102. Además, líquidos y. otros fluidos pueden liberarse a través de drenes, compuertas o válvulas colocadas en cualquier ubicación en el procesador 102, incluyendo la tapa, lados o fondo. Por ejemplo, pueden liberarse líquidos a través de uno o más compuertas en el fondo del procesador 102, y el procesador 102 puede diseñarse para provocar que fluyan líquidos a una o más compuertas en el fondo del procesador 102.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema ejemplar 200 capaz de mejorar materiales carbonáceos.

El sistema 200 puede incluir un procesador 102 para reducir el contenido de agua en el material carbonáceo . Cualquiera o todas las características del sistema ejemplar 100 pueden incorporarse en el sistema ejemplar 200. El procesador 102 puede aceptar una alimentación de material carbonáceo a través de algún mecanismo de alimentación 202. Cualquiera de los mecanismos anteriormente mencionados para mover el material carbonáceo, incluyendo los mecanismos de alimentación/salida 104, pueden implementarse en el mecanismo de alimentación 202. Por ejemplo, puede introducirse material carbonáceo al procesador 102 mediante un transporte con rieles, tal como un transporte con rieles aéreo, tal como una canasta, carretilla, vagoneta o góndola, que cuelga de un riel aéreo. En un ejemplo adicional, el transporte con riel comprende un riel y un carrito móvil sobre el riel . En un aspecto aún adicional, el transporte con rieles comprende un riel, una cabeza móvil sobre el riel y un carrito, que cuelga de la cabeza para transportar el material carbonáceo.

Un procesador 102 puede configurarse con una o más compuertas para mover fluidos dentro y fuera del procesador 102, en donde estas compuertas por ejemplo pueden conectarse a otras unidades por corrientes, tuberías, líneas, ductos, tubos y semejantes. Por ejemplo, una corriente 204 puede proporcionarse para transportar fluidos dentro y fuera del procesador 102. La corriente 204 puede representar tuberías, líneas, ductos, tubos u otros medios para transporte de fluidos. La corriente 204 puede diseñarse, mediante válvulas tales como válvulas de retención, u otras técnicas, para permitir alimentaciones al procesador 102. La corriente 204 también puede diseñarse por medios similares para permitir salidas del procesador. La corriente 204 también puede diseñarse para movimiento en dos vías. Por ejemplo, la corriente 204 puede representar una corriente que transporta vapor, agua, gases u otros líquidos, u otros fluidos tales como dióxido de carbono supercrítico . Por ejemplo, la corriente 204 puede comprender un tubo capaz de soportar presión súper-atmosférica . Por ejemplo, la corriente 204 puede construirse de acero o acero inoxidable y puede ser capaz de soportar aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) .

La corriente 204 puede en algunos casos estar conectada a un tanque de recuperación de energía 206. El tanque de recuperación de energía puede aceptar alimentaciones de la corriente 204, puede proporcionar salidas a la corriente 204 y por ejemplo puede aceptar alimentaciones de una o más corrientes adicionales, o proporcionar salidas a una o más corrientes adicionales . El tanque de recuperación de energía 206 puede ser un recipiente capaz de retener fluidos, incluyendo gases líquidos y fluidos supercríticos . Los fluidos también pueden tener sólidos atrapados en ellos. En algunos aspectos aquí descritos, los fluidos sostenidos o retenidos por el tanque de recuperación de energía 206 pueden estar a presión. Por ejemplo, el tanque de recuperación de energía 206 puede retener vapor a presión súper-atmosférica . Por ejemplo, el tanque de recuperación de energía 206 puede contener vapor a una presión de hasta aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig)..

El tanque de recuperación de energía 206 por ejemplo puede tener adicionales compuertas colocadas sobre el fondo o lados del tanque de recuperación de energía 206 para permitir retirar líquidos, incluyendo sólidos atrapados dentro de los líquidos. El tanque de recuperación de energía 206 puede por ejemplo tener adicionales compuertas colocadas sobre las paredes del tanque de recuperación de energía 206 para permitir eliminación o adición de gases. El tanque de recuperación de energía 206 puede construirse de materiales adecuados para retener fluidos, incluyendo fluidos corrosivos, a presiones o temperaturas elevadas, incluyendo presiones de hasta aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig) o temperaturas de hasta aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 1000°F) . Por ejemplo, el tanque - de recuperación de energía 206 puede ser construido de acero o acero inoxidable.

El procesador 102, la corriente 204 y el tanque de recuperación de energía 206 pueden operarse en concierto de manera tal que la corriente 204 proporciona un mecanismo para comunicar fluidos y energía entre el procesador 102 y el tanque de recuperación de energía 206. Por ejemplo, si el procesador 102 contiene un gas a presión, y el gas se deja que pase a través de la corriente 204, el gas puede entonces llenar el tanque de recuperación de energía 206. Por ejemplo, si el procesador 102 contiene líquidos, los líquidos pueden drenar o ser forzados por presión del procesador 102, pasar a través de la corriente 204 y entrar al tanque de recuperación de energía 206. Por ejemplo, si el procesador 102 contiene un fluido caliente, este fluido se puede dejar que pase a través de la corriente 204 y entre al tanque de recuperación de energía 206, de esta manera transfiriendo la energía del fluido caliente desde el procesador 102 al tanque de recuperación de energía 206. En un ejemplo adicional, el fluido que pasa del procesador 102 al tanque de recuperación de energía 206, puede incluir una mezcla de cualesquiera líquidos, gases y sólidos atrapados en los líquidos o gases, o fluidos supercríticos tales como dióxido de carbono supercrítico .

Igualmente, comunicación similar entre el procesador 102 y el tanque de recuperación de energía 206 a través de la corriente 204, puede efectuarse en la dirección opuesta, al permitir que gases líquidos u otros fluidos pasen desde el tanque de recuperación de energía 206 al procesador 102. Esta comunicación puede suceder en secuencia. Por ejemplo, un fluido a presión puede almacenarse en el procesador 102. Después, el fluido a presión puede dejarse que pase a través de la corriente 204, por ejemplo al abrir una válvula. Después, el fluido a presión puede entrar al tanque de recuperación de energía 206 y el tanque de recuperación de energía puede subsecuentemente ser sellado de la corriente 204, por ejemplo al cerrar una válvula. En un ejemplo adicional, este proceso puede invertirse, al abrir entonces una válvula que permite al fluido a presión salir del tanque de recuperación de energía 206, pasar a través de la corriente 204 y volver a entrar al procesador 102.

Similar a la alimentación 202 con respecto a la salida 208, cualquiera de los mecanismos anteriormente mencionados para desplazar material carbonáceo, incluyendo los mecanismos de alimentación/salida 104, pueden implementarse en la salida 208. Por ejemplo, puede proporcionarse material carbonáceo del procesador 102 mediante un transporte con riel o con rieles, tal como un transporte con rieles aéreos, tal como una canasta, carretilla o vagoneta o góndola que cuelga desde un riel aéreo. Como con los mecanismos de alimentación/salida 104, no es necesario que el material carbonáceo entre y salga del procesador 102 por diferentes medios o los mismos medios. Por ejemplo, el procesador 102 puede comprender una escotilla, dos escotillas o más escotillas, y el o los mecanismos de alimentación/salida pueden operar a través de una o más de estas escotillas.

La Figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema ejemplar 300 capaz de mejorar materiales carbonáceos . El sistema 300 puede incluir un procesador 102 para reducir el contenido de agua en el material carbonáceo . Cualquiera o todas las características del sistema ejemplar 100 o el sistema ejemplar 200 pueden incorporarse en el sistema ejemplar 300. Por ejemplo, las corrientes 106, 108, 110, y 204 pueden incorporar cualquiera o todas las características y ejemplos anteriormente mencionados adjudicados o adscritos a aquellos o similares componentes. Igualmente, el tanque de recuperación de energía 206 puede, en el contexto del sistema ejemplar 300, incorporar cualquiera y todas las características anteriormente mencionadas .

El sistema ejemplar 300 puede incorporar adicionales corrientes para mover sólidos, líquidos, gases y mezclas de estos materiales que representan flujos de múltiples fases, a través del sistema. Por ejemplo, la corriente 302 puede proporcionar material carbonáceo al sistema 300. El material carbonáceo puede proporcionarse en lotes o en forma continua. Por ejemplo, el material carbonáceo puede proporcionarse en lotes suministrados por camiones, carritos, vagones, carretillas, góndolas, vagones ferroviarios, canastas, sacos o cualquier otro método apropiado para suministrar lotes de material sólido o semisólido. Por ejemplo, el material carbonáceo puede proporcionarse en forma continua por ejemplo suministrado por banda transportadora, transporte de sólidos fluidizados, banda sin fin, u otros medios de transporte continuo de sólidos o semisólidos. La corriente 302 puede representar cualquiera de los métodos anteriormente mencionados para suministrar el material carbonáceo.

La corriente 302 puede proporcionar material carbonáceo a un pre-procesador 304. El pre-procesador 304 puede implementarse para procesar, tratar o mejorar el material carbonáceo antes de entrar al procesador 102. Por ejemplo, el pre-procesador 304 puede: clasificar partículas de material carbonáceo; dimensionar partículas de material carbonáceo; triturar partículas de material carbonáceo; humectar partículas de material carbonáceo; secar partículas de material carbonáceo; tamizar partículas de material carbonáceo; irradiar partículas de material carbonáceo; desmenuzar partículas de material carbonáceo; deshidratar partículas de material carbonáceo; exponer partículas de material carbonáceo a gases, líquidos o fluidos supercríticos ; calentar partículas de material carbonáceo; enfriar partículas de material carbonáceo y semejantes. En ejemplos adicionales, el material carbonáceo puede estar presente en formas diferentes a partículas. Por ejemplo, los materiales carbonáceos pueden proporcionarse en un fango, en un polvo o en una gran masa. Cualquiera de los tratamientos anteriormente mencionados así como sus combinaciones, pueden aplicarse a materiales carbonáceos en otras formas por el pre-procesador 304.

En aspectos adicionales aquí descritos, el pre-procesador 304 es un triturador. Un triturador puede emplearse para procesar material sólido, desmenuzar el material y de esta manera reducir el tamaño de las partículas de material. Por ejemplo, cuando el material carbonáceo es carbón de cierto tamaño, por ejemplo partículas de 5.08 cm (2 in) , el triturador puede reducir el tamaño de las partículas de carbón a un tamaño menor, por ejemplo un tamaño en el intervalo de polvo fino a aproximadamente 30.48 cm (12 in) , por ejemplo partículas de 2.54 cm (1 in) , partículas de 19.05 mm (3/4 de in) , partículas de 12.7 mm (1/2 in) , partículas de 6.35 mm (1/4 de in) o partículas de 3.18 mm (1/8 in) . Los trituradores pueden operarse para producir partículas sólidas esencialmente con cualquier tamaño deseado. Los trituradores pueden operar a través de una variedad de medios incluyendo rodillos, rectificadores, molinos y semejantes. El triturado por ejemplo puede ser conveniente para exponer más superficies del material carbonáceo para exponer los fluidos de trabajo de los aspectos adicionales de los sistemas y métodos aquí descritos. Por ejemplo, el triturar materiales carbonáceos puede facilitar el lavar azufre de las superficies expuestas del material carbonáceo.

En aspectos adicionales aquí descritos, el pre-procesador 304 puede ser un tamiz o una criba neumática. Tamices y cribas en general son equipos de proceso diseñados para separar o clasificar partículas sólidas. Los tamices y cribas pueden basarse por ejemplo en gravedad, agitación, un fluido de trabajo, o sus combinaciones. Una criba neumática puede comprender una criba en donde un fluido de trabajo que comprende aire, se utiliza para facilitar la operación de la criba. Por ejemplo, una criba neumática puede comprender una o más superficies, por ejemplo una banda transportadora o serie de placas, que comprenden poros de diversos tamaños'. Las superficies pueden moverse, agitarse, o exponerse a aire en movimiento, para facilitar el movimiento de material carbonáceo a través y por las superficies.

Por ejemplo, cuando el material carbonáceo representa una distribución de cierto tamaño de partículas, la distribución de tamaño de poros en las superficies puede seleccionarse para separar partículas finas de partículas gruesas. De esta manera, por ejemplo partículas de carbón, pueden separarse de partículas de carbón más grandes. Esta separación de tamaño de partículas puede lograrse por un tamiz o por una criba neumática. En algunos casos, puede ser conveniente el pasar finos de carbón al procesador 102, pero en otros casos puede no serlo, dependiendo de la mejora deseada y el diseño específico del equipo de transporte de. carbón y el procesador 102. El fluido de trabajo en la criba neumática también pueden emplease para calentar, enfriar, secar o cepillar las superficies de material carbonáceo.

Por ejemplo, una criba neumática puede comprender un lecho que está en una inclinación, en donde el lecho puede vibrar para provocar que el material carbonáceo se mueva descendiendo por la inclinación. Además de este ejemplo, puede pasar aire a través del material, y el material puede entonces clasificarse por densidad como material más ligero que vuela más alto que el material más pesado. La criba neumática por ejemplo puede ser conveniente para separar piritas del material carbonáceo.

En aspectos adicionales aquí descritos, el pre-procesador 304 puede ser una criba húmeda. Una criba húmeda puede comprender una criba en donde un fluido de trabajo que comprende agua o una solución de agua y diversos componentes, se utiliza para facilitar la operación de la criba. Por ejemplo, el fluido de trabajo puede comprender agua y peróxido de hidrógeno. Por ejemplo, el fluido de trabajo puede comprender agua que atrapa partículas sólidas . Una criba húmeda puede comprender una o más superficies, por ejemplo una banda transportadora o serie de placas, que comprenden poros de diversos tamaños . Las superficies pueden moverse, agitarse o exponerse a fluidos en movimiento incluyendo líquidos, tales como agua y gases, para facilitar el movimiento de material carbonáceo a través de y por las superficies. Por ejemplo, cuando el material carbonáceo representa una cierta distribución de tamaño de partículas, la distribución de tamaño de poros en las superficies puede seleccionarse para separar partículas finas de partículas gruesas. De esta manera, por ejemplo finos de carbón pueden separarse de partículas más grandes de carbón.

Adicionales aspectos de una criba húmeda incluyen humectación, lavado, baño o enjuague del material carbonáceo. Componentes del material carbonáceo pueden de esta manera transportarse por el fluido de trabajo. Por ejemplo, cuando el material carbonáceo es carbón, y el fluido de trabajo es agua, la criba húmeda puede efectuar una limpieza de la superficie del carbón, transportando por ejemplo azufre y cenizas . Adicionales aspectos de una criba húmeda incluyen calentamiento o · enfriamiento del material carbonáceo con el fluido de trabajo. Por ejemplo, la criba húmeda puede no solo clasificar el material carbonáceo, también puede lavar el material carbonáceo y también puede pre-calentar el material carbonáceo. Por ejemplo, el agua empleada en la criba húmeda puede estar en un intervalo de temperaturas entre aproximadamente 37.8 y 93.3°C (aproximadamente 100 y aproximadamente 200°F) .

En adicionales aspectos aquí descritos, el pre-procesador 304 puede ser una centrífuga. El material carbonáceo puede ser, en algunos aspectos aquí descritos, húmedo. El material carbonáceo puede ser inherentemente húmedo, como en el caso por ejemplo de turba. El material carbonáceo puede haber sido humectado por otras etapas de pre-procesamiento, por ejemplo un lavado o etapa de pre-calentamiento húmedo. El material carbonáceo puede también haberse humedecido debido á exposición a condiciones ambiente húmedas, por ejemplo lluvia.

Sin embargo, material carbonáceo húmedo puede no ser deseado para utilizar en las otras unidades de mejora, incluyendo el procesador 102. Por ejemplo, cuando el procesador 102 calienta el material carbonáceo, el calentamiento de agua en exceso en la superficie del material carbonáceo puede desperdiciar energía térmica. De esta manera, el pre-procesador 304 puede incluir el secar el material carbonáceo. La reducción de la humedad superficial del material carbonáceo puede entre otros efectos, limitar la cantidad de material carbonáceo a calentarse en el procesador 102, de esta manera reduciendo el gasto de energía. Durante el proceso de secado, y dependiendo de la naturaleza del proceso, el carbón también puede estar frío.

Por ejemplo, el pre-procesador 304 puede ser una centrífuga. Una centrífuga puede diseñarse como un proceso por lotes o continuo, en configuración vertical u horizontal, y puede operarse a diversas velocidades para extraer diferentes cantidades de agua dependiendo de la mejora deseada. Por ejemplo puede ser una centrífuga vibratoria.

En aspectos aún adicionales aquí descritos, el pre-procesador 304 es una combinación de operaciones unitarias incluyendo por ejemplo una criba húmeda y una centrífuga. Un ejemplo adicional de un pre-procesador 304 es una combinación de una criba neumática, una criba húmeda y una centrífuga. Un ejemplo adicional de un pre-procesador 304 es una combinación de un triturador, una criba neumática, una criba húmeda y una centrífuga. El pre-procesador 304 puede proporcionar efectos deseables al retirar ciertos constituyentes del material carbonáceo antes de exposición al procesador 102. Por ejemplo, al retirar ceniza y piritas, la energía requerida no requiere ser gastada en el procesador 102 calentando estos constituyentes.

El pre-procesador 304 puede proporcionar material carbonáceo, así como otras salidas, para uso posterior en el sistema 300. Igualmente, el pre-procesador 304 puede requerir ciertas alimentaciones. Por ejemplo, cuando el pre-procesador 304 es una criba húmeda, el pre-procesador 304 puede requerir una alimentación de fluido de trabajo, por ejemplo agua y puede producir una salida de agua. Entre las salidas contempladas del pre-procesador 304 por ejemplo está la corriente 306 , que proporciona material carbonáceo que se ha procesador por el pre-procesador 304 . Como con la corriente 302 , la corriente 306 puede representar una variedad de mecanismos para transportar material carbonáceo incluyendo medios continuos .

La corriente 306 puede proporcionar material carbonáceo al cargador 308 . El cargador 308 puede convertir los medios de transporte representados por la corriente 306 en los medios de transporte representados por la alimentación 202 . Por ejemplo, cuando el material carbonáceo se mueve a través de la corriente 306 mediante una banda transportadora, y cuando el material carbonáceo se mueve por la alimentación 202 mediante el transporte con riel o rieles, el cargador 308 puede aceptar el material carbonáceo de la banda transportadora y cargarlo al transporte con riel . Por ejemplo, el transporte con riel puede comprender carritos capaces de contener material carbonáceo . El cargador por ejemplo puede comprender personas con palas que mueven el material carbonáceo desde la salida de la banda transportadora a los carros. En un ejemplo adicional, la banda transportadora puede depositar el material carbonáceo en una o más tolvas capaces de guiar al material, carbonáceo en los carritos. En un ejemplo adicional, una máquina tal como cargador de cubos puede emplearse para colocar el material carbonáceo en los carros .

Las corrientes 302 y 306 y la alimentación 202 pueden operar en concierto con el pre-procesador 304, cargador 308 y procesador 102. Por ejemplo, la corriente 302 puede proporcionar el material carbonáceo, por ejemplo carbón al pre-procesador 304. El pre-procesador 304 puede tratar, procesar o mejorar el material carbonáceo en cualquiera de las formas anteriormente mencionadas. La corriente 306 puede entonces proporcionar el material carbonáceo el cargador 308. El cargador 308 puede entonces cargar el material carbonáceo en el mecanismo de alimentación 202, por ejemplo un transporte con rieles que comprende un carro. El mecanismo de alimentación 202 puede entonces proporcionar el material carbonáceo al procesador, en donde puede ser procesado por ejemplo de acuerdo con la descripción del sistema 200.

Todas las características y aspectos del sistema 200, procesador 102, y tanque de recuperación de energía 206 pueden incorporarse en el sistema 300. En el contexto del sistema 300, por ejemplo, el procesador 102 puede operar en forma diferente debido a la incorporación del pre-procesador 304. Por ejemplo, cuando el pre-procesador 304 logra pre-calentamiento del material carbonáceo, el procesador 102 puede proporcionar menos calor que el que de otra forma se requeriría para mejora conveniente.

El procesador 102 puede proporcionar material carbonáceo a la salida 208, en donde la salida 208 puede tener por ejemplo cualquiera o todas las características aquí descritas. La salida 208 puede proporcionar material carbonáceo a un descargador 310. El descargador 310 puede, en una forma similar pero inversa al cargador 308, proporcionar una transición entre el mecanismo de salida 208 y adicionales medios para transporte de los materiales carbonáceos a otros aspectos del sistema 300. Por ejemplo, el descargador 310 puede recibir carros de material carbonáceo, por ejemplo carbón, movidos por transporte con rieles. El descargador 310 puede por ejemplo descargar el transporte con rieles mediante palas manuales, mediante palas mecánicas o sacar con cuchara, descargar o vaciar a través de uña o más aberturas por ejemplo en carritos del transporte con rieles. El descargador 310 puede proporcionar el material carbonáceo a medios continuos para transporte de material carbonáceo, tal como un mecanismo de banda transportadora o sinfín. El descargador 310 puede proporcionar el material carbonáceo a medios adicionales para transporte de material carbonáceo tales como camiones, vagones y semejantes.

Habiéndose proporcionado por el descargador 310, el material carbonáceo puede ser adicionalmente procesado, mejorado o tratado por ejemplo por cualquiera o todos los componentes del sistema aquí discutidos. Por ejemplo, el descargador 310 puede proporcionar material carbonáceo, en forma directa o indirecta, a una centrífuga 312. El material carbonáceo puede, en algunos aspectos aquí descritos estar húmedo. Después de residencia en el procesador 102, el material carbonáceo aún puede estar húmedo. Por ejemplo, el procesador 102 puede exponer el material carbonáceo a un medio líquido, por ejemplo un baño de agua. Por ejemplo, el procesador 102 puede calentar el material carbonáceo, o calentar el material carbonáceo bajo presión, y de ésta manera forzar humedad del interior del material carbonáceo al exterior del material carbonáceo.

Además, el material carbonáceo puede estar inherentemente húmedo, como en el caso por ejemplo de turba. El material carbonáceo puede haber sido humectado por otras etapas de pre-procesamiento, por ejemplo una etapa de lavado o pre-calentamiento húmedo. El material carbonáceo puede haberse humectado debido a exposición a condiciones húmedas ambiente, por ejemplo lluvia. Sin embargo, el material carbonáceo húmedo puede no ser deseable para uso en las otras unidades de mejora, o para uso en venta comercial, transporte, combustión o procesamiento químico. Por ejemplo, cuando el material carbonáceo es un combustible, y el material carbonáceo debe ser transportado, cualquier exceso de humedad superficial puede incrementar el costo de transporte. De esta manera, la centrífuga 312 puede proporcionarse para retirar agua del material carbonáceo. Una centrífuga puede diseñarse como un proceso por lotes o continuo, en configuración vertical u horizontal, y puede operarse a diversas velocidades para extraer diferentes cantidades de agua dependiendo de la mejora deseada.

El material carbonáceo puede proporcionarse por la centrífuga 312 a un post-procesador 314. El material carbonáceo puede transferirse entre la centrífuga 312 y el post-procesador 314 por cualquiera de las . anteriormente mencionadas corrientes, alimentaciones, salidas y mecanismos de transporte. El post-procesador 314 puede incluir por ejemplo un secador de aire o un aplicador de revestimiento. Un secador de aire puede proporcionar aire caliente o seco que puede pasar sobre el material carbonáceo y secar adicionalmente su exterior. Un aplicador de revestimiento puede proporcionar el material carbonáceo con un producto químico, solución o material para revestir el material carbonáceo. El revestimiento puede aplicarse por rocío, sumergido, baño y semejantes. El revestimiento puede por ejemplo comprender un tratamiento para reducir la probabilidad de combustión espontánea. En ejemplos adicionales, el revestimiento puede suprimir fuegos, o el revestimiento puede reducir la formación de polvo. El revestimiento por ejemplo puede comprender un gel, líquido o espuma. El revestimiento por ejemplo puede comprender cera, un polímero orgánico o una mezcla de los mismos.

La Figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema ejemplar 400 capaz de mejorar materiales carbonáceos . El sistema 400 puede incluir un procesador 102 para reducir el contenido de agua en el material carbonáceo. Cualquiera o todas las características del sistema ejemplar 400, el sistema ejemplar 200 o el sistema ejemplar 300 pueden incorporarse en el sistema ejemplar 400. El material carbonáceo puede proporcionarse en el sistema 400, por ejemplo por la corriente 402. La corriente 402 es un ejemplo de una corriente de proceso, y puede reflejar medios para transportar material carbonáceo incluyendo cualquiera y todos los medios de transporte aguí descritos, incluyendo aquellos que corresponden a la corriente 302. El material carbonáceo de la corriente 402 puede proporcionarse por ejemplo de una fuente natural de material carbonáceo, por ejemplo una mina de carbón. El material carbonáceo de la corriente 402 puede proporcionarse por ejemplo de una red de transporte que suministra material carbonáceo por ejemplo una red ferroviaria que suministra el carbón.

El sistema 400 puede comprender adicionales corrientes, numeradas o no numeradas. Cuando las corrientes del sistema 400 transportan material carbonáceo, el material carbonáceo puede transportarse por cualquiera de los métodos de transporte anteriormente mencionados continuos o por lotes.

El material carbonáceo puede proporcionarse por la corriente 402 a un triturador 404. El triturador 404 puede ejemplificarse por el pre-procesador 304 aquí descrito, en donde el pro-procesador 304 comprende un triturador. Por ejemplo, la corriente 402 puede proporcionar carbón en una banda transportadora y la banda transportadora puede alimentar carbón al triturador 404, en donde el triturador 404 se basa por ejemplo en rodillos para triturar partículas de carbón.

El material carbonáceo puede proporcionarse desde el triturador 404 al tamiz 406. El tamiz 406 también puede incluir un fluido de trabajo que comprende un gas. El tamiz 406 puede también comprender una criba neumática. El tamiz 406 puede ejemplificarse por el pre-procesador 304 descrito aquí, en donde el pre-procesador 304 comprende un tamiz o una criba neumática. El tamiz 406 puede proporcionar material carbonáceo de tamaños diferentes. Algunos tamaños del material carbonáceo pueden ser más adecuados para adicional procesamiento que otros. Además, cierta cantidad de material carbonáceo puede desviarse de procesamiento en el procesador 102 u otros aspectos del sistema 400. Por ejemplo, una corriente 408 puede proporcionarse a ciertos materiales carbonáceos después del sistema 400, saltando al procesador 102 o ciertos otros aspectos del sistema 400. Por ejemplo, cuando el material carbonáceo es un combustible, puede no ser necesario mejorar todo el combustible o puede no ser económicamente razonable el mejorar todo el combustible. Por lo tanto, la corriente 408 puede retirar alguna porción del combustible del sistema 400 antes de que se gaste energía innecesaria mejorando el combustible. Por ejemplo, la corriente 408 puede suministrar cierta parte del material carbonáceo a una instalación de almacenamiento y mezcla en donde por ejemplo carbón mejorado se mezcla con carbón no mejorado así como carbón que ha experimentado diferentes variedades de mejora.

El material carbonáceo puede proporcionarse desde el tamiz 406 a la criba húmeda 410. La criba húmeda 410 puede ejemplificarse por el pre-procesador 304 aquí descrito, en donde el pre-procesador 304 comprende una criba húmeda. La criba húmeda 410 puede proporcionarse a una corriente 412, en donde la corriente 412 proporciona un fluido de trabajo para la criba húmeda 410. Por ejemplo, la corriente 412 puede proporcionar agua de proceso a la criba húmeda 410. La criba húmeda puede proporcionar una corriente de salida 414. La criba húmeda puede producir agua de proceso usada que comprende agua y materiales lavados de los materiales carbonáceos. Estos materiales pueden incluir por ejemplo cenizas y azufre. El agua de proceso también puede comprender partículas sólidas de cenizas y material carbonáceo atrapados en el líquido. La corriente 414 puede ser capaz de transportar cualquiera de estas salidas fuera de la criba húmeda .

Un sistema 416 puede proporcionarse para servir a varios aspectos del sistema 400. Por ejemplo, el sistema 416 puede producir una corriente de salida 412. Por ejemplo, el sistema 416 puede aceptar una corriente de salida 414. El sistema 416 por ejemplo puede proporcionar fluidos de trabajo, aceptar fluidos de trabajo y reciclar fluidos de trabajo. El sistema 416 por ejemplo puede ser un sistema de reciclado de agua de proceso. El sistema 416 puede por ejemplo comprender uno o más de cada uno de los siguientes o sus combinaciones: un suministro de agua, una caldera, un cambiador de calor, un tanque de almacenamiento, un tanque de fangos, una prensa de fangos, una corriente para eliminación de desechos sólidos, una corriente para eliminación de desechos líquidos, sistemas de tratamiento de desechos, corrientes para transportar vapor, corrientes para transportar agua, corrientes para transportar fangos y semejantes .

Por ejemplo, el sistema 416 puede comprender un suministro de agua que proporciona agua a una caldera. La caldera puede proporcionar vapor a diversos aspectos del sistema 400, incluyendo pero no limitado al procesador 102. El sistema 416 puede comprender cambiadores de calor que permiten que corrientes calientes hagan contacto con corrientes frías, transferir calor y de esta manera conservar energía cuando sea posible. El sistema 416 puede comprender tanques incluyendo una o más compuertas para admitir agua de proceso, y una o más compuertas para enviar de salida agua de proceso, y una o más compuertas para enviar de salida fango o purga. El sistema 416 puede adaptarse para manejar cualquier variedad de contaminantes u otros constituyentes que surjan de la mejora de materiales carbonáceos . Por ejemplo, el sistema 416 puede comprender componentes diseñados para procesar azufre, mercurio, sodio, cloruros, arsénico, selenio, metales pesados, desechos orgánicos, desechos inorgánicos y otros productos de desecho.

La criba húmeda 410 puede proporcionar material carbonáceo a una centrífuga 420. La centrífuga 420 puede ser ejemplificada por el pre-procesador 304 aquí descrito, en donde el pre-procesador 304 comprende una centrífuga. La centrífuga 420 puede producir líquidos o partículas sólidas, o sus mezclas, incluyendo agua de proceso o material carbonáceo atrapado en el agua de proceso. Los líquidos o partículas sólidas o sus mezclas producidas por la centrífuga 420 pueden proporcionarse a la corriente 422. La corriente 422 puede proporcionar la salida de la centrífuga al sistema 416. Por ejemplo, la corriente 422 puede alimentarse a un cambiador de calor en donde la energía en la corriente 422 puede emplearse para calentar otra corriente en el sistema 416. Por ejemplo, la corriente 422 puede alimentarse a un tanque, en donde por ejemplo las partículas sólidas pueden sedimentarse al fondo del tanque, y agua de proceso puede retirarse de la parte superior del tanque atrapando menos material sólido.

Todas las unidades de pre-procesamiento 404, 406, 410, y 420 pueden operar en concierto entre sí y en concierto con el sistema 416 para proporcionar un mecanismo para pre-procesamiento de material carbonáceo que se proporciona por la corriente 402, y finalmente proporcionar el material carbonáceo al cargador 308.

La centrífuga 420 puede proporcionar material carbonáceo a un cargador 308. En general, el sistema 400 puede incluir un procesador 102 para reducir el contenido de agua en el material carbonáceo. Por ejemplo, las corrientes 106, 108, 110, y 204 pueden incorporar cualquiera o todas las características y ejemplos anteriormente mencionados adjudicados a esos o componentes similares. Igualmente, el tanque de recuperación de energía 206 puede, en el contexto del sistema ejemplar 300, incorporar cualquiera o todas las características anteriormente mencionadas. Además, el cargador 308 y el descargador 310 del sistema 300 pueden incorporarse en el sistema 400 en concierto con el procesador 102. Por ejemplo, puede proporcionarse carbón por la centrífuga 420. El carbón puede cargarse en carritos en el cargador 308. El carbón puede proporcionarse por un mecanismo de alimentación 202, por ejemplo un transporte con rieles al procesador 102. Después de procesamiento, al carbón se le puede proporcionar una salida 208, por ejemplo, un transporte con rieles, a un descargador 310. El descargador 310 puede entonces proporcionar el carbón a una centrífuga 312, por ejemplo al descargar el carbón de los carritos y sobre una banda transportadora .

Fluidos de trabajo comprimidos pueden proporcionarse en el sistema por un compresor 424. Por ejemplo, el fluido de trabajo puede ser un gas tal como aire. El compresor 424 puede ser capaz de someter a presión gas hasta una presión de aproximadamente 20685 kPa man. (3000 psig) .. El compresor puede proporcionar el gas a un tanque de almacenamiento 426, que puede almacenar el gas a una presión de hasta aproximadamente 20685 kPa man. (aproximadamente 3000 psig) . El tanque de almacenamiento 426 puede entonces proporcionar el gas comprimido a través de la corriente 110 al procesador 102. Por ejemplo, el tanque de almacenamiento 426 puede conectarse a una o más válvulas y uno o más reguladores, de manera tal que la presión del gas que viaja al procesador pueda ser controlada. Al controlar la presión del gas que se proporciona por la corriente 110, la presión de la atmósfera en el procesador 102 igualmente puede ser controlada.

El procesador 102 puede proporcionar una corriente 428. La corriente 428 puede proporcionarse al sistema 416. Por ejemplo, la corriente 428 puede transportar fluido de trabajo lejos del procesador 102. Por ejemplo, la corriente 428 puede transportar agua de proceso, o agua de proceso que atrapa sólidos lejos del procesador 102. La corriente 428 puede proporcionarse como una alimentación a un tanque de almacenamiento. Por ejemplo, el agua de proceso que se proporciona al tanque de almacenamiento por la corriente 428, puede tener atrapadas en su interior partículas sólidas por ejemplo material carbonáceo. Las partículas sólidas pueden sedimentarse en un tanque de almacenamiento del sistema 416, y el agua de proceso puede dirigirse desde la parte superior que contiene una cantidad reducida de partículas sólidas.

El tanque de recuperación de energía 206 puede proporcionar una corriente 430. La corriente 430 puede comprender cualquiera de los mismos aspectos que la corriente 428. Por ejemplo, la corriente 430 puede transportar agua de • proceso y material carbonáceo sólido atrapado fuera del tanque de recuperación de energía 206 al sistema 416, en donde el agua de proceso puede reciclarse en la forma anteriormente mencionada.

La centrífuga 312 puede proporcionar una corriente 432. La corriente 432 puede comprender cualquiera de los mismos aspectos que la corriente 428. Por ejemplo, la corriente 432 puede transportar agua de proceso y material carbonáceo de sólido atrapado fuera de la centrífuga 312 al sistema 416, en donde el agua de proceso puede ser reciclada en la forma anteriormente mencionada.

Cualquiera de los sistemas 100, 200, 300, o 400 puede combinarse con adicionales elementos para procesar materiales carbonáceos, o procesar fluidos de trabajo incluyendo gases y líquidos, o procesar productos de desecho, o procesar material de alimentación. Cualquiera de los sistemas 100, 200, 300 o 400 además pueden comprender un horno, para combustión de material carbonáceo tratado o mejorado por cualquier parte o la totalidad de los sistemas 100, 200, 300, o 400. Por ejemplo, el material carbonáceo tratado por el procesador 102 puede someterse a combustión en un horno. En otro aspecto aquí descrito, el horno que somete a combustión material carbonáceo puede conectarse a una caldera para generar vapor. Todavía en otro aspecto aquí descrito, el vapor producido por la caldera puede emplearse para una turbina. En un aspecto aún adicional aquí descrito, la turbina puede estar conectada a un generador. Por ejemplo, los componentes anteriormente mencionados, horno, caldera, turbina y generador pueden actuar en concierto para convertir la energía química dentro del material carbonáceo en energía eléctrica producida por el generador.

Cualquiera de los sistemas 100, 200, 300, o 400 pueden diseñarse para simple modularización o transporte, incluyendo el procesador 102 y cualesquiera accesorios. Por ejemplo, los sistemas por módulos de esta invención pueden construirse en una fábrica, y embarcarse por camión, tren o embarcación al sitio en donde el sistema puede operarse. Como resultado, el costo de despliegue y tiempo de construcción pueden reducirse. La fabricación central también puede servir para reducir el tiempo en fabricar los procesadores 102 y cualesquiera accesorios. Por ejemplo, los procesadores 102 pueden fabricarse en menos de aproximadamente 8 meses .

APARATOS La Figura 5 es un diagrama de un aparato ejemplar 500 para utilizar, entre otras cosas, para mejorar materiales carbonáceos. El aparato 500 puede reflejar un ejemplo del procesador 102. El aparato 500 puede incluir un recipiente, capaz de soportar presión súper-atmosférica . El aparato 500 puede ser adecuado para mejorar el material carbonáceo, por ejemplo de acuerdo con los métodos aquí descritos. El aparato 500 puede ser adecuado para incorporación por ejemplo en los sistemas aquí descritos.

Un aspecto del aparato 500 puede ser un recipiente 502. El recipiente 502 puede proporcionar la estructura necesaria para soportar y contener presión súper-atmosférica. El recipiente 502 puede estar colocado horizontalmente en el piso o en el terreno. Por ejemplo, el recipiente 502 puede soportarse por una base, montantes, una plataforma u otros medios convenientes. El recipiente 502 puede incorporarse en una estructura más grande, tal como una plataforma móvil o una plataforma no móvil, que puede incorporar adicionales i aparatos en combinación con el aparato 500. Por ejemplo, el recipiente 502 puede estar elaborado de acero, acero al carbón, acero inoxidable u otras aleaciones adecuadas para recipientes a alta presión. El recipiente 502 puede comprender uno o más segmentos, incluyendo por ejemplo una cubierta cilindrica y una o dos tapas de extremo esféricas. Por ejemplo, el recipiente puede comprender una cubierta cilindrica y una tapa de extremo esférica y una1 escotilla. Por ejemplo, el recipiente 502 puede comprender una cubierta cilindrica y dos escotillas.

En algunos aspectos aquí descritos, puede ser conveniente el reducir al mínimo el número de partes móviles en el interior del procesador 102. Por ejemplo, el recipiente 502 puede tener menos o ninguna parte móvil en su interior. Por ejemplo, el recipiente 502 puede ser implementado sin una banda transportadora, transportador de tornillo sinfín, esclusa de operación continua. Por ejemplo, el recipiente 502 puede implementarse sin partes móviles. Por ejemplo, el recipiente 502 puede implementarse con partes móviles reflejadas solo por una o más ruedas incorporadas en transportes qxie mueven material carbonáceo.

El recipiente 502 puede ser de cualquier tamaño necesario para acomodar una cantidad deseada de material carbonáceo. Limitaciones de eficiencia de energía, resistencia de materiales y costo, pueden impactar la selección del tamaño del recipiente. Por ejemplo, el recipiente 502 puede comprender una sección transversal circular o sustancialmente circular, y por ejemplo, el recipiente 502 puede tener un diámetro de entre aproximadamente 0.3 y aproximadamente 6.1 m (aproximadamente 1 y aproximadamente 20 ft) por ejemplo aproximadamente 2.4 m (8 ft) . Por ejemplo, el recipiente puede estar entre aproximadamente 1.8 y aproximadamente 45.7 m (aproximadamente 6 y aproximadamente 150 ft) de largo, por ejemplo aproximadamente 21.3 m (70 ft) de largo. Por ejemplo, las paredes del recipiente pueden estar entre aproximadamente 6.35 mm (1/4 in) de espesor y aproximadamente 7.62 cm (aproximadamente 3 in) de espesor, por ejemplo un espesor aproximado de 2.54 cm (aproximadamente 1 in) . El espesor de las paredes del recipiente puede depender en parte de la presión súper-atmosférica deseada, así como de limitaciones de materiales, costo y consideraciones de seguridad. Por ejemplo, si el recipiente se pretende que sostenga presiones súper-atmosféricas de hasta aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig) , las paredes del recipiente pueden ser de un espesor aproximado de 2.54 cm (1 in) . Por ejemplo, el recipiente puede ser capaz de procesar entre aproximadamente 30 y aproximadamente 60 toneladas de material de alimentación y producir entre aproximadamente 15 y aproximadamente 50 toneladas de producto, en cada lote. En ejemplos adicionales, el recipiente puede estar entre aproximadamente 6 . 1 m (aproximadamente 20 ft) y aproximadamente 45 . 7 m ( 150 ft) de largo. Por ejemplo, el recipiente puede tener una longitud aproximada de 28 . 96 m ( 95 ft) . A medida que el recipiente se hace más grande, puede procesar más material carbonáceo en cada lote.

En aspectos adicionales aquí descritos, el recipiente 502 puede reflejar un procesador a escala piloto. Un procesador a escala piloto puede representar un recipiente con un diámetro aproximado de 1 . 2 m (aproximadamente 4 ft) y una longitud aproximada de 3 m ( 10 ft) . Por ejemplo, un procesador a escala piloto puede procesar aproximadamente una tonelada de material de alimentación en cada ciclo.

El_ recipiente 502 puede tener dos superficies, una superficie interior 504 y una superficie exterior 506 . El recipiente 502 puede tener una o más aberturas o compuertas que pueden abrirse o cerrarse. Las aberturas pueden conectar su superficie exterior del recipiente a la superficie interior del recipiente. Al abrir o cerrar aberturas o compuertas en el recipiente, el ambiente en el exterior del recipiente puede comunicarse con el ambiente en el interior del recipiente 502.

Por ejemplo, una abertura o compuerta en el recipiente 502, puede incluir una o más aberturas o compuertas a través de las cuales pueden pasarse uno o más fluidos de trabajo. Fluidos de trabajo pueden incluir líquidos tales como agua o hidrocarburos líquidos, gases tales como vapor o aire, y fluidos supercríticos tales como dióxido de carbono supercrítico, así como sus mezclas. Cualquier abertura particular puede ser adaptada para transportar más de un líquido. Por ejemplo, una abertura que pasa desde la superficie exterior 506 a la superficie interior 504 del recipiente 502, puede incluir una abertura 508 a través de la cual pueden pasar líquidos, por ejemplo agua. Puede haber una o más aberturas 508, por ejemplo dos aberturas 508. La abertura 508 por ejemplo puede incluir un orificio practicado en la pared del recipiente, a través del cual pueden pasar una tubería o tubo que transporta agua . La abertura 508 puede adaptarse a o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 508.

El fluido que pasa a través de la abertura 508 puede viajar hacia un cabezal 510, colocado en el interior del recipiente 502. El cabezal 510 puede ser un tubo, tubería o múltiple con numerosas perforaciones. Por ejemplo, el cabezal 510 puede comprender un tubo, conectado a la abertura 508. El cabezal 510 por ejemplo puede comprender acero o acero inoxidable. El cabezal 510 puede conectarse a la parte superior de la superficie interior 504 del recipiente 502. El cabezal 510 por ejemplo puede conectarse a la pared del recipiente 502 cerca o en la abertura 50.8. El cabezal 510 puede tener al menos una entrada, por ejemplo la abertura 508, y numerosas vías de escape para los contenidos fluidos del cabezal 510. Por ejemplo, el cabezal 510 puede tener numerosas perforaciones a través de las cuales pueden pasar fluidos, por ejemplo agua. Por ejemplo, el cabezal 510 puede estar lleno con agua, admitida a través de la abertura 508. El agua puede entonces salir del cabezal 510 a través de las perforaciones, y entrar a la cavidad principal del recipiente, por ejemplo bañando los contenidos del recipiente, por ejemplo bañando material carbonáceo.

En otro aspecto del aparato 500, una compuerta o abertura 512 puede pasar desde la superficie exterior 506 a la superficie interior 504 del recipiente 502. La abertura 512 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 502, por ejemplo en una forma similar a la abertura 508. Puede haber una o más aberturas 512, por ejemplo dos aberturas 512. La abertura 512, por ejemplo puede transmitir vapor, incluyendo vapor a presión súper-atmosférica, por ejemplo vapor saturado o vapor sobrecalentado. La abertura 512 puede adaptarse para o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 512.

El fluido que pasa a través de la abertura 512 puede viajar a un cabezal 514, colocado en el interior del recipiente 502. El cabezal 514 puede comprender por ejemplo cualquiera de los aspectos del cabezal 510. Por ejemplo, el cabezal 514 puede comprender un tubo con perforaciones, a través de las cuales puede pasar vapor. Por ejemplo, el cabezal 514 puede ser un cabezal de distribución de gas adaptado para distribuir vapor. Por ejemplo, el cabezal 514 puede llenarse con vapor, admitido a través de la abertura 512. El vapor puede entonces salir del cabezal 514 a través de las perforaciones y entrar a la cavidad principal del recipiente, por ejemplo exponiendo los contenidos del recipiente a vapor. Por ejemplo, vapor con presión súper-atmosférica puede entrar al recipiente a través de la abertura 512 y cabezal 514, de esta manera sometiendo a presión el recipiente con vapor.

En otro aspecto del aparato 500, una compuerta o abertura 516 puede pasar desde la superficie exterior 506 a la superficie interior 504 del recipiente 502. La abertura 516 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 502, por ejemplo de una forma similar a la abertura 508. Puede haber una o más aberturas 516, por ejemplo tres aberturas 516. La abertura 516 por ejemplo puede transmitir vapor, agua u otros fluidos incluyendo gases o suspensiones líquidas incluyendo fluidos a presión súper-atmosférica. Por ejemplo, la abertura 516 puede drenar líquidos en reposo en el fondo del recipiente 502, ya sea por gravedad o bajo presión. La abertura 516 puede adaptarse a o incluir una válvula para controlar el flujo de fluido a través de la abertura 516.

El fluido que pasa a través de la abertura 516, puede pasar a través de la válvula 518, en donde la válvula 518 puede por ejemplo ser accionada para controlar el flujo de fluido a través de la abertura 516. La abertura 516 además puede conectarse a un múltiple 520, ya sea incorporando una válvula 518 o no. Puede haber varias válvulas 518, y cuando hay varias aberturas 516, por ejemplo pueden conectarse al mismo múltiple 520 o varios múltiples 520. Por ejemplo, el múltiple 520 puede ser un cabezal con drenado de condensado. Por ejemplo, el múltiple 520 puede recolectar condensado que se drena del recipiente 502 a través de tres aberturas 518. El múltiple 520 puede tener una abertura adicional 522 para permitir drenado o limpieza del múltiple 520.

En otro aspecto del aparato 500, una compuerta o abertura 524 puede pasar desde la superficie exterior 506 a la superficie interior 504 del recipiente 502. La abertura 524 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 502, por ejemplo en una forma similar a la abertura 508. Puede haber una o más aberturas 524. La abertura 524 , por ejemplo puede transmitir vapor, agua u otros fluidos incluyendo gases o suspensiones líquidas, incluyendo fluidos a presión súper-atmosférica . Por ejemplo, la abertura 524 puede transmitir gases a presión tales como aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno o sus mezclas al recipiente 502. La abertura 524 puede adaptarse a o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 524 . En algunos casos, la abertura 524 puede adaptarse a un múltiple para distribuir el fluido que pasa a través de la abertura 524 en el recipiente. Por ejemplo, la abertura 524 puede adaptarse a un cabezal de distribución de gas, adaptado para distribuir aire. En otros casos, la abertura 524 por ejemplo puede no conectarse a un múltiple. Por ejemplo, cuando la abertura 524 transmite aire al recipiente, el aire puede liberarse directamente al recipiente en el punto de la abertura 524 .

En otro aspecto del aparato 500 , la abertura 526 puede pasar desde la superficie exterior 506 a la superficie interior 504 del recipiente 502 . La abertura 526 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 502 . Por ejemplo, en una forma similar a la abertura 508 . Puede haber una o más aberturas 526 . La abertura 526 por ejemplo puede transmitir vapor, agua u otros fluidos incluyendo gases o suspensiones líquidas incluyendo fluidos a presión súper-atmosférica .

Por ejemplo, la abertura 526 puede transmitir gases a presión tales como aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno o sus mezclas fuera del recipiente 502 . Por ejemplo, la abertura 526 puede ser una ventilación, permitiendo la liberación de cualquiera de los contenidos del recipiente 502.. Por ejemplo, los contenidos del recipiente 502 pueden estar bajo presión, y pueden propulsarse a través de la abertura 526 por la presión del recipiente. La abertura 526 puede adaptarse a o incluir una válvula para controlar el flujo de fluido a través de la abertura 526 . La abertura 526 puede transmitir fluidos desde el recipiente 502 directamente a la atmósfera circundante, o la abertura 526 puede transmitir fluidos desde el recipiente 502 a adicionales tuberías o unidades de proceso diseñadas para manejar los fluidos, por ejemplo al reciclarlos o tratarlos.

En otro aspecto del aparato 500 , el recipiente 502 puede tener una o más aberturas que permiten material sólido, por ejemplo material carbonáceo, que se coloque dentro y retire del recipiente 502 . Por ejemplo, un extremo o ambos extremos del recipiente 502 pueden comprender una puerta o escotilla. Por ejemplo, un extremo del recipiente 502 puede comprender una escotilla 528 . La escotilla 528 puede diseñarse para abrir y cerrar rápidamente. La escotilla 528 puede ser suficientemente fuerte para soportar presión súper-atmosférica. Por ejemplo, la escotilla 528 puede ser suficientemente fuerte para soportar una presión de aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) . Por ejemplo, la escotilla 528 puede estar construida de acero, acero al carbón o acero inoxidable. La escotilla puede comprender empaques y sellos necesarios para contener la presión súper-atmosférica.

Por ejemplo, la escotilla 528 puede deslizarse en sitio y sellar. La escotilla 528 puede oscilar en sitio, por ejemplo sobre bisagras y sellar. La escotilla 528 puede accionarse en forma manual o por control de computadora. La escotilla 528, por ejemplo puede deslizarse en sitio bajo en control de un sistema de cables y poleas capaz de levantar la escotilla en sitio.

En otro aspecto del aparato 500, el recipiente 502 puede tener, colocados en la superficie interior 504, componentes necesarios para operación de un transportador dentro del recipiente 502. Por ejemplo, cuando el transporte es un transporte con rieles, un riel 530 puede colocarse en la superficie interior 504. Puede haber uno o más rieles 530. Los rieles pueden colocarse en la parte superior del recipiente 502, el fondo del recipiente 502, o el lado del recipiente 502, o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, el riel 530 puede conectarse a la parte superior del recipiente 502. El riel 530 puede diseñarse como parte de un transporte con rieles aéreo.. Por ejemplo, el riel 530 puede adaptarse a uno o más recipientes capaces de transportar material carbonáceo. El riel 530 puede facilitar el mover material carbonáceo dentro y fuera del recipiente 502 a través de la escotilla 528. El riel 530 puede confinar a tope con otro riel fuera del recipiente, de manera tal que los transportes con rieles pueden moverse desde el interior del recipiente 502 al exterior del recipiente 502 sobre los rieles.

La Figura 6 es un diagrama de un aparato ejemplar 600 para utilizar entre otras cosas para mejorar materiales carbonáceos . El aparato 600 puede incorporar cualquiera o todos los aspectos del aparato 500 además de adicionales aspectos. El aparato 600 puede reflejar un ejemplo del procesador 102. El aparato 600 puede incluir un recipiente, capaz de soportar presión súper-atmosferica . El aparato 600 puede ser adecuado para mejorar material carbonáceo, por ejemplo de acuerdo con los métodos aquí descritos. El aparato 600 puede ser adecuado para incorporación por ejemplo en los sistemas aquí descritos.

En varios aspectos del aparato 600, un múltiple 602 se conecta a una o más compuertas o aberturas 516 en el recipiente 502. El múltiple 602 puede conectarse a la abertura 516 a través de una válvula 518. La abertura 516 puede tener cualquiera o todos los mismos aspectos que la abertura 516 en el contexto del aparato 500. Por ejemplo, la abertura 516 puede drenar líquidos en reposo en el fondo del recipiente 502, ya sea por gravedad o bajo presión, hacia el múltiple 602. Por ejemplo, el múltiple 602 puede ser un cabezal de drenado de condensado. El múltiple 602 puede tener una abertura adicional 522 para permitir drenado o limpieza del múltiple 520.

En aspectos adicionales del aparato 600, el múltiple 602 puede conectarse a una válvula 604, a través de la cual pueden pasar los contenidos del múltiple. Por ejemplo, la válvula 604 puede transmitir fluidos, tales como agua o vapor, fuera del múltiple 602. En forma alterna, la válvula 604 puede admitir fluidos, tales como agua o vapor al múltiple 602. Por ejemplo, la válvula 604 puede admitir vapor al múltiple 602 y posteriormente el vapor puede admitirse al recipiente 502.

En aspectos adicionales del aparato 600, la válvula 604 puede conectarse a un tanque de recuperación de energía 606. El tanque de recuperación de energía 606 puede reflejar un ejemplo del tanque de recuperación de energía 206. El tanque de recuperación de energía 606 puede incorporar cualquiera o todas las características del tanque de recuperación de energía 206. Por ejemplo, el tanque de recuperación de energía 606 puede ser un recipiente capaz de soportar presión súper-atmosférica . Por ejemplo, el tanque de recuperación de energía 606 puede ser construido de acero, acero al carbón, o acero inoxidable. El tanque de recuperación de energía 606 puede ser dimensionado en forma apropiada para comunicar con un recipiente 502 en una forma eficiente en energía y físicamente efectiva. Por ejemplo, para ciertas aplicaciones, el tanque de recuperación de energía 606 puede tener diámetro de aproximadamente 1 . 22 m ( 4 ft) , una longitud aproximada de 10 . 67 m (aproximadamente 35 ft) y puede tener paredes con un espesor de aproximadamente 2 . 54 cm ( 1 in) . El tanque de recuperación de energía 606 debe dimensionarse en forma apropiada para comunicar de manera eficiente fluidos entre el tanque de recuperación de energía 606 y el recipiente 502 . El tanque de recuperación de energía 606 puede estar compuesto por una cubierta cilindrica y una o más tapas de extremo esféricas, por ejemplo 2 tapas de extremo esféricas. El tanque de recuperación de energía 606 por ejemplo puede pesar aproximadamente 9080 kg (aproximadamente 20 , 000 lbs) .

En aspectos adicionales aquí descritos, una versión a escala piloto del recipiente 502 puede incorporar una versión a escala piloto del tanque de recuperación de energía 606 . Por ejemplo, un tanque de recuperación de energía a escala piloto puede ser de diámetro de aproximadamente 40 . 64 cm (aproximadamente 16 in) y una longitud aproximada de 4 . 3 m (aproximadamente 14 ft) .

El recipiente . 502 y el tanque de recuperación de energía 606 pueden operarse en concierto, de manera tal que fluidos pueden transmitirse del recipiente 502 al tanque de recuperación de energía 606 y desde el tanque de recuperación de energía 606 al recipiente 502. El fluido transmitido puede incluir líquidos tales como agua, soluciones de agua, composiciones de petróleo líquidas, y suspensiones incluyendo materiales carbonáceos suspendidos en agua, y sus mezclas. Los fluidos transmitidos pueden incluir gases tales como vapor, aire, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, gases inertes y gases oxidantes y sus mezclas. Los fluidos transmitidos pueden incluir fluidos supercríticos , incluyendo dióxido de carbono supercrítico . Los fluidos pueden ser transmitidos entre el tanque de recuperación de energía 606 y el recipiente 502 a través de una o más válvulas 604 o 518, a través de uno o más múltiples 602 y a través de una o más aberturas 516.

La Figura 7 es un diagrama de un aparato ejemplar 700 para utilizar, entre otras cosas, para mejorar materiales carbonáceos. El aparato 700 puede incorporar cualquiera o todos los aspectos de los aparatos 500 y 600, además de aspectos adicionales. El aparato 700 puede reflejar un ejemplo del procesador 102. El aparato 700 puede incluir un recipiente, capaz de soportar presión súper-atmosférica . El aparato 700 puede ser adecuado para mejorar material carbonáceo, por ejemplo de acuerdo con los métodos aquí descritos. El aparato 700 puede ser adecuado para incorporar por ejemplo en los sistemas aquí descritos.

Un aspecto del aparato 700 puede ser un recipiente 702 . El recipiente 702 puede proporcionar la estructura necesaria para soportar y contener presión súper-atmosférica . El recipiente 702 puede colocarse horizontalmente en el terreno. Por ejemplo, el recipiente 702 puede ser soportado por una base, puntales, una plataforma' u otros medios convenientes. El recipiente 702 puede incorporarse en una estructura más grande, tal como una plataforma móvil o plataforma no móvil, que puede incorporar adicionales aparatos en combinación con el aparato 700 . Por ejemplo, el recipiente 702 puede elaborarse de acero, acero al carbón, acero inoxidable u otras aleaciones adecuadas para recipientes de alta presión. La cubierta del recipiente 702 puede estar compuesta de uno o más segmentos, incluyendo por ejemplo una cubierta cilindrica y una o dos tapas de extremo esféricas. Por ejemplo, el recipiente 702 puede estar compuesto de una cubierta cilindrica y dos escotillas.

El recipiente 702 puede ser de cualquier tamaño necesario para alojar una cantidad deseada de material carbonáceo . Limitaciones de eficiencia de energía, resistencia de .materiales y costos pueden impactar la selección del tamaño del recipiente. Por ejemplo, el recipiente puede tener un diámetro de aproximadamente 2 . 4 m (aproximadamente 8 ft) . Por ejemplo, el recipiente puede tener una longitud aproximada de 21.3 m (aproximadamente 70 ft) . Por ejemplo, las paredes del recipiente pueden ser de un espesor aproximado de 2.54 cm (1 in) . El espesor de las paredes del recipiente puede depender en parte de la presión súper-atmosférica deseada, así como de limitaciones de materiales, costos y consideraciones de seguridad. Por ejemplo, si el recipiente se pretende que sostenga presiones súper-atmosféricas. de hasta aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) , las paredes del recipiente pueden ser con un espesor aproximado de 2.54 cm (1 in) .

El recipiente 702 puede tener dos superficies, una superficie interior 704 y una superficie exterior 706. El recipiente 702 puede tener una o más aberturas o compuertas que pueden abrirse o cerrarse. Las aberturas pueden conectar la superficie exterior del recipiente a la superficie interior del recipiente. Al abrir o cerrar aberturas o compuertas en el recipiente, el ambiente en el exterior del recipiente puede comunicarse con el ambiente en el interior del recipiente 702.

, Por ejemplo, una compuerta o abertura en el recipiente 702 puede incluir una o más aberturas o compuertas a través de las cuales uno o más fluidos de trabajo pueden pasar. Los fluidos de trabajo pueden incluir líquidos, tales como agua o hidrocarburos líquidos, gases tales como vapor o aire, y fluidos supercr ticos tales como dióxido de carbono supercrítico, así como sus mezclas. Cualquier abertura particular puede adaptarse para transportar más de un fluido. Por ejemplo, una abertura que pasa desde la superficie exterior 706 a la superficie interior 704 del recipiente 702, puede incluir una abertura 708 a través de la cual pueden pasar líquidos por ejemplo agua. Puede haber una o más aberturas 708, por ejemplo dos aberturas 708. La abertura 708 por ejemplo puede incluir un orificio practicado en la pared del recipiente 702, a través del cual una tubería o tubo que transporta agua puede pasar. La abertura 708 puede adaptarse o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 708.

El fluido que pasa a través de la abertura 708 puede recorrer hacia el cabezal 710, colocado en el interior del recipiente 702. Puede haber una o más aberturas 708 y uno o más cabezales 710, por ejemplo con una abertura 708 conectada a cada cabezal 710. Por ejemplo, puede haber dos aberturas 708 y dos cabezales 710. El cabezal 710 puede ser un tubo, tubería o múltiple con numerosas perforaciones. Por ejemplo, el cabezal 710 puede comprender un tubo, conectado a la abertura 708. El cabezal 710 por ejemplo puede estar compuesto de acero o acero inoxidable, El cabezal 710 puede conectarse a la parte superior de la superficie interior 704 del recipiente 702. El cabezal 710 por ejemplo puede conectarse a la pared del recipiente 702, cerca o en la abertura 708. El cabezal 710 puede tener cuando menos una entrada, por ejemplo la abertura 708, y numerosas vías para que escapen los contenidos fluidos del cabezal 510. Por ejemplo, el cabezal 710 puede tener numerosas perforaciones a través de las cuales pueden pasar fluidos, por ejemplo agua. Por ejemplo, el cabezal 710 puede estar lleno con agua, admitida a través de la abertura 508. El agua puede entonces salir del cabezal 710 a través de las perforaciones y entrar a la cavidad principal del recipiente, por ejemplo bañando los contenidos del recipiente, por ejemplo bañando el material carbonáceo.

En otro aspecto del aparato 700, una compuerta o abertura 712 puede pasar desde la superficie exterior 706 a la superficie interior 704 del recipiente 702. La abertura 712 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 702, por ejemplo en una forma similar a la abertura 508. Puede haber una o más aberturas 712, por ejemplo dos aberturas 712. La abertura 712 por ejemplo puede transmitir vapor, incluyendo vapor a presión súper-atmosférica, por ejemplo vapor saturado o vapor sobrecalentado. La abertura 712 puede estar adaptada con o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 712.

El fluido que pasa a través de la abertura 712 puede recorrer hacia un cabezal 714, colocado al interior del recipiente 702. El cabezal 714 puede comprender por ejemplo cualquiera de los aspectos del cabezal 710. Puede haber uno o más cabezales 714. Por ejemplo, puede haber dos aberturas 712, cada una conectada a un cabezal 714. Por ejemplo, el cabezal 714 puede comprender un tubo con perforaciones, a través de las cuales puede pasar vapor. Por ejemplo, el cabezal 714 puede ser un cabezal para distribución de gas adaptado para distribuir vapor. Por ejemplo, el cabezal 714 puede llenarse con vapor, admitido a través de la abertura 712. El vapor puede entonces salir del cabezal 714 a través de las perforaciones y entrar a la cavidad principal del recipiente 702, por ejemplo exponiendo los contenidos del recipiente 702 a vapor. Por ejemplo, vapor de presión súper-atmosférica puede entrar al recipiente 702 a través de la abertura 712 y el cabezal 714, de esta manera sometiendo a presión el recipiente 702 con vapor.

En otro aspecto del aparato 700, una compuerta o abertura 716 puede pasar desde la superficie exterior 706 a la superficie interior 704 del recipiente 702.· La abertura 716 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 702, por ejemplo en una forma similar a la abertura 708. Puede haber una o más aberturas 716, por ejemplo tres aberturas 716. La abertura 716 por ejemplo puede transmitir vapor, agua u otros fluidos incluyendo gases o suspensiones líquidas, incluyendo fluidos a presión súper-atmosférica. Por ejemplo, la abertura 716 puede drenar líquidos estancados en el fondo del recipiente 702, ya sea por gravedad o bajo presión. La abertura 716 puede estar adaptada a o incluir una válvula para controlar el flujo de fluido a través de la abertura 716.

El fluido que pasa a través de la abertura 716 puede pasar a través de una válvula 718, en donde la válvula 718 por ejemplo puede accionarse para controlar el flujo de fluido a través de la abertura 716. La abertura 716 además puede conectarse a un múltiple 720, ya sea incorporando o no una válvula 718. Puede haber varias válvulas 718, y cuando hay varias aberturas 516, pueden por ejemplo conectar al mismo múltiple 720 o diversos múltiples 720. Por ejemplo, el múltiple 720 puede ser un cabezal de drenado de condensado. Por ejemplo, el múltiple 720 puede recolectar condensado que se drena en el recipiente 702 a través de tres aberturas 518. El múltiple 720 puede tener una abertura adicional 722 para permitir el drenado o limpieza del múltiple 720.

En otro aspecto del aparato 700, una compuerta o abertura 724 puede pasar desde la superficie exterior 706 a la superficie interior 704 del recipiente 702. La abertura 724 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 702, por ejemplo en una forma similar a la abertura 708. Puede haber una o más aberturas 724. La abertura 724 por ejemplo puede transmitir vapor, agua u otros fluidos incluyendo gases o suspensiones líquidas, incluyendo fluidos a presión súper-atmosférica . Por ejemplo, la abertura 724 puede transmitir gases a presión tales como aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno o sus mezclas, al recipiente 702 . La abertura 724 puede estar adaptada a o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 724 . En algunos casos, la abert ra 724 puede estar adaptada a un múltiple para distribuir el fluido que pasa a través de la abertura 724 al recipiente. Por- ejemplo, la abertura 724 puede estar adaptada- a un cabezal para distribución de gas adaptado para distribuir aire. En otros casos, la abertura 724 por ejemplo puede no estar conectada a un múltiple. Por ejemplo, cuando la abertura 724 transmite aire al recipiente, el aire puede liberarse directamente al recipiente en el punto de la abertura 724 .

En otro aspecto del aparato 700 , la abertura 726 puede pasar desde la superficie exterior 706 a la superficie interior 704 del recipiente 702 . La abertura 726 puede diseñarse para transmitir fluidos de trabajo dentro y fuera del recipiente 702 , por ejemplo en una forma similar a la abertura 708 . Puede haber una o más aberturas 726 . La abertura 726 por ejemplo puede transmitir vapor, agua u otros fluidos incluyendo gases o suspensiones de líquidos, incluyendo fluidos a presión súper-atmosférica .

Por ejemplo, la abertura 726 puede transmitir gases a presión tales como aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno o mezclas de los mismos desde el recipiente 702 . Por ejemplo, la abertura 726 puede ser una ventilación, permitiendo la liberación de cualquiera de los contenidos del recipiente 702 . Por ejemplo, los contenidos del recipiente 702 pueden estar bajo presión, y pueden propulsarse a través de la abertura 726 por la presión dentro del recipiente 702 . La abertura 726 puede adaptarse a o incluir una válvula para controlar el flujo del fluido a través de la abertura 726 . La abertura 726 puede transmitir fluidos desde el recipiente 702 directamente a la atmósfera circundante, o la abertura 726 puede transmitir fluidos desde el recipiente 702 a adicionales tuberías o unidades de proceso diseñadas para manejar los fluidos, por ejemplo al reciclarlos o tratarlos.

En otro aspecto del aparato 700 , el recipiente 702 puede tener una o más aberturas que permiten que material sólido, por ejemplo material carbonáceo, se coloque dentro y retire del recipiente 702 . Por ejemplo, un extremo o ambos extremos del recipiente 702 pueden comprender una puerta o escotilla. Por ejemplo, un extremo del recipiente 702 puede comprender una escotilla 728 . La escotilla 728 puede diseñarse para abrir y cerrar rápidamente. La escotilla 728 puede ser suficientemente fuerte para soportar presión súper-atmosférica. Por ejemplo, la escotilla 728 puede ser suficientemente fuerte para soportar una presión de aproximadamente 6895 kPa man. (1000 psig) . Por ejemplo, la escotilla 728 puede ser construida de acero, acero al carbón o acero inoxidable.

Por ejemplo, la escotilla 728 puede deslizarse en sitio y sellar. La escotilla 728 puede oscilar en sitio, por ejemplo sobre bisagras y sellar. La escotilla 728 puede accionarse manualmente o por control de computadora. La escotilla 728 puede por ejemplo deslizarse en sitio bajo el control de un sistema de cables y poleas capaz de levantar la escotilla en sitio.

En aspectos adicionales del aparato 700, el recipiente 702 puede tener dos aberturas permitiendo que material sólido, por ejemplo material carbonáceo, se coloque dentro y retire del recipiente 702. Por ejemplo, cada extremo del recipiente 702 puede comprender una escotilla. Por ejemplo, un extremo del recipiente 702 puede comprender una escotilla 728 y el otro extremo del recipiente 702 puede comprender una escotilla 730. La escotilla 730 puede diseñarse para abrir y cerrar rápidamente. La escotilla 730 puede ser suficientemente fuerte para soportar presión súper-atmosférica. Por ejemplo, la escotilla 730 puede ser suficientemente fuerte para soportar una presión de aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) . Por ejemplo, la escotilla 730 puede construirse de acero, acero al carbón o acero inoxidable.

Por ejemplo, la escotilla 730 puede deslizarse en sitio y sellar. La escotilla 730 puede oscilar en sitio, por ejemplo sobre bisagras y sellar. La escotilla 730 puede accionarse manualmente o por control de computadora. La escotilla 730 por ejemplo puede deslizarse en sitio bajo el control de un sistema de cables y poleas capaz de levantar la escotilla en sitio.

En otro aspecto del aparato 700 , el recipiente 702 puede tener, colocados en la superficie interior 704 , los componentes necesarios para operación de un transportador dentro del recipiente 702 . Por ejemplo, cuando el transportador es un transportador con rieles, un riel 732 puede colocarse en la superficie interior 704 . Puede haber uno o más rieles 732 . Los rieles pueden colocarse en la parte superior del recipiente 702 , el fondo del recipiente 702 o el lado del recipiente 702 , o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, el riel 732 puede conectarse a la parte superior del recipiente 702 . El riel 732 puede diseñarse como parte de un transporte con rieles aéreo. Por ejemplo, el riel 732 puede adaptarse a uno o más recipientes capaces de transportar material carbonáceo. El riel 732 puede facilitar el mover material carbonáceo dentro y fuera del recipiente 702 a través de la escotilla 728 . El riel 732 igualmente puede facilitar el mover material carbonáceo dentro y fuera del recipiente 702 a través de la escotilla 730. El riel 732 por ejemplo puede facilitar el mover material carbonáceo dentro del recipiente a través de la escotilla 728, y fuera del recipiente a través de la escotilla 730. El riel 732 puede confinar a tope a otro riel fuera del recipiente, de manera tal que los transportes con rieles pueden moverse desde el interior del recipiente 702 al exterior del recipiente 702 sobre los rieles.

La Figura 8 es un diagrama de un aparato ejemplar 800 para utilizar en, entre otras cosas, mejorar materiales carbonáceos, o transportar materiales carbonáceos. El aparato 800 puede reflejar un ejemplo de un transporte con rieles adecuado para utilizar con el procesador 102.

En varios aspectos del aparato 800, el aparato comprende un transporte con rieles . En varios aspectos del aparato 800, el aparato comprende un riel 802. El riel 802 puede construirse de acero, acero al carbón, acero inoxidable u otro material adecuado para incorporación en un transporte con rieles . El riel puede ser de cualquier longitud necesaria, dependiendo de la distancia que debe recorrer el transporte, y el riel puede incorporarse en uniones, conmutadores, zonas de carga, zonas de descarga u otras adaptaciones. El riel 802 por ejemplo puede tener la sección transversal de una viga en I . El aparato 800 puede comprender un riel 802. El aparato 800 puede comprender una pluralidad de rieles 802 por ejemplo dos rieles 802 .

En varios aspectos del aparato 800 , una o más ruedas pueden recorrer sobre el riel 802 . Por ejemplo, el riel 802 puede tener la sección transversal de una viga I, de esta manera permitiendo que una o más ruedas recorran sobre las superficies horizontales de la viga I. Por ejemplo, una cabeza 804 puede moverse sobre el riel 802 . Por ejemplo, la cabeza 804 puede ser una estructura que comprende una o más ruedas, por ejemplo dos ruedas o cuatro ruedas, dispuestas de manera tal que las ruedas puedan moverse sobre la superficie horizontal de la viga I. Una variedad de montajes de ruedas en la cabeza 804 pueden permitir que la cabeza se mueva sobre el riel 802 . Por ejemplo, una o más ruedas pueden ser colocada verticalmente y una o más ruedas pueden colocarse horizontalmente, moverse sobre, por ejemplo la superficie vertical de la viga I.

En aspectos ' adicionales del aparato 800 , un transporte con rieles puede comprender una cabeza. En aspectos adicionales del aparato 800 , un transporte con rieles puede comprender una pluralidad de cabezas. Por ejemplo, un transporte con rieles puede comprender dos cabezas .

En varios aspectos del aparato 800 , un miembro estructural 806 puede conectarse a la cabeza 804 . El miembro estructural 806 por ejemplo puede construirse de acero, acero al carbón o acero inoxidable. El miembro estructural 806 puede ser un miembro rígido, o un miembro flexible tal como un cable. El miembro estructural 806 puede tener un extremo superior y un extremo inferior. Por ejemplo, el extremo superior del miembro estructural 806 puede conectarse a la cabeza 804, y el extremo inferior del miembro estructural 806 puede colgar por debajo de la cabeza 804. El aparato 800 puede comprender un miembro estructural 806. El aparato 800 puede comprender una pluralidad de miembros estructurales 806, por ejemplo dos miembros estructurales 806. Cada cabeza 804 puede conectarse a uno o más miembros estructurales 806, por ejemplo un miembro estructural 806.

En aspectos adicionales del aparato 800, un bastidor estructural 808 puede conectarse al extremo inferior del miembro estructural 806. El bastidor estructural puede conectarse a uno o más o la totalidad de los miembros estructurales 806. El bastidor estructural puede comprender componentes necesarios para sostener, transportar o contener material carbonáceo. Por ejemplo, el bastidor estructural puede comprender un eje 810. El eje 810 puede comprender un elemento estructural, por ejemplo una varilla. El eje 810 puede conectarse a los miembros estructurales en uno o más puntos, por ejemplo dos puntos. Por ejemplo, el eje 810 puede conectarse a los miembros estructurales 806 en tres, cuatro o cinco puntos. El eje 810 puede conectarse a algunos o todos los miembros estructurales. El eje 81Ó puede ser sólido o hueco. El eje 810 por ejemplo puede tener una sección transversal circular o sustancialmente circular, sección transversal cuadrada, o sección transversal elíptica. En los puntos, el eje 810 conecta con los miembros estructurales, el eje por ejemplo puede ser capaz de rotar. Por ejemplo, el eje 810 puede girar libremente a través de orificios en los extremos inferiores de los miembros estructurales 806. El eje puede ser de cualquier tamaño necesario para sostener un recipiente de tamaño deseado. Por ejemplo, el eje puede ser de aproximadamente 2.4 m (8 ft) de largo.

En aspectos adicionales del aparato 800, un bastidor estructural 808 puede comprender un soporte estructural 812. El soporte estructural 812 puede conectarse al eje 810 en una o más ubicaciones sobre la longitud del eje 810, por ejemplo 8 ubicaciones. El soporte estructural 812 puede conectarse al eje 810 en una forma fija, de manera tal que cuando el eje 810 se gira, el soporte estructural 812 gira por igual. El soporte estructural 812 puede conectarse al eje 810 en una forma giratoria, de manera tal que el soporte estructural 812 puede girarse alrededor del eje 810.

El soporte estructural 812 puede comprender una pluralidad de elementos conectados en un arreglo para formar el perfil de las superficies exteriores de un recipiente. Por ejemplo, el soporte estructural 812 puede comprender montantes que se extienden radialmente hacia afuera del eje 810. Por ejemplo, el soporte estructural 812 puede comprender bucles que conectan los extremos exteriores de los montantes para formar el perímetro del recipiente. Por ejemplo, el soporte estructural 812 puede comprender montantes que conectan los bucles, que forman el perímetro axial del recipiente. En combinación, los elementos que forman el soporte estructural 812 pueden ser capaces de soportar la superficie del recipiente. Por ejemplo, el ancho del perímetro del recipiente puede estar entre aproximadamente 0.9 y aproximadamente 3.0 m (aproximadamente 3 y aproximadamente 10 ft) , por ejemplo entre aproximadamente 1.8 y aproximadamente 2.1 m (aproximadamente 6 y aproximadamente 7 ft) .

El soporte estructural 812 puede comprender elementos dispuestos para formar el perfil de uno o más recipientes. Por ejemplo cuatro recipientes o siete recipientes. Por ejemplo, puede haber recipientes de una longitud axial entre aproximadamente 15.24 y aproximadamente 60.96 cm (aproximadamente 6 y aproximadamente 24 in) . Cuando el soporte estructural 812 comprende los perfiles de varios recipientes, puede haber un espacio entre cada recipiente. Por ejemplo, los espacios pueden tener una longitud axial de entre aproximadamente 1.27 y aproximadamente 5.08 cm (aproximadamente 1/2 in y aproximadamente 2 in) . Algunos recipientes pueden ser más grandes que otros, en donde los recipientes menores representan los espacios entre los recipientes más grandes. El soporte estructural 812 puede comprender una sección transversal sustancialmente circular. Por ejemplo, el soporte estructural 812 puede comprender una sección transversal circular o una porción de una sección transversal circular. Por ejemplo, el soporte estructural 812 puede comprender la parte inferior de una sección transversal circular .

En aspectos adicionales del aparato 800, el soporte estructural 812 puede soportar una o más superficies 814. Los perfiles de recipientes por el soporte estructural 812 pueden tener sus superficies formadas por las superficies 814. Por ejemplo, la superficie 814 puede conectarse con uno o más puntos del soporte estructural 812, y puede formar recipientes capaces de contener material carbonáceo . Por ejemplo, la superficie 814 puede cubrir las porciones inferiores del soporte estructural 812. Por ejemplo, la superficie 814 puede no cubrir una porción superior del soporte estructural 812 de esta manera permitiendo acceso al recipiente por material carbonáceo.

El material y diseño de la superficie 814 dependen entre otras cosas, el material carbonáceo que puede ser soportado por la superficie 814. Por ejemplo, puede ser conveniente el soportar el material carbonáceo que tiene partículas sobre un cierto tamaño, pero permitir que fluidos hagan contacto con el material carbonáceo. De esta manera por ejemplo puede ser ventajoso el formar la superficie 814 que comprenda una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir la transmisión sustancial de fluidos, a través de la superficie, pero suficientemente pequeños para retener sustancialmente el material carbonáceo. Por ejemplo, el fluido transmitido a través de la superficie puede ser un líquido, tal como agua, un gas, tal como aire o vapor, o un fluido supercrítico, tal como dióxido de carbono supercrítico.

El material carbonáceo retenido, por la superficie 814 puede ser por ejemplo carbón, que tiene un intervalo de tamaño de partículas particular. De esta manera, en un ejemplo, la superficie 814 puede diseñarse con poros que tienen un tamaño algo menor que el intervalo de tamaños de las partículas de carbón, pero todavía suficientemente grandes para permitir el paso de vapor, agua, aire y otros fluidos á través de la superficie 814. Por ejemplo, la superficie 814 puede comprender malla de alambre. La malla de alambre puede formarse de acero, acero inoxidable, acero al carbón u otra aleación conveniente. A manera de ilustración, por ejemplo los poros de la superficie 814 pueden ser menores a aproximadamente 3.18 mm (1/8 in) de diámetro promedio, para retener sustancialmente material carbonáceo que tiene un tamaño de partículas promedio de más de aproximadamente 3.18 mm (1/8 in) .

La superficie 814 puede ser intercambiable. Por ejemplo, los soportes estructurales 812 pueden diseñarse para adaptar a diferentes superficies 814. Las superficies 814 por ejemplo pueden compartir dimensiones similares, pero tener diferentes porosidades. Por ejemplo, una superficie puede tener poros de aproximadamente 6.35 mm (1/4 in) de diámetro, y una segunda superficie puede tener poros de aproximadamente 3.18 mm (aproximadamente 1/8 in) de diámetro. La superficie 814 puede comprender ya sea la primera o la segunda superficie. Por ejemplo, la superficie 814 puede ser desprendible de los soportes estructurales 812 y una superficie diferente 814 puede ser instalable. La instalación puede ser fácil, de esta manera permitiendo que materiales carbonáceos de diferentes tamaños se transporten con sustancialmente el mismo equipo.

Los elementos del aparato 800 por ejemplo pueden actuar en concierto. Por ejemplo, material carbonáceo puede cargarse en recipientes formados por el bastidor estructural 808 que comprende uno o más soportes estructurales 812 y una o más superficies 814. Los soportes estructurales pueden colgar en el eje 810, que a su vez puede colgar de los miembros estructurales 806, que a su vez pueden colgar en las cabezas 804. Las cabezas 802 pueden tener ruedas que les permiten moverse sobre el riel 802. De esta manera, el material carbonáceo puede moverse sobre el riel en esta configuración de transporte con rieles aérea. El material carbonáceo puede descargarse por ejemplo al girar el bastidor estructural 808 en el eje, de esta manera permitiendo que el material carbonáceo se derrame a través de una abertura en la porción superior de la superficie 814 que forman los recipientes .

El aparato 800 puede por ejemplo emplearse en concierto con el procesador 102. Por ejemplo, puede transportarse material carbonáceo por el aparato 800 directamente a un procesador 102. El procesador 102 puede comprender uno o más rieles adecuados para utilizar con el aparato 800, de manera tal que el material carbonáceo puede moverse en el procesador con mínima perturbación. Puede ser ventajoso el mover el material carbonáceo tranquilamente dentro del procesador, para evitar entre otras cosas romper el material carbonáceo. Cuando las superficies 814 del aparato 800 tienen poros, el material carbonáceo puede ser retenido mientras que los diversos fluidos de trabajo del procesador 102 pueden hacer contacto con el material carbonáceo .

La Figura 9 es un diagrama de un aparato ejemplar 900 para utilizar entre otras cosas en mejorar materiales carbonáceos . El aparato 900 puede incorporar cualquiera o todos los aspectos de los aparatos 500 , 600 , y 700 , además de aspectos adicionales. El aparato 900 puede reflejar un ejemplo del procesador 102 . El aparato 900 puede incluir un recipiente, capaz de soportar presión súper-atmosférica . El aparato 900 puede ser adecuado para mejorar material carbonáceo, por ejemplo de acuerdo con los métodos aquí descritos. El aparato 900 puede ser adecuado para incorporación por ejemplo en los sistemas aquí descritos.

En varios aspectos aquí descritos, un transporte con rieles aéreo puede combinarse con un procesador tal como el procesador 102 , a fin de facilitar mover el material carbonáceo dentro y fuera del procesador. Por ejemplo, el procesador 102 puede comprender un recipiente 902 , capaz de soportar presión súper-atmosférica . El recipiente 902 puede colocarse horizontalmente y tener una escotilla 904 en un extremo del recipiente. Por ejemplo, el recipiente 902 puede colocarse horizontalmente y puede tener dos escotillas, una a cada lado del recipiente.

.En aspectos adicionales aquí descritos, puede colocarse un riel en la superficie interior del recipiente 902 . Por ejemplo, el riel puede ser un riel similar al riel 906 del transporte con rieles aéreo. El riel 906 puede adaptarse para transportar un recipiente 908 para contener material carbonáceo, y el recipiente 908 puede moverse sobre el riel 906 . El riel colocado en la superficie interior del recipiente 902 puede confinar a tope el riel 906. Por ejemplo, el riel colocado en el interior de la superficie del recipiente 902 puede estar separado del riel 906 por una distancia en el intervalo de aproximadamente 1.27 y aproximadamente 30.48 cm (aproximadamente ½ in y aproximadamente 12 in) . La distancia entre los rieles puede diseñarse de manera tal que la escotilla 904 pueda cerrar en el espacio entre los rieles. La distancia entre los rieles puede diseñarse de manera tal que una cabeza, que se mueve sobre el riel, siempre pueda estar en contacto con al menos un riel cuando la cabeza cruce el espacio. Por ejemplo, la cabeza puede comprender dos ruedas separadas por un espacio, y el espacio entre las ruedas puede ser más grande que el espacio entre los rieles.

En aspectos adicionales aquí descritos, el recipiente 902 puede tener dos escotillas, una en cada extremo. Un riel puede colocarse en la superficie interior del recipiente 902, y un riel puede confinar a tope el riel en la superficie interior del recipiente 902 en cada extremo del recipiente 902. De esta manera, el transporte con rieles aéreo puede traer y llevar material carbonáceo dentro de un extremo del recipiente 902 y fuera del otro extremo del recipiente 902.

La Figura 10 es un diagrama de un aparato ejemplar 1000 para utilizar en, entre otras cosas, mejorar materiales carbonáceos o transportar materiales carbonáceos. El aparato 1000 puede reflejar un ejemplo de un transporte con rieles adecuado para utilizar con el procesador 102. El aparato 1000 también puede reflejar un transporte conveniente para utilizar con el procesador 102 sin rieles.

En varios aspectos del aparato 1000, el aparato comprende un transporte con rieles . En varios aspectos del aparato 1000, el aparato comprende rieles. Los rieles pueden ser construidos de acero, acero al carbón, acero inoxidable u otro material adecuado para incorporación en un transporte con rieles. Los rieles pueden ser de cualquier longitud necesaria, dependiendo de la distancia que debe recorrer el transporte, y los rieles pueden incorporarse en uniones, conmutadores, zonas de carga, zonas de descarga u otras adaptaciones .

En adicionales aspectos del aparato 1000, el aparato comprende rueditas o carretillas 1002. Por ejemplo, el aparato 1000 puede comprender cuatro rueditas 1002. Las rueditas 1002 pueden girar, reflejando una ruedita giratoria, y de esta manera facilitando el giro del aparato 1000. Por ejemplo, las rueditas pueden comprender ruedas. En aspectos adicionales del aparato 1000, el aparato comprende rueditas, en donde las rueditas pueden diseñarse para girar, no girar o ser intercambiables por un mecanismo de seguro. En aspectos aún adicionales del aparato 1000, el aparato comprende rueditas giratorias y no giratorias en combinación. Por e emplo, un extremo del aparato 1000 puede comprender dos rueditas giratorias y el otro extremo del aparato 1000 puede comprender dos rueditas no giratorias reflejando rueditas rígidas. Las rueditas 1002 pueden moverse sobre rieles, por ejemplo dos rieles, o pueden adaptarse para mover sobre el piso u otra superficie horizontal.

En aspectos adicionales del aparato 1000, un bastidor estructural 1004 puede conectarse a las rueditas 1002. Por ejemplo, en cualquier vista sobre el bastidor estructural 1004, puede conectarse una ruedita 1002. Una pluralidad de rueditas 1002 puede conectarse al bastidor estructural 1004. Por ejemplo, cuatro rueditas pueden conectarse al bastidor estructural 1004, por ejemplo una ruedita en cada una de las cuatro esquinas inferiores del bastidor estructural 1004. El bastidor estructural puede comprender componentes necesarios para contener, transportar o retener material carbonáceo .

En aspectos adicionales del aparato 1000, un bastidor estructural 1004 puede comprender un soporte estructural 1006. El soporte estructural 1006 puede conectarse a las rueditas en uno o más sitios, por ejemplo 4 sitios. El soporte estructural 1006 puede comprender una pluralidad de elementos conectados en un arreglo para formar el perfil de las superficies exteriores del recipiente. Por ejemplo, el soporte estructural 1006 puede comprender montantes que se extienden horizontal y verticalmente . Por ejemplo, el soporte estructural 1006 puede comprender montantes que se extienden axialmente sobre la longitud del aparato 1000. En combinación, los elementos que forman el soporte estructural 1006 pueden ser capaces de soportar la superficie del recipiente.

El soporte estructural 1006 puede comprender elementos dispuestos para formar el perfil de uno o más recipientes, por ejemplo cuatro recipientes o siete recipientes. Cuando el soporte estructural 1006 comprende los perfiles de varios recipientes, puede haber un espacio entre cada recipiente. Algunos recipientes pueden ser más grandes que otros, en donde los recipientes más pequeños representan los espacios entre los más grandes recipientes . El soporte estructural 1006 puede comprender una sección transversal sustancialmente circular. Por ejemplo, el soporte estructural 1006 puede comprender una sección transversal circular o una porción de una sección transversal circular. Por ejemplo, el soporte estructural 1006 puede comprender la parte inferior de una sección transversal circular. En adicionales ejemplos, el soporte estructural 1006 puede comprender una sección transversal cuadrada, rectangular, trapezoidal u otra que comprende lados rectos. Por ejemplo, el soporte estructural 1006 puede comprender una sección transversal trapezoidal en donde el borde superior del trapezoide es paralelo al borde inferior del trapezoide.

En aspectos adicionales del aparato 1000, el soporte estructural 1006 puede soportar una o más superficies 1008. Los perfiles de recipientes por el soporte estructural 1006 pueden tener sus superficies formadas por las superficies 1008. Por ejemplo, la superficie 1008 puede conectarse a uno o más puntos del soporte estructural 1006 y puede formar recipientes capaces de contener material carbonáceo. Por ejemplo, la superficie 1008 puede cubrir las porciones inferiores del soporte estructural 1006. Por ejemplo, la superficie 1008 puede no cubrir una porción superior del soporte estructural 1006, de esta manera permitiendo acceso al recipiente por material carbonáceo.

El material y diseño de la superficie 1008 dependen entre otras cosas del material carbonáceo que puede ser soportado por la superficie 1008. Por ejemplo, puede ser conveniente el soportar el material carbonáceo que tiene partículas sobre un cierto tamaño, pero permitir que fluidos hagan contacto con el material carbonáceo. De esta manera, por ejemplo puede ser ventajoso formar la superficie 1008 que comprende una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir las transmisiones sustanciales de fluidos a través de la superficie 1008, pero suficientemente pequeñas para retener sustancialmente el material carbonáceo. Por ejemplo, el fluido transmitido a través de la superficie puede ser un líquido, tal como agua, un gas, tal como aire o vapor, o un fluido supercrítico tal como dióxido de carbono supercrítico.

El material carbonáceo retenido por la superficie 1008 por ejemplo puede ser carbón, que tiene un intervalo de tamaño de partículas particular. De esta manera en un ejemplo, la superficie 1008 puede diseñarse con poros que tienen un tamaño algo menor que el intervalo de tamaño de las partículas de carbón, pero todavía suficientemente grande para permitir el paso de vapor, agua, aire y otros fluidos a través de la superficie 1008. Por ejemplo, la superficie 1008 puede comprender malla de alambre. La malla de alambre puede formarse de acero, acero inoxidable, acero al carbón u otra aleación conveniente. Por ejemplo, los poros de la superficie 1008 pueden ser menores a aproximadamente 3.18 mm (aproximadamente 1/8 in) de diámetro promedio para retener substancialmente material carbonáceo con tamaño de partículas promedio de más de aproximadamente 3.18 mm (aproximadamente 1/8 in) .

La superficie 1008 puede ser intercambiable. Por ejemplo, los soportes estructurales 1006 pueden ser diseñados para adaptarse a diferentes superficies 1008. Las superficies 1008 pueden por ejemplo compartir similares dimensiones pero tener diferentes porosidades. Por ejemplo una superficie puede tener poros con diámetro de aproximadamente 6.35 mm (1/4 in) y una segunda superficie puede tener poros con diámetro de aproximadamente 3.18 mm (1/8 in) . La superficie 1008 puede comprender ya sea la primer o la segunda superficie. Por ejemplo la superficie 1008 puede ser desprendible de los soportes estructurales 1006 y una superficie diferente 1008 puede ser instalable. La instalación puede ser fácil, de esta manera permitiendo que materiales carbonáceos con tamaños diferentes sean transportado sustancialmente con el mismo equipo.

La Figura 11 es un diagrama de un aparato ejemplar 1100 para utilizar entre otras cosas en mejorar materiales carbonáceos. El aparato 1100 puede incorporar cualquiera o todos los aspectos de los aparatos 500, 600, 700, y 900 además de aspectos adicionales. El aparato 1100 puede reflejar un ejemplo del procesador 102. El aparato 1100 puede incluir un recipiente, capaz de soportar presión súper-atmosférica. El aparato 1100 puede ser adecuado para mejorar material carbonáceo, por ejemplo de acuerdo con los métodos aquí descritos. El aparato 1100 puede ser adecuado para incorporación por ejemplo en los sistemas aquí descritos.

En varios aspectos aquí descritos, un transporte o transporte con rieles puede combinarse con un procesador tal como un procesador 102, a fin de facilitar el mover material carbonáceo dentro y fuera del procesador. Por ejemplo, el procesador puede comprender un recipiente 1102 , capaz de soportar presión súper-atmosférica . El recipiente 1102 puede colocarse horizontalmente, y puede tener una escotilla 904 en un extremo del recipiente. Por ejemplo, el recipiente 1102 puede colocarse horizontalmente y puede tener dos escotillas, una a cada lado del recipiente.

En aspectos adicionales aquí descritos, pueden colocarse uno o más rieles en la superficie interior del recipiente 1102 . Por ejemplo, los rieles pueden ser rieles similares a los rieles 1106 del transporte con rieles. Por ejemplo, puede haber dos rieles 1106 , y dos rieles colocados en la superficie interior del recipiente 1102. Los rieles 1106 pueden adaptarse para transportar un recipiente 1108 para contener material carbonáceo, y el recipiente 1108 puede moverse sobre los rieles 1106 . Los rieles colocados en la superficie interior del recipiente 1102 pueden confinar a tope los rieles 1106 . Por ejemplo, los rieles colocados en el interior de la superficie del recipiente 1102 pueden separarse de los rieles 1106 por una distancia en el intervalo de aproximadamente 1 . 27 a aproximadamente 30 . 48 cm (aproximadamente 1/2 y aproximadamente 12 in) . La distancia entre los rieles puede diseñarse de manera tal que la escotilla 1104 puede cerrar en el espacio entre los rieles. La distancia entre los rieles puede diseñarse de manera tal que un recipiente 1108 , que se mueve sobre los rieles, siempre puede estar en contacto con al menos dos rieles cuando el recipiente 1108 cruza ese espacio o la separación. Por ejemplo, el recipiente 1108 puede comprender cuatro ruedas, con dos ruedas frontales separadas por un espacio de dos ruedas posteriores, y el espacio entre las ruedas frontales y posteriores puede ser más grande que el espacio entre dos rieles.

En aspectos adicionales aquí descritos, el recipiente 1102 puede tener dos esclusas, una en cada extremo. Los rieles pueden colocarse en la superficie interior del recipiente 1102, y los rieles pueden confinar a tope el riel en la superficie interior del recipiente 1102 en cada extremo del recipiente 1102. De esta manera, el transporte con rieles puede llevar material carbonáceo dentro de un extremo del recipiente 1102 y fuera del otro extremo del recipiente 1102.

En aspectos aún adicionales aquí descritos, una superficie horizontal se coloca en el interior del recipiente 1102. Por ejemplo, el transporte puede moverse desde el exterior del recipiente 1102 al interior del recipiente 1102 al girar sobre sus ruedas a lo largo del piso o una plataforma fuera del recipiente 1102 y sobre la superficie horizontal colocada en el interior del recipiente 1102.

EJEMPLOS Y MODALIDADES ADICIONALES Ejemplo 1 Carbón que tiene un peso inicial de 34050 kg (75000 libras) se carga en una carretilla. El contenido de humedad total del carbón es 32 por ciento. De esta manera, el peso seco de carbón inicial es de 23154 kg (51000 libras) y el balance comprende agua que pesa 10896 kg (24000 libras) . La carretilla pesa 6810 kg (15000 libras) . La temperatura de partida del carbón y la carretilla es de 15.6°C (60°F) .

Etapa 1: Agua a 93.3°C (2002F) se riega sobre el carbón. Como resultado, el carbón se calienta y la superficie del carbón de humecta. La temperatura del carbón aumenta a 65.6°C (150°F) ; la temperatura de la carretilla aumenta a 65.6°C (1502F) ; la temperatura del agua disminuye a 65.6°C (1502F) ; la humedad total del carbón aumenta a 40 por ciento; el peso total del carbón aumenta a 36774 kg (81,000 libras), incluyendo agua que pesa 13620 kg (30,000 libras). El requerimiento total de calor es de 96,000,044 Kcal (3,809,700 BTU) . El requerimiento de agua total para la etapa 1 es 34592 kg (76, 194 libras) .

Etapa 2: El carbón se mueve desde las carretillas a centrífugas vibratorias para retirar humedad superficial. Como resultado, el carbón se seca a un contenido total de humedad de 34 por ciento. El peso total del carbón disminuye a 34,567 kg (76,140 lbs) , y el peso total de agua del carbón disminuye a 11,414 kg (25,140 lbs). 2,206 kg (4,860 lbs) de agua se drenan por la centrífuga.

Etapa 3 : Las carretillas se · mueven a un procesador. El procesador es un recipiente circunscrito. Después de que las carretillas que contienen el carbón se mueven dentro del procesador, el procesador se sella. El procesador se conecta a un tanque de recuperación de energía. El tanque de recuperación de energía se carga con vapor residual de un ciclo previo. El tanque de recuperación de energía se ventila al procesador, de esta manera admitiendo vapor al procesador. El tanque de recuperación de energía está a una temperatura de 243.3°C (4702F) antes de ventilar, o y 100°C (212aF) después de ventilar. El vapor instantáneo generado es 17.016 por ciento. El vapor instantáneo generado es el por ciento en peso de vapor generado por estrangulamiento adiabático del volumen de agua aislado en el tanque de recuperación de energía cuya presión se reduce desde 3,448 kPa man. (500 psig) a presión atmosférica. Como resultado de exposición del carbón al vapor, el peso del agua en el carbón disminuye a 8,987.4 kg (19,796 lbs).

Etapa 4: Se agrega más vapor al procesador. Vapor a 260°C (5002F) y 3,448 kPa man. (500 psig) se inyecta al procesador. Como resultado, el carbón se seca a un contenido total de humedad de 8 por ciento . Hay que notar que el agua perdida del carbón durante esta fase deriva primordialmente del interior del carbón. El peso de agua-carbón disminuye a 2,426 kg (5,344 lbs). El peso total de carbón disminuye a 25,580 kg (56,344 lbs) . La temperatura del carbón aumenta a 260°C (500SF) . La temperatura de la carretilla aumenta a 260°C (5002F) . La temperatura del procesador aumenta a 260°C (5002F) . El requerimiento total de vapor es de 9,486 kg (20,894 lbs). Como resultado del calentamiento con vapor, el requerimiento total de energía es 5,600,331 Kcal (22,223,536 BTU) . Hay que notar que en un ciclo de arranque, el tanque de recuperación de energía está vacío y no se ventila al procesador.. Por lo tanto, se requiere más nuevo vapor para elevar el carbón a 260°C (500°F) en esta situación.

Etapa 5: Se sella el tanque de recuperación de energía. El tanque de recuperación de energía se cierra del procesador. El vapor almacenado en el tanque se reserva para utilizar en el siguiente ciclo.

Etapa 6: Enfriamiento del carbón. Una fuente de aire a presión conectada al procesador se abre y opera para mantener una presión constante en el procesador. Una fuente de agua conectada al procesador se abre y se baña agua sobre el carbón. Conforme el procesador se enfría, y el vapor dentro del procesador se condensa, aire comprimido se agrega continuamente, para mantener una presión sustancialmente constante. Como resultado, el contenido de humedad del carbón aumenta a 18 por ciento. Hay que notar que el agua ganada por el carbón durante esta fase se acumula primordialmente en la superficie del carbón. El peso total de carbón aumenta a 28,139 kg (61,978 lbs). El agua total rociada es 49,012 kg (107,957 lbs). El agua rociada está a 37.8°C (1002F) , y después de rociar, la temperatura del agua aumenta a 93.3°C (2002F) . La temperatura del carbón disminuye a 37.8°C (1002F) . La temperatura del procesador disminuye a 148.9°C (300SF) . La temperatura de la carretilla disminuye a 37.8°C (1002F) . El requerimiento total de energía es -4,988,507.6 cal (-19,795, 665 BTU) .

Etapa 7: Ventilación de procesador. El procesador se ventila al abrir una válvula o abrir la escotilla o ambos, para regresar la presión dentro del procesador a la presión atmosférica .

Etapa 8: Centrifugado del carbón. El carbón se retira del procesador y se coloca en una centrífuga. Como el resultado, algo del agua en la superficie del carbón se retira, reduciendo el contenido total de humedad del carbón al 12 por ciento. El peso final del carbón es 26,449.6 kg (58,259 lbs) . De esta manera, el peso del carbón se reduce por la totalidad del proceso en 7,600.4 kg (16,741 lbs).

Ejemplo 2 Carbón que tiene un peso inicial de 34,050 kg (75,000 lbs) se carga en una carretilla. El contenido total de humedad del carbón es 32 por ciento. De esta manera, el peso seco de carbón inicial es 23,154 kg (51,000 lbs) y el resto comprende agua que pesa 10,896 kg (24,000 lbs).' La carretilla pesa 6,810 kg (15,000 lbs) . La temperatura inicial del carbón y de la carretilla es de 15.6°C (602F) .

Etapa 1: Agua a 93.3°C (200aF) se rocía sobre el carbón. Como resultado, el carbón se calienta y la superficie del carbón se humecta. La temperatura del carbón aumenta a 65.6°C (1502F) ; la temperatura de la carretilla aumenta a 65.6°C (150SF) ; la temperatura del agua disminuye a 65.6°C (150SF) ; el contenido de humedad del carbón aumenta a 40 por ciento, el peso total del carbón aumenta a 36,774 kg (81,000 lbs), incluyendo agua que pesa 13,620 kg (30,000 lbs). El requerimiento total de calor es de 960,044 Kcal (3,809,700 BTU) . El requerimiento total de agua para la etapa 1 es de 34,592 kg (76,194 lbs) .

Etapa 2 : El carbón se pasa desde las carretillas a centrífugas vibratorias para retirar la humedad en superficie. Como resultado, el carbón se seca a un contenido total de humedad de 34 por ciento. El peso total del carbón disminuye a 34,592 kg (76,140 lbs) y el peso total de agua en el carbón disminuye a 11,413.6 kg (25,140 lbs). 2,206.4 kg (4,860 lbs) de agua se drenan por la centrífuga.

Etapa 3 : Las carretillas se mueven dentro de un procesador. El procesador es un recipiente circunscrito. Después de que. las carretillas que contienen el carbón se mueven al procesador, el procesador se sella. El procesador se conecta a un tanque de recuperación de energía. El tanque de recuperación de energía se carga con vapor residual desde un ciclo previo. El tanque de recuperación de energía se ventila al procesador, de esta manera admitiendo vapor en el procesador. El tanque de recuperación de energía está a una temperatura de 243.3°C (470BF) antes de ventilar, y 100°C (212 SF) después de ventilar. El vapor de generación instantánea generado es 17.067 por ciento. El vapor de generación instantánea generado es el por ciento en peso de vapor generado por el estrangulamiento adiabático del volumen de agua aislado en el tanque de recuperación de energía cuya presión se reduce desde 3,448 kPa man. (500 psig) a presión atmosférica. Como resultado de exponer el carbón a vapor, el peso de agua-carbón disminuye a 8,987.4 kg (19,796 lbs) .

Etapa 4 : El tanque de recuperación de energía también contiene agua. El agua del tanque de recuperación de energía se descarga a través de un cambiador de calor. El agua del tanque de recuperación de energía está a 166°G (331aF) antes de entrar al cambiador de calor, y 93.3°C (2002F) después de entrar al cambiador de calor. La cantidad total de agua en el tanque de recuperación de energía es 16,944.2 kg (37,322 lbs). Por lo tanto, la energía total transferida en el cambiador de calor es 1,259,933.5 Kcal (4,999,736 BTU) .

Etapa 5: Se agrega más vapor al procesador. Vapor a 260°C (500SF) y 3,448 kPa man. (500 psig) se inyecta en el procesador. Como resultado, el carbón se seca a un contenido total de humedad de 8 por ciento. Hay que notar que el agua que se pierde del carbón durante esta fase deriva primordialmente del interior del carbón. El peso de agua en el carbón disminuye a 2,428.5 kg (5,344 lbs) . El peso total de carbón disminuye a 25,580 kg (56,344 lbs). La temperatura del carbón aumenta a 260°C (5002F) . La temperatura de la carretilla aumenta a 260°C (500aF) . La temperatura del procesador aumenta a 260°C (5002F) . El requerimiento total de vapor es de 9,485.9 kg (20,894 lbs). Como resultado de calentamiento con vapor, el requerimiento de energía total es de 5,600,331 Kcal (22,223,536 BTU) . Hay que notar que en un ciclo de arranque, el tanque de recuperación de energía está vacío y no se ventila al procesador. Por lo tanto, se requiere más nuevo vapor para elevar el carbón a 260°C (500°F) en esta situación.

Etapa 6: Se sella el tanque de recuperación de energía. El tanque de recuperación de energía se cierra del procesador. El vapor almacenado en el tanque se reserva para utilizar en el siguiente ciclo.

Etapa.7: Se enfría el carbón. Una fuente de aire a presión conectada al procesador se abre y opera para mantener una presión constante en el procesador. Una fuente de agua conectada al procesador se abre y agua se rocía sobre el carbón. Conforme el procesador se enfría, y el vapor dentro del procesador se condensa, aire comprimido se agrega continuamente para mantener una presión sustancialmente constante. Como resultado, el contenido de humedad del carbón aumenta a 18 por ciento. Hay que notar que el agua ganada por el carbón durante esta fase, se acumula primordialmente en la superficie del carbón. El peso de carbón total aumenta a 28,138 kg (61,978 lbs) . El total de agua rociada es 49,012.5 kg (107,957 lbs). El agua rociada está a 37.8°C (1002F) y después de rociar, la temperatura del agua aumenta a 93.3°C (200aF) . La temperatura del carbón disminuye a 37.8°C (100SF) . La temperatura del procesador disminuye a 146.9°C (300eF) . La temperatura de la carretilla disminuye a 37.8°C (1002F) . El requerimiento total de energía es -4,988,507.6 Kcal (-19, 795, 665' BTU) .

Etapa 8: Ventilación del procesador. El procesador se ventila al abrir una válvula o abrir la escotilla, o i ambas, para regresar la presión dentro del procesador a la presión atmosférica.

Etapa 9: Centrifugado del carbón. El carbón se retira del procesador y coloca en una centrífuga. Como resultado, algo del agua en la superficie del carbón se retira-, reduciendo el contenido total de humedad del carbón a 12 por ciento. El peso final del carbón es 26,449.6 kg (58,259 lbs). De esta manera, el peso del carbón se reduce por la totalidad del proceso en 7,602.7 kg (16,741 lbs).

Ejemplo 3 Se retira carbón del almacenamiento y viaja por transportador de banda al triturador y ahí se dimensiona en tamaño. El equipo tritura partículas que exceden 1.905 cm (3/4 in) en tamaño. Carbón que sale del triturador se dimensiona a 0 x 1.905 cm (0 x 3/4 in) .

El carbón se transporta al tamiz y procesa. El tamizado separa el carbón con base en el tamaño de partículas. Partículas pequeñas ("finos") con menos de 3.18 mm (1/8 in) se retiran del flujo de carbón y transportan a la instalación de mezcla y almacenamiento de producto. Carbón tamizado ahora tiene un tamaño de 3.18 mm (1/8 in) x 19.05 mm (3/4 in) .

Se transporta carbón a la criba húmeda y procesa. El carbón pasa a través de un baño de agua con densidad especificada que provoca que el carbón deseado, que es más ligero, se separe de los contaminantes, que son más pesados. El agua empleada en la criba húmeda es agua caliente que se toma de un tanque en un sistema de reciclado de agua. De acuerdo con esto, la criba húmeda también aumenta la temperatura del carbón a aproximadamente 65.6°C (1502F) .

Se transporta carbón a la centrífuga y se procesa. La centrífuga retira exceso de humedad superficial del carbón utilizando una acción de centrifugado. La humedad retirada del carbón se dirige por tubería a un tanque en el sistema de reciclado de agua.

Carretillas para manejo de carbón se cargan con carbón. Las carretillas se construyen con malla de alambre para permitir que la humedad retirada del carbón durante el procesamiento drene de la carretilla. Las carretillas se suspenden de un monorriel. Las carretillas viajan por monorriel al procesador. La puerta del recipiente se cierra y sella .

Una válvula entre- el procesador y tanque de recuperación de energía se abre, permitiendo que se compensen la presión y temperatura de los dos recipientes. El tanque de recuperación de energía contiene vapor condensado y agua que se extraen del carbón durante el ciclo de procesamiento previo, y estará en un estado de temperatura y presión elevadas. El permitir que los dos recipientes se compensen, efectivamente eleva la temperatura y presión en el procesador al recuperar energía capturada durante el lote previo . El líquido restante en el tanque de recuperación de energía se drena a un tanque en el sistema de reciclado de agua.

Vapor de la caldera se suministra al procesador hasta que se satisfacen las condiciones predeterminadas de presión y temperatura. El flujo de vapor se continúa según se requiere para mantener temperatura y presión a los niveles predeterminados por aproximadamente 20 minutos. Durante esta fase, la válvula que conecta el recipiente procesador y el recipiente de recuperación de energía permanece abierta, de manera tal que conforme se condensa el vapor y/o se extrae agua del carbón, el líquido puede drenar al recipiente de recuperación de energía.

El flujo de vapor al recipiente procesador se detiene. La válvula que conecta el recipiente de procesador al recipiente de recuperación de energía se cierra. Flujo de aire comprimido al recipiente procesador se abre y se ajusta para mantener el nivel de presión actual en el recipiente.

Agua de enfriamiento, tomada de un tanque en el sistema de reciclado de agua, se envía al recipiente y se baña sobre el carbón para iniciar enfriamiento. Agua de enfriamiento, condensado de vapor y cualquier humedad superficial residual lavada del carbón se retienen dentro del recipiente procesador sellado. Esta fase continúa hasta que la temperatura del carbón se reduce a 37.8°C (100°F) .

Una válvula que conecta el recipiente del procesador a un tanque en el sistema de reciclado de agua, se abre y el líquido se drena del recipiente al tanque. Después de liberar el recipiente del líquido, la válvula se cierra. Se abre una ventilación en el recipiente del procesador para permitir que caiga el nivel de presión a condiciones atmosféricas .

La puerta del recipiente procesador se abre y se hacen rodar las carretillas para manejo de carbón fuera del recipiente. Las carretillas recorren por monorriel a la estación de descarga, de carretillas en donde el carbón se descarga a los transportadores de bandas .

Se transporta carbón a la centrífuga y procesa. La centrífuga retira el exceso de humedad superficial del carbón. La humedad retirada del carbón se envía por tubería al sistema de reciclado de agua.

El carbón se transporta a la estación de revestimiento de producto, en donde el carbón se reviste con supresor de polvo/antioxidante/espuma ignífuga. Carbón se transporta a la instalación de mezclado y almacenamiento de producto terminado .

Ejemplo 4 La siguiente tabla ilustra algunas consideraciones hechas para ciertos cálculos y simulaciones referentes a ciertos de los ejemplos aguí descritos, incluyendo los ejemplos 1 y 2: Descripción y Unidad Valor Densidad de acero, kg/m3 (lb/ft3) 7817.7 (488) Espesor de carcaza y extremos de 2.54 (1) recipiente, cm (in) Calor específico de acero, KJ/kg-°C 0.02 (0.01) (BTU/ (lb-°F) ) Calor específico de carbón, KJ/kg-°C 0.08 (0.33) (BTU/ (lb-°F) ) (considerado seco) Pérdida de convección libre y 135.6 (50) radiación de recipiente aislado, Kcal/hr-m2 (BTU/hr-ft2) Calor específico del agua, KJ/kg-°C 0.24 (1.0) (BTU/ (lb-°F) ) Energía requerida para reducir 18.87 (34) humedad interna en carbón en la etapa 4 (dada), Kcal/kg (BTU/lb) Recipientes están aislados, cm (in) .3.33 (6) Cuando el recipiente de enfriamiento, 135 (50) pérdida de radiación del recipiente, Kcal hr/m2 (BTU hr/ft2-) Temperatura en equilibrio del 148.9 (300) recipiente en la descarga del carbón, °C (°F) Entalpia' de descarga del recipiente a 93.43 724 kPa abs. (105 psia) a 93.3°C (168.31) (200°F) ubicado directamente corriente abajo del cambiador de calor para precalentar el agua de alimentación, Kcal/kg (BTU/lb) Gasto de caldera agregado, Kcal/kg 590.42 (BTU/lb) (1063.62) Eficiencia de caldera, por ciento 85 Trabajo asociado con compresor o trabajo de bomba no tomado en cuenta Densidad de carbón, kg/m3 (lb/ft3) 801 (50) No ocurre condensación cuando el tanque de ventilación ventila al recipiente de proceso Ejemplo 5 Las siguientes tablas ilustran ciertos aspectos ejemplares de los métodos, sistemas y aparatos aguí descritos. La siguiente tabla ilustra ciertos aspectos ejemplares de un recipiente de recuperación de energía: Descripción Valor Unidad Recipiente tiene diámetro de 1.2 m (4 ft) , longitud de 10.7 m (35 ft) , espesor de 2.54 cm (1 in) Peso de carcaza 8,289.6 kg (lbs) (18,259) Diámetro exterior 1,270.1 m (ft) (4.167) Diámetro interior 1.2 (4) m (ft) Longitud 10.7 (35) m (ft) Densidad (de acero) 7, 817.7 kg/m3 (488) (lb/ft3) Peso de . tapas de extremo 947.5 Kg (lbs) esféricas (2, 087) Número de tapas 2 Peso del recipiente de 9,236.6 Kg (lbs) ventilación total (2,345) Área superficial exterior del 47.66 (513) m2 (ft2) recipiente (aislado) Área superficial exterior de 6.32 (68) m2 (ft2) tapas de extremo (aisladas) Área exterior total 54.07 (582) m2 (ft2) Volumen de tanque 50.78 m3 (ft3) (1,793) La siguiente tabla ilustra ciertos aspectos ejemplares de un procesador: Descripción Valor Unidad El recipiente tiene diámetro 1 de 243.84 cm (96"), ..longitud de 21.34 m (70 ft) , espesor 2.54 cm (1") Peso de carcaza 32,819.7 kg (lbs) (72,290) Diámetro exterior 2.49 (8.167) m (ft) Diámetro interior 2.4 (8) m (ft) Longitud 21.34 (70) m (ft) Densidad (de acero) 7, 817.7 kg/m3 (488) (lb/ft3) Peso de tapas de extremo 1,875.5 kg (lbs) esféricas (4,131) Número de tapas 2 Internos (lados) 272.4 (600) kg (lbs) Peso de recipiente de 34,967.5 kg (lbs) procesamiento total (77, 021) Área superficial exterior 177 (1,906) m2 (ft2) del recipiente (aislado) Área superficial exterior de 21.93 (236) m2 (ft2) tapas de extremo (aislado) Área exterior total 199 (2,142) m2 (ft2) Volumen de tanque (vacío) 406.17 m3 (ft3) (14, 342) Volumen de tanque (cargado 363.7 m3 (ft3) con carbón) (12, 842) La siguiente tabla ilustra ciertos aspectos ejemplares de las carretillas y canastas: Descripción Valor Unidad Peso de canastas y 1, 135 kg (lbs) carretillas, cada una (2, 500) Peso total de 6 carretillas 6,810 kg (lbs) en un lote (15,000) La siguiente tabla ilustra ciertos aspectos ejemplares del procesamiento de material carbonáceo que comprende carbón : considerado lleno a la mitad, después se deja expansión en el recipiente de proceso con la carga de carbón Con este volumen de agua 391.65 m3 (ft3) se deja que expanda, se (13,829.53) calcula la presión en equilibrio Calidad (Q=f(P) a dados hf 0.170 calidad (P&T originales)) Peso de agua evaporada 1,529.3 kg (lbs) (3, 368.5) vg a presión 20.23 m3/kg (4,231) (ft3/lb) Volumen calculado ocupado 403.62 m3 (ft3) por vapor evaporado (14,252.13) Por ciento de diferencia (3.06) % entre volumen calculado y disponible Peso de agua drenada del 16,955.62 kg (lbs) tanque de ventilación (37,322.19) Calor capturado por 1,235,520.72 Kcal (BTU) cambiador de calor (4, 902, 860) Ejemplo 6 Para evaluar el efecto de las condiciones de procesamiento en un procesador a escala de laboratorio, una serie de casos de prueba de realizan, cada uno que exhibe una combinación única de presión, temperatura y tiempo. El intervalo de condiciones total se basa en parte en una comprensión de los procesos físicos y las capacidades del equipo .

Las presiones se prueban en el intervalo de 3,448 a 4,827 kPa man. (500 a 700 psig) . Temperaturas se prueban en el intervalo de 241.7 a 261.7°C (467 a 503°F) . El tiempo de procesamiento se prueba en el intervalo desde 15 minutos a 25 minutos . El tamaño de partículas máximo del material carbonáceo probado es 1.905 cm (0.75 in) . El tamaño de partículas mínimo de material carbonáceo probado es 0.318 cm (0.125 in) . La siguiente tabla ilustra condiciones específicas que se prueban.

Presión de Tiempo de Temperatura vapor, procesa¬ Caso # de vapor, kPa man. miento °C (°F) (Psig) (min) 1 15 241.72 2 3,448 (500) 20 (467.1) 3 25 4 15 247.28 5 3,792 (550) 20 (477.1) 6 25 7 15 252.39 8 4,137 (600) 20 (486.3) 9 25 10 15 257.22 11 4,481.8 (650) 20 (495.0) 12 25 13 15 261.78 14 4,827 (700) 20 (503.2) 15 25 El tiempo de procesamiento es la duración de tiempo que se mantiene el carbón a presión y temperatura especificados. Tiempo adicional se requiere para llevar el recipiente y los contenidos hasta las condiciones de procesamiento. Termopares y transductores de presión dentro del recipiente y lecho de carbón señalan cuando se han alcanzado las condiciones requeridas.

Ejemplo 7 A escala de laboratorio, la prueba para medir la eficacia de la estación de pre-calentamiento se realiza independientemente de los casos de prueba anteriores . A escala de laboratorio, las pruebas no se considera que suceden en rápida sucesión, por lo tanto el agua de proceso deberá haberse enfriado significativamente al tiempo en que se realiza el siguiente pre-calentamiento . De acuerdo con esto, la escala de laboratorio incluye un calentador sumergible para recalentar el agua de proceso a la temperatura registrada cuando se drena el recipiente.

En la cámara de pre-calentamiento, el agua se rocía sobre las canastas de carbón y se atrapa en un estanque. El volumen total del agua disponible es una cantidad fija con base en la cantidad drenada del recipiente después de procesamiento y enfriamiento. El agua de pre-calentamiento se recicla desde el estanque y vuelve a rociar según se requiera, con base en el tiempo de pre-calentamiento prescrito para la prueba. El propósito de la prueba es medir la temperatura de lecho de carbón a intervalos de 30 segundos para un tiempo de pre-calentamiento máximo de 30 minutos.

Ejemplo 8 Se realizan pruebas para medir el peso y temperatura del lecho del material justo antes de, y justo después de completar el secado por centrífuga. La humedad superficial (y sólidos incidentales) retirados por la centrífuga, se capturan. Los datos recolectados permiten que se establezca pérdida de temperatura y reducción de humedad en superficie.

Ejemplo 9 En el proceso a escala de laboratorio manual , un interés en diseño de manejo de materiales es en el tamaño específico y configuración de las canastas y carretillas utilizadas para contener el carbón en el recipiente. A fin de promover el más alto grado de vapor y saturación de agua de enfriamiento del lecho de carbón, las paredes exteriores de las canastas se construyen de malla de acero con aberturas dimensionadas al mínimo de partículas de carbón (3.18 mm (1/8 in) ) , y la parte superior de las canastas se abre. Las canastas se disponen en la carretilla permitiendo espacios entre canastas de aproximadamente 2.54 cm (1 in) para permitir saturación de vapor.

Las pruebas en el diseño de canastas y carretillas se realizan al variar el espaciamiento entre las canastas, para permitir un mejor flujo de vapor al lecho de carbón. Independientemente de las pruebas de procesamiento anteriores, un experimento de permeabilidad de lecho se realiza para medir la velocidad en la cual fluye el agua a través del lecho de carbón dentro de una canasta de carretilla. Esto proporciona una medida de la eficiencia del diseño respecto a la capacidad para desprender líquido conforme se extrae del carbón durante procesamiento.

Ejemplo 10 El sistema a escala de laboratorio incorpora un sistema de adquisición de datos basados en PLC, incluyendo termopares, transductores de presión y sensores de nivel líquido, para registrar datos a intervalos predeterminados durante el proceso. Una báscula colgante industrial también se emplea. Los siguientes datos de prueba se registran en diversos puntos en el proceso: Punto de Datos de Prueba Registrados Frecuencia Proceso de Datos Durante pre- Pre-calentar temperatura del Intervalos calentamiento agua y temperatura de lecho de 30 del carbón segundos Antes de Peso bruto de canastas de Medición centrífuga carbón sencilla Centrífuga Peso y volumen de agua Medición recolectada sencilla Centrífuga Peso bruto de canastas de Medición carbón sencilla Recipiente de Presión en el recipiente, Intervalos presión temperatura en el de 30 recipiente, temperatura en segundos el lecho de carbón y nivel de agua en el recipiente Después de Volumen y temperatura de Medición presión del agua de proceso. Peso bruto sencilla recipiente de canastas peso ( Centrífuga Peso y volumen de agua Medición recolectada sencilla Después de Peso bruto de canastas Medición centrífuga sencilla Las temperaturas del lecho de carbón dentro de la cámara de precalentamiento y dentro del recipiente, se miden por termopares colocados estratégicamente dentro del lecho de carbón .

Ejemplo 11 El proceso a escala de laboratorio de este ejemplo no requiere incluir equipo de preparación de carbón que puede ser parte de una implementación a escala completa. De acuerdo con esto, el material de alimentación procesado en la escala de laboratorio, se prepara por un proveedor de tercera parte para cumplir con las siguientes especificaciones: triturado a un tamaño máximo de partículas de 1.905 cm (0.75 in) ; cribado a un tamaño de partículas mínimo de 0.318 cm (0.125 in) ; y cribado neumático para reducir el contenido de mineral y otra materia extraña. El material de alimentación resultante se envía a Standard Laboratories, Inc., en West Virginia, para análisis. Lotes separados, si se requiere, se segregan en almacenamiento. Cada carretilla y canastas se identifican y pesan en forma única para establecer la tara.

El procedimiento estándar para realizar casos de prueba incluye las siguientes actividades: 1. Cargar cuatro canastas para un caso de prueba. Registrar peso bruto de canastas individuales. 2. Cargar canastas en cámara de precalentamiento. 3. Iniciar rocío-precalentamiento . Se registra la temperatura del agua y temperatura de lecho de carbón a intervalos de 30 segundos. Se registra la temperatura de lecho de carbón final justo antes de retirar. 4. Se retiran canastas de la cámara de precalentamiento y se registra el peso bruto. 5. Se vacían las canastas en la centrífuga y se hace funcionar la centrífuga. Se registra el peso y volumen de la humedad superficial retirada. 6. La centrífuga se vacía en una o varias canastas. Se registra el peso bruto de las canastas. 7. Se cargan canastas en una carretilla y se carga la carretilla en el recipiente. Se envía vapor al recipiente. Se registran la presión y temperatura de vapor en la caldera, temperatura, presión y nivel de líquido en el recipiente y temperatura en el lecho de carbón a intervalos de 30 segundos durante calentamiento del recipiente y fases de temperatura sostenidas . 8. Se registran la temperatura, presión y nivel de líquido "finales" en el recipiente, y la temperatura de lecho de carbón antes de iniciar la fase de enfriamiento. 9. Se inicia el enfriamiento del recipiente al abrir las válvulas de rocío para enfriamiento y la válvula de aire comprimido. Se registra la temperatura, presión y nivel de líquido en el recipiente, y la temperatura en el lecho de carbón a intervalos de 30 segundos durante enfriamiento, terminando cuando la temperatura máxima del lecho de carbón alcanza 60°C (140eF) . Se libera la presión del recipiente y se abre la escotilla. 10. Se retira la carretilla de recipiente y se reciben las canastas de la carretilla. Se registra el peso bruto de las canastas. ' 11. Se vacían las canastas en la centrífuga y se opera la centrífuga. Se registran peso y volumen de la humedad superficial retiradas . 12. La centrífuga se vacía en una o varias canastas. Se registra el peso bruto de las canastas. 13. Se aplica espuma supresora de polvo al carbón procesado y se almacena el carbón en almacenamiento segregado.

Muestras del carbón procesado se envían a Standard Labs, para análisis dentro de 1 día de procesamiento. Una segunda muestra se envía para análisis después de una semana en condiciones ambiente para confirmar que la humedad no se ha reabsorbido.

Ejemplo 13 Análisis de datos se realiza en dos niveles: técnico y económico. Del lado técnico, los datos de prueba se emplean para confirmar que el procesador fue efectivo para reducir el contenido de humedad del carbón. Además, los resultados de diversos casos de prueba realizados a variantes condiciones de temperatura, presión y tiempo se analizan para determinar que provocó y afectó las relaciones que existen entre variantes condiciones y las propiedades del carbón resultante.

Datos de prueba también se emplean para refinar el modelo de proceso basado en computadora de los métodos y sistemas. Mayor refinamiento de este modelo lo hace un pronosticador más confiable de propiedades de materiales carbonáceos para condiciones que no se prueban específicamente durante la escala de laboratorio.

En el lado económico, los datos de prueba se emplean para determinar el valor de calentamiento, y por lo tanto el valor económico del producto que puede producirse. Los resultados también generan información referente a la capacidad directa del modelo a escala de laboratorio y estimados más confiables de la capacidad del procesador a escala íntegra.

Basado en estos hallazgos, los gastos de capital y costos operativos se estiman para una planta de escala íntegra y someten a análisis financiero estándar establecer la factibilidad económica del proceso.

Claims (198)

REIVINDICACIONES

1. Un método, caracterizado porque comprende: reducir el contenido de agua en un material carbonáceo, al calentar el material carbonáceo en forma tranquila o reposada con vapor a presión súper-atmosférica; y enfriar el material carbonáceo con agua mientras que se controla la presión del material carbonáceo a presión súper-atmosférica .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende precalentar el material carbonáceo antes de calentar el material carbonáceo con vapor.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el precalentamiento se logra con un medio que comprende un líquido.

. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el líquido comprende agua.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el líquido además comprende peróxido de hidrógeno.

6. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el líquido comprende hidrocarburos.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presión del material carbonáceo esencialmente está sin cambio mientras que se enfría el material carbonáceo.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue la presión del material carbonáceo se disminuye gradualmente mientras que el material carbonáceo se enfría.

9. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la presión del material carbonáceo esencialmente está sin cambio mientras que se enfría el material carbonáceo .

10. -El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón .

11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón bituminoso.

12. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón sub-bituminoso.

13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende lignito.

14. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende antracita .

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende turba .

16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende biomasa .

17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende coque de petróleo.

18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo comprende productos de desecho carbonáceos .

19. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el vapor es vapor saturado.

20. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el vapor es vapor sobrecalentado.

21. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una temperatura de al menos aproximadamente 121°C (aproximadamente 250 eF) .

22. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una temperatura de al menos aproximadamente 204°C (aproximadamente 4002F) .

23. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una temperatura de cuando más aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 10002F) .

24. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una temperatura en el intervalo desde aproximadamente 121 a aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 250 a aproximadamente 10002F) .

25. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una temperatura en el intervalo desde aproximadamente 204 a aproximadamente 399 °C (aproximadamente 400 a aproximadamente 7502F) .

26. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una temperatura en el · intervalo desde aproximadamente 227 a aproximadamente 288°C (desde aproximadamente 440 a aproximadamente 5502F) .

27. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presión del material carbonáceo esencialmente está sin cambio durante el calentamiento con vapor .

28. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la presión del material carbonáceo se incrementa durante calentamiento con vapor.

29. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor que tiene una presión de al menos aproximadamente 103 kPa man. (aproximadamente 15 psig) .

30. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor que tiene una presión de al menos aproximadamente 1,724 kPa man. (aproximadamente 250 psig).

31. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor que tiene una presión de cuando más aproximadamente 6,895 kPa man. (aproximadamente 1,000 psig).

32. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor que tiene una presión en el intervalo desde aproximadamente 103 a 6,895 kPa man. (desde aproximadamente 15 a aproximadamente 1,000 psig).

33. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor que tiene una presión en el intervalo desde aproximadamente 2,758 a 5,171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) .

34. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor que tiene una presión en el intervalo desde aproximadamente 3,447.5 a 4,826.5 kPa man. (aproximadamente 500 a aproximadamente 700 psig) .

35 . El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor por un tiempo en el intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos.

36 . El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor por un tiempo en el intervalo desde aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 25 minutos.

37 . El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque mientras que se enfría, la presión del material carbonáceo se controla por un gas .

38 . El método de conformidad con la reivindicación 37 , caracterizado porque el gas comprende aire.

39 . El método de conformidad con la reivindicación 37 , caracterizado porque el gas es un gas inerte.

40 . El método de conformidad con la reivindicación 37 , caracterizado porque el gas comprende nitrógeno e hidrógeno .

41 . El método de conformidad con la reivindicación 37 , caracterizado porque el gas comprende nitrógeno.

42 . El método de conformidad con la reivindicación 37 , caracterizado porque el gas comprende nitrógeno, oxígeno e hidrógeno.

43 . El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material carbonáceo se enfría al rociarlo con agua.

44. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque mientras que se enfría, la presión del material carbonáceo se controla por un gas .

45. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque mientras que se enfría, la presión del material carbonáceo se controla por un gas .

46. El método de conformidad con la reivindicación 44, caracterizado porque el gas es aire.

47. El método de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el gas es aire.

48. El método de conformidad con la reivindicación 47, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una presión en el intervalo desde aproximadamente 2758 a aproximadamente 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) .

49. El método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor a una presión en el intervalo desde aproximadamente 204 a aproximadamente 399°C (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 SF) .

50. El método de conformidad con la reivindicación 49, caracterizado porque el material carbonáceo se calienta con vapor por un tiempo en el intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos.

51. El método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el material carbonaceo se enfría con agua al rociarlo con agua.

52. El método de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el material carbonáceo es carbón sub-bituminoso .

53. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende la combustión del material carbonáceo mejorado para generar calor.

54. El método de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque además comprende generar vapor utilizando el calor.

55. El método de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque además comprende hacer girar una turbina con el vapor.

56. El método de conformidad con la reivindicación 55, caracterizado porque además comprende hacer girar un generador, conectado a la turbina para generar electricidad.

57. Una composición que comprende un material carbonáceo tratado de acuerdo con el método de la reivindicación 1.

58. Una composición que comprende carbón sub-bituminoso tratado de acuerdo con el método de la reivindicación 52.

59. Un sistema, caracterizado porque comprende: un procesador para reducir de manera reposada o tranquila el contenido de agua en un material carbonáceo y un tanque conectado el procesador para almacenar fluidos y para transmitir fluidos a y del procesador.

60. El sistema de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque el fluido comprende un gas, un líquido, un fluido supercrítico o cualquier combinación de los mismos .

61. El sistema de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque además comprende un transporte con rieles para mover el material carbonáceo dentro y fuera del procesador .

62. El sistema de conformidad con la reivindicación 59, caracterizado porque además comprende una unidad para precalentar el material carbonáceo con un líquido antes de entrar al procesador.

63. El sistema de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque el líquido comprende agua.

64. El sistema de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque el líquido además comprende peróxido de hidrógeno .

65. El sistema de conformidad con la reivindicación 62, caracterizado porque el líquido comprende hidrocarburos.

66. El sistema de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado además porque comprende una centrífuga para secar parcialmente el material carbonáceo después de salir de la unidad.

67. El sistema de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque además comprende una centrífuga para secar parcialmente el material carbonáceo después de salir del procesador.

68. El sistema de conformidad con- la reivindicación 59, caracterizado además porque comprende: una fuente de gas comprimido conectada al procesador; una fuente de vapor conectada al procesador; y una fuente de agua conectada al procesador.

69. El sistema de conformidad con la reivindicación 68, caracterizado porque además comprende: un drenaje para líquido conectado al procesador; y una ventilación para gas conectado al procesador.

70. El sistema de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado porque además comprende: un sistema para reciclar agua de proceso conectada al tanque.

71. Un sistema, caracterizado porque comprende un ' procesador para reducir el contenido de agua en un material carbonáceo; y un transporte con rieles para mover el material carbonáceo dentro y fuera del procesador.

72. El sistema de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque además comprende: una fuente de gas comprimido conectada al procesador, una fuente de vapor conectada al procesador y una fuente de agua conectada al procesador .

73. El sistema de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque además comprende: un drenaje para liquido conectado al procesador y una ventilación para gas conectado al procesador.

74. El sistema de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porgue el transporte con rieles comprende un transporte con rieles aéreo.

75. El sistema de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque el transporte con rieles comprende: un riel, y un carro, móvil sobre el riel, para transportar el material carbonáceo .

76. El sistema de conformidad con la reivindicación 74, caracterizado porque el transporte con rieles aéreo comprende: un riel; una cabeza móvil sobre el riel; y un carro que cuelga de la cabeza, para transportar el material carbonáceo .

77. El sistema de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porgue el recipiente procesador comprende una escotilla a través de la cual puede pasar el transporte con rieles.

78. El sistema de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque el recipiente procesador comprende una pluralidad de escotillas a través de las cuales puede pasar el transporte con rieles .

79. El sistema de conformidad con la reivindicación 71, caracterizado porque además comprende un horno para combustión del material carbonáceo que tiene reducido contenido de agua, para generar calor.

80. El sistema de conformidad con la reivindicación 79, caracterizado porque además comprende una caldera conectada al horno para generar vapor utilizando el calor.

81. El sistema de conformidad con la reivindicación 80, caracterizado porque además comprende una turbina operada por el vapor.

82. El sistema de conformidad con la reivindicación 81, caracterizado porque además comprende un .generador conectado a la turbina para generar electricidad.

83. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar material carbonáceo circundado por una atmósfera a una primer presión; poner en contacto el material carbonáceo con vapor, en donde el vapor tiene una primera temperatura y una segunda presión mayor que la primer presión, por un tiempo suficiente para reducir el por ciento en peso de un constituyente de material carbonáceo; poner en contacto el material carbonáceo con agua liquida por un segundo tiempo suficiente para reducir la temperatura de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda temperatura; poner en contacto el material carbonáceo con un gas, diferente a vapor, suficiente en cantidad para mantener la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una tercer presión, mayor que la primer presión, hasta al menos el fin del segundo tiempo; y reducir la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo cuando más a la primer presión.

84. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el constituyente comprende agua.

85. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el constituyente comprende azufre.

86. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el constituyente comprende mercurio.

87. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el constituyente comprende arsénico.

88. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la tercera presión es aproximadamente igual a la segunda presión.

89. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón.

90. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón bituminoso.

91. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón sub-bituminoso.

92. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende lignito .

93. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende antracita.

94. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende coque de petróleo.

95. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende turba .

96. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende biomasa .

97. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el material carbonáceo comprende productos de desecho carbonáceos .

98. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el vapor es vapor saturado.

99. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el vapor es vapor sobrecalentado.

100. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera temperatura es al menos • aproximadamente 121°C (aproximadamente 250°F) .

101. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera temperatura es al menos aproximadamente 204°C (aproximadamente 400°F) .

102. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera temperatura es cuando más aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 1000°F) .

103. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera temperatura está en un intervalo desde aproximadamente 121 a aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 250 a aproximadamente 1000°F) .

104. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera temperatura está en un intervalo desde aproximadamente 204 a aproximadamente 399°C (aproximadamente 400 a aproximadamente 750°F) .

105. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera temperatura está en un intervalo desde aproximadamente 260 a aproximadamente 371°C (aproximadamente 500 a aproximadamente 700°F) .

106. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda presión se mantiene esencialmente sin cambio.

107. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la tercera presión se mantiene esencialmente sin cambio.

108. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda presión es al menos aproximadamente 130 kPa man. (aproximadamente 15 psig) .

109. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda presión es al menos 2758 kPa man. (aproximadamente 400 psig) .

110. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda presión es cuando más aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) .

111. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda presión está en un intervalo desde aproximadamente 103 a 6895 kPa man. (aproximadamente 15 a aproximadamente 1000 psig) .

112. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda presión está en un intervalo desde aproximadamente 2758 a 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) . i

113. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos.

114. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 25 minutos.

115. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda temperatura es menor que aproximadamente 93.3°C (aproximadamente 200°F) .

116. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la segunda temperatura es menor que aproximadamente 65.6°C (aproximadamente 150°F) .

117. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la primera presión es aproximadamente la presión atmosférica.

118. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque la tercera presión es mayor que la segunda presión.

119. El método de conformidad . con la reivindicación 83, caracterizado porque la tercera presión es menor que la segunda presión.

120. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque además comprende la etapa de variar la tercera presión durante el segundo tiempo.

121. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el gas comprende aire.

122. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el gas comprende nitrógeno e hidrógeno .

123. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el gas comprende nitrógeno.

124. El método de conformidad con la reivindicación 83, caracterizado porque el gas comprende nitrógeno, oxígeno e hidrógeno .

125. El método de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque la primera temperatura está en un intervalo desde aproximadamente 204 a aproximadamente 399°C (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 °F) .

126. El método de conformidad con la reivindicación 125, caracterizado porque la segunda presión está en un intervalo desde aproximadamente 2758 a 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) .

127. El método de conformidad con la reivindicación 126, caracterizado porque el primer tiempo está en un intervalo desde aproximadamente 10 minutos a aproximadamente-60 minutos.

128. El método de conformidad con la reivindicación 127, caracterizado porque el gas comprende aire.

129. El método de conformidad con la reivindicación 128, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón sub-bituminoso.

130. Una composición que comprende material carbonáceo tratado de acuerdo con el método de la reivindicación 83.

131. Una composición que comprende material carbonáceo tratado de acuerdo con el método de la reivindicación 129.

132. Un método, caracterizado porque comprende: proporcionar material carbonáceo circundado por una atmósfera a la primer presión; poner en contactó el material carbonáceo con un gas suficiente en cantidad, para mantener la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda presión mayor que la primera presión; irradiar el material carbonáceo con radiación de microondas por un primer tiempo suficiente para reducir el por ciento en peso de agua en un material carbonáceo, de esta manera calentando la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una primera temperatura; enfriar el material carbonáceo por un segundo tiempo suficiente para reducir la temperatura de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a una segunda temperatura menor que aproximadamente 93.3°C (aproximadamente 200°F) ; y reducir la presión de la atmósfera que circunda el material carbonáceo a la primera presión cuando más .

133. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el enfriamiento del material carbonáceo durante el segundo tiempo se logra por contacto del material carbonáceo con agua líquida.

134. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón.

135. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón bituminoso.

136. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón sub-bituminoso .

137. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el material carbonáceo comprende lignito .

138. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el material carbonáceo comprende turba .

139. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el material carbonáceo comprende biomasa.

140. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera temperatura es al menos aproximadamente 121°C (aproximadamente 250°F) .

141. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera temperatura es al menos aproximadamente 204°C (aproximadamente 400°F) .

142. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera temperatura es cuando más aproximadamente 537.8°C (aproximadamente 1000°F) .

143. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera temperatura está en el intervalo desde aproximadamente 121 a 537.8°C (aproximadamente 250 a aproximadamente 1000°F) .

144. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera temperatura está en el intervalo de aproximadamente 204 a aproximadamente 399°C (aproximadamente 400 a aproximadamente 750°F) .

145. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera temperatura está en el intervalo de aproximadamente 260 a aproximadamente 371°C (aproximadamente 500 a aproximadamente 700°F) .

146. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la segunda presión es de al menos aproximadamente 103 kPa man. (aproximadamente 15 psig) .

147. El método de conformidad con la reivindicación 132, -caracterizado porque la segunda presión es de al menos aproximadamente 2758 kPa man. (aproximadamente 400 psig) .

148. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la segunda presión es cuando más aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 1000 psig) .

149. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la segunda presión está en el intervalo de aproximadamente 103 a aproximadamente 6895 kPa man. (aproximadamente 15 a aproximadamente 1000 psig) .

150. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la segunda presión está en el intervalo de aproximadamente 2758 a aproximadamente 5171 kPa man. (aproximadamente 400 a aproximadamente 750 psig) .

151. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el primer tiempo está en el intervalo de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 60 minutos .

152. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el primer tiempo está en el intervalo de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 25 minutos .

153. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la segunda temperatura es menor que aproximadamente 93.3°C (a aproximadamente 200°F) .

154. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la primera presión es aproximadamente la presión atmosférica.

155. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la tercera presión es mayor que la segunda presión.

156. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque la tercer presión es menor que la segunda presión.

157. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque además comprende la etapa de variar la tercera presión durante el segundo tiempo.

158. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el gas comprende aire.

159. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el gas comprende nitrógeno e hidrógeno .

160. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porque el gas comprende nitrógeno.

161. El método de conformidad con la reivindicación 132, caracterizado porgue el gas comprende nitrógeno, oxígeno e hidrógeno.

162. El método de conformidad con la reivindicación 133, caracterizado porque la primera temperatura está entre aproximadamente 204 y aproximadamente 399°C (aproximadamente 400 y aproximadamente 750°F) .

163. El método de conformidad con la reivindicación 162, caracterizado porque la segunda presión está entre aproximadamente 2758 y aproximadamente 5171 kPa man. (aproximadamente 400 y aproximadamente 750 psig) .

164. El método de conformidad con la reivindicación 163, caracterizado porque el primer tiempo está entre aproximadamente 10 minutos y aproximadamente 60 minutos.

165. El método de conformidad con la reivindicación 164, caracterizado porque el gas comprende aire.

166. El método de conformidad con la reivindicación 165, caracterizado porque el material carbonáceo comprende carbón sub-bituminoso.

167. Una composición que comprende material carbonáceo tratado de acuerdo con el método de la reivindicación 132.

168. Una composición que comprende material carbonáceo tratado de acuerdo con el método de la reivindicación 166.

169. Un aparato, caracterizado porque comprende: un recipiente capaz de soportar presión interna súper-atmosférica; un transporte con rieles para mover un material carbonáceo dentro y fuera del recipiente; y una primer escotilla en el recipiente a través de la cual puede pasar el transporte con rieles, y una" pluralidad de compuertas para transmitir fluidos dentro y fuera del recipiente.

170. El aparato de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado porque además comprende un riel colocado en la superficie interior del recipiente.

171. El aparato de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado porque además comprende una pluralidad de rieles colocados en la superficie interior del recipiente.

172. El aparato de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porque además comprende un recipiente móvil sobre el riel .

173. El aparato de conformidad con la reivindicación 172, caracterizado porque el recipiente comprende una superficie que comprende una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir la transmisión sustancial de líquido a través de la superficie, pero suficientemente pequeños para retener sustancialmente el material carbonáceo.

174. El aparato de conformidad con la reivindicación 172, caracterizado porque el recipiente comprende una superficie, en donde la superficie es intercambiable.

175. El aparato de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porque además comprende una cabeza móvil sobre el riel.

176. El aparato de conformidad con la reivindicación 175, caracterizado porque además comprende: un miembro estructural que comprende un extremo superior y un extremo inferior, en donde el extremo superior se fija a la cabeza; y un bastidor estructural que se fija al extremo inferior del miembro estructural.

177. El aparato de conformidad con la reivindicación 175, caracterizado porque además comprende una superficie soportada por el bastidor estructural.

178. El aparato de conformidad con la reivindicación 177, caracterizado porque la superficie es intercambiable.

179. El aparato de conformidad con la reivindicación 177, caracterizado porque la superficie comprende una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir la transmisión sustancial de líquido a través de la superficie, pero suficientemente pequeños para retener sustancialmente el material carbonáceo .

180. El aparato de conformidad con la reivindicación 170, caracterizado porque además comprende un recipiente móvil sobre el riel.

181. El aparato de conformidad con la reivindicación 180, caracterizado porque el recipiente comprende una superficie que comprende una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir la transmisión sustancial del líquido a través de la superficie, pero suficientemente pequeños para retener sustancialmente el material carbonáceo.

182. El aparato de conformidad con la reivindicación 180, caracterizado porque el recipiente comprende una superficie en donde la superficie es intercambiable .

183. El aparato de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado porque al menos una compuerta puede abrirse y cerrarse.

184. El aparato de conformidad con la reivindicación 183, caracterizado porque además comprende un cabezal para rocío de líquido conectado a una compuerta.

185. El aparato de conformidad con la reivindicación 183, caracterizado porque además comprende un cabezal para distribución de gas fijo a una compuerta.

186. El aparato de conformidad con la reivindicación 183, caracterizado porque un primer cabezal para distribución de gas se fija a una primer compuerta y un segundo cabezal para distribución de gas se fija a una segunda compuerta, en donde el primer cabezal para distribución de gas se adapta para distribuir vapor y el segundo cabezal para distribución de gas se adapta para distribuir aire.

187. El aparato de conformidad con la reivindicación 183, caracterizado porque al menos una compuerta se coloca al fondo del recipiente para drenar líquidos.

188. El aparato de conformidad con la reivindicación 169, caracterizado porque además comprende una segunda escotilla a través de la cual el transporte con rieles puede pasar.

189. El aparato de conformidad con la reivindicación 188, caracterizado porque además comprende un riel colocado en la superficie interior del recipiente.

190. El aparato de conformidad con la reivindicación 188, caracterizado porque además comprende una pluralidad de rieles colocados en la superficie interior del recipiente .

191. El aparato de conformidad con la reivindicación 189, caracterizado porgue además comprende una cabeza adaptada para moverse sobre el riel.

192. El aparato de conformidad con la reivindicación 191, caracterizado porque además comprende un miembro estructural que comprende un extremo superior y un extremo inferior, en donde el extremo superior se fija a la cabeza y un bastidor estructural se fija al extremo inferior del miembro estructural .

193. El aparato de conformidad con la reivindicación 192, caracterizado porque el recipiente comprende una superficie soportada por el bastidor estructural, la superficie comprende una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir la transmisión sustancial de líquido a través de la superficie porosa, pero suficientemente pequeños para sustancialmente retener el material carbonáceo.

194. Un aparato, caracterizado porque comprende: un riel; una cabeza adaptada para moverse sobre el riel; un miembro estructural que comprende un extremo superior y un extremo inferior, en donde el extremo superior se fija a la cabeza; un bastidor estructural fijo al extremo inferior del miembro estructural; y una superficie soportada, por el bastidor estructural, en donde la superficie es intercambiable .

195. El aparato de conformidad con la reivindicación 194, caracterizado porque la superficie comprende una pluralidad de poros, en donde los poros son suficientemente grandes para permitir la . transmisión sustancial de agua líquida a través de la superficie porosa, pero suficientemente pequeños para retener sustancialmente el material carbonáceo .

196. El aparató de conformidad con la reivindicación 194, caracterizado porque la superficie tiene una. sección transversal sustancialmente circular adecuada para inserción en un recipiente que tiene una sección transversal similarmente circular.

197. El aparato de conformidad con la reivindicación 196, caracterizado porque ¦ la superficie comprende malla de alambre.

198. El aparato de conformidad con la reivindicación 197, caracterizado porque los poros se dimensionan para retener partículas de material carbonáceo que tienen una dimensión más pequeña de aproximadamente 3.18 mm (1/8 in) .