MXPA06012328A - Metodo y aparato para mejorar termicamente materiales carbonosos. - Google Patents

Abstract

Los materiales carbonosos se mejoran termicamente en un ambiente de vapor presurizado para remover la humedad y otros subproductos. Se pueden utilizar una variedad de dispositivos de separacion de agua/solidos en un recipiente de proceso para maximizar la remocion de la humedad de la carga mejorada. Las boquillas de las conexiones de entrada del medio de calentamiento y los conductos de ventilacion de la camara del proceso estan estrategicamente colocadas en la pared del recipiente de proceso para minimizar la corta circunvalacion del medio de calentamiento hacia los conductos de ventilacion de salida del recipiente y para continuamente separar el agua caliente removida del vapor de carga y condensado, de tal forma que el material mejorado removido del recipiente de proceso no se descarga con la adjunta liberacion de la humedad. Despues de la mejora, la carga se puede rehidratar para mejorar su estabilidad durante el embarque y el almacenamiento.

Description

patentes de oppelman citadas anteriormente se cree que han tenido avances en la técnica que tratan muchos problemas en el área de la mejora térmica de los materiales, tales como carbón, aún existe una necesidad en la técnica de asegurar más consistentemente que toda las superficies de la carga del material carbonoso logren la misma temperatura final, para minimizar la liberación de la humedad que acompaña la mejora de la carga, y para lograr una remoción mejorada de los subproductos no deseados de la carga .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Por consiguiente, los aparatos para mejorar el contenido de energía de una carga de material carbonoso incluyen un recipiente de proceso que tiene una cámara para recibir la carga, una conexión de entrada del recipiente para transferir la carga a la cámara y una conexión de salida del recipiente para transferir una carga mejorada fuera de la cámara . Por lo menos una conexión de entrada del medio de calentamiento adaptada para acoplarse a una fuente del medio de calentamiento para transferir el medio de calentamiento bajo presión en la cámara del recipiente de proceso para que el contacto directo con la carga se coloque en el recipiente de proceso. Adicionalmente se provee por lo menos una conexión de salida de fluido acoplada en comunicación fluida con la cámara del recipiente de proceso y por lo menos un separador de líquido que tiene una conexión de salida de líquido acoplada a por lo menos una conexión de salida de fluido y operativa para separar la carga de líquido. En otro aspecto de la invención, un aparato para mejorar el contenido de energía de una carga de material carbonoso utiliza un recipiente de proceso sustancialmente orientada de forma vertical que tiene una conexión de entrada de recipiente colocada en el extremo superior del recipiente, una conexión de salida del recipiente colocada en el extremo inferior del recipiente y una cámara para recibir la carga que se extiende desde la conexión de entrada del recipiente hacia la conexión de salida del recipiente. Una pluralidad de conexiones de entrada del medio de calentamiento se adaptan para acoplarse a la fuente del medio de calentamiento para transferir el medio de calentamiento bajo presión en la cámara del recipiente de proceso para el contacto directo con la carga, las conexiones de entrada del medio de calentamiento colocadas en ubicaciones preseleccionadas entre el extremo superior y el extremo inferior del recipiente. Una pluralidad de conexiones de salida de líquido está acoplada en comunicación fluida con la cámara del recipiente de proceso y se colocan en ubicaciones preseleccionadas entre el extremo superior y el extremo inferior del recipiente. Una pluralidad de conductos de ventilación del recipiente de proceso se coloca en ubicaciones preseleccionadas entre el extremo superior y el extremo inferior del recipiente y permiten la descarga selectiva de gases de la cámara del recipiente de proceso. Finalmente, una pluralidad de separadores de líquido se colocan en una pluralidad de ubicaciones preseleccionadas dentro de la cámara, cada separador de líquido tiene una cámara de recolección de líquido acoplada a por lo menos una de la pluralidad de conexiones de salida de líquido y operativas para separar la carga del líquido. En aún otro aspecto de la invención, un método para mejorar el contenido de energía de una carga de material carbonoso tiene un primer nivel de humedad en equilibrio que inicia con el contacto directo de la carga con un medio de calentamiento bajo presión para calentar la carga para conducir la humedad de la carga a un segundo nivel de humedad por debajo del primer nivel de humedad en equilibrio y para disminuir el nivel de humedad en equilibro de la carga a un valor entre el primer nivel de humedad en equilibrio y el segundo nivel de humedad. La humedad conducida desde la carga se separa ahí .

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Los objetos y características de la invención serán evidentes a partir de la lectura de la descripción detallada, tomada en conjunto con las figuras, en las cuales: La Figura 1 es una vista en elevación lateral que muestra la orientación vertical de una tolva de bloque de alimentación en la parte superior del recipiente de proceso principal con una tolva de bloqueo de descarga de producto bajo el recipiente de proceso, de acuerdo con los principios de la presente invención; La Figura 2 es una vista en elevación lateral que muestra dos tolvas de bloqueo de alimentación y dos tolvas de bloqueo de descarga de producto en combinación con el recipiente de proceso para proveer el procesamiento continuo de la carga de acuerdo con los principios de la invención; La Figura 3 es una vista transversal parcial del recipiente de proceso de la Figura 1 que muestra las configuraciones de la boquilla de conexión de entrada y de conexión de salida de acuerdo con los principios de la invención; Las Figuras 4A-4C son vistas transversales del recipiente de proceso de la Figura 1 que muestra los detalles de la boquilla de la conexión de entrada y conexión de salida además de los dispositivos de separación de sólidos/agua configurados de acuerdo con los principios de la invención; La Figura 4B es una vista alargada de las regiones perforadas de las superficies de separación de los dispositivos de la Figura 4A; Las Figuras 4C, 4D y 4E son vistas en plano superiores del recipiente de la Figura 4A tomada respectivamente en las ubicaciones A-A, B-B, y C-C de la Figura 4A; y La Figura 5 es una vista esquemática que muestra la orientación y colocación del equipo de rehidratación típico y las corrientes de fluido de entrada, interna y salida, configuradas de acuerdo con los principios de la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Haciendo referencia a la Figura 1, el sistema de procesamiento 100 incluye una tolva de bloqueo de alimentación 102 colocada en la porción superior 104 de un recipiente de proceso 106, con una tolva de bloqueo de descarga 108 colocada por debajo de la porción inferior 110 del recipiente de proceso 106. En la entrada de cada tolva de bloqueo 102 y 108 están las válvulas 112 y 116, respectivamente, que sellan su tolva de bloqueo respectiva de la presión atmosférica hasta una presión del recipiente de proceso en operación 106. Igualmente, existen válvulas de salida 114 y 118 en la salida de las tolvas de bloqueo respectivas 102, 108 que sirven para el mismo propósito. El material de carga carbonoso en el conducto 150 se alimenta de manera intermitente en la tolva de bloqueo de alimentación 102 a través de la válvula 112 que está en una posición abierta y la válvula inferior 114 en una posición cerrada. La válvula de entrada 112 después se cierra, y la tolva de bloqueo 102 se eleva a la misma presión de operación que el recipiente de proceso 106. La válvula 114 después se abre, y el material de carga fluye a través de la gravedad en el recipiente de proceso 106. Cuando la tolva de bloqueo de alimentación 102 está vacia, la válvula de salida 114 se cierra, y la presión en la tolva de bloqueo 102 se disminuye a condiciones atmosféricas. La válvula de entrada 112 después se abre, y la tolva de bloqueo de alimentación 102 está lista para iniciar otro ciclo de alimentación a través del conducto 150. La velocidad de alimentación por hora del material carbonoso, sobre bases promedio, se determina a través del peso del material alimentado en cada ciclo y el número de ciclos por hora, y el flujo de alimentación en el recipiente de proceso 106 de esta forma es intermitente. Con referencia continua a la Figura 1, en una forma similar a la operación de la tolva de bloqueo de alimentación 102, la tolva de bloqueo de descarga 108 intermitentemente remueve el material de carga mejorado del recipiente de proceso 106 a través del conducto 152. La secuencia simplificada de los pasos de operación cíclicos sería que la tolva de bloqueo de descarga vacía 108 acaba de descargar el material mejorado a. condiciones atmosféricas y además para procesar el equipo a través del conducto 152. La válvula de salida 118 después se cierra, la presión se iguala a la del recipiente de proceso 106 y la válvula de salida 116 se abre. Después de que la tolva de bloqueo de descarga 108 está llena, la válvula de entrada 116 se cierra y la presión en la tolva de bloqueo 108 se disminuye a condiciones atmosféricas. La válvula de salida 118 después se abre, y la tolva de bloqueo de salida 108 descarga de manera intermitente el material de carga mejorado a través del conducto 152 para completar el ciclo. La disminución de la presión en la tolva de bloqueo 108 también sirve para disminuir la temperatura a través de la evaporación del agua desde las porciones internas de la carga carbonosa. El recipiente de proceso 106 se podría operar en un modo de lotes sin utilizar las tolvas de bloqueo de alimentación o descarga 102 o 108. Podrían requerirse una válvula de entrada 114 y una válvula de salida 116, y después la secuencia de operación podría ser igual que para una de las tolvas de bloqueo previamente descritas, es decir, con la válvula de salida 116 cerrada y el recipiente de proceso a presión atmosférica, el material de alimentación fluye en el recipiente de proceso 106 a través de la válvula de entrada abierta 114. La válvula 114 entonces se cierra después de que el recipiente de proceso 106 está lleno, el recipiente de proceso 106 se eleva a la presión y temperatura de operación y, después de un tiempo de procesamiento deseado, la presión del recipiente de proceso 106 se disminuye a atmosférica, la válvula de salida 116 se abre y la carga mejorada se descarga. Después de que el recipiente de proceso está vacío, la válvula de salida 116 se cierra y se inicia otra vez el ciclo por lote. Al utilizar recipientes de proceso de lotes múltiples, y con la secuenciación de ciclos apropiada en cada recipiente, es posible operar recipientes por lote en una forma en que la alimentación y descarga global a y de los múltiples recipientes logran una operación continua. Al utilizar dos tolvas de bloqueo de alimentación y dos tolvas de bloqueo de descarga, es posible lograr la alimentación y descarga continuas fidedignas dentro y fuera del recipiente de proceso 106 . La Figura 2 muestra una configuración de equipo que podría permitir dicho procedimiento continuo. El material de carga de alimentación se alimenta desde el conducto de la conexión de entrada 252 a través de una válvula desviadora 202 que dirige el flujo de alimentación hacia cualquiera de las tolvas de bloqueo de alimentación 204 o 206 . Para la alimentación continua, una de estas tolvas de bloqueo está llena y lista para alimentar el recipiente de proceso 106 antes de que la otra tolva se vacíe. En el extremo de la descarga del recipiente, una de las tolvas de bloqueo de descarga 208 , 210 está vacía, y lista para recibir el material mejorado antes de que la otra tolva de bloqueo de descarga se llene. Con esta operación la alimentación en el recipiente de proceso 106 es continua, y la descarga del recipiente de proceso 106 es continua. Por lo tanto, el recipiente de proceso 106 opera en un modo completamente continuo. Sin embargo, debido al requerimiento de que una de las tolvas de bloqueo de alimentación está llena y esperando la alimentación y una de las tolvas de bloqueo de descarga está vacía y esperando recibir la descarga, la alimentación en las tolvas de bloqueo de alimentación y la descarga de las tolvas de bloqueo de descarga no será continua, pero lograrán la operación continua. Con referencia continua a la Figura 2 la secuencia de la operación continua del recipiente de proceso 106 es como sigue. La tolva de bloqueo de alimentación 204 será la alimentación del recipiente de proceso 106 con la válvula de entrada 212 en una posición cerrada y la válvula de salida 214 en la posición abierta. La otra tolva de bloqueo de alimentación 206 está llena de alimentación y estará a la presión del recipiente de proceso. Adicionalmente, tanto la válvula de entrada 216 como la válvula de salida 218 estarán cerradas. Tan pronto como la tolva de bloqueo de alimentación 204 se vacía, la válvula de salida 214 se cierra y simultáneamente la válvula de salida 218 en la tolva de bloqueo de alimentación 206 se abre y alimenta el recipiente de proceso 106 en una forma continua e ininterrumpida. La presión en la tolva de bloqueo de alimentación 204 después se disminuye a ' atmosférica, la válvula de entrada 212 se abre, la válvula desviadora 202 se coloca para alimentar el material de carga en la tolva de bloqueo de alimentación 204 y la alimentación continúa hasta que la tolva de bloqueo de alimentación 204 se llena. El flujo de la alimentación del material de carga se detiene, la válvula de entrada 212 en la tolva de bloqueo de alimentación 204 se cierra, la presión en la tolva de bloqueo de alimentación 204 se iguala a la presión del recipiente de proceso 106, y la tolva de bloqueo de alimentación 204 se sitúa y espera que la tolva de bloqueo de alimentación 206 se vacíe. El ciclo después está listo para repetirse. Haciendo referencia aún a la Figura 2, la secuencia para la operación de las tolvas de bloque de descarga 208 y 210 es la misma que para las tolvas de bloqueo de alimentación 204 y 206 descritas anteriormente, excepto que una de las tolvas de bloqueo de descarga 208 (o 210) tiene que colocarse vacía a la presión del recipiente de proceso con la válvula de entrada 220 abierta y la válvula inferior 222 cerrada, mientras la otra tolva de bloqueo de descarga 210 (o 208) se está llenando. Cuando la tolva de bloqueo de descarga 210 está llena, la válvula desviadora 224 dirige la descarga del recipiente de proceso hacia la tolva de bloqueo de descarga 208. La válvula de entrada 226 en la tolva de bloqueo de descarga 210 se cierra, la presión en la tolva de bloqueo de descarga 210 se disminuye a atmosférica, la válvula de salida 228 en la tolva de bloqueo de descarga 210 se abre, y la carga mejorada se descarga en cualquier equipo de recolección o transporte necesario a través del conducto de salida 250 . Cuando se vacía, la válvula de salida 228 en la tolva de bloqueo de descarga 210 se cierra, la presión dentro de la tolva de bloqueo de descarga 210 se iguala con la del recipiente de proceso 106 , y la válvula de entrada 226 después se abre. La tolva de bloqueo de descarga 210 después se sitúa vacía y se presuriza hasta que la tolva de bloqueo de descarga acompañante 208 se llena. El ciclo después se repite . La Figura 3 muestra más detalle de una sola operación de la tolva de bloqueo de alimentación en un sistema semi-continuo . Las válvulas de entrada y salida 112 y 114 operan en la tolva de bloqueo de alimentación 102 como se describe anteriormente. Se utiliza una conexión de entrada de presurización 302 y una conexión de salida de despresurización 304 para controlar la presión en la tolva de bloqueo de alimentación 102 . Después de que la tolva de bloqueo de alimentación 102 ha vaciado su carga en el recipiente de proceso 106 , la válvula de entrada 112 aún está cerrada, la válvula de salida 114 aún está cerrada, pero la tolva de bloqueo de alimentación 102 aún está a la presión del recipiente de proceso y contiene un entorno de vapor saturado. Una válvula de la conexión de salida de despresurización 304 se abre, y los gases de vapor saturados fluyen fuera de la tolva de bloqueo de alimentación 102 hasta que se logra la presión atmosférica y la válvula en la conexión de salida de despresurización 304 se cierra. La válvula de entrada 112 en la tolva de bloqueo de alimentación 102 después se abre, y la tolva de bloqueo se llena con el material de carga. Cuando está llena, la válvula de entrada 112 se cierra, y una válvula en la conexión de entrada de presurización 302 se abre. Se utiliza un medio de presurización adecuado, tal como vapor saturado, vapor sobrecalentado, aire u otro gas para elevar la presión interna para equipararla con el recipiente de proceso 106 , y la válvula en la conexión de entrada de presurización 302 se cierra. La válvula de salida 114 en la tolva de bloqueo de alimentación 102 después se abre, y el material se alimenta en el recipiente de proceso 106 . Los gases no condensables son continuamente ventilados del recipiente de proceso 106 utilizando los conductos de ventilación 306 , 308 y 310 mostrados en la Figura 3. El gas no condensable surge de los orgánicos volátiles liberados del material de carga carbonoso durante la mejora, a partir de que el aire entra en el procedimiento de mejora absorbido en el material de carga de alimentación, y desde cualquier otro gas introducido en el proceso de mejora. El gas no condensable normalmente está presente a concentraciones menores en el recipiente de proceso 106 , con un constituyente del volumen mayoritario que es gas de vapor saturado. De esta forma, cuando los gases no condensables se ventilan, existe un flujo de vapor adjunto que representa una considerable pérdida de energía del proceso de mejora. Alguna de esta energía se puede recuperar y reutilizar utilizando todos, o una porción, de los flujos de ventilación del recipiente de proceso como el gas de presurizacion tanto para la operación de la tolva de bloqueo de alimentación 102 como la tolva de bloqueo de descarga 108 . Las conexiones de salida de presurizacion 304 y 312 en las tolvas de bloqueo de alimentación y descarga 102 y 108 , respectivamente, el gas de ventilación podría ser vapor saturado esencialmente casi puro del procedimiento. Esto también comprende pérdida de energía. Al utilizar flujos de ventilación del recipiente de proceso 106 para la presurizacion de la tolva de bloqueo no da como resultado ninguna pérdida de energía adicional a partir del procedimiento de mejora cuando se ventilan una segunda vez desde las conexiones de salida de despresurización de la tolva de bloqueo 304 y 312 . Con continua referencia a la Figura 3 , el medio de calentamiento normalmente se introduce en el recipiente de proceso 106 a través de las conexiones de entrada 314 y 316 localizadas en uno de los lados del recipiente de proceso 106, mientras los conductos de ventilación del recipiente de proceso 306, 308 y 310 están en lados opuestos en el recipiente 106. Tanto las conexiones de entrada como los conductos de ventilación pueden estar en múltiples posiciones elevadas en el recipiente, y pueden involucrar muchas ubicaciones que se muestran en la Figura 3. Los conductos de ventilación normalmente están protegidos a través de corazas desviadoras asociadas 318a, 318b, y 318c, que evitan que el agua y los sólidos se escapen en las corrientes de ventilación, pero que permiten que el gas no condensable y los gases de vapor se escapen. Un requerimiento de la colocación de la conexión de entrada y el conducto de ventilación es evitar que la corta circunvalación de la conexión de entrada fluya directamente hacia los conductos de ventilación. Otro requerimiento de la colocación de la conexión de entrada y el conducto de ventilación es crear patrones de flujo a través del volumen interior del recipiente de proceso 106 en una dirección sustancialmente horizontal, una dirección de flujo descendente, o una dirección de flujo ascendente para efectivamente controlar y remover los gases no condensables del recipiente de proceso 106. Por ejemplo, los gases pesados no condensables, tal como monóxido de carbono, tenderán a migrar desde la porción interior inferior 320 del recipiente de proceso 106, y no podrán ser efectivamente removidos si todo el flujo de la conexión de entrada y el conducto de ventilación está en la porción interior superior 322 del recipiente de proceso 106 . En tal caso, el flujo de la conexión de entrada y el conducto de ventilación podrían controlarse para barrer el gas más pesado no condensable fuera de la ubicación del conducto de ventilación inferior. En el caso opuesto, el gas ligero no condensable tal como hidrógeno migrará hacia la porción superior 322 del recipiente de proceso 106 , y los patrones de flujo apropiados entre la ubicación de la conexión de entrada y el conducto de ventilación necesitan establecerse para controlar la concentración del gas ligero no condensable en la porción superior 322 del recipiente de proceso 106 . En algunos casos, al controlar ambas concentraciones de gases ligeros y pesados no condensables efectivamente se implementa con patrones de flujo sustancialmente horizontales entre la ubicación de las conexiones de entrada y conductos de ventilación del recipiente de proceso 106 . En operación normal, el flujo del medio de calentamiento en el recipiente de proceso 106 se controla a través de la presión en el recipiente de proceso 106 . Si la presión cae por debajo de un punto fijo de operación deseado, el flujo de la conexión de entrada del medio de calentamiento 314 se incrementará para compensarse. Inversamente, si la presión se eleva por arriba del punto fijo de operación deseado, el flujo de la conexión de entrada disminuirá. El flujo del conducto de ventilación fuera del recipiente de proceso 106 normalmente se controla a través de la medición de la concentración del gas no condensable en el recipiente de proceso 106 y después se ajusta una válvula de control apropiada para lograr el flujo de masa deseado del gas no condensable (y el vapor de agua acompañante) fuera del recipiente de proceso 106 en cada ubicación del conducto de ventilación deseado. El flujo del conducto de ventilación fuera del recipiente de proceso 106 puede ser una variable significativa en términos del flujo de la conexión de entrada del medio de calentamiento de impacto. La mayor parte del flujo de la conexión de entrada del medio de calentamiento será proveer un calor sensible para calentar la carga de alimentación a las condiciones de operación, proveer energía para pérdidas de calor del proceso, y proveer energía para calentar los requerimientos de reacción que ocurren en el procedimiento de mejora térmica. El medio de calentamiento preferido es ya sea vapor saturado o vapor sobrecalentado introducido en el recipiente de proceso 106 a través de las conexiones de entrada del medio de calentamiento superior e inferior 314 y 316 , respectivamente, o a través de cualquier otra conexión de entrada localizada en la pared exterior del recipiente 106 . Igualmente, el medio de calentamiento podría dirigirse a través de la tubería interna en el interior 322 del recipiente 106 y utilizarse para proveer energía en ubicaciones seleccionadas . También se puede utilizar agua caliente comprimida como parte del medio de calentamiento. Por ejemplo, cuando el material de carga entrante relativamente frío se alimenta en la parte superior del recipiente de proceso 106 a través de la tolva de bloqueo de alimentación 102 , el vapor saturado inmediatamente se condensará y transferirá energía en la carga fría termodinámicamente a través del calor latente de condensación. El condensado caliente, o agua caliente comprimida, en este lugar u otros lugares dentro del recipiente de proceso 106 , estarán más calientes que el material de carga y también transferirán calor en el material de carga. Si está disponible una fuente adecuada de agua caliente comprimida externa al recipiente de proceso 106 en condiciones termodinámicas capaces de suministrar calor en el procedimiento de mejora térmico, dicha agua caliente comprimida podría introducirse en múltiples lugares y utilizarse como el suministro de energía total al proceso. Alternativamente, el agua caliente comprimida podría utilizarse como un suplemento parcial para el medio de calentamiento de vapor saturado o sobrecalentado. Un beneficio que se obtiene del uso de vapor saturado, o vapor sobrecalentado, después de que ha sido de-sobrecalentado, es que el vapor saturado se condensa isotérmicamente, lo que significa que el vapor fluirá por sí mismo a cualquier lugar dentro del recipiente de proceso 106 que está más frío que la temperatura del vapor saturado, siempre que la porosidad de la cama del material de carga sea suficiente para permitir el paso de los gases de vapor a las áreas más frías de la cama. Hasta que es de-sobrecalentado, el flujo del vapor sobrecalentado, deberá dirigirse a este punto de uso. Puede ser particularmente ventajoso suministrar vapor sobrecalentado para el procedimiento de mejora térmico a través de la conexión de entrada del medio de calentamiento 316 localizada cerca de la parte interior del recipiente de proceso 106 para servir al menos dos propósitos específicos. Uno podría ser proveer inicialmente energía térmica al material de carga en una forma "seca" a través de la pérdida de calor desde el vapor sobrecalentado o gas caliente. Esto se podría utilizar para remover el exceso de humedad de superficies liberada del material de carga y proveer un desagüe adicional a través de la conversión de la humedad liberada a vapor saturado. El uso de un vapor sobrecalentado "seco" cerca de la parte inferior del recipiente de proceso también podría proveer un entorno "seco" alrededor del material de carga y proveer un diferencial en presión parcial entre la humedad inherente aún contenida en el material de carga y un espacio de vapor relativamente seco en la superficie externa de las partículas sólidas del material de carga que podría proveer una fuerza de conducción dinámica térmica para la liberación de una humedad inherente adicional dentro de la carga. La presurización de la tolva de bloqueo de descarga 108 a través de la conexión de entrada de presurización 324, y la despresurización a través de la conexión de salida de despresurización 312 se podría lograr y controlar en una forma exactamente igual como se describió anteriormente para la tolva de bloqueo de alimentación 102. Como se describió previamente, el gas de ventilación de los conductos de ventilación 306, 308 y 310 se pueden utilizar como el gas de presurización para la tolva de bloqueo de descarga 108. Durante la mejora de la carga, el recipiente de proceso utiliza temperaturas en la escala de una temperatura mínima en donde la estructura de las partículas de la carga se hace elástica y a una temperatura máxima en donde ocurre cualquier pirólisis sustancial. Preferiblemente, la escala es de 204.44aC a 260aC con presiones correspondientes de 17.366 kgf/cm2 a 47.809 kgf/cm2, o presiones que sustancialmente se equiparan a la temperatura de las condiciones de vapor saturado. Debido a la presencia de alguna cantidad de gases no condensables que pueden estar presentes en el entorno del recipiente, la temperatura actual a cualquier presión del recipiente de proceso total dada puede ser de alguna forma menor que la pronosticada a través de las condiciones de vapor saturado. Por ejemplo, si la presión del recipiente de proceso total es de 35.153 kgf/cm2 y la concentración de los gases no condensables es 10% en volumen, la presión parcial del gas no condensable será de 3.515 kgf/cm2 y la presión parcial del vapor saturado será de 31.638 kgf/cm2. Por lo tanto la temperatura tanto del gas no condensable como del vapor saturado será de aproximadamente 235.55aC comparado con la temperatura de aproximadamente 241.6672C si solamente está presente vapor saturado . Con el fin de que los gases del vapor fluyan uniformemente a regiones más frías de la cama del recipiente de proceso para condensar de forma isotérmica y también para promover un mejor drenado y separación de la humedad de la carga mejorada, se desea utilizar un material de alimentación carbonoso de un tamaño apropiado para que la porosidad se mantenga en la cama. Esto se logra a través de la trituración y filtración del material de tamaño grande para obtener un tamaño de material de alimentación máximo. Igualmente, se necesitan remover algunos polvos finos del material de alimentación para que los polvos finos no se empaquen en espacios vacíos entre las partículas más grandes y crear regiones de baja porosidad de cama dentro del recipiente de proceso. Se reconoce que debido a la relación de la masa con el volumen, un peso dado del material fino tendrá un área de superficie mucho más grande que un peso equivalente del material más grueso. Al incrementar el área de superficie del material de carga, también incrementa el área para liberar la humedad de la superficie para acumular y hacer el desagüe de la carga mejorada más difícil. Las distribuciones del tamaño de partícula para el material de alimentación puede estar en la escala de 0 . 00 cm por -10 . 16 cm como extremo, con +0 . 32 cm por -7 . 62 cm siendo más deseable, y con +0 . 64 cm por - 5 . 08 cm siendo más deseable. Con el fin de que estas escalas de tamaño sean efectivas, el material de carga de alimentación deberá dimensionarse para que la distribución de los tamaños dentro de los límites de tamaño superior e inferior pudiera cercanamente seguir el índice Rosin-Rammler típicamente característico para el tipo de carga que se está mejorando. Una vez que está en el recipiente de proceso 106 , la carga carbonosa se calienta a temperatura y presión de operación. El tiempo de retención promedio de la carga en el recipiente de proceso 106 se determina a través del volumen del recipiente de proceso 106 , la densidad del volumen de material de carga y el peso de la alimentación del material. Los tiempos de retención entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 1000 minutos se cree que son útiles, con retención durante aproximadamente 15- 60 minutos más preferible y aproximadamente 20-30 minutos más preferible. En una forma similar, la presencia de vapor sobrecalentado puede incrementar la temperatura en el recipiente de proceso por arriba de la pronosticada a través de las condiciones del vapor saturado. Al utilizar el ejemplo anterior, si está presente el vapor sobrecalentado en el recipiente con aproximadamente -11.672C de sobre calor en el vapor, entonces la presión parcial del vapor aún seria de 31.638 kgf/cm2, pero la temperatura tanto del vapor como del gas no condensable se incrementaría a 241.667aC, o la temperatura del vapor saturado puro a 35.153 kgf/cm2. Dentro de la escala de temperatura y presión sobre bases de peso manifestadas anteriormente, se puede liberar mucho más energía a partir del vapor saturado cuando se condensa comparada con la energía liberada cuando el vapor sobrecalentado se enfría a las condiciones saturadas o cuando el agua comprimida sobrante después de la condensación se enfría y transfiere calor. Por lo tanto, el uso de vapor saturado y de calor liberado cuando se condensa isotérmicamente es el método preferido para suministrar calor al recipiente de proceso. Cuando la carga alcanza la temperatura deseada en el recipiente de proceso, la carga se hace más elástica permitiendo la liberación de agua con una cantidad mínima de fracturación de partícula de carga. La humedad presente en el material de carga se remueve de acuerdo con la invención a través de varios mecanismos .

El primer mecanismo para la remoción de la humedad es la expansión volumétrica del agua suspendida según la carga se calienta a través del entorno circundante. El agua térmicamente se expande a una velocidad más rápida que la estructura de poro de la carga que rodea el agua, y el agua no tiene ningún lugar a donde ir excepto salir de la carga. Un segundo mecanismo exprime el agua adicional fuera de los poros de la carga según los poros se colapsan en volumen. Los poros se colapsan en volumen debido a que el agua se está removiendo y debido a la presión externa aplicada sobre la superficie de la carga a partir del entorno del procesamiento. Un tercer mecanismo involucra la presión diferencial entre la forma de humedad y vapor atrapada en la carga que se escapa a una región de presión inferior en la fase de vapor del recipiente de proceso. Un cuarto mecanismo, menos deseable es la remoción del agua enlazada iónica y de carga lo que se logra a través de intercambios de equilibrio dinámicos térmicos según se incrementa la temperatura de procesamiento.. La remoción del agua de la carga a través de este mecanismo preferiblemente se minimiza a través de la limitación de la temperatura máxima en el entorno del procesamiento. Si solamente se removió agua a través del intercambio de equilibrio, esto podría ser aceptable. Sin embargo, a temperaturas elevadas, los orgánicos volátiles contenidos en la carga carbonosa también se liberan. Según aumenta la temperatura del procesamiento, la cantidad de volátiles liberados se empiezan a elevar a una velocidad en incremento. Los volátiles liberados de la carga ya sea se combinan con el agua en una forma soluble o suspendida o se mezclan con el gas de vapor como gases no condensables. Ningún proceso es deseable, ya que los orgánicos mezclados o solubles en el agua agregan costo al tratamiento del agua antes de reutilizar y/o disponer del agua e incrementan la concentración del gas no condensable en la fase de vapor del recipiente de proceso. El calentamiento indirecto también se utiliza con la invención. Como un ejemplo, los tubos de intercambio de calor 350 (Figura 3 ) podrían opcionalmente colocarse en cualquier lugar en el recipiente de proceso en donde estarían en contacto entre el material de carga y la superficie de calentamiento indirecta del tubo 350 . Mientras la superficie indirecta está a una temperatura más alta que la carga, habrá calor transferido en la carga. Esto puede ser particularmente ventajoso en la parte inferior del recipiente de proceso como se muestra en la Figura 3 en donde una superficie de calor indirecto sirve para evaporar el exceso de humedad de superficie de la carga antes de la descarga. Se podría acoplar una fuente de medio de calentamiento indirecta (no mostrada) al (los) elemento (s) 350 a través de los puertos 352 y 354 . Los materiales carbonosos con un alto contenido de humedad, tales como el carbón sub-bituminoso, contienen hasta 30% en peso de humedad inherente o suspendida. Según se extrae, el contenido de humedad inherente está muy cerca del contenido de humedad en equilibrio del material, lo cual generalmente se define como el nivel de humedad al cual el carbón se volverá a equilibrar si se expone a un nuevo ambiente y después se vuelve a exponer a su ambiente original, a menos que el material haya sido estructuralmente y/o químicamente alterado cuando se expuso al nuevo ambiente. Como un ejemplo, el carbón extraído de la veta a 30% de humedad y dejado secar al aire en un entorno de baja humedad, por ejemplo, 20% de humedad inherente, aún tendrá un valor de humedad en equilibrio de aproximadamente 30% y eventualmente regresará o se volverá a equilibrar a aproximadamente 30% de humedad inherente si se expone a un entorno de alta humedad a través del tiempo. Los procedimientos de mejora más normales intentan disminuir el nivel de humedad inherente de la carga a un nivel mucho más bajo que el nivel de humedad en equilibrio logrado durante dicho procesamiento. Cuando se embarca y se almacena, dicho material intentará equilibrar su nivel de humedad en equilibrio a través de la absorción de la humedad del ambiente. Si esta absorción ocurre demasiado rápido, la carga se sobrecalentará y aún experimentará una combustión espontánea en almacenamiento o tránsito. Se cree que el control cuidadoso de las condiciones del procesamiento con relación al material de carga que se va a mejorar de acuerdo con esta invención dará como resultado la producción de un producto mejorado térmicamente que es estable y seguro de embarcar según se produce. Sin embargo, con material de carga sub-bituminoso que contiene de 20 a 30% de humedad inherente, el producto mejorado resultante de acuerdo con esta invención tendrá un nivel de humedad en equilibrio de entre aproximadamente 8 y aproximadamente 16% en peso. Con base en la experiencia, el carbón con un nivel de humedad inherente de aproximadamente 7% no podrá embarcarse y almacenarse seguramente como tal como, si el nivel de humedad en equilibrio es mucho más alto, por ejemplo, 15% . Dependiendo de la carga, si se vuelve a rehidratar a una humedad inherente de 10 a 14% puede embarcarse y almacenarse de manera segura. La rehidratación se puede lograr en un entorno controlado en donde la humedad originalmente removida del carbón se vuelve a agregar al carbón o carbón con alta humedad, no mejorado o parcialmente mejorado se mezcla con la carga mejorada de baja humedad. La inyección de aire u otro gas que contiene oxígeno reactivo dentro del recipiente de proceso es deseable por un número de razones, cada una haciendo uso de reacciones altamente exotérmicas, deseables, entre el oxígeno y alguna forma de combustible en la carga o recipiente de proceso. Con la inyección de oxígeno, por lo menos una porción de los volátiles basados orgánicos expelidos de la carga mejorada se pueden oxidar. La humedad de la superficie en exceso se puede quemar. Adicionalmente, se cree que los subproductos no deseados tales como mercurio, pueden ser más fácilmente separados de la carga cuando se someten a las reacciones de oxidación. Finalmente, la oxidación selectiva de porciones de una carga mejorada pueden convertirla en más estables en almacenamiento . Una reacción de oxidación no deseable es la formación de cantidades excesivas de gas no condensable que deben de ser ventiladas del recipiente de proceso como se discutió previamente para controlar el impacto de gas no condensable sobre la temperatura del vapor saturado. El calor generado en cualquier reacción de oxidación aproximadamente equilibra la pérdida de energía debido a la ventilación de los gases de vapor no condensables y acompañantes . Inversamente, si no se desea más gas no condensable en el recipiente de proceso, el aire será la fuente preferida de oxígeno para la reacción de oxidación, debido al alto contenido de nitrógeno (un gas no condensable) del aire y el hecho de que cualquier reacción de oxidación que involucra oxígeno en el aire forma un producto de combustión no condensable . El propósito dé agregar aire u otro gas que contiene oxígeno reactivo se cree que se satisface cuando se agregan aproximadamente 0 . 023 gramos de oxígeno reactivo por gramo de carga mejorada (bases secas) a aproximadamente 22 . 68 gramos de oxígeno reactivo por gramo de carga mejorada (bases secas). Aproximadamente 0 . 045 gramos a aproximadamente 113 . 39 gramos de oxígeno reactivo agregado por gramo de carga mejorada (bases secas) es más preferible, con aproximadamente 2 . 268-4 . 536 gramos de oxígeno reactivo agregado por gramo de carga mejorada (bases secas) siendo más preferible. La Figura 4A muestra los detalles de cómo el material de carga dentro del recipiente de proceso 106 se separa del agua expelida ahí. Tanto la humedad eliminada del material de carga como el vapor condensado del medio de calentamiento tienen que ser continuamente removidos del recipiente 106 como agua del proceso caliente. Esto puede ser una tarea difícil, ya que tanto el material de carga como el agua caliente tienden a fluir de manera descendente a través del recipiente de proceso 106 debido a la gravedad. Adicionalmente, es necesario separar los dos flujos de la carga y la humedad, de tal forma que el material de carga mejorado esencialmente seco se remueve del recipiente de proceso 106 en una corriente, y el agua caliente se remueve en otra corriente o corrientes totalmente separadas .

Existen por lo menos cinco configuraciones de equipo diferentes utilizables para separar el agua caliente del material de carga moviéndose de manera descendente a través del recipiente de proceso 106. Los ejemplos son 1) el cono de separación con un declive exterior 402, 2) tubos de drenaje perforados verticales 404a, 404b, 404c, localizados en el volumen interior del recipiente de proceso 106, 3) el tubo de drenaje perforado vertical 406 localizado en la pared del recipiente 106, 4) el cono de separación de declive interior 408, y 5) por lo menos una tabla de separación horizontal giratoria 410. Estas varias unidades de separación se pueden utilizar en una variedad de combinaciones con múltiples colocaciones dentro del recipiente 106 para llevar a cabo el grado deseado de separación de agua/sólido. Además, aunque la vista de las aberturas en las áreas de superficie de separación muestran orificios redondos 450 en la Figura 4B, estas aberturas en las varias áreas de separación alternativamente podrían comprender ranuras, aberturas cuadradas, perforaciones, rejillas, canastas, tubos perforados, o cualquier otro dispositivo que habilita que el agua caliente pase a través de las aberturas en el dispositivo de separación mientras bloquea el flujo de la carga sólida. El tamaño de las aberturas se selecciona para asegurar el buen drenaje mientras minimiza el escape de los materiales sólidos finos. Además, se prefiere estrechar cada abertura para que la abertura en el lado de la recolección del agua sea ligeramente más grande que la abertura en el lado de la carga. En esta forma, las partículas sólidas que se incrustan en las aberturas tendrán una mejor oportunidad de desincrustarse y pasar a través de la abertura. El cono de separación de declive exterior 402 permite que el agua caliente pase sustancialmente en forma descendente a través de las aberturas de separación en la superficie del cono 402, mientras el material de carga sólido se dirige radialmente hacia afuera hacia la pared del recipiente de proceso 106. El agua caliente que pasa a través de las aberturas en el cono 402 se recolecta en una charola de recolección 412 o en un tubo colector que sirve en una forma similar, y el agua caliente sale del recipiente de proceso 106 a través de un drenaje interno 414 que está acoplado a la descarga de agua caliente 416. Mientras el material de carga sólido se dirige radialmente hacia afuera, el flujo del material puede pasar alrededor y pasar los tubos de drenaje internos tales como 404a, 404b, 404c, que permiten que el agua caliente se separe de la carga sólida a través de orificios perforados en cada tubo. La vista A-A en la Figura 4D es una vista en plano que mira hacia abajo el volumen interior del recipiente de proceso 106 y muestra que los tubos de drenaje internos 404 se pueden configurar en círculos concéntricos que podrían proveer múltiples oportunidades para que el agua caliente se separe de la carga sólida. Los tubos colectores en la parte inferior de cada tubo recolectan el agua caliente y la dirigen hacia un drenaje interno 420 el cual después permite que el agua caliente se descargue del recipiente de proceso 106 a través de una o más conexiones de salida de agua caliente 422 . También se muestra en la vista A-A de la Figura 4D una configuración en donde el tubo perforado interno 406 se podría dividir a la mitad y unirse a la pared del recipiente de proceso 106 en un arreglo circular en una forma ajustada con el agua de tal forma que el agua caliente se puede remover del material de carga inmediatamente adyacente a la pared del recipiente. El agua caliente recolectada en los tubos se podría recolectar en un tubo colector en la parte inferior y pasarse fuera del recipiente de proceso 106 como agua caliente para descarga 418 . Se podría volver a colocar una porción o todo el arreglo de tubos perforados a través de una pared concéntrica con aberturas de separación aseguradas a la pared del recipiente de proceso 106 en la parte superior en una manera estrecha con el agua y con un tubo recolector en la parte inferior para recolectar y hacer pasar el agua caliente para descarga a través de por lo menos las conexiones de salida 418 y 422 .

Parte de la función del cono de separación con declive exterior 402 es dirigir el flujo sólido radialmente hacia afuera. Parte de la función del cono de separación de declive interior 408 es dirigir el flujo sólido radialmente hacia adentro, mientras da la oportunidad de que el agua caliente se separe del material de carga sólido a través del flujo descendente a través de las aberturas en el cono de separación 408 . La vista B-B de la Figura 4C mira hacia abajo en el cono de separación de declive interno 408 en una vista en plano y muestra que el cono es concéntrico y está unido a una pared exterior del recipiente de proceso 106. El cono se extiende en un arco a través de la circunferencia completa del recipiente de proceso 106. El cono 408 también se podría instalar en segmentos y ser discontinuo. El agua caliente que pasa a través de las aberturas 409 del cono 408 se recolecta en una charola de recolección anular concéntrica 424 que pasa la descarga del agua caliente a través de por lo menos una o más conexiones de salida en el recipiente de proceso 106. Se muestran dos conexiones de salida 426a y 426b en la Figura 4A como un ejemplo. Con referencia continua a la Figura 4A, los dispositivos de separación 402, 404a-404c, 406 y 408 se podrían instalar en múltiples lugares de tal forma que el material de carga sólido que fluye sustancialmente hacia abajo en el recipiente de proceso 106 podría alternarse en un flujo exterior radial hacia un patrón de flujo interior radial para proveer múltiples oportunidades de que los sólidos de carga pasen a través o rodeen las superficies de los dispositivos de separación. La vista C-C en la Figura 4E es una vista en plano que mira hacia abajo que describe una tabla de separación sustancialmente horizontal 410 con aberturas perforadas 411 que permiten que el agua caliente pase hacia abajo, se recolecte en una charola de recolección 428 y se dirija fuera del recipiente de proceso 106 a través de un drenaje interno 430 en comunicación fluida con la conexión de salida de descarga del agua 432. Aunque la tabla de separación 410 se muestra como una sola tabla y como un círculo completo tanto en vistas planas como en elevación en las Figuras 4A y 4E, podría ser posible utilizar múltiples tablas concéntricas de diámetros en incremento, cada una apilada hacia abajo de una tabla más pequeña por arriba de estas de tal forma que los sólidos podrían fluir tanto hacia abajo como hacia afuera mientras se mueven en cascada desde una tabla a la siguiente. Dependiendo de la colocación y el diámetro de la tabla o tablas de separación 410, el material de carga sólido fluirá fuera del borde externo de cada tabla debido a su ángulo de reposo mientras el agua caliente fluirá sustancialmente hacia abajo a través de las perforaciones de la tabla. El flujo hacia afuera de los sólidos de carga puede sustancialmente mejorarse si la tabla de separación 410 es giratoria. Esto efectivamente disminuirá el ángulo de reposo del material referenciado como horizontal y mejora el flujo exterior de dicho material. También podría ser posible colocar surcos fijos o miembros estructurales similares por arriba de las tablas giratorias tales como 410, para mejorar el flujo hacia afuera de los sólidos y dirigir el material de carga sólido hacia afuera del borde de la tabla o tablas . Aunque no se muestra específicamente en la Figura 4A, podría ser posible colocar otro cono de separación con declive interior o pared perforada concéntrica dentro y por arriba de la porción cónica de descarga inferior 434 del recipiente de proceso 106 para separar el agua caliente adicional del material de carga justo antes de que el material de carga salga del recipiente de proceso 106 en una tolva de bloqueo de descarga 108 (Figura 3). También podría ser posible instalar cualquiera de los dispositivos de separación descritos anteriormente en la tolva de bloqueo de descarga 108 para proveer una oportunidad adicional para la separación del agua caliente del material de carga mejorado. Si las superficies de separación de los varios dispositivos de separación de la Figura 4A fueran sólidos en lugar de perforados, dichas superficies podrían formar cámaras internas o tubos dentro del recipiente de proceso 106. Si cada una de dichas cámaras tiene una conexión de entrada y conexión de salida separada, entonces el medio de calentamiento podría introducirse en las conexiones de entrada, la energía térmica transferida a través de la cámara o tubo a través de conducción, y la energía térmica provista al material de carga del recipiente de proceso 106 en una forma indirecta a través de los principios de transferencia de calor a través de conducción, convección, y radiación. El medio de calentamiento gastado entonces podría transportarse fuera de las cámaras o tubos a través del recipiente de proceso 106 para suplementar formas directas de energía que se introducen a través de las conexiones de entrada del medio de calentamiento 314 y 316 (Figura 3 ) . Como una forma inversa de colocar energía dentro del recipiente de proceso 106 , la energía también se podría remover del recipiente de proceso 106 como se describió a través de la sustitución del medio de enfriamiento por un medio de calentamiento. Haciendo referencia de nuevo a la Figura 4A, si se introduce aire u otro gas conteniendo oxígeno adecuado en el recipiente de proceso 106 para propósitos de oxidar térmicamente una porción de los volátiles expelidos de la carga, la disminución de la energía de entrada requerida, o para convertir la carga mejorada en más estable en almacenamiento, puede desearse premezclar el aire o gas conteniendo oxígeno con el medio de calentamiento antes de la introducción el recipiente de proceso 106 a través de las conexiones de entrada 314 y 316. Aunque este puede ser un método preferido, el aire o el gas conteniendo oxígeno también se podrían introducir en el recipiente de proceso 106 en cualquier otra posición de la conexión de entrada. Si se premezcla, el aire o gas conteniendo oxígeno podría estar sustancialmente en una forma inerte y no ser capaz de reaccionar con el medio de calentamiento mientras está en la tubería de conducción, o en las conexiones de entrada del medio de calentamiento 314 y 316. Igualmente, el aire o gas conteniendo oxígeno sería incapaz de reaccionar con materiales de construcción en las tuberías y conexiones de entrada. Una vez que está en el recipiente de proceso 106, el aire u otro gas conteniendo oxígeno sería libre de expandirse, mezclarse, y reaccionar con varios combustibles orgánicos presentes en el recipiente de proceso y servir su propósito previsto. Si el aire o gas conteniendo oxígeno se pusieran en el recipiente de proceso a través de una conexión de entrada dedicada, sin un medio de calentamiento inerte estando presente, las reacciones de oxidación podrían ocurrir cerca de o dentro de las ubicaciones de la boquilla de la conexión de entrada y dañar la integridad estructural de la misma debido al sobrecalentamiento excesivo de reacciones de oxidación localizadas, altamente exotérmicas, con los varios combustibles basados orgánicos siendo mejorados.

La Figura 5 es un dibujo esquemático que muestra una configuración del equipo general 500 con detalles de corriente de entrada, interna, y de salida para métodos alternativos para rehidratar el material de carga mejorado que sale del recipiente de proceso 106 antes del almacenamiento y embarque. Se pueden utilizar las dos configuraciones de equipo para rehidratar una carga mejorada en el conducto 504 . Estas son el uso de equipo para proveer una función de batidora-mezcladora 506 o equipo de rehidratación 512 , o ambos. La configuración en la Figura 5 muestra la batidora-mezcladora 506 antes del equipo de rehidratación 512 , pero la configuración también podría invertirse. El material de carga mejorado en el conducto 504 según se descarga de la tolva de bloqueo de descarga 108 de la Figura 3 puede ser inestable si el nivel de humedad inherente en el material es excesivamente más bajo que el nivel de humedad en equilibrio del material. Si este es el caso, la rehidratación de la humedad debe agregarse de nuevo al material para incrementar el nivel de humedad inherente a un límite diferencial seguro por debajo de aquel del nivel de humedad en equilibrio del material. Un método para rehidratar una carga mejorada es agregar un material de carga mejorado o no mejorado parcialmente húmedo en el conducto 502 para el material de carga mejorado en el conducto 504 , de tal forma que la mezcla combinada tenga un contenido de humedad inherente promedio deseado. La mezcla final debe ser equitativamente homogénea, para que sea requerido el equipo apropiado tal como un batidor o mezclador 506. La mezcla también se puede hacer de un cinturón transportador u otro dispositivo de transporte, si la mezcla fue completa y uniforme. Uno de los materiales que se podrían utilizar como material de carga mejorado o no mejorado parcialmente húmedo en el conducto 502 son polvos finos que salen del recipiente de proceso 106 en varias descargas de agua caliente. Otra fuente de dicho material utilizado en la mezcla podría ser material de carga de alimentación que contiene la liberación de humedad de superficie, particularmente polvos finos que se filtran del material carbonoso como se describió anteriormente para preparar una carga de alimentación de tamaño apropiado al recipiente de proceso 106. Si la mezcla de materiales de carga sólidos para llevar a cabo el grado de rehidratación deseado no es suficiente, entonces se puede agregar agua directamente al material de carga mejorado en la forma de vapor o agua líquida en una corriente de entrada de medio de rehidratación 510, por ejemplo, a través de boquillas de aspersión en el equipo 512. El equipo de rehidratación 512 puede ser una cámara de humectación, una batidora, una mezcladora, u otro dispositivo que provee un contacto íntimo y uniforme entre el medio de rehidratación en 510 y el material de carga de alimentación al equipo de rehidratación en el conducto 508, de tal forma que el material de carga mejorado rehidratado en el conducto 514 contiene la cantidad de humedad inherente deseada.

EJEMPLOS Para cada uno de los siguientes ejemplos, la humedad total en el carbono de alimentación y la humedad inherente en el carbono del procedimiento ambos se midieron a través del método D3302 de ASTM, mientras la unidad en equilibrio se midió a través del método D1412-93 de ASTM.

EJEMPLO 1 Carbón sub-bituminoso de producción en grupo de una mina (ROM, por sus siglas en inglés) de la mina Black Thunder cerca de Weight, Wyoming se midió a -2.54-1.27 cm a través de una malla de +16. El carbono dimensionado tuvo un contenido de humedad de 25.2% en peso (p%) , un contenido de humedad en equilibrio de 24.5% en peso y un valor de calentamiento más alto (VCA) de 9010 Btu por 453.6 gramos. El carbón se mejoró térmicamente en un autoclave de tipo lote de aproximadamente un volumen interior de 4 litros. El autoclave fue un cilindro verticalmente orientado con una canasta removible de filtro de malla de aproximadamente 0.18 cm en la sección superior dentro de la cual se cargaron aproximadamente 350 gramos de carbono de alimentación. El autoclave se selló y se utilizó vapor saturado para elevar la presión y la temperatura de vapor saturada correspondiente a la condición de prueba objetivo. Según se condensó el vapor, el calor se liberó y el condesado resultante junto con la humedad liberada del carbón se drenó y se recolectó en la parte inferior del autoclave, por debajo de la canasta del carbón. Al final del tiempo de procesamiento objetivo, el vapor se ventiló del autoclave y la presión se disminuyó a ambiente, momento en el cual la canasta que contenía el carbono térmicamente mejorado se removió y el carbón procesado se sometió a análisis. De las varias pruebas que se condujeron, dos sirvieron para exhibir el impacto de la temperatura en las propiedades del carbono mejorado. Una fue la temperatura de vapor saturado de 221.112C y la otra de 237.78SC, lo que corresponde a las presiones de vapor saturado respectivas de aproximadamente 24.19 kgf/cm2 absoluto y 32.83 kgf/cm2. Las presiones de calibre en elevación de la instalación de prueba son de aproximadamente 0.88 kgf/cm2 más bajas que las presiones absolutas manifestadas. El tiempo de procesamiento desde el inicio de la adición de vapor al inicio de la ventilación fue de aproximadamente 52 minutos para cada prueba. Cuando se procesó a 221.11eC, el carbón mejorado tubo un nivel de humedad inherente de 7.81% en peso y un nivel de humedad en equilibrio de 16.1% en peso y un VCA de 11,397 Btu/453.6 gramos. Cuando se procesó a una temperatura más alta de 237.78fiC, el carbón mejorado tubo un nivel de humedad inherente más bajo de 6.0% en peso, un nivel de humedad en equilibrio más bajo de 14.1% en peso, y un VCA de 11,674 Btu/453.6 gramos. Estas dos pruebas demuestran el impacto benéfico de aumentar la temperatura de procesamiento (y presión) particularmente en términos de temperaturas más altas que disminuyen el nivel de humedad en equilibrio en el producto mejorado. Nota: los factores diferentes de la humedad inherente tienen impacto en el VCA, tales como el contenido volátil, contenido de cenizas, y contenido de azufre. Ya que se utilizaron diferentes muestras de alimentación en estos ejemplos, la relación entre la humedad inherente y VCA no es constante .

EJEMPLO 2 Se probó el mismo tipo de carbón de alimentación utilizado en el Ejemplo 1 a un tiempo de procesamiento total de 17 minutos a una temperatura de 237.78aC, y cuando se analizó el nivel de humedad inherente en el carbón procesado aún fue muy bajo a 6.3% en peso, mientras el VCA aún fue relativamente alto a 11,598 Btu/453.6 gramos, lo que muestra que los tiempos de procesamiento menores de 20 minutos aún producen resultados muy aceptables en comparación con los tiempos de procesamiento de 52 minutos . El efecto del tiempo de procesamiento además se demostró utilizando otra muestra de carbón con un nivel de humedad inherente de inicio de 24.1% en peso, el cual se procesó a una temperatura de 237.782C. los tiempos de procesamiento de 19, 32, y 52 minutos produjeron niveles de humedad inherentes respectivos en el producto mejorado de 8.8% en peso, 8.4% en peso y 8.7% en peso, y con los niveles de humedad inherentes finales que fueron más altos como un grupo debido al uso de diferentes muestras de carbón de alimentación no hubo básicamente ninguna diferencia en el nivel de humedad final entre las tres pruebas que puede atribuirse al tiempo de procesamiento, por lo menos dentro de la escala de 19 a 52 minutos. Al utilizar un aparato de autoclave de lote diferente capaz de procesar aproximadamente 4.536 kilos de carbón por lote, se procesó otra muestra diferente de carbón Black Thunder similar a aquel descrito en el Ejemplo 1 a 241.672C durante un periodo de tiempo muy largo de 540 minutos. El nivel de humedad inherente en el carbón procesado fue de 6.2% en peso, lo que demostró que el tiempo de procesamiento excesivamente largo no tiene impacto sobre los niveles de humedad finales. Los niveles de humedad en equilibrio no se midieron en las muestras procesadas en periodos de tiempo más cortos o más largos comparado con los casos bases de 52 minutos, pero la experiencia nos dice que los niveles de humedad en equilibrio son directamente curvilineales ' en proporción a los niveles de humedad inherentes .

EJEMPLO 3 Se probaron en dos diferentes pruebas con el mismo tipo de carbón de alimentación descrito en el Ejemplo 1, carbón de alimentación conteniendo aproximadamente una concentración de 0.085 microgramos por gramo (ug/g) de mercurio, expresado sobre bases secas, mientras se agregó aire a una de las pruebas y nada a la otra. Con la adición de aire, se removieron 72.1% en peso de mercurio del carbón procesado en la prueba sin la adición de aire, solamente 51.6% en peso de mercurio se removió. Esto demuestra que la adición de aire durante el procesamiento mejora la remoción del mercurio. La adición de aire se hizo al inicio de la prueba, antes de agregar el vapor, y no fluyó continuamente en el autoclave de lote durante las pruebas, pero se reconoce que el aire podría . haberse agregado sobre bases semi-continuas o continuas mientras el autoclave se ventile para controlar la presión parcial del gas no condensable dentro del autoclave como se explica en la siguiente explicación.

En estas dos pruebas, las temperaturas fueron iguales, pero las presiones fueron diferentes. Cuando se agrega aire al procedimiento, ocupa parte de la presión total con gases de vapor que ocupan la otra parte. Por ejemplo, si la presión total en el recipiente de proceso es de 32.76 kgf/cm2 y el aire ocupa el 20% del volumen (v%) y el vapor el otro 80% en volumen, la presión parcial del vapor es de solamente 26.23 kgf/cm2 lo cual corresponde a una temperatura de vapor saturado de aproximadamente 225SC, no 237.78SC que podrían esperarse si el entorno del procesamiento fuera vapor al 100% en volumen. Cuando se consume el oxígeno en el aire durante el procesamiento debido a las reacciones de oxidación, los productos de reacción igualan el volumen del oxígeno consumido, por lo que no hay un cambio en la temperatura debido a que no hay ningún cambio en la presión parcial del vapor. La cantidad de aire agregado durante esta prueba particular fue de aproximadamente una fracción de 0.06 en peso por una unidad de carbón de alimentación, manteniendo en mente que el aire se agregó sobre bases de lote al inicio de prueba. Se utilizó el mismo razonamiento para mostrar el impacto del volumen de aire con relación al volumen de vapor en la temperatura del vapor que también se puede expandir para explicar el impacto del volumen o concentración del gas no condensable, según el oxígeno y el nitrógeno en el aire ambos son gases no condensables, según son productos de oxidación tales como dióxido de carbono y monóxido de carbono . Aunque el dióxido de carbono y el monóxido de carbono ambos son no condensables, solamente el oxígeno en el monóxido de carbono es reactivo bajo las condiciones de procesamiento practicadas en esta invención. Otros volátiles liberados de la carga durante el procesamiento también pueden ser gases no condensables tales como metano, propano, sulfuro ácido, dióxido de azufre, y etc.

EJEMPLO 4 En otro grupo de dos diferentes pruebas con el mismo tipo de carbón de alimentación descrito en el Ejemplo 1, se agregó aire a una de las pruebas sobre bases continuas y no se agregó a la otra prueba. Como se explicó en el Ejemplo 3, el recipiente de proceso también se ventiló sobre bases continuas . Las condiciones de procesamiento fueron esencialmente iguales en ambas pruebas con las mismas temperaturas y tiempos de procesamiento. Cuando el líquido recolectado en las dos pruebas resultante de la humedad liberada del carbón, vapor, condensado, y orgánico volátiles solubles se analizó, la prueba con la adición de aire tuvo una concentración más baja de carbono orgánico total en el líquido, aproximadamente 278 miligramos por litro (mg/1) que la prueba sin la adición de aire, o aproximadamente 620 mg/1, lo que indica que el oxígeno en el aire fue reactivo con los orgánicos liberados del carbón ya sea antes, o durante el contacto con el agua. Esto también fue evidente a través de la menor colorización en el agua a partir de los orgánicos solubles en la prueba en donde se agregó aire. Cuando se oxidaron selectivamente los orgánicos en el recipiente de proceso, el impacto benéfico global es disminuir el costo del tratamiento y limpieza del agua. La cantidad de aire agregado durante esta prueba particular fue de aproximadamente una fracción de 0.02 en peso por unidad de unidad de carbón de alimentación manteniendo en mente que se agregó continuamente durante la duración de la prueba.

EJEMPLO 5 Haciendo referencia de nuevo al Ejemplo 1, hay termoacopladores en ambas secciones superior e inferior del autoclave. Ya que el vapor se condensa isotérmicamente en la temperatura de saturación después de que se caliente la carga de carbón a la temperatura de procesamiento, se podría esperar que ambos termoacopladores indiquen la misma temperatura según el procesamiento de mejora térmico continúa, pero esto no es el caso. Con base en el ensayo de los volátiles del carbón antes y después del procesamiento, se pierde de 1% en peso a 5% en peso del peso de la alimentación de carbón como volátiles, sobre las bases HLC (humedad y libre de ceniza) . De esta cantidad, el análisis del gas no condensable generado en el procedimiento de mejora, con base en las pruebas sin la adición de aire, indica que aproximadamente 95% del volumen de los volátiles que se pierden son gas de dióxido de carbono. En las pruebas de autoclave, cualquier gas no condensable que se genera no se ventila normalmente fuera del procedimiento hasta que termina la prueba. Si el gas no condensable de dióxido de carbono se mezcla uniformemente con el gas de vapor, se podría esperar que ambos termoacopladores en las porciones superior e inferior del autoclave marque la misma temperatura pero a una temperatura ligeramente más baja que podría pronosticarse mediante la presión de vapor saturado (ver Ejemplo 3) , si algún gas no condensable estuviera presente. En todas las pruebas de autoclave en donde no se removió el líquido de la porción inferior de la autoclave durante la prueba, el termoacoplador inferior inicialmente indicó la misma temperatura que el termoacoplador superior, pero según avanzó la prueba, el termoacoplador inferior inició su caída en temperatura y alcanzó por lo menos una temperatura más baja de 1.667aC que el termoacoplador superior. Con base en las mediciones volumétricas, se sabe que cuando el termoacoplador inferior cae en cuanto a temperatura aún está localizado en el espacio de vapor y no sumergido en líquido, pero solamente está ligeramente por arriba de la capa de líquido. Durante una prueba se decidió drenar el líquido de la sección inferior antes de terminar la prueba e inmediatamente la lectura del termoacoplador inferior se incrementó para equipararse con el termoacoplador superior, y después se empezó a disminuir otra vez hasta que se drenó más líquido. Esta observación y procedimiento han sido repetidos sin falla un número de veces, y con diferentes configuraciones de equipo de procesamiento. Ahora se entiende que los gases con un peso molecular alto, tales como monóxido de carbono con un peso molecular (PM) 44 no se mezclan uniformemente con vapor de agua con un peso molecular de 18, sino más bien se estratifica en una capa inferior. Cuando la capa de dióxido de carbono se concentra según avanza la prueba, la temperatura del vapor saturado según medida por un termo acoplador progresivamente disminuido debido a que la presión parcial disminuye la concentración de los gases de vapor (ver Ejemplo No. 3 para explicación de los gases no condensables que afectan la temperatura del vapor saturado) como dióxido de carbono concentrado en una capa estratificada justo arriba de la interfase líquida. Cuando la interfase líquida se disminuye debido a la remoción de líquido, el dióxido de carbono no se removió, pero el nivel de la capa se disminuyó y permitió establecer la posición del termoacoplador para medir la temperatura de gas que fue sustancialmente gases de vapor en lugar de una mezcla de dióxido de carbono de alta concentración y concentración de gases de vapor. Los procedimientos especiales se deben utilizar en el equipo de procesamiento para asegurar que los gases no condensables de alto peso molecular sean efectivamente removidos del recipiente de proceso. Por razonamiento, lo contrario también se cumple para gases no condensables que son inferiores en peso molecular que el gas de vapor, tal como el hidrógeno con un peso molecular de 2 .

EJEMPLO 6 El carbón también se mejoró térmicamente en un recipiente de proceso semicontinuamente alimentado y descargado que consiste de aproximadamente un recipiente de alta presión cilindrico de 15 . 24 cm de diámetro interior por 152 . 40 cm de altura verticalmente orientado, equipado con una tolva de bloqueo de alimentación y una tolva de bloqueo de descarga con válvulas de tolva de bloqueo apropiadas . La unidad se alimenta con aproximadamente 5 . 443 kilogramos de carbón de alimentación cada 12 -14 minutos lo que permite un tiempo de procesamiento de alrededor de 50 a 55 minutos. El recipiente de proceso también se descarga cada 12 -14 minutos para mantener un control de nivel . Las dos pruebas indican el beneficio de un drenaje y desagüe adecuado de la carga mejorada antes de descargarla del recipiente de proceso. El carbón Black Thunder ROM de tamaño de -2.54 cm por una malla de +8 se utilizó como el carbón de alimentación con un contenido de humedad de 25.8% y un VCA- de 9076 Btu/453.6 gramos. El vapor saturado a 237.22SC y 32.52 kgf/cm2 se utilizaron como el medio de calentamiento. Cuando se removió el líquido que representa la humedad del condensado de carbón más vapor se drenó continuamente de la parte inferior de la cámara del recipiente de proceso y se ventiló en la atmósfera antes de transferir la carga mejorada a la tolva de bloqueo de descarga, el nivel de humedad inherente en el carbón mejorado cuando se descargó fue de 5.0% en peso con un VCA de 11,554 Btu/453.6 gramos. Cuando el líquido no se drenó apropiadamente de la parte inferior de la cámara del recipiente de proceso, y el carbón mejorado se dejó descargar con los volúmenes adjuntos de líquido libre, el nivel de humedad inherente en la carga mejorada fue mucho más alta a 12.6% en peso con un VCA de 10,791 Btu/453.6 gramos. La invención ha sido descrita con referencia a una descripción detallada solamente para el propósito del ejemplo. El alcance y espíritu de la invención se derivará de las reivindicaciones anexas apropiadamente interpretadas. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1.- Aparato para mejorar el contenido de energía de una carga de material carbonoso, caracterizado porque comprende : un recipiente de proceso que tiene una cámara para recibir la carga, una conexión de entrada del recipiente para transferir la carga a la cámara y una conexión de salida del recipiente para transferir una carga mejorada fuera de la cámara ; por lo menos una conexión de entrada de medio de calentamiento adaptada para acoplarse a una fuente de un medio de calentamiento para transferir el medio de calentamiento bajo presión en la cámara del recipiente de proceso para el contacto directo con la carga; por lo menos una conexión de salida de fluido acoplada en comunicación fluida con la cámara del recipiente de proceso; y por lo menos un separador de líquido que tiene una conexión de salida de líquido acoplada a por lo menos una conexión de salida del fluido y operativa para separar la carga de líquido. 2. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de calentamiento comprende vapor saturado. 3. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de calentamiento comprende vapor sobrecalentado. . - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una pluralidad de conexiones de entrada del medio de calentamiento colocadas en una pluralidad de posiciones a lo largo de la longitud del recipiente. 5. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende una pluralidad de conexiones de salida de fluido colocadas en una pluralidad de posiciones a lo largo de la longitud del recipiente. 6. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende una pluralidad de separadores de liquido colocados en una pluralidad de lugares dentro de la cámara. 7. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un separador de líquido comprende por lo menos una tabla perforada giratoria colocada en el recipiente para dirigir el líquido a través de las perforaciones en la tabla hacia un área de almacenamiento de líquido acoplada a la conexión de salida de líquido y para dirigir el material cargado radialmente hacia afuera hacia una pared del recipiente de proceso . 8. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un separador de líquido comprende por lo menos un tubo perforado que se extiende a lo largo de por lo menos una porción de la cámara entre un extremo de la conexión de entrada y una conexión de salida, un hueco interior de al menos un tubo acoplado al área de almacenamiento de líquido. 9. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un separador de líquido comprende por lo menos un cono perforado que se extiende a lo largo de un eje longitudinal de la cámara, que tiene un vértice que apunta hacia la conexión de entrada del recipiente y una base separada de la pared de la cámara, un hueco interior de al menos un cono acoplado al área de almacenamiento de líquido a su vez acoplado a por lo menos una conexión de salida de líquido. 10.- El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un separador de líquido comprende por lo menos un cono truncado que tiene una pared perforada que se extiende desde una pared del recipiente hacia la salida del recipiente y termina en una abertura que rodea un eje longitudinal de la cámara, y un área de almacenamiento de líquido anular colocada entre la pared perforada y la pared del recipiente. 11. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: por lo menos una tolva de bloqueo de entrada que tiene una entrada adaptada para recibir el material carbonoso y una salida acoplada a la conexión de entrada del recipiente; y al menos una tolva de bloqueo de salida que tiene una entrada acoplada a la salida del recipiente y una salida para distribuir el material carbonoso mejorado a una instalación de almacenamiento. 12. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende: por lo menos una conexión de entrada de gas a la cámara del recipiente de proceso adaptada para acoplarse a una fuente de gas que contiene oxígeno reactivo. 13. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la al menos una conexión de entrada del medio de calentamiento además está adaptada para acoplarse a una fuente de gas que contiene oxígeno reactivo. 14. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende por lo menos un conducto de ventilación del recipiente de proceso que habilita la descarga selectiva de gases desde la cámara del recipiente de proceso. 15. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un elemento de intercambio de calor indirecto colocado en una posición preseleccionada dentro de la cámara del recipiente de proceso para indirectamente calentar por lo menos una porción de la carga. 16. - El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un sistema de rehidratacion acoplada a la conexión de salida del recipiente para recibir una carga mejorada y operativo para agregar una cantidad preseleccionada de humedad a la carga me orada . 17.- Un aparato para mejorar el contenido de energía de una carga de material carbonoso, caracterizado porque comprende : un recipiente de proceso sustancialmente orientado en forma vertical que tiene una conexión de entrada de recipiente colocada en el extremo superior del recipiente, una conexión de salida del recipiente colocada en el extremo inferior del recipiente y una cámara para recibir la carga que se extiende desde la conexión de entrada del recipiente hacia la conexión de salida del recipiente; una pluralidad de conexiones de entradas de medio de calentamiento adaptadas para acoplarse a una fuente de medio de calentamiento para transferir el medio de calentamiento bajo presión en la cámara del recipiente de proceso para el contacto directo con la carga, las conexiones de entrada del medio de calentamiento colocadas en ubicaciones preseleccionadas entre el extremo superior y el extremo inferior del recipiente; una pluralidad de conexiones de salida líquidas acopladas en comunicación fluida con la cámara del recipiente de proceso colocadas en ubicaciones preseleccionadas entre el extremo superior y el extremo inferior del recipiente; una pluralidad de conductos de ventilación del recipiente de proceso para habilitar la descarga selectiva de gases desde la cámara del recipiente de proceso y colocadas en ubicaciones preseleccionadas entre el extremo superior y el extremo inferior del recipiente; y una pluralidad de separadores de líquido colocados en una pluralidad de ubicaciones preseleccionadas dentro de la cámara, cada separador de líquido tiene una cámara de recolección de líquido acoplada a por lo menos una de la pluralidad de conexiones de salidas de líquido y operativo para separar la carga de líquido. 18.- El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque las ubicaciones de la pluralidad de conductos de ventilación del recipiente de proceso se preseleccionan de tal forma que los vapores no condensables más ligeros que el agua generados en la cámara del recipiente de proceso se remueven de las regiones superiores de la cámara del recipiente de proceso y de tal forma que los vapores no condensables más pesados que el agua generados en la cámara de proceso se remueven de las regiones inferior del recipiente de proceso. 19. - El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque las ubicaciones de la pluralidad de conexiones de entrada del medio de calentamiento se preseleccionan de tal forma que el material de carga que entra en la conexión de entrada del recipiente rápidamente se calienta a una temperatura de operación de recipiente preseleccionada y de tal forma libera la humedad en las superficies del material de carga que está por entrar en la salida del recipiente se convierte en forma de vapor. 20. - El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la ubicación de la pluralidad de conductos de ventilación del recipiente de proceso están en lados opuestos de y sus tancialmente a la misma altura que las ubicaciones de las conexiones de entradas de los medios de calentamiento correspondientes mientras se promueve el flujo eficiente del medio de calentamiento a lo largo de la cámara del recipiente de proceso. 21 . - El aparato de conformidad con la reivindicación 17 , caracterizado porque además comprende una pluralidad de conexiones de entrada de gas hacia la cámara del recipiente de proceso adaptadas para acoplarse a una fuente de gas que contiene oxígeno reactivo y colocada en una pluralidad de ubicaciones a lo largo de la longitud del recipiente . 22 . - El aparato de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado porque la pluralidad de ubicaciones de las conexiones de entrada de gas están en sustancialmente los mismos lugares que la pluralidad de conexiones de entradas de los medios de calentamiento. 23 . - El aparato de conformidad con la reivindicación 17 , caracterizado porque la pluralidad de conexiones de entrada del medio de calentamiento además están adaptadas para acoplarse a una fuente de gas que contiene oxígeno reactivo. 24 . - El aparato de conformidad con la reivindicación 17 , caracterizado porque la pluralidad de separadores de líquido comprende: una primera superficie cónica perforada colocada en una porción superior de la cámara y que se extiende radialmente hacia afuera y hacia abajo, y una cámara de recolección por debajo de la primera superficie cónica perforada en comunicación fluida con una primera conexión de salida de líquido; por lo menos un tubo hueco que tiene una superficie perforada que se extiende hacia abajo en la cámara por debajo de la primera superficie cónica perforada y que tiene un extremo inferior en comunicación fluida con una segunda conexión de salida de líquido; y una tabla de separación que tiene una superficie perforada en una porción inferior de la cámara por debajo de por lo menos un tubo hueco y que tiene una cámara de recolección debajo de la superficie perforada en comunicación fluida con una tercera conexión de salida de líquido. 25.- El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque además comprende un sistema de rehidratación acoplado a la conexión de salida del recipiente para recibir una carga mejorada y operativa para agregar una cantidad preseleccionada de humedad a la carga me orada . 26.- Un método para mejorar el contenido de energía de una carga de material carbonoso que tiene un primer nivel de humedad en equilibrio caracterizado porque comprende: directamente poner en contacto la carga con un medio de calentamiento bajo presión para calentar la carga para conducir la humedad desde la carga a un segundo nivel de humedad por debajo del primer nivel de humedad en equilibrio y para disminuir un nivel de humedad en equilibrio de la carga a un valor entre el primer nivel de humedad en equilibrio y el segundo nivel de humedad; y separar la humedad conducida desde la carga. 27. - El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende: rehidratar la carga a un tercer nivel de humedad más alto que el segundo nivel de humedad pero menor que el primer nivel de humedad en equilibrio de la carga. 28. - El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque el medio de calentamiento comprende vapor saturado . 29. - El método de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque la carga se calienta a entre una temperatura mínima en donde la estructura de las partículas de carga se hacen elásticas y una temperatura máxima en donde ocurre la pirólisis. 30. - El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la temperatura mínima es de aproximadamente 204.442C y la temperatura máxima es de aproximadamente 260SC. 31. - El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la carga se calentó bajo presiones de entre aproximadamente 17.37 kgf /cm2 y aproximadamente 47.81 kgf/cm2. 32.- El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque el medio de calentamiento comprende vapor sobrecalentado. 33 . - El método de conformidad con la reivindicación 28 , caracterizado porque una porción del medio de calentamiento comprende agua caliente comprimida condensada del vapor saturado. 34 . - El método de conformidad con la reivindicación 32 , caracterizado porque una porción del medio de calentamiento comprende agua caliente comprimida condensada del vapor sobrecalentado. 35 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque la carga está directamente en contacto con el medio de calentamiento bajo presión durante un periodo de tiempo de aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 1000 minutos. 36 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque la carga está directamente en contacto con el medio de calentamiento bajo presión durante un periodo de tiempo de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 60 minutos. 37 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque la carga está directamente en contacto con el medio de calentamiento bajo presión durante un periodo de tiempo de aproximadamente 20 minutos a aproximadamente 30 minutos. 38 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque el segundo nivel de humedad está entre aproximadamente 20% y aproximadamente 60% del primer nivel de humedad en equilibrio. 39 . - El método de conformidad con la reivindicación 27 , caracterizado porque el tercer nivel de humedad está entre aproximadamente 101% y aproximadamente 125% del segundo nivel de humedad. 40 . - El método de conformidad con la reivindicación 27 , caracterizado porque el tercer nivel de humedad está entre aproximadamente 110% y aproximadamente 120% del segundo nivel de humedad. 41 . - El método de conformidad con la reivindicación 27 , caracterizado porque la rehidratación se lleva a cabo en una cámara de humectación. 42 . - El método de conformidad con la reivindicación 27 , caracterizado porque la rehidratación se lleva a cabo a través del rociado de la carga mejorada con agua a través de por lo menos una boquilla de aspersión. 43. - El método de conformidad con la reivindicación 27 , caracterizado porque la rehidratación se lleva a cabo a través de la combinación de una carga mejorada con un material carbonoso no mejorado. 44 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque además comprende: agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad suficiente para térmicamente oxidar por lo menos una porción de los volátiles basados en orgánicos que se expelen de la carga. 45. - El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende: agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad suficiente para crear reacciones de oxidación aceptables mientras se disminuye la entrada de energía requerida para calentar la carga. 46. - El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende: agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad suficiente para causar la oxidación pasiva de los sitios reactivos en la carga, mientras se convierte la carga mejorada más estable en almacenamiento . 47. - El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad de entre aproximadamente 0.023 gramos de oxígeno por 453.6 gramos de carga mejorada (bases secas) y aproximadamente 22.68 gramos de oxígeno por 453.6 gramos de carga mejorada (bases secas) . 48.- El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque además comprende agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad de entre aproximadamente 0 . 005 gramos de oxígeno por 453 . 6 gramos de carga mejorada (bases secas) y aproximadamente 11 . 34 gramos de oxígeno por 453 . 6 gramos de carga mejorada (bases secas) . 49 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque además comprende agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad de aproximadamente 0 . 227 gramos de oxígeno por 453 . 6 gramos de carga mejorada (bases secas) y aproximadamente 4 . 53 6 gramos de oxígeno por 453 . 6 gramos de carga mejorada (bases secas ) . 50 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque además comprende agregar un gas que contiene oxígeno reactivo al medio de calentamiento en una cantidad suficiente para causar que el nivel de mercurio en la carga se disminuya. 51 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque además comprende calentar al menos una porción de la carga a través de intercambio de calor indirecto . 52 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque además comprende: dimensionar la carga antes del contacto directo con el medio de calentamiento dentro de los limites de tamaño superior e inferior preseleccionados . 53 . - El método de conformidad con la reivindicación 52 , caracterizado porque el tamaño del material de carga se distribuye dentro de los límites de tamaño superior e inferior siguiendo un índice Rosin-Rammler para el material de carga. 54 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porque el material carbonoso comprende carbón. 55 . - Carbono caracterizado porque es mejorado a través del método de conformidad con la reivindicación 53 . 56 . - El método de conformidad con la reivindicación 26 , caracterizado porgue además comprende la ventilación del gas no condensable mientras se calienta la carga para mantener condiciones de temperatura uniformes a lo largo de la carga. 57 . - El método de conformidad con la reivindicación 56 , caracterizado porque la ventilación se lleva a cabo continuamente mientras se calienta la carga. 58 . - El método de conformidad con la reivindicación 56 , caracterizado porque la ventilación se lleva a cabo periódicamente mientras se calienta la carga.