NL8101711A - Pyrolysewerkwijze alsmede systeem waarbij pyrolyse-olie recirculatie wordt toegepast. - Google Patents

Description

ί -1- VO 1508 - Pyrolyseverted.jze alsmede systeem waarbij pyrolyse-olie recirculatie vordt toegepast ' De uitvinding heeft betrekking op een pyrolyseverkvijze alsmede systeem waarbij pyrolyse-olie recirculatie wordt tcegepast. Het is bekend dat organische materialen, in het bijzonder cellulose-achtige materialen tot vaardevolle vaste residuprcduktea, met inbegrip van hcuts-5 kool en geactiveerde kool alsmede gasvormige vloeibare brandstoffen kunnen worden gepyrolyseerd. Dergelijke werkwijzen zijn beschreven in het -Amerikaanse octrooischrift U.1U5.256, terwijl een specifiek op de produktie van sterk geactiveerde kool gerichte pyrolyse is beschreven • in het Merikaaase octrooischrift k. 2330.602. In een dergelijke werk-10 wijze zal er‘normaal, afhankelijk van de omstandigheden van de uitvoering en de volumes ingevoerde gassen (bij voorbeeld lucht en stoom.) een significante hoeveelheid fijnverdeelde vaste stof met de afvalg as stroom worden meegesleept. Aangezien uit de afvalgasstrocm de gewenste gasvoimige en vloeibare produkten worden verkregen en dergelijke predikten 15 betrekkelijk vrij moeten zijn van genoemde verontreinigende deeltjes is het belangrijk dat deze deeltjes worden verwijderd. Dit is uiteraard een bekend probleem, dat in het verleden op verschillende manieren is aangepakt.

De gas stroom kan bij voorbeeld uit de reactor in een cycloon 20 schelder worden gevoerd ter verwijdering van de vaste deeltjes en daarna in een condensor en ontnevelaar worden behandeld. Aangezien de pyrolyse afvalg assen echter naast de fijnverdeelde vaste stoffen significante hoeveelheden teer en olie bevatten, vindt een aanzienlijke condensatie op de wanden van de toegepaste apparatuur plaats die reeds na een be-25 trekkelijk.korte bedrijfsperiode excessief wordt. De afgezette condensaten en vaste stoffen moeten periodiek worden verwijderd cm het systesa bevredigend te laten werken, waardoor niet alleen dikwijls lange stiistandsperieden voor onderhoud nodig zijn maar tevens onaange-name en gevaarlijke werkzaamheden met de hand moeten vemen uitgevoem.

30 ai alternatief voor een dergelijke ''droge'' afvalg asbehandeling is waterwassing toegepast. Deze aanpak heeft als ernstig nadeel een extra behandeling van het afvalwater om dit milieuvriendelijk te maken en daaruit zoveel megelijk vaardeveile organische bestanddelen terug te winnen, welke terugwinning lastig is aangezien ten minste c0% van 35 de gecondenseerde organische stoffen in oplossing zijn. Aldus is voor deze scheiding een afvalwater behandelirgsfabriek nodig, hetgeen een grote kapitaalinvestering vereist voor een ocgsaakkelijke en dure extra «10 17 11 __ -2- * r * ϊ behandeling.

Met het oog op dergelijke nadelen is reeds voorgesteld de gas-stroom door uitwassen met de pyrolytische olie te reinigen. Hiermede kan men uiteraard de invoering en aldus de noodzakelijke behandeling van 5 vat er vermijden en is inherent terugwinning van ten minste een deel vau.de olie mogelijk. Aangezien verder.de olie zelf als een natuurlijk l oplosmiddel voor de c.ondenseerbare fracties van de afvalgasstrocm fungeert worden deze fracties ganakkelijk opgelost en verwijderd terwijl de deeltjes van de inwendige wanden van het systeem, worden afgewassen, 10 zodat continu de juiste bedrijfsomstandigheden worden gehandhaafd zonder „ dat regelmatige reiniging met de hand nodig is.

Niettegenstaande de voordelen van een dergelijke procedure is deze voor zover bekend tot dusver nog niet in zodanige vorm gebracht dat daarmede een praktische continue uitvoering mogelijk wasv Aange— 15 nemen wordt dat tot dusver een dergelijk systeem of dergelijke methode, waarbij gebruik wordt gemaakt van een uitwassing met pyrolytische olie voor de bereiding van produkten met optimale waarde, in het bijzonder verrijkte gassen nog niet is ontwikkeld. Het is derhalve, een hoofddoel van de uitvinding te voorzien in een nieuwe continue werkwijze, alsmede 20 een nieuw systeem voor het uitvoeren van deze werkwijze, voor het pyrolyseren van een cellulose-achtig materiaal ter bereiding van een pyrolyse-o-lie, een vast residu en een gezuiverde verrijkt gasprodukt.

Het is een bijzonder doel van de uitvinding te voorzien' in een dergelijke werkwijze en een dergelijk systeem, waarbij de gevormde pyro-25 lyse olie als uitwasmedium ter verwijdering van fijnverdeelde vaste stoffen uit de gasstroam wordt toegepast, waardoor de problemen die samenhangen met de toepassing van droge en gebruikelijke wateruitwas reinigingstechnieken worden, vermeden.

Het is een ander doel van de uitvinding te voorzien in een werk-30 wijze en een systeem van de voorafgaande aard, waarbij de eigenschappen van de gerecirculeerde pyrolytische oliestroom automatisch kunnen worden geregeld voor het dehydrateren van de olie of het vermijden daarvan, waardoor een optimale werking wordt gegarandeerd onder het bereiken van de voornosmde doeleinden.

35 Het is een volgend doel van de uitvinding te voorzien in een nieuwe werkwijze en een nieuw systeem waarbij een deel-van de uit de gasvormige produkten gecondenseerde waterdamp direkt als een niet-verontreinigende 8101711 --------—-------------------- »· —- —---------- — * ‘' -.* I « ----- * * -3- afvalwaterstroam kan worden afgevoerd*

Het is een. verder doel van de uitvinding te voorzien in een -werkwijze resp. een daarvoor bruikbaar systeem die als voordelen bezitten dat zij resp. geschikt, efficiënt en betrekkelijk eenvoudig en goedkoop 5 kunnen worden uitgevoerd en toegepast.

Er is nu gevonden dat bepaalde van de voornoamde en verwante doeleinden van de uitvinding gemakkelijk kunnen worden bereikt met een continue werkwijze voor het produceren van een vast residu en een zuiver, verrijkt gasvoimig produkt uit een cellulose-achtig materiaal, 10 dat wordt gepyrolyseerd tot een vast residu en een gasvoimig mengsel, welk gasvoimig mengsel condenseerbare en niet-condenseerbare fracties omvat, en waarin de gecondenseerde fractie condenseerbare organische dampen en waterdamp bevat. De werkwijze omvat een continue pyrolyse van een dergelijk materiaal in de vorm van een bewegend gepakt bed, 1? in welk bed de temperatuur- varieert en op een tussenniveau door een maximale waarde van ongeveer Τβθ-1150°C passeert.

De produkten omvatten een vast residu en een gasvormig mengsel.

In het gas vormig mengsel is een significante hoeveelheid fijne deeltjes van het residu meegesleept en het bevindt zich op een temperatuur van 20 11 Q-kC0°G. Pyrolyse olie wordt in het gasvormige mengsel ingespoten cm de residudeeltjes daaruit uit .te wassen en zo de condensatie van een deel van de condenseerbare fractie daarvan tot stand te brengen onder terugwinning van een betrekkelijk schoon gasvoimig produkt.en..een de residudeeltjes bevattend pyrolyse oliemengsel. Het verkregen pyrolyse 25 oliemengsel wordt gefiltreerd en gescheiden in een oliedeel en een filterkoek, welke laatste pyrolyse olie en residudeeltjes in het gewichtsverhouding van ongeveer 1-10:1 bevat. De filterkoek wordt ter behandeling gerecirculeerd door deze in het bed te leiden. De invoering zal in het algemeen plaatsvinden op het niveau waarbij de temperatuur ten minste 30 ongeveer 260°C isr bij voorkeur boven het voornoaade "tussenniveau" en het is het beste dat de filterkoek wordt ingevoerd op een niveau onder het oppervlak dat ten minste ongeveer 60 om beneden het oppervlak ligt, aangezien door deze omstandigheden het kraken van de oliën wordt bevorderd hengeen normaal zeer gewenst is. Het oliedeel van het pyrolyse oiie-35 mengsel wordt gerecirculeerd cm de voor het uitwassen toegepaste ingespoten pyrolyse olie te leveren. Analoog wordt een aanzienlijke hoeveelheid van in het gasvormige mengsel na het uitwassen aanwezige organische 8101711

II*W 1É111 rtB^taniiT ιΐίΐι mil .m I ^rrin.KWi—ι.ιιΓί W —I I

* * ’ . , · ...........””.................-b- ......" dampen, en waterdamp gecondenseerd en teruggewonnen, waarbij ten minste een deel van het condensaat wordt, gerecirculeerd door dit in. het residu ' op de boden, van het bed te. spuiten, om dit. laatste effectief af te koelen.

De recirculatietrappen worden geregeld wat betreft de mate van invoe-5· ring van het cellulose-achtige toevoermateriaal, teneinde zowel een verrijkt gasvoimig prcdukt alsmede een netto-opbrengst aan pyrolyse olie te produceren, welke laatste tenminste 3% bedraagt, gebaseerd op het gewicht van de droge toevoer.

In'voorkeursuitvoeringsvormen, van de genoonde werkwijze zal het 10 cellulose toevoermateriaal houtafval omvatten, de temperatuur op het tussenniveau van het bed ongeveer 875-1000°C zijn, het gasvormige mengsel een. temperatuur van ongeveer 120-370°C (bij 'voorkeur 135-2Q0°C) hebben, de viscositeit van de gerecirculeerde olie (dat wil. zeggen de olie die in de uitwassen wordt gevoerd) zal worden gehandhaafd op een waarde 15 van 120-175 cps, de temperatuur zal ongeveer 10-^5°C zijn en het residu zal worden geblust bij een temperatuur van ongeveer 100°C. Als extra trappen kan de werkwijze het meten of volgen van de gerecirculeerde olie ter bepaling van de tauperatuur en viscositeit daarvan, het. autcmatisch op peil. houden van de viscositeit van de olie op 5-265 cps, door de 20 stroomsnelheid daarvan in te stellen en tegelijkertijd de tanperatuur van de .gerecirculeerde olie op ongeveer 20-^0°C te handhaven omvatten.

Andere trappen van de werkwijze kunnen het ontnevelen omvatten van het gasvormige mengsel dat uit de olie uitwasser-condensor treedt teneinde daaruit de aerosolfracties te verwijderen die tezamen met het 25 pyrolyse oliemengsel worden gefiltreerd, en het volgen of besturen van het water van de condensatie en terugwinningsbehandelingen ter bepaling van het organische gehalte daarvan, waardoor het als dan mogelijk is de stroomsnelheid van de gerecirculeerde olie zodanig in te stellen dat een voorgekozen waarde van de daarin aanwezige organische stoffen wordt be-30 reikt.

In bijzondere uitvoeringsvormen van de uitvinding zal het in de begin waterdampcondensatie en terugwinning strap gewonnen water volledig in de werkwijze worden benut, waarbij vrijwel geen deel daarvan als een afvalwaterstrocm wordt verwijderd. Het teruggewonnen condensaat zal in 35 het algeaeen worden opgevangen in een voorraadvat, terwijl het recircu-laat geschikt zal worden geregeld door daarin een voorgekozen niveau te handhaven. Het is het meest gewenst een verder deel-van het teruggewonnen 8101711 _ I - -5- ..... 7”.....

condensaat te recirculeren, door dit in te voeren in de pyrolyse olie die "bij de filtratietrap is afgescheiden.

In deze uitvoeringsvormen waarbij teruggewonnen water wordt gerecirculeerd, in het bijzonder door invoering in de uitwasoliestrocm, 5 is het bijzonder voordelig aansluitend op de eerste een tweede water-condensatietrap uit te voeren teneinde een hoofddeel van de in het gas-vormige mengsel aanwezige waterdamp te verwijderen. Het condensaat uit de tweede watercondensatietrap zal gswoonlijk vrijwel vrij zijn van verontreinigingen en derhalve geschikt απ. direkt uit het systeem af 10 te voeren. Aldus kan de werkwijze worden toegepast voor het bereiden van een vast residu, een betrekkelijk droog, gezuiverd gasvormig produkt en een betrékkelijk schone afvalwaterstroom.

De werkwijze wordt het best uitgevoerd door de pyrolytische uitwasolie in zodanige mate te recirculeren dat een aanzienlijke hydratatie 15 van het gasvonaige mengsel en een overeenkomstige gedeeltelijke dehydra-tatie van de gerecirculeerde olie optreedt. Haar keuze kan de recircu-latieverhouding van de olie zodanig zijn dat dehydratatie daarvan vrijwel wordt vermeden. In beide gevallen zal de temperatuur van het oliemengsel na het uitwassen ongeveer U0-T5°C zijn; de voorkeurstemperatuur voor de 20 gedroogde olie is echter 55-c8°C, terwijl daarentegen de voorkeurswaarde in het tweede geval waarbij vrijwel dehydratatie van de olie wordt vermeden, ongeveer 45-*52°C is.

Andere doeleinden van de uitvinding worden in een systeem voor het uitvoeren van de continue pyrolyse van een cellulosetoevoer van het 25 type als eerder beschreven gsaakkelijk bereikt. In het systeem wordt gebruik gemaakt van een reactor voor het continu uitvoeren van de pyro— lyse in de vorm van een afdalend gepakt bed, welke reactor inlaten heeft voor de toevoer, filterkoek, reactielucht en kool-blussend water,alsaéde uitlaten voor afvalgassen .en de houtskool of andere vast residuprodukten. 30 Olie uitwas s er/condensor middelen worden verbonden met de afvalgas-uitlaat van de reactor, en tenminste een beginwater condensor is in de afvalgasstroon van het olie uitwas/condensor orgaan voorzien. Het systeem omvat tevens organen voor het recirculeren van condensaat uit de water-condensor naar de bluswater inlaat van de reactor, de filterorganen 35 in de vloeistof stroom uit de olie-uitwas/condensor, organen voor het recirculeren van filterkoek uit de filter organen naar de filterkoek inlaat van de reactor, organen van het recirculeren van pyrolyse die uit 8101711 : ......*....... ..........." -6~ de filterorganea naar de olie uitwas/condensororganen en organen voor het regelen van. de recirculatieverhoudingen van het gecondenseerde • water» de filterkoeken en de pyrolyse olie. Aldus is het systeem bestemd • voor de produktie van een verrijkt gasprodukt en pyrolyse olie uit voor-5 noemd cellulose toevoermateriaal.

In voorkeursuitvoeringsvormen van het systeem staat de filterkoek toevoerinlaat van de reactor op afstand in benedenwaartse richting ten opzichte van de top daarvan, waardoor de invoer op een niveau onder het normale bovenoppervlak van het daarin tot stand gebrachte bed kan plaats-10 vinden. Meer in het bijzonder kan de reactororganen omvatten voor het verdelen van het toevoermateriaal. en voor het handhaven voor het bovenoppervlak van het bed op een voor af bepaald niveau, waarbij de toevoerinlaat voor het invoeren van het filterkoektoevoermateriaal is opgesteld op een niveau dat tenminste ongeveer 60 cm daar beneden ligt.

15 Het systeem kan tevens een ontnevelaar in de afvalgasstroom tussen de olie uitwas/condensororganen en de b eg inwater condens or bevatten, waarbij de vloeistofuitlaat uit de ontnevelaar verbonden is met filterorganen. Er kunnen organen, aanwezig zijn voor het injecteren van het condensaat uit de watercondensor in de stroom, naar de olie uit— 20 wasser/condensor gerecirculeerde pyrolyse olie, terwijl, een voorraadvat om het condensaat op te nemen en water toe te voeren aan de rector en de gerecirculeerde pyrolytische oliestroom aanwezig kan zijn. Het systeem kan tevens een tweede of eindwater condensor omvatten verbonden met de eerste of beginwatercondensor om het daaruit uittredende zuivere 25 afvalg as op te nemen en verder te drogen, waarbij de eindcondensor met voordeel van het direkte watercontact type kan zijn (dat wil zeggen een water uitwasser/condensor). Tenslotte kan een thermische energie-overdrachtsinrichting, waardoor de stroom gerecirculeerde pyrolyse olie passeert, worden toegepast cm regeling van de temperatuur daarvan moge-30 lijk te maken.

Korte beschrijving van de tekening.

Fig. 1 is een schematische voorstelling van een systeem volgens de uitvinding dat is ingericht voor verschillende uitvoeringsvormen van de werkwijze daarvan: 35 fig· 2 is een grafiek van gegevens die bepaalde eigenschappen van de volgens de uitvinding bereide verrijkte gasvormige produkten vergelijkt met die van gebruikelijke gasvormige brandstoffen; 8101711 * * ....... .......... .......-τ-~~................ ; “ terwijl· fig·. 3 een tweede grafiek is van andere gegevens waarbij dergelijke produkten warden vergeleken.

In fig. 1 cmvat het geïllustreerde systeem eenpyrolysereactor 10, 5 een olie uitwas/condensor 12, een ontnevelaar 11, een eerste watercon-densor 18, een waterhuff erreservoir 62, een tweede water condensor 61, een filter 16, een oliebuff erreservoir 18, en een verhitter /koeler 20. Beactor 10 is van het verticale, bewegende, gepakte bedtype, in bijzonderheden in de eerder genoemde octrooischriften beschreven, waarnaar 10 wordt verwezen voor een beschrijving van de relevant delen daarvan; de opzet van reactor 10 is duidelijk en een verdere beschrijving is derhalve ovemodig. De toevoer wordt via leiding 22 ingevoerd en gedeponeerd op het bovenoppervlak van het bed waarbij reactor 10 normaal voorzien is van een nivesuregelaar voor het uniform, verdelen van het. verse toevoer-15 materiaal. De toevoer zal gedurende de afdaling door de reactor worden gepyrolyseerd. Het vaste gevormde residu wordt geblusd en via leiding 2l afgevoerd uit de bodem, terwijl de gevormde gassen (met inbegrip van waterdanp ontstaan bij het blussen en tevens uit de reactie uit het cellulose toevoermateriaal) door het bed naar boven stromen; het ver-20 kregen gasvormige produkt wordt via leiding 16 afgevoerd.

Nadat de afvalgasstrocm de olie uitwasser/condensor 12 is binnen getreden wordt het gas uitgewassen met olie, zoals hierna in meer bijzonderheden zal worden beschreven. Het volstaat te vermelden dat de olie-uitwassing de dubbele functie heeft van het verwijderen van vaste 25 deeltjes uit de gasstrocm en tevens van het tot stand brengen van condensatie van delen van de condens eerbare organische dampen en het daarin aanwezige vocht. Uit de uitwasser/condensor 12 wordt het behandelde gas via leiding 28 in de ontnevelaar ll geleid, waar eventuele rest-aero-solen mechanisch worden verwijderd en een betrekkelijk schoon gas wordt 30 geproduceerd, dat uit de ontnevelaar ll uittreedt via leiding 30 en de eerste watercondensor 18 binnentreedt en daarna de laatste watercon-densor 61 waarinccondensatie van extra vocht tot stand wordt gebracht (zoals hierna vollediger zal worden beschreven). Het condensaat (in wezen water, maar met een significante hoeveelheid gecondenseerde organische 35 stoffen) uit de eerste watercondensor 18 passeert in het bufferreservoir 62, waaruit het desgewenst kan worden af gevoerd (zoals in bijzonderheden verder zal worden toegelicht). Eet is duidelijk dat een geschikte ventilator of 8101711

» V

^-.-^-^.)-.13^,-ΒΓ^Τ' ilft-"- r«v·—·--·’ »-»^ -.^-^^-^T·.· -----„ ~~—- —«--· ·«-—^ Γ '".................. ~ : ~ -8- . ”... .

· ... . ,: blaasinrichting in het^afvalgassysteem wordt voorzien om voldoende trek te handhaven cm de gasstrcmen door te leiden; "bijgevolg zal reactor 10 normaal werken bij een druk die enigszins lager is dan de atmosferische druk.

5 Verontreinigde (dat wil zeggen fijne vaste stoffen bevattende) oliestrcmen 32» 3^ strcmen resp. uit de olie uitwasser/condensor 12 en de . ontnevelaar ih en worden gecombineerd en via leiding’ 36 in een roteerbare vacuumfilter 16 gevoerd. In filter 16 worden de vaste residu deeltjes uit de olie verwijderd, die daarna wordt afgevoerd via leiding 38 in 10 het oliebufferreservoir 18. Een deel van de pyrolyse-olie die in voorraad wordt gehouden in tank 18 wordt af gevoerd via leiding 14 en ge-recirculeerd naar de olie uitwasser/condensor 12 via leiding h2 en passeert eerst, door de verhitter/koeler 20 waarvan de taaperatuur wordt ingesteld op een geschikte door de bedrijfsomstandigheden gedicteerde waarde. De - 15 pyrolytische oliestroom die door leiding kQ passeert kan water bevatten uit het reservoir 62 via leiding 60 ingespoten en aldus desgewenst een uitwasmedium met hoog vochtgehalte leveren. Haar keuze kan de olie ongewijzigd naar de eenheid 20 en de olie uitwasser/condensor 12 worden geleid. Deze alternatieve uitvoeringsvormen zullen hierna in meer bij-20 zonderheden worden toegelicht. Steeds wordt de rest van de olie uit de buffertank 18 via leiding kh af gevoerd en. als produktolie naar een opslag gevoerd. Op dit punt kan worden opgemerkt dat door water aan de olie toe te voegen een gedeeltelijke dehydratatie daarvan gedurende het uitwassen mogelijk is waardoor de koelcapaciteit van het uitwas-25 medium in sterke mate wordt verbeterd en op zijn beurt de oliestrocm door de olie-uitwasser/condénsor sterk wordt verminderd. In een dergelijk geval zal de uit de olie-uitwasser/condensor uittredende olie een lager vochtgehalte hebben dan de olie die dezelfde eenheid binnentreedt.

Een deel van het gewonnen water kan uit het reservoir 62 via 30 leiding 58 worden afgevoerd waarbij de hoeveelheid daarvan voldoende is cm het vaste residu aanwezig op de bodem van de reactor 10 te koelen tot een gewenste temperatuur (bij voorbeeld ongeveer 100°C), waardoor karakteristiek in het residu een vochtgehalte van ongeveer 5 gew.$ op natte basis, wordt geleverd. Aldus-wordt het vochtgehalte van het 35 produktgas. verlaagd met een hoeveelheid die evenredig:.is met de vormings-snelheid van het vaste residu, waardoor de stookwaarde van het produktgas wordt verbeterd en de werkwijze in wezen onafhankelijk wordt van 8101711 --- -----. ~ ·τ-··. .·,τ— "Τ-,-ΤΓΠ-·-ί--τΤ->,.ιι τι «ι·—»»... >—*.·. i···»· Ttg ...Μ*» . Ii.uirfi .Γ» ,-.1. .., . - % , ......-.......- -9- uitwendige watertoevoer. Niettemin kan "bluswater uit een uitwendige bron (niet weergegeven), zoals stadswater, via de waterleiding 58, aan het proces worden toegevoerd.

De filterkoek wordt via leiding b6 uit filter 16 verwijderd en 5 naar reactor 10 gerecirculeerd en bij voorkeur op een niveau onder het oppervlak ingevoerd. Hoewel in fig. 1 relatieve plaatsen worden aangeduid is niet getracht de feitelijke plaatsing van de toevoer, filterkoek en water recirculatieleidingen 22, b69 58, ten opzichte van de diepte van het bed of de plaats in de reactor af te beelden.

10 Onafhankelijk van het feit of het systeem al dan niet de eerste vatercondensor bQ bevat, kan het met voordeel de eindwatercondensor 6b omvatten, teneinde waterdamp uit het gas dat door leiding 50 passeert te verwijderen en aldus een droog gas 66 te vormen, aangezien dergelijk vocht een inerte fractie voorstelt die de stookwaarde van het uiteinde-15 lijke produkt aanzienlijk zal verlagen. Het is bijzonder gewenst dat een dergelijke condensor 6k samenwerkt met condensor U8, aangezien de laatste organische verontreinigingen uit,het gas zal verwijderen (die daarna worden teruggevoerd naar reactor 10 en uitwasser 12 in de waterstroom door leidingen 58 en normaal tevens in gehydrateerde olie die 20 stroomt in leiding b2), hetgeen leidt tot een betrekkelijk niet-vercnt-reinigde waterstroom uit condensor 6b, die voldoende schoon is cm rechtstreeks afvoer zonder ongewenste milieu-effect en mogelijk te maken.

Tenslotte wordt betreffende fig. 1 opgemerkt dat in reactor 10 lucht wordt ingevoerd via leiding 56 (die in de praktijk gewoonlijk 25 roosters van buizen op verschillend niveau zal omvatten). Hierdoor zal de maximale temperatuur zone binnen het pyrolysebed tot stand worden gebracht en zal de aard van de werkwijze en de daaruit gevormde produkten significant worden beïnvloed (krachtens de plaats, verdeling en toevoer-stroamsnelheid). Hoewel de filterkoek noimaal boven het maximale tempe-30 ratuurniveau wordt ingevoerd (de relatieve plaatsen worden hier in de figuur aangeduid door de leidingen b6 en 56) behoeft dit niet noodzakelijkerwijze het geval te zijn. De voelbare warmte van de kool in de lagere delen van het bed kan voldoende zijn cm een aanzienlijke kra-kirg van de pyrolytische olie in de filterkoek tot stand te brengen 35 (zoals belangrijk is voor een maximale verrijking van het gas), en de filterkoek kan derhalve laag in het bed worden ingevoerd, zolang de verblijftijd (tot af voer uit reactor 10 met het vaste residuprodukt) niet ongewoon kort is.

8101711 __ -10- . Er de waterrecirculatiewerkwij ze kan. een. automatische regeling tot stand worden gebracht door de stroomsnelheid -van de uitwasolie-* stroom b2 in te stellen, waarbij de temperatuur -van de olie automatisch wordt aangepast cm· de temperatuur ran. de verontreinigde oliestroom 36 5 te handhaven op een waarde die verenigbaar is met een gedeeltelijke dehydratering- van de uitwasolie. Het vochtgehalte van de gefiltreerde oliestroom 38, kan continu worden gevolgd en gemeten door viscositeit- · meting (zoals hierna vollediger zal warden toegelicht). Indien de olie ten opzichte van het gewenste vochtgehalte, excessief blijkt te 10 worden gedroogd, zal de stroomsnelheid van- de aanvulling swat er strocm 6o increment eel worden verhoogd tot het gewenste vochtgehalte is verkregen; indien de olie wordt gehydrateerd zal automatisch de. tegengestelde actie wotüden ondernemen cm de. toestand, te corrigeren...

Verder zal men opmerken dat gelet- op het feit dat de stroom— 15 snelheid van de condensaat strocm 58 wordt bepaald door de vorming s snelheid en het vochtgehalte van het vaste residuprodukt, en de stroomsnelheid van de olie hydr at erende strocm 60 wordt bepaald door het olie-vochtgehalte, een eenvoudige waterniveaudetector in het bufferreservoir 62 voldoende zal zijn cm de mate van koeling van de brandbare gasstroam 50 20 in de watercondensor io te regelen. Teneinde het koeleffect van de gas-stroem op de juiste wijze tussen de olie-uitwasser/condensor 12 en de watercondensor U8 te verdelen, kan het organische gehalte van de gecondenseerde waterstroom 52 continu worden gevolgd. Ehdien deze vanaf de gewenste waarde toeneemt wordt de stroomsnelheid van de uitwasolie-25 strocm incrementeel opgevoerd en/of de olietemperatuur verlaagd, waardoor de mate van gasstrocmkoeling in de olie-uitwas/condensor en ontnevelaar wordt versterkt en daarmee gepaard gaande de condensatie en winning ' van organische stoffen in die eenheden wordt verhoogd; dit leidt uiteindelijk tot een verlaging van de in de watercondensor U8 gewonnen 30 organische stoffen. Indien het organische stofgehalte van de gecondenseerde waterstroom 52 ten opzichte van zijn gewenste waarde blijkt af te nemen vordtautanatisch de tegengestelde actie uitgevoerd. Tenslotte kan de stroomsnelheid van de produktoliestrocm kb en het olieniveau in het oliebuff erreservoir 18 worden gevolgd ter regeling van de strocm-35 snelheid van de naar reactor 10 als filterkoekolie in stroom b6 gerecir-culeerde pyrolyse-olie;..desgewenst kan olie uit leiding bb aan de naar de reactor teruggevoerde filterkoek in leiding k6 worden toegevoegd. De mate 8101711 ¢: - :-i«r ----1=- - .-...-t-.t. v—·—— i· - --·— ·· .—.1·—. ' f nïn-ίιί JWrf.i. «*— f'~· —- ..... .......-11- vaa verrijking van de "brandbare gasstrocm 50 is uiteraard recht even- « redig met deze snelheid. Een periodieke bemonstering van het stookgas ter bepaling van samenstelling en/of stookwaarde -wordt toegepast teneinde de olie recircnlatiesnelheid te relateren met de verrijkingsgraad, 5 die dient als een calibratie en kwaliteitscontroleprocedure.

Ter automatische regeling van de zonder waterrecirculatie uitgevoerde werkwij ze?wordt de stroomsnelheid van de uitwasoliestroan. k2 opnieuw ingesteld en de temperatuur van de uitwas oliestroom b2 automatisch aangepast cm de teaperatuur van de verontreinigde oliestroom 36 10 op een voor.minimale oliedehydratatie geschikte waarde te handhaven.

Op analoge wijze wordt de juiste uitwasoliestroom bepaald door continu het vochtgehalte van de gefiltreerde oliestroom 38 te volgen. Indien de olie ten opzichte van zijn gewenste vochtgehalte wordt gedehydrateerd wordt de uitwasoliestrocmsnelheid increment eel verhoogd en/of de olie-15 temperatuur verlaagd, tot de waarden zodanig zijn dat het gewenste olievochtgehalte kan worden gehandhaafd.. Indien de olie wordt gehydrateerd wordt automatisch de tegenovergestelde handeling uitgevoerd teneinde de toestand te corrigeren.

De volgende specifieke voorbeelden illustreren de doelmatigheid 20 van de uitvinding.

Voorbeelden I, II en III

Een voorgedroogd mengsel van stukken of spaanders hardhout toe-voermateriaal, dat ongeveer 1% vocht op een natte basis bevatte, werd in de top van een verticale reactor van het bovenbeschreven type inge-25 voerd, in een systeem van het type als geïllustreerd in fig. 1. Lucht wordt door een volume bij een tussenzone van het bed verdeeld, waarbij de bovenste luchtbuizen ongeveer 60 cm beneden het oppervlak liggen, terwijl het vaste residu continu uit de bodem van de reactor met zodanige snelheid wordt afgevoerd dat de diepte van het bed op een nage-30 noeg constante waarde van ongeveer 2,k m wordt gehouden. De reactie-massa bereikt een maximale temperatuur van bij benadering 950°C bij de tussenzone van het bed, terwijl het vaste residuprodukt bij een temperatuur van ongeveer 100°C, na blussen met gerecirculeerd water, wordt afgevoerd.

35 Het afgas uit de reactor bevat daarin meegesleept vast residu, dat in de olie-uitwasser/condensor vrijwel volledig daaruit wordt verwijderd, onder toepassing van de in de werkwijze verkregen pyrolytische 8101711 λ -12- olie gemengd met gerecirculeerd water als uitwasmedium.. Het uitgewassen gas wordt vervolgens ontneveld waarna de oliestromen uit de olie-uivas-ser/condensor en ontnevelaar'worden gemengd, daarna gefiltreerd, onder toepassing van een standaard rotatiefilterinrichting waaruit de filter-5 koek op continue basis wordt verwijderd. De filterkoek wordt naar de reactor teruggevoerd en door middel van een slag inrichting of een buisvormige schroef daarin geïntroduceerd op een niveau dat ca öO.cm beneden het bedoppervlak ligt (op welk punt de temperatuur hoog genoeg is cm een aanzienlijk deel van de in de filterkoek aanwezige olie te kraken 10 zoals hierna uitvoeriger zal worden toegelicht).

De door de filtratiebehandeling gevormde oliefractie wordt in de voorraadtank afgevoerd,, waaruit het (met -het daarin geïnjecteerde water) naar de uitwasser/condensor wordt gerecirculeerd, waarbij de temperatuur daarvan zodanig wordt aangepast dat de gewenste bedrijfs-15 omstandigheden worden gehandhaafd. Om dit uit te voeren wordt de temperatuur continu gevolgd, evenals de viscositeit en het vochtgehalte van de oliestroom,, zoals boven beschreven. De oliestroom wordt afhankelijk van de procescmstandigheden verhit of gekoeld, waarbij zodanig de procescmstandigheden geschikt worden aangepast cm gewenste waarden 20 van de viscositeit en het daarin aanwezige vochtgehalte te handhaven.

De aldus geregelde oüe wordt continu versproeid in de uitwasser/con-densor cm de afv alg as strocm te reinigen en de condenseerbare fracties daaruit te doen condenseren. Ha doorleïding door de ontnevelaar wordt het schone gas door de eerste watercondensor geleid, optimaal door de 25 tweede en daarna gewonnen en onderzocht op zuiverheid en stookwaarde; het gas bleek nagenoeg vrij te zijn voor vaste deeltjes en geschikt ten gebruike als gasvormige brandstof.

In tabel A worden specifieke gegevens en parameters voor de drie beschreven voorbeelden aangegeven, waarin het gas echter niet werd 30 onderworpen aan een tweede waterdampcondensatie.

8101711 iiï·' mUkii H ·ϊ—Ι·ι" Ίι'Γ·1·~τ~ —- ——-μΓγΤΪ'^τ^-^—·-m .., —..- .....— - -13—

TABEL A

Voorbeeld I II III

Nr. Stroom Materiaal Tempe- Massastrocmsnelheid __ _' ratuur _ 5 22 Toevoer 16 1U61 lh6l itól

Droge toevoer 1359 1359 1359

Vocht 102 102 102 5 6 Eroceslucht 16 290 290 290 58 Koolbluswater 16 98 98 98 10 k6 Filterkoek 38 118 19T *68

Droge vaste stof 39 39 39

Droge olie 67 13¼ 339

Vocht 12 2k 60 2k Eroduktkool 100 387 387 387 15 Droge kool 367 367 367

Vocht - 19 19 19 26 AFgasstrocm 1^-9 1581 1660 1901

Fijrrverdeelde vaste stof 39 39 39

Nieuwe pyrolyseprodukt 20 Droge gecondenseerde olie 302 302 302

Droge niet-geconden- seerde olie 17 17 17

Niet gecondenseerd gas 5b0 5^0 5^0

Waterdamp 603 603 603 25 Gekraakte olieprodukt

Droge gecondenseerde olie ik 28 72

Droge niet-gecon- denseerde olie 7,2 15 38

Niet-gecondenseerd gas 53 106 267

Waterdamp U,5 9 22 30 k2 Uitwas olie 38 2661 2782 3153

Droge olie 2129 2226 2522

Vocht 532 556 631 36 Verontreinigde olie 66 2916 30^6 3¼½

Fijnverdeelde vaste O A Λ A -7 A 4 St0f 39 39 39 8101711 " “ ...... ; -14- ‘ TABEL A (vervolg)

Voor “beeld X II III

ïïr. Stroaa Materiaal Taupe— Massastroamsnelheicl _ _ ratuur 5 36 .Droge olie 66 2445 2556 2896

Vocht 432 451 511 38 Gefiltreerde olie 60 2798 28^4-9 3008

Droge olie . 2378 2422 2557

Vocht 420 427 451 10 4o Gedroogde uitwasolie 54 2505" 2619 2967

Droge olie 2129 2226 2522

Vocht 376 393 445 44 Produktolie 54 293 231 41

Droge olie 249 196 35 15 Vocht- 44 34- - 5‘»9 30 Met olie uitgewassen/ (1 ) 1350 1396 I608 ontneveld gas

Hieuwe pyr olys eprodukt

Droge niet-geconden— seerde olie 17 17 17 niet gecondenseerd gas 540 540 540 20 Waterdamp 603 603 603'

Gekraakte olieprodukt Droge niet-geconden- seerde olie 7,3 15 38

Hiet-gecondenseerd gas 53 106 267

Waterdamp 4,5 9 22 25 Olie dehydr. waterdamp 101 105 120 60 Olie hydraterend water 1ö 156 163 186 50 Produkt stookgas (2) 1072 1134 1324 nieuwe pyrolyseprcdukten Droge niet-geconden- seerde olie 17 17 17 30 niet-gecondenseerd gas 540 540 540

Gekraakte olieprodukt Droge niet-geconden- seerde olie 7,2 15 38 niet gecondenseerd gas 53 106 267 8101711 Waterdamp 454 456 462 -15- ‘ ' ~

In de voornoemde tabel heeft het stroommanmer uiteraard betrekking op fig. 1 van de tekeningen. Temperaturen worden uitgedrukt in graden C en de massastrocmsnelheden zijn in eenheden per kg per uur. De temperaturen van het produktgas dat de. watercondensor 48 binnentreedt (stroom 30, 5 opmerking 1) en verlaat (stroom 50, opmerking 2) variëren en zijn resp. voor voorbeeld I 88 en 83°C, voor voorbeeld H 87 en 82°C en voor voorbeeld III 85 en T9°C.

Het is duidelijk dat de hoofdvariabele van de drie -voorbeelden de hoeveelheid naar de reactor gerecireuleerde pyrolyse-olie is. In al 10 deze gevallen is echter de temperatuur die bij het punt van de filter— koekrecirculatie heerst (ongeveer 275°C) zodanig dat ongeveer 79 gew.# (gebaseerd op het gewicht van de droge filterkoekolie) van de pyrolyse-olie tot niet-condenseerbare gassen en dampen wordt gekraakt. In voorbeeld I is meer in het bijzonder het vaste stofgehalte van de filter-15 koek 33,3 gew.JS»; bij een droge vastestof hoeveelheid van 39 kg/uur stelt dit een vochtige olierecirculatiehoeveelheid van 79 kg/uur voor. In voorbeeld II isuhet vastestofgehalte van de filterkoek 20 gew.jS en wordt de droge vastestof hoeveelheid op 39 kg/uur gehouden, waarbij een vochtige olie recirculatiehoeveelheid van 158 kg/uur wordt gehandhaafd.

20 Tenslotte is in voorbeeld III het vastestof gehalte zodanig datc.de produktolieopbrengst op een minimale praktische waarde is, dat wil zeggen 3 gev.%. Bij een droge vastestof hoeveelheid van 39 kg/uur omvat de filterkoek 9 gew.$ vaste stof en heeft de vochtige olierecirculatiehoeveelheid een maximale waarde van 399 kg/uur. Extra proeven werden 25 uitgevoerd waarbij de gasvarmige produkten van de voornoemde voorbeelden verder werden gedroogd onder toepassing van een eindwat er condens or.

De eigenschappen van de verschillende gasvormige produkten zowel voor als na de einddroging zullen hiernaixnmeer detail worden beschreven. Voorbeeld 17 en V

30 Dezelfde toevoer en hetzelfde systeem worden toegepast voor het uitvoeren van twee extra voorbeelden, met als voornaamste verschillen met de voornoamde dat de waterrecirculatiemaatregelen warden uitgeschakeld en de olie-uitwassing wordt uitgevoerd onder minimale dehydra-tatie van de olie. Aldus worden de watercondensor 48 en het buffer-35 reservoir 62 geëlimineerd, waarbij water voor het blussen van de kool van buitenaf wordt toegevoerd (steeds in een voldoende mate cm de temperatuur van de kool te verlagen tot een afvoertemperatuur van onge- 8101711 —16— .veer 100°C)« Zoals bij voorbeelden IT en V zijn zij essentieel verschillend doordat de filterkoek in voorbeeld IV tezamen met de toevoer wordt, teruggevoerd naar het bovenoppervlak van het bed, en. de filter-koekolie -wordt teruggewonnen, terwijl in voorbeeld V de recirculatie . 5 naar hetzelfde niveau als in voorbeelden I-III ia, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid vaa.de filterkoekolie wordt gekraakt. Beide gassen zijn betrekkelijk vrij van fijne vaste stoffen; zoals blijkt is echter de stookwaarde van het gas van voorbeeld V significant hoger dan die van voorbeeld IV. De bedrijfsparameters van deze twee voorbeelden worden 1.0 in tabel B aangegeven.

8101711 -17- .- . T A S g L B . ...

Voorbeeld: jy V

gr. Stroom Materiaal Teapera- Massastrocmsnelheid _ _ tuur _ 5 22 Toevoer 1-6 11+61 1H61

Droge toevoer 1359 1359

Vocht 102 102 56 Proceslucht 16 290 290 58 Köolblusvater 16 98 98 10 **6 Filterkoek 38 118 118

Droge vaste stof "39 39

Droge olie 67 67

Vocht 12 2U Eroduktkool 100 387 387 15 Droge kool 367 367

Vocht 19 19 26 Afgas stroom 1^9 1581 1581

Fijnverdeelde vaste stof ^9 39

Droge gecondenseerde olie 369 369 20 Droge niet-geconden- , seerde olie l(,d d ^ giet gecondenseerd gas 5^0 593

Wat erdamp 615 607,9 42 Uitvasolie 38 20258 18377

Droge olie 17219 15620 25 Vocht 3039 2756 36 Verontreinigde olie 5^ 20732 18789

Fijnverdeelde vaste stof 39 Λ 39

Droge olie - 17589 15937

Vocht 310^ 2812 30 44 Ercduktolie 38 356 223

Droge olie 302 2k<l_

Vocht 53,5 1*3,9 30 Produktgas (3) 1108 1170

Wiet gecondenseerd gas ' 5I0 593 35 Wiet gecondenseerde olie 17,2 2k,5

Waterdamp 550 552 8101711 _18-; \

De eenheden van temperatuur en massa stroomsnelheid zijn opnieuw graden C en kg/uur..De specifieke waarde van de temperatuur (opmerking- 3) van de produktgasstroam 30 in voorbeeld IY is 87°C, terwijl deze in voorbeeld 1ΖΓ 86°C is.

5 Men zal waarnemen dat de stroomsnelheid van de uitwasolie inde twee laatste ' voorbeelden veel hoger is dan in de eerste drie* hetgeen een significant nadeel van de uitvoering svorm van.voorbeeld IY en V voorstelt, aangezien de in het oliesysteem toegepaste installatie aanzienlijk groter moet zijn, hetgeen duurder is uitgedrukt in kapitaals-10 investering en bedrijfsvoering·· /Indien bovendien het produktgas van deze voorbeelden (dat wil zeggen IY en Y) wordt gedroogd ter verbetering van zijn hogere stookwaarde, zal het teruggewonnen water verontreinigd, zijnnaet organische stoffen en een milieuprobleem ontstaan. Terwijl daarentegen de werkwijze van voorbeeld IY meer pyrolyse-olie oplevert 15 dan die van voorbeeld V (omdat deze eenvoudig bij het oppervlak van het bed uit de filterkoek wordt verdampt en teruggewonnen in de oliestroom met weinig verandering in de samenstelling) zijn zowel het volume en (zoals men zal zien) de stookwaarde van het door'de laatste werkwijze gevormde gasprodukt beide hoger (wegens het kraken van de pyrolytische olie-20 fractie van. de filterkoek binnen het bed), hetgeen het hoofdvoordeel van de werkwijze van voorbeeld Y ten opzichte van die van voorbeeld IY • voor stelt.’

Uit het voorgaande is het duidelijk dat gasverrijking in de onderhavige werkwijze wordt bereikt door kraken van de pyrolyse-olie 25 die naar de reactor wordt gerecirculeerd en/of door verwijdering van gerecirculeerd water uit het systeem als vocht in het vaste residu-produkt, hetgeen wordt weerspiegeld in de nettovermindering van de hoeveelheid waterdamp (een inerte fractie die funest is voor verbrandings-eigenschappen) die in de afvalgassen aanwezig is. In de voorkeursuit-30 voeringsvormen wordt gebruik gemaakt van beide effecten. De mate van gasverrijking is uiteraard recht evenredig met de hoeveelheid naar de reactor gerecirculeerde pyrolyse-olie en bijgevolg zal deze maximaal zijn wanneer de netto-produktie van pyrolyse-olie op een minimumwaarde is. Hoewel het theoretisch mogelijk is zal kraken van alle geproduceerde 35 olie bij het uitvoeren van de uitvinding meestal niet plaatsvinden (met uitzondering waarschijnlijk op een interim basis) vanwege de noodzaak om de kwaliteit van de olie binnen bepaalde grenzen te houden, 8101711 m -19- hetgeen noodzakelijk is -voor eert effectieve uitwas sing en voor een bevredigende filtratie.

De water-recirculatie uitvoeringsvomen zijn bijzonder gewenst omdat, als boven genoemd, de condens eerbare organische verontreinigingen 5 uit de afvalgasstrocm worden verwijderd en daarna teruggevoerd naar de reactor (hetzij met het uitvasoliegedeelte van de filterkoek of met het bluswater en bij voorkeur in beide strcmen) en gemakkelijk worden verwijderd. Aldus zullen de aldus gewonnen organische stoffen hetzij in de reactor worden gekraakt, en uiteindelijk als niet-condenseerbare 10 componenten van het gasprodukt te voorschijn, karnen of zij zullen met de kool of een ander vast residu worden verwijderd, in welk produkt een dergelijke kleine hoeveelheid organische stof in het algemeen, niet bezwaarlijk zal zijn. De praktische gevolgtrekking van een dergelijke recirculatie is in elk geval dat het vocht hierna uit het gasvormige 15 produkt kan warden verwijderd fczoals in de eindwatercondensor 6k van fig. 1) en normaal direkt, zonder verdere behandeling, als een betrekkelijk onschuldige en niet-verontreinigde afvalwaterstroom kan worden afgevoerd.

Zoals duidelijk is zijn deze voordelen een rechtstreeks gevolg 20 van de achtereenvolgende uitwassings- en condensatietrappen, gekoppeld met recirculatie van zowel pyrolyse-olie als water condensaat. De meeste condenseerbare organische stoffen worden uit de afvalgasstrocm verwijderd gedurende de passage daarvan door de olie-uitwasser/condensor, waarbij zij hetzij als een produktolie worden gewonnen of met de filterkoek 25 voor een nieuwe behandeling (meestal kraken) worden teruggevoerd. De condenseerbare organische stoffen die na de olie-uitwassing in de afvalstroom achterblijven, worden aansluitend in de b eg invat er condens or verwijderd en hetzij met de olie toegepast voor het uitvas'sen van het gas of met het water toegepast voor het blussen van de vaste residu 30 teruggevoerd. In beide gevallen worden die delen die niet uit het systeem als vocht in het vaste residu worden verwijderd opnieuw in de reactor behandeld, hetzij door uiteindelijke circulatie met de olie in de filterkoek, of door vervluchtiging uit het hete vaste produkt en opwaartse doorleiding door de bed. Aangezien de gassen die uit de beginwatercon-35 denser uittreden in wezen vrij zijn van condenseerbare organische stoffen, kan de tweede vat er condens or worden toegepast voor het drogen van het gas (bij voorkeur door direkt contact), waardoor een schone afvalwaterstroom 8101711 -20- wordt geproduceerd.

De afgas stromen van uitvoeringsvormen, waarbij de olie-uitwas-en vater^recirculatie-uitvoeringsvoimen niet worden toegepast kunnen uiteraard tevens in condensor 6b worden gedroogd, waardoor de hoge 5 stookwaarde van de geproduceerde gassen nog verder worden verhoogd.

In die gevallen zal echter de verkregen afvalwater strocm in het algemeen een behandeling vereisen om de organische verontreinigingen te verwijderen en cm deze bij af voer milieuvriendelijk te maken.

Als aangeduid dient de organische toevoer cm. voor de onderhavige 10 werkwijze bruikbaar te zijn, thermisch te kunnen ontleden onder vorming van een vaste koolstof houdend produkt en een gasvormig produkt dat niet-condenseerbare of condenseerbare fracties bevat, met inbegrip van waterdamp. Omppraktische redenen dient de toevoer een afvalmateriaal te zijn. dat in grote hoeveelheden gemakkelijk verkrijgbaar is teneinde 15 de economische factoren en de voordelen van de uitvinding maximaal te maken. Bij afweging van alle omstandigheden .is een voorkeursmateriaal· ten gebruike in de onderhavige werkwijze een houtafvalprodukt,. (bij voorbeeld bast., zaagsel, houtrooiresten en dergelijke) met het oog op de enorme grote beschikbare hoeveelheden, de behoefte aan optimale 20 eindtoepassingen en de waarde van de produkten die daaruit kunnen worden verkregen. Andere toevoeren zijn echter eveneens geschikt, met inbegrip van materialen zoals suikerriet afval, stro, rijstdoppen, aardnootschillen en soortgelijke landbouwkundig afvaJmateriaal. Hoewel de toevoer veelvuldig in de ontvangen vorm kan worden toegepast kan het 25 wenselijk zijn deze v66r te drogen, te korrelen of anderszins te verdichten en/of de deeltjesgrootte daarvan te verminderen,, afhankelijk van de werkomstandigheden en de aard van de te bereiden produkten.

Van fundamenteel belang voor de werkwijze is de samenstelling van het pyrolytische olieprodukt en in het bijzonder het vochtgehalte 30 daarvan. Dit wordt daardoor veroorzaakt doordat een hoofdfunctie van de olie in de werkwijze het thermische contact met een daardoor de koeling van de afvalg as stroom is, waarvan het mechanisme'in wezen en gewenst een verdampingsmechanisme is. Bijgevolg zou de olie zonder voldoende vocht spoedig volledig dehydrateren, vervluchtigen en oververhit worden 35 waardoor deze zou gaan verslechteren en tenslotte voor toepassing ongeschikt zou worden. Anderzijds en in het bijzonder in verband met de uitvoeringsvormen van de uitvinding waarbij geen water wordt gerecircu- 8101711 -21— .

leerd, zouden,. indien de hoeveelheid vocht excessief is, prohlamen bij de wateruitwassing kannen, optreden. Aldus zou tot 50# van de pyrolyse-olie in het afvalwater kunnen worden opgelost en daardoor verloren gaan; de oplosntiddeleigenschappen wan de olie. zouden significant 5 slechter worden en afvalwaterhehandelingsfabrieken zouden nodig zijn.

Cta. de voornoan.de redenen dient de hoeveelheid vocht in de pyrolyse-olie te'-worden gehandhaafd op ongeveer 10-50, hij voorkeur 15-25#, gebaseerd op het gewicht van de natte olie.

Watebetreft de sterk vluchtige componenten van de olie (dat wil 10 zeggen die welke bij de werkomstandigheden significant vervluchtigen) geldt , dat indien de hoeveelheid tot een te lage waarde zou zakken het oplosmiddelvermogen van de olie als uitwaan.edium. onvoldoende zou worden cm het system vrij van teerachtige afzettingen te houden. Het vluchtige stof gehalte van de olie draagt tevens gunstig bij tot het handhaven J5 van een gewenste lage viscositeit, maar dit is op zich geen kritische factor aangezien deze eigenschap normaal gmakkelijk kan worden gecorrigeerd door toevoeging van water. Het oplosmiddelvermogen van de olie zou vanzelfsprekend ook kunnen worden ingesteld door geschikte hoeveelheden oplosmiddelen uit een onafhankelijke toevoerprop in te voeren, maar 20 dat zou uit economisch oogpunt onpraktisch zijn en het fundamentele voordeel van de uitvinding, nl. het gebruik van de pyrolyse-olie als uitwaaaedium, teniet doen. Om deze redenen is het voor de werkwijze essentieel dat een minimale hoeveelheid overmaat olie op continue basis wordt gevormd; anderszins zou weldra het oplosmiddelvermogen onvol-25 doende worden vanwege het constante verlies van sterk vluchtige componenten die de primaire oplosmiddelen zijn. In de praktijk dient men derhalve de bedrijfstoestand zodanig te zijn dat een nettoproduktie van tenminste 3 kg nieuwe olie op elke 100 kg verwerkte droge toevoer wordt verkregen.

30 Sen geschikte wijze cm na te gaan of de gerecirculeerde olie een geschikte hoeveelheid vluchtige bestanddelen bevat is meting van de viscositeit daarvan. Door deze eigenschap binnen bepaalde grenzen te v houden, gelet op het vochtgehalte daarvan, zal een constante kwaliteit van de olie warden gegarandeerd; in het bijzonder dient deze viscositeit 35 ongeveer 5-265 en bij voorkeur 20-175 cps te zijn. Lagere waarden (5 eu 20) kanen in het algemeen overeen met een vochtgehalte van resp. ongeveer Lo en 25# in. olie, bij een temperatuur van ongeveer 65°C. Anderzijds kernen 8101711 -* -22- bi j een. temperatuur van 20°G de hogere waarden (265 en 175 cps) resp. overeen met een vochtgehalte van 10 en 15#. Ter verdere· illustratie zal een bevredigende olie bij een taaperatuur van 38°C, die resp. 15» 20 of 25# water bevat, resp. viscositeitswaarden van 70, ^0 en 35 cps 5 hebhen. Onder gelijke omstandigheden zal een vochtgehalte van 15# in de olie in het algemeen optimaal zijn voor uitvoeringen waarbij water niet voor recirculatie wordt teruggewonnen, terwijl een concentratie van ongeveer 20# in het algemeen optimaal*zal zijn voor andere uitvoeringsvormen, waarbij zowel een gewenste viscositeit (met geschikte 10 hoeveelheden aanwezige vluchtige stoffen) als tevens een gewenste ·schijnbare waimtecapaciteit zal worden geleverd zonder dat moeilijkheden bij . de water-uitwassing ontstaan. Haast, de handhaving van een netto olie-produktie van ten minste 3# is tevens regeling van de omstandigheden ter vermijding van verliezen aan vluchtige stoffen groter dan ongeveer 30 15 (en ten hoogste b-0.) gew.# gewenst om een bevredigende uitvoering te garanderen; dit wordt in hoofdzaak bereikt door excessief hoge temperaturen in de verschillende oliestromen te vermijden, zoals door het verhogen van de stroomsnelheden, en dergelijke.

Het verschil in temperatuur van de uitwasolie en de afgassen dient 20 uiteraard voldoende groot te zijn cm te garanderen dat er een voldoende thermische energie-cveidracht voor een doeltreffende condensatie van de condens eerbare fracties van de afgasstrocm is. Bovendien dient de temperatuur van de olielaag genoeg te zijn cm een excessieve dehydra-tatie en vervluchtiging daarvan te voorkomen; anders zou. de olie gaan 25 ontleden en ongeschikt worden voor een effectieve uitwassing en koeling. In het bijzonder dient de olie tenminste Ö5°C koeler te zijn dan de afgassen en bij voorkeur zal het verschil 90°C of meer zijn. De tempe-ratuuruvan de olie moet daarentegen voldoende hoog genoeg blijven cm gamakkelijke verpcmping en versproeiing te garanderen en verstopping 30 van de spuitkoppen te vermijden. Bij gelijke omstandigheden dient derhalve de uitwasolie. in het algemeen te wonden toegepast bij een temperatuur van 10-45°C, bij voorkeur 20-k0°C,

Inde praktijk worden de afgassen in de olie-uitwasser/condensor tot binnen 5-10°C van het schijnbare dauwpunt gekoeld; het is echter 35 niet aan te raden dat de taaperatuur van de olie het dauwpunt van de afgasstrocm benadert. Indien de olietemperatuur te hoog wordt zal teveel water uit de olie verdampen en in het gas overgaan, waardoor de olie 8101711 ................ -23-'' , _ excessief wordt gedehydrateerd en een ongewenst nat gas wordt geprodu ceerd.. Indien echter de uittredende olietemperatuur te laag is (bij voorbeeld lager dan ongeveer· ^3°C), zal filtratie praktisch moeilijk, zo niet ónmogelijk, (tenzij uiteraard de olie anderszins wordt verhit), 5 aangezien bij voldoende lage temperaturen het filter zal dichtslaan.

Qm deze redenen zal de 'Vuile olie" uit de uitwasser/condensor in het algemeen een temperatuur van ongeveer kO-J5°C hebben, waarbij 52 en 66°C voorkeursmaximale waarden voor de resp. niet-dehydraterende en hydra-terende gevallen voorstelt. De olie uit de ontnevelaar zal typerend 10 een temperatuur van ongeveer 90°C bezitten.

In de meeste gevallen zal de olie uit de uitwasser/condensor ongeveer 15 gew.$ water, gebaseerd op het gewicht van de olie, bevatten. Aldus zal men begrijpen dat in de uitvoeringsvormen, waarbij geen water-recirculatie wordt toegepast de werkwijze zal worden geregeld teneinde 15 een significante nettcmassa-overdracht van water in de olie-uitwas-behandeling te voorkomen..'Anderzijds treedt in de water-recireulatie uitvoeringsvorm inderdaad hydratatie van de afgas stroom op en zal de uitwasolie normaal ongeveer 25 gew.% van zijn vochtgehalte daaraan cverdragen (bij voorbeeld van een beginwaarde van 20 tot 15$ na het 20 uitwassen).

Als eerder is vermeld zal de filterkoek normaal een olie:vaste stof verhouding van ongeveer 1-10:1 hebben, waarbij de praktische ondergrens van de vaste stof afhangt van de hoeveelheid overgedragen vaste stof, de filtratiemethoden en de concentratie van de vaste stof in 25 de oliestroom na het uitwassen. De olieprod-ktie en de filtratiecapaciteit van het systeem zullen nozmaal niet voldoende zijn om overdrachts-hoeveelheden groter dan 30-^0$ van het toevoergewicht te hanteren.

Wanneer de pyrolyse-olie in een betrekkelijk lage hoeveelheid wordt geproduceerd zal het wenselijk zijn dat de vaste stofoverdracht over-30 eenkamstig laag is teneinde te verzekeren dat de hoeveelheid met de filterkoek gereeircuieerde olie geen tekort in de 3$ netto-opbrengst parameter van de werkwijze creëert. Hoewel in sommige gevallen een filterhulpaiddel gewenst kan zijn kan de filterkoek zelf dienst doen als filtratieaedium,..onder voorwaarde dat zo nodig een deel van de dikte 35 daarvan wordt verwijderd.

De plaats waar de filterkoek in het bed wordt ingevoerd heeft een zeer significant effect op de aard van de tenslotte verkregen produkten 8101711 • · ' -2½ > : - en. vandaar op de voordelen die door· "bepaalde varianten van de werkwijze worden bereikt. Hoewel Het aldus vólkernen aanvaardbaar- is de filterkoek tezamen met de toevoer in de top van het bed in te voeren, is deze uitvoeringsvorm weinig voordelig uitgedrukt in verbetering van de brand-5 stof product en. Bij de betrékkelijk lage temperatuuremstandigheden die aan het oppervlak heersen, wordt de filterkoek, in wezen slechts aan verdamping onderworpen, hetgeen wel de filterkoékolie doet terugwinnen maar niet-de stookwaarden van het gassignificant verbetert.

niettemin kan den dergelijké uitvoeringsvorm worden toegepast 10 in de waterrecirculatie-uitvoeringsvoimen van de uitvinding cm verhoogde olie-opbr eng sten te verkrijgen, waarbij alleen wordt gesteund op de waterdampverlaging in de afgasstroaa cm de verrijking tot stand te brengen, maar in de voorkeursuitvoeringsvormen worden opnieuw de gecombineerde effecten van vochtverwijdering en verhoogde hoeveelheid brand-15 bare componenten in het gasprodukt gebruikt.

Als aangeduid laat de invoering van de filterkoek op niveau’s. beneden het oppervlak van het bed, waar hogere temperaturen heersen, een snelle verhitting en daarmee gepaard gaande kraking van de olie toe onder vorming van koolwaterstofgassen met hoge verbrandingswaarden, 20 zoals propaan en butamen. Om deze voordelen te bereiken zal de filterkoek normaal op een niveau dat ten minste 60 cm beneden het bovenoppervlak van het bed ligt worden ingevoerd en in elk geval op een plaats waar de temperatuur tenminste 26o°C is. Op deze wijze kan de KJ-waarde van het uiteindelijk gasprodukt ten. minste met 10$ worden verhoogd.

25 Terwijl daarentegen een gasvormig produkt met een verbrandings-

O

waarde van ongeveer 5,59-7,½ KJ/dm (150-200 BTU per cf) gemakkelijk met de meer conventionele pyrolysemethode wordt bereikt zal het meer in het bijzonder met de werkwijze van de uitvinding mogelijk zijn de gassen

O

te produceren met verbrandingswaarden in het gebied van 7,^-0,30 KJ/dm 30 (200-250 BTü per cf). De vorming van een gas met een dergelijke verbranding swaarde is uiteraard zeer voordelig, met het oog op de verhouding die bestaat tussen de verbranding swaarde van een gas en het volume van de verbrandingsproduktgassen die bij verbranden daarvan warden gevormd. In gasvoimige brandstoffen met minder dan ongeveer 7,½ KJ/dm3, 35 neemt de massa van verbrandingsgassenddie bij stoechiometrische omstandigheden wordt gevormd, per eenheid vrijgekomen warmte snel toe aangezien de verbrandingswaarde van het gas af neemt; bij gassen met een ver- 8101711 MPXJ—X—fclllWriTTilMr^· —n---- — ---—-——f-·"---,-----,---------------... .—..... . -------------- - —· J-~·— -- 1 .....

.....~”r ”-25-" ” o "hrandingswaarde ran ongeveer 1,¾ KJ/dm of meer, zal daarentegen de verhouding- roor de meeste "brandstoffen betrekkelijk constant zijn.

O

Aldus stelt 7,¾ KJ/dm roor rat als een minimaal "breekpunt" kan worden . beschouwd waarboven de meest gewenste stookgassen worden geleverd 5 (deze verhouding is het beste zichtbaar uit de grafische voorstelling van fig. 2, zoals hierna zal warden toegelicht).

Aldus zijn onder specifieke verwijzing naar fig. 2 en 3 de hoofdvoordelen van de uitvinding duidelijk. Fig. 2 stelt een kromme voor waarop de uitgezette punten voor-verschillende standaard gasvoimige 10 brandstoffen en voor de produkten van de uitvinding de verhouding voorstellen tussen de volumetrische hogere verbrandingswaarden of stook-waarde van het gas en de massa produkten die door de verbranding daarvan met stoechicmetrische hoeveelhedenllucht vordöigeproduceerd (gas bij een druk van 760 mm kwik en een temperatuur van 88°C). De kromme van fig. 3 15 geeft de verhouding aan tussen de hogere verbrandingswaarde van dezelfde gassen en de hogere verbrandingswaarde van de mengsels daarvan met lucht in stoechicmetrische hoeveelheden. In de grafieken zijn de produkten aangeduid met "droog" dezelfde als die welke gelijke cijfers dragen maar zij zijn gedroogd door waterdampcondensatie, zoals in . 20 condensor 6k van fig. 1 (dat wil zeggen het afgas dat in leiding 66 stroomt). Deze twee grafieken zijn tezamen gencmen een sterke aanwijzing van de mate van verwisselbaarheid van twee brandstoffen voor een bepaalde toepassing, en van de voordelen die inherent zijn aan de toepassing van lage BTU gasvoimige brandstoffen.

25 Wanneer men "Texas" aardgas als standaard neaat, kan men onge acht de significante variatie in de volumetrische hogere verbrandingswaar-r den van andere typerende brandstofgassen (bij voorbeeld methaan, cokes-ovengas en watergas), waarnamen dat er praktisch geen verschil is in hetzij de volumetrische hogere verbrandingswaarden van hun stoechiame-30 trische luchtmengsels, of in de massa produkten die, per miljoen BTU, door verbranding van dergelijke gassen worden gevormd. Uit het oogpunt van energiegehalte kunnen deze gassen derhalve worden verwisseld met aardgas zonder dat de energie-afvoer of het thermische rendement van de verhittingsinrichting (bij voorbeeld een verplaatsbare ketel, droogoven, 35 inwendige verbrandingsmotor enz.) nadelig wordt beïnvloed.

Nevenproduktgassen (dat wil zeggen die volgens de uitvinding) hebben echter een geheel verschillende aard. De aanwezigheid van inerte 8101711 _ . ' .·..... y ~......... ’ -26- gassen, zoals kooldioxyde, stikstof en -waterdamp, heeft een significante invloed op beide voornoemde eigenschappen. Een stoechiametrischo .mengsel van hoogovengas en lucht heeft bij voorbeeld slechts 57# van • het volumetrische energieg ehalte van dat van aardgas en lucht, en het 5 produceert bijna tweemaal (dat wil zeggen 1,86 maal) de massa verbran-dingsprodukten per eenheid brandstof energie. Wanneer een van deze gassen het aardgas vervangt zal derhalve de- energie-afvoer en het thermische rendement van de verhitting s inr i cht ing significant af nemen.

Vandaar dat op basis van de voorafgaande criteria fig. 2 en 3 10 aantonen dat de gassen die volgens voorbeelden I, II en III zijn ge-. produceerd en aansluitend door watercondensatie zijn gedroogd, zeer ge-. wenste substituenten (in. de volgorde van toenemende waarden, van droog gas 1· naar droog gas 3, hetgeen de toenemende pyrolytische olie recir-culatiehoeveelheden daarvan weerspiegelt) voor gebruikelijke stook- V.

.15 gassen zijn, van elk van de gasvormige nevenprodukten. Van gelijke waarde als van het droge gas 1 is het droge gas 5 (hoewel verschoven ten opzichte van de kromme ter wille van de duidelijkheid en ofschoon bij de produktie. daarvan een significant afvalwater opruiming sproble.em_ zou ontstaan), hetgeen het produkt is dat wordt verkregen zonder water-'20 recirculatie maar waarbij de filterkoek wordt geïnjecteerd op een niveau onder het oppervlak van het hed. Droog gas 5 is gemakkelijk vergelijkbaar met het gasvonaige produkt dat op dezelfde wijze wordt gevormd, maar onder invoering van de filterkoek aan de top van het bed (droog gas k), dat lagere stookgas en hogere stoechiometrische mengselverhit-25 tingswaarden heeft en (als te verwachten) een significant grotere massa verbrandingsprodukten oplevert uitgedrukt op KJ basis. De waarde van de achterblijvende produkten kan gamakkelijk worden begrepen door referentie · naar de twee grafieken. In het algemeen kan men waarnemen dat de produkten van de waterrecirculatie en diep:bedinjectie van de filterkoek 30 beter zijn dan die verkregen met alleen diep bedinjectie, en dat de minst waardevolle stookgassen worden verkregen waaneer geen enkel effect wordt toegepast.

De hoeveelheid en het mengsel van de produkten. die uit de pyrolyse-reactie kunnen worden gewonnen, hangen van verschillende factoren af, 35 met inbegrip van de olie recirculatiehoeveelheid, de plaats van de filterkoekinjectie en de temperatuur die in de afgasstrocm wordt gehandhaafd (waarbij men zal begrijpen dat de maatregelen die noodzakelijk zijn ter regeling van de temperatuur op hun beurt van verschillende fac- 8101711 hrV~—WT- ΛΊ-ιΓΊ lÉHit'iflfiliri r Ι·ιιΜγ*·ί«ι»ιμμιt.fciïn ir ^mimn m n ι··ιπ·η·»· n "**j· » * wiw nmu ι ι«ι·*«··γ mm i «r« — «'•«r·'·* «·*'*** f " ‘ ~~~ -27-~...... " ~ toren kunnen afhangen, zoals de aard. en de vorm teel de toevoer, het vochtgehalte daarvan, de toegepaste lucht-toevoerverhoudingen, produktie-r snelheden en dergelijke). Uitgedrukt in samenstelling zal het afgas normaal stikstof, kooldiaxyde, koolmonoxyde, vaterstof, methaan en hogere 5 koolwaterstoffen cmvatten alsmede waterdaap en verdampte teer- en olie-stoffen. De oliekraakreacties produceren typerend ongeveer T6 gev.% niet-pondenseerbare gassen, en dampen, met inbegrip van redelijk grote hoeveelheden koolmonaxyde en kooldioxyde, en kleinere hoeveelheden waterstof, methaan, ethaan, propaan en butaan.

10 Het is bijzonder belangrijk dat de temperatuur van het met olie uitgewassen produktgas op tenminste 5* en bij voorkeur 8 of meer graden Celsius boven zijn schijnbare dauwpunt wordt gehandhaafd teneinde excessieve vochtcondensatie in de olie-uitwasser te verlijden. Wanneer havendien de temperatuur van het afgas zijn dauvpuntwaarde benadert 15 zullen de meeste condenseerbare organische stoffen uit condens eren.

In samenhang met het voorafgaande zal het brede gebied van aanvankelijke afgasteaperaturen binnen een dergelijke uitvoering in het algemeen bevredigend 11Q-^00°C zijn; typerend wordt de werkwijze uitgevoerd met een afgastemperatmr van ongeveer 120-370°C, met de meeste voorkeur onge-20 veer 135-200°C. Als bovenste praktische grens dient de taaperatuur van het afgas nietrzollioog te zijn dat.de vorming van pyrolyse-olie wordt belet; anderzijds dient deze niet zo laag te zijn dat het bed gaat "overbruggen of dicht zitten" door condensatie van olie, teer en water in de betrekkelijk koele bovengebieden daarvan. Als eerder is vermeld 25 zal een dergelijke regeling van de gastaaperatuur normaal tot stand worden gebracht door variaties in de lucht-toevoerverhouding, bed-diepte en dergelijke.

Meer specifiek zal de toegepaste lucht-toevoerverhouding in het algemeen in het gebied van 0,15-1*5 hg lucht per kg droge toevoer zijn, 30 afhankelijk van verschillende factoren, met inbegrip van de gewenste produkten, het vochtgehalte en het stortgewieht van de toevoer enz..

De hogere verhoudingen zullen bij voorbeeld lage opbrengsten aan houtskool of ander vast residu bevorderen, terwijl daarentegen waarden bij de ondergrens van het gebied voordelig kunnen zijn uit het oogpunt 35 van een minimale fijne stofdeeltjes overdracht en een maximale vorming van vast residu, indien dat wenselijk zou zijn. In dit opzicht zal men begrijpen dat hoewel houtskool dikwijls het gewenste geproduceerde vaste * “* " ’ -28- residiL zal zijn,, andere dergelijke produkten 'ia sommige gevallen meer gewenst kunnen zijn, en werkwijzen voor de "bereiding daarvan derhalve volledig binnenkhet kader van.de uitvinding vallen.

Aldus is het duidelijk dat de uitvinding voorziet in een nieuwe 5 continue werkwijze, en een nieuw systeem voor het uitvoeren, daarvan, voor het pyrolyseren van een cellulosehoudend materiaal ter vorming van een pyrolyse-olie, een vast residu en een gereinigd verrijkt gasvormig produkt. In overeenstsnming daarmede wordt de gevormde pytolyse-olie toegepast als het uitwasmedium ter verwijdering van fijne, vaste 10 stoffen uit de·' gas stroom, waardoor- problemen die gepaard gaan met de toepassing van droge en water-uitwas reinigingstechnieken worden vemeden. Door de afgassen achtereenvolgens aan. olie-uitwasser- en wat er-dampcondensatietrappen te- onderwerpen, onder recirculatie van afvoer-stranen, kunnen organische verontreinigingen hetzij met. voordeel worden 15 benut of zonder nadelige gevolgen worden opgeruimd of afgevoerd, waarbij een aanzienlijke hoeveelheid achterblijvende waterdamp kan worden gecondenseerd onder vorming van· een schone afvalwater strocm. die nagenoeg vrij is van verontreinigingen. De uitvinding voor ziet tevens in een werkwijze en een systeem van de voorafgaande aard, waarin de eigenschap-20 pen van de gerecirculeerde pyrolyse oliestroom automatisch kunnen warden ingesteld teneinde hetzij dehydratatie van de olie toe te staan of te verhinderen, waardoor een optimale werking wordt gegarandeerd en de doeleinden van de uitvinding bereikbaar zijn.

Naast al het voorafgaande zijn de werkwijze en het systeem van 25 de uitvinding gemakkelijk, efficiënt en betrekkelijk eenvoudig en goedkoop toe te passen.

8101711

Claims (30)

1. Werkwijze voor het continu, "bereiden van een vast residu en een zuiver, verrijkt gasvoimig produkt uit een cellulose materiaal dat tot een vast residu en een gasvoimig mengsel kan worden gepyrolyseerd, welke gas vormig mengsel condenseerbare organische dampen en waterdamp, alsmede 5 niet-condenseerbare fracties cmvat, met het kenmerk, dat de volgende trappen worden cmvat (a) het continu pyrolyseren van een toevoer van genoemd cellulose-houdend materiaal in de vorm van een bewegend gepakt bed, waarin de temperatuur varieert en op een tussenniveau door een maximumwaarde van 10 760-1150°C passeert, onder vorming van het residu en het gasvoimig mengsel, in welk gasvormig mengsel een significante hoeveelheid fijne deeltjes van genoemd residu is meegesleept bij een temperatuur van ongeveer 110-U00°C; (b) het injecteren van pyrolyse olie in het gasvoimig^mengsel om de 15 genoemde residudeeltjes daaruit te wassen en condensatie van een deel van de genoemde condenseerbare dampen daarvan tot stand te brengen, waardoor de terugwinning van een betrekkelijk schoon gasvoimig produkt en een pyrolytisch oliemengsel dat genoemde residu deeltjes bevat mogelijk wordt gemaakt; 20 (c) het filtreren van het genoemde pyrolytische oliemengsel cm dit te scheiden in een oliedeel en een filterkoek, welke filterkoek pyrolyse olie en residudeeltjes in een gewichtsverhouding van ongeveer 1-10:1 bevat, (d) het recireuleren van de genoemde filterkoek doen· deze in genoemd 25 "bed in te leiden op een niveau van tenminste ongeveer βθ cm onder het oppervlak van genoemd bed, en boven genoemd tussenniveau en bij een temperatuur die tenminste ongeveer 260°C is teneinde de genoemde in de filterkoek aanwezige olie te kraken; (e) het recireuleren van genoemd oliedeel van het pyrolytische olie- 30 mengsel teneinde de geïnjecteerde pyrolyse olie van trap (b) te leveren, (f) het tot stand brengen van de condensatie en terugwinning van een aanzienlijke hoeveelheid organische dampen en waterdamp die in genoemd gasvormig mengsel aansluitend aan trap (b) aanwezig zijn; en (g) het recireuleren van ten minste een deel van het condensaat uit 35 trap (f) door dit in het genoemde residu bij de bodem van genoemd bed 8101711 * - " · -30- . - te. injecteren cm. bet genoemd residu effectief te blussen, welke recir- culatiétrappen worden geregeld met betrekking tot de invoer snelheid van genoemd cellulosehoudend toevoennateriaal teneinde een verrijkt gas-vonmig produkt te leveren alsmede een netto-opbrengst aan pyrolyse 5 olie die tenminste 3% gebaseerd op bet gewicht van genoemde toevoer bedraagt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met bet kenmerk, dat de temperatuurwaarde van bet tussenniveau van. bet bed 875-10QO°C is, bet gas-vormige mengsel een temperatuur van 120-370C beeft en de viscositeit van 10 de gereeirculeerde olie op een waarde van ongeveer 20-175 dps wordt gehandhaafd. ~

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met bet kenmerk, dat bet gas-voimige mengsel een temperatuur, van ongeveer 135-200°C en de gerecir-culeerde olie een temperatuur van ongeveer 10-b5°C beeft.

15 U.‘ Werkwijze volgens conclusie 1 ^ met bet kenmerk, dat genoemde toevoer van cellulosemateriaal houtafval omvat.

5· Werkwijze volgens conclusie 1, met bet kenmerk, dat bet residu wordt geblust tot een temperatuur van 100°C in een trap (g).

6. Werkwijze volgens conclusie I, met bet kenmerk, dat deze de 20 volgende extra trappen omvat: (b) de gereeirculeerde olie. wordt gevolgd voor bepaling van de temperatuur en viscositeit daarvan en (i) de viscositeit van de gereeirculeerde olie wordt automatisch gehandhaafd op een waarde van 5-265 eps door de stroomsnelheid daarvan in te 25 stellen en tegelijkertijd de genoemde temperatuur van de genoemde gere-circuleerde olie op een waarde van ongeveer 20°C te handhaven.

7· Werkwijze volgens conclusie 1 met inbegrip van de extra trap uitgevoerd tussen de trappen (b) en (f), met het kenmerk, dat deze bestaat uit: • 30 (j) bet ontnevelen van genoemd gasvonmig mengsel om'daaruit van de aerosol-fracties te verwijderen, welke worden onderworpen aan de filtreertrap (c) tezamen met bet pyrolytische oliemengsel.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat deze de extra trappen crnvat van 35 (k) bet volgen van het condensaat uit trap (f) ter bepaling van het gehalte aan organische stoffen daarvan en (l) bet instellen van de stroomsnelheid van de gereeirculeerde olie cm 8101711 » I • ·' ........... ......: — - list organische gehalte op een voorafgekozen waarde in te. stellen. 9> · Werkwijze voor het continu bereiden van een vast residu en een schoon, verrijkt gasvormig- produkfc uit een cellulosehoudeud materiaal dat tot een vast residu en een gasvonaig-mengsel kan worden gepyrolyseerd, 5 welk gasvormig mengsel condens eerbare organische dampen, waterdamp en niet-condenseerbare fracties omvat, met het kenmerk, dat de volgende trappen worden omvat: (a) het continu pyrolyseren van een toevoer van het cellulosehoudende materiaal in de vorm van een bewegend gepakt bed waarin de temperatuur 10 varieert en. op een tussen,niveau door een maximale waarde van ongeveer 760-150°C passeert ter vorming van genoemd residu en gasvormig mengsel, in welk gasvormig mengsel een significante hoeveelheid, fijne deeltjes van het residu is meegesleept, die een temperatuur heeft van ongeveer 110-lt00°Cj 15 (b) het injecteren van pyrolyse olie in genoemd gasvormig mengsel cm de residudeeltjes daarvan uit te wassen en condensatie van een deel van de condenseerbare dampen daarvan tot stand te brengen, waardoor de terugwinning van een betrekkelijk schoon gasvormig produkfc en een pyroiytischzoliemengsel dat de genoemde residudeeltjes bevat mogelijk is; 20 (c) het filtreren van het pyrolytische oliemengsel cm dit te scheiden in een oliedeel en een filterkoek, welke filterkoek pyrolytische olie en residudeeltjes in een gewichtsverhouding van ongeveer 1-10:1 bevat; (d) het recirculeren van de filterkoek door deze in genoemd bed ter behandeling in trap (a) in te voeren; 25 (e) het recirculeren van het oliedeel van het pyrolytische oliemengsel teneinde de geïnjecteerde pyrolytische olie van trap (b) te leveren; (f) het tot stand brengen van de condensatie en terugwinning van een aanzienlijke hoeveelheid van de organische dampen en waterdamp die in genoemd gasvormig mengsel aansluitend aan trap (h) aanwezig zijn; 30 en (g) het recirculeren van tenminste een deel van. het condensaat uit trap (f} door dit te injecteren in genoemd residu bij de bodem vaa.het bed cm het residu effectief te. .blussen, welke recirculafcietrappen worden geregeld met betrekking tot de toevoer snelheid van het cellulosehoudende 35 materiaal teneinde een verrijkt gasvonaig produkt te leveren met een netto-cpbrengst aan pyrolyse olie te leveren die ten minste 3% gebaseerd op het gewicht van genoemde toevoer bedraagt. 3101711 * * % * ' -32- / 10„ . Werkwijze volgens conclusie 9, met- het kenmerk·, dat de genoemde tenperatuurvaarde op genoemd tussenniveau van het hed ongeveer 8T5“1000°C is, het gasvarmige mengsel een temperatuur heeft van ongeveer 120-3TP°C en de viscositeit van de gerecirculeerde olie wordt ge— 5 handhaaf d op een waarde van ongeveer 20-1T5°C.

11. Werkwijze volgens conclusie 1met het kenmerk, dat hèt gasvormige mengsel een temperatuur van ongeveer 135-200°C heeft en de gerecirculeerde olie een temperatuur van ongeveer 20-U0°C heeft. ' 12. . Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de filter-10 koek in het hed wordt geïntroduceerd· op een niveau dat tenminste ongeveer 60 cm beneden het oppervlak daarvan ligt.

13. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de toevoer van, cellulosehoudend,materiaal houtafval, omvat. it. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het conden-. 15 saat datvordt teruggewonnen, in trap (f) volledig ïru.de werkwijze wordt benut, waarbij nagenoeg geen deel daarvan uit de werkwijze als een afvalwaterstroom wordt verwijderd.

15- Werkwijze volgens conclusie it, met het kenmerk, dat het teruggewonnen condensaat in een opslagvat wordt ontvangen en recirculatie 20 daarvan ten dele wordt geregeld door een voorgekozen niveau in. genoaad vat te handhaven.

16. Werkwijze volgens conclusie 1t, met het kenmerk, dat het gewonnen condensaat ten dele wordt gerecirculeerd door dit in het. genoande pyro-lyse oliedeel dat in genoande trap (c) is afgescheiden in te voeren. 25 17· Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat deze de volgende extra trappen omvat: (h) het tot stand brengen van een tweede condensatie van waterdamp aansluitend aan genoande trap (f) ter verwijdering van een overwegende, in genoemd gasvormig mengsel aanwezige, hoeveelheid daarvan.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de genoande overwegende hoeveelheid waterdamp nagenoeg vrij is van verontreinigingen en rechtstreeks als afvalwaterstroom uit de werkwijze wordt afgevoerd. 19· Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de olie-recirculatie van trap (e) met zodanige snelheid wordt uitgevoerd dat een 35 nagenoeg volledige hydratatie van genoand gasvormig mengsel en een overeenkomstige en gedeeltelijke dehydratatie van genoemde gerecirculeerde olie optreedt. 8101711 pp^—m mm. . i .. . — H .11 I ι i ' '"— 1 » * * : ' ..... 7"; - -33-" ~........ :

20. Werkwijze volgens conclusie 19* met het kenmerk, dat genoemd oliemengsel een temperatuur van ongeveer 55-68°C heeft.

21. Werkwijze voor het continu "bereiden van. een vast residu en een schoon, verrijkt gasvormig produkt uit een cellülosehoudend materiaal, 5 dat tot een vast residu en een gasvormig mengsel wordt gepyrolyseerd, welk gasvormig mengsel eondenseerhare organische dampen en waterdamp alsmede niet-condenseerbare fracties omvat, met het kenmerk, dat de volgende trappen worden cravat: (a) het continu, pyrplyseren van een toevoer van genoemd cellülosehoudend - 10 materiaal in de vorm van een bewegend gepakt bed waarin de temperatuur varieert en op een tussenniveau door een maximumwaarde van ongeveer T60-1150°C passeert, ter bereiding van genoemd residu en genoemd gas-vormig mengsel, in welk gasvormig mengsel een significante hoeveelheid kleine deeltjes varuhet residu is meegesleept, dat een temperatuur 15 heeft van ongeveer 110-^00°C; (b) het injecteren van pyrolyse olie in genoead gasvarmig mengsel voor het daaruit uitwassen van de residudeeltjes en voor het tot stand brengen van condensatie van tenminste een deel van de condenseerbare fractie daarvan waardoor terugwinning van een betrekkelijk schoon gasvormig 20 produkt en een pyrolytisch oliemengsel dat genoemde residudeeltjes bevat mogelijk wordt, (c) het filtreren van het pyrolytische oliemengsel om dit te scheiden in een oliedeel en een filterkoek, welke filterkoek pyrolyse olie en residudeeltjes in een gewichtsverhouding van ongeveer 1-3:1 bevat, 25 (d) het reeirculeren van de filterkoek door deze in genoemd bed in te voeren op een niveau, dat tenminste ongeveer 60 cm beneden het oppervlak van genoemd héd ligt, hoven genoemd tussenniveau en hij een temperatuur die tenminste ongeveer 260°C is, voor het kraken van de genoemde in de filterkoek aanwezige olie; 30 (e) het reeirculeren van genoead oliedeel van genoemd pyrolytisch oliemengsel teneinde de geïnjecteerde pyrolytische olie van trap (b) te leveren, welke recirculatietrappen worden geregeld met betrekking tot de toevoersnelheid van genoead cellulosetoevoermateriaal ter bereiding van een verrijkt gasvormig produkt, en een netto-opbrengst van pyrolyse 35 olie die tenminste 3%, gebaseerd op het gewicht van genoemde toevoer, bedraagt.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat de temperatuur- 8101711 _____ ; r;" ........ waarde op het. tussennivean. van. het. hed ongeveer 875-1000°C is, het . gasvormige mengsel een temperatuur van 120-370°C heeft en de viscositeit en het vochtgehalte van de gereeirculeerde. olie woatden gehandhaafd op waarden.van ongeveer. 2.0-175 cps en 1'5-25$. * ; 5 23. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat het gas vormige mengsel een temperatuur· van ongeveer T35-2Q0°C heeft en de ge-recirculeerde olie een t sap er at uur- en vochtgehalte van resp. ongeveer • 20-U0°C en ongeveer 15-20$ heeft. -/ 2k. Werkwijze volgens conclusie 21, met het kenmerk-, dat de toevoer 10 van...cellulosehoudend materiaal houtafval aavat. 25·· Werkwijze·volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat deze de volgende extra trappen cmvat: · (h) het volgen van de- gereeirculeerde olie ter bepaling van de tsapera-tuur, viscositeit en vochtgehalte daarvan en 55 (i) het automatisch handhaven, van de viscositeit en het vochtgehalte van de gereeirculeerde olie op waarden van resp. 5-265 cps en 10-50$, door de stroomsnelheid daarvan in te stellen en tegelijkertijd de temperatuur van de genoaade gereeirculeerde olie op een waarde van ongeveer 20-^0°C te handhaven.

26. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat de oliestroom-snelheid van trap (i) zodanig wordt ingesteld dat hydratatie van genoemd gasvormig mengsel en overeenkomstige dehydratatie van .de gereeirculeerde olie wordt voorkomen.

27. Werkwijze volgens conclusie 25, met het kermerk, dat het olie-25 mengsel een temperatuur van ongeveer i<-5-520C heeft. i

28. Continu, nagenoeg niet-milieuvervuilende, werkwijze ter bereiding van een vast residu en een betrekkelijk droog gezuiverd gasvormig produkt üit een cellulosehoudend materiaal dat tot een vast residu en een gasvormig mengsel wordt gepyrolyseerd, welk gasvozmig mengsel condenseer- 30 hare organische dampen en water alsmede niet-condenseerbare fracties omvat, met het kermerk, dat deze de volgende trappen aavat: (a) het continu pyrolyseren van een toevoer van cellulosehoudend materiaal in de vorm van een bewegend gepakt bed ter bereiding van genoemd residu en gasvormig mengsel, in welk gasvormig mengsel een significant 35 hoeveelheid van fijne deeltjes van het residu is meegesleept; (b) het injecteren van de pyrolyse olie in het gasvormige mengsel αα de residudeeltjes daaruit uit te wassen, en condensatie van een deel 8101711 > -35— van de condens eerbare dampen daarran tot stand te brengen, waardoor * terugwinning van een betrekkelijk schoon gasnormig produkt en een pyro-lytisch oliemengsel, dat de residudeeltjes bevat, wordt mogelijk genaakt; (c) het verwijderen van de residudeeltjes uit het pyrolytische. olie-5 mengsel ter levering van een oliedeel; (d) het recirculeren vanlhet oliedeel van''.het pyrolytische oliemengsel teneinde de geïnjecteerde pyrolyse olie van trap (b) te leveren, (e) het tot stand brengen van de condensatie en het terugwinnen van een-aanzi enlijke hoeveelheid van de in het gas vormige mengsel aanwezige 10 organische dampen en water aansluitend aan trap (b) ter vorming van een gezuiverd gasmengsel; (f) het recirculeren van tenainste een deel van het condensaat uit trap (e) door dit te injecteren in genoemd residu bij de bodem van genoemd bed om het residu effectief te blussen, en 15 is) liet tot stand brengen van condensatie en terugwinning van waterdamp die in het gezuiverde gasvormige mengsel achterblijft ter vorming van een betrekkelijk droog, gezuiverd gas vormig produkt en betrekkelijk schone afvalwaterstroom.

29. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat een deel van 20 het condensaat uit trap (e) wordt geïnjecteerd in en gerecirculeerd met genoemd oliedeel uit trap (d).

30. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat trap (c) wordt uitgevoerd door filtratie onder vorming van een filterkoek-die pyrolyse olie en de residudeeltjes in een gewichtsverhouding van ongeveer 25 1-10:1 cmvat, welke werkwijze de extra trap omvat van recirculatie van de filterkoek.dcor deze in genoemd bed voor de behandeling in trap (a) in te voeren.

31. Werkwijze volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de filterkoek in het bed wordt ingevoerd op een niveau onder het oppervlak en 30 de temperatuur voldoende hoog is om een aanzienlijke kraking van de pyrolyse olie van de filterkoek tot stand te brengen, waardoor een verrijking van het gasvormig produkt wordt bereikt.

32. Systeem voer het uitvoeren van de continue- pyrolyse van een toevoer van cellulosehoudend materiaal dat in een vast residu en een gas- 35 vormig mengsel kan warden gepyrolyseerd, waarbij het vaste residu een significante hoe/eelheid fijne stofdeeltjes bevat en het gasvormige mengsel niet-condenseerbare en condenseerbare fracties cmvat, welke 8101711 __ \ - -36- λ - \ ί> «r - laatste een aanzienlijke hoeveelheid waterdamp omvatten» met het kenmerk, dat de combinatie cravat.: . .. (a) een reactor voor het continu uitvoeren van de pyrolyse van een der- gelijk toevoer, in de vorm van een dalend gepakt bed,, welke reactor-5 inlaten voor de toevoer, filterkoek, reactielucht en bluswater heeft, en uitlaten voor afgassen en het vaste residuprodukt; (b) olie-uitwasser/condensororganen die met de afgasuitlaat van de reactor zijn verbonden; (c) watercondensororganen in de. afgasstroam uit de uitwas/condensor-10 organen; (d) organen voor het recirculeren van condensaat van de watercondensororganen naar de bluswaterinlaat van de reactor; (e) filterorganen in de vloeistof stroom uit de genoende uitwasser/conden-sor; 15 (f) organen voor het recirculeren van filterkoek uit de filterorganen naar de filterkoekinlaat van de reactor; (g) organen voor het recirculeren van de pyrolyse olie uit de filterorganen naar de oli e-uitwass er/condens ororganen ten gebruike als het uitwasmedium; en 20 (h) organen voor het regelen van de reeirculatiehoeveelheden van het gecondenseerde water, filterkoek en pyrolyse olie, waardoor het systeem kan worden toegepast voor het uit genoemd cellulosehoudend materiaal bereiden van een verrijkt gasvoimig produkt en pyrolyse olie.

33·. Systeem volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat de filterkoek 25 inlaat benedenwaarts, op afstand staand van de reactor geplaatst waardoor de filterkoek op een niveau beneden het nozmale bovenoppervlak van het tot stand gebrachte bed kan worden ingevoerd. 3^. . Systean volgens conclusie 33, met het kenmerk, dat de reactor organen omvat voor het verdelen van het toevoermateriaal en voor het 30 handhaven van het bovenoppervlak van het bed op een bepaald niveau, welke filterkoekinlaat is opgesteld om het f ilt erkoekm at er i aal op een niveau van tenminste ongeveer 60 cm beneden het voor afbepaalde niveau in te voeren..

35. Systeem volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat dit tevens een 35 ontnevelaar in de afgasstroom tussen de uitwas ser/condensororganen en de watercondensororganen omvat waarbij de uitlaat van de ontnevelaar verbonden is met de filterorganen. SI 01 711 t ' ·_ - ' ...... -3T-

36- Systeem, -volgens· conclusie 32* met liet kenmerk, dat dit tevens organen omvat voor het injecteren van vat er uit de vat er condens or org anen ' ih.de stroom vanpyrolyse olie die naar de uitvas ser/condensororganen wordt gerecirculeerd.

3. Systeem, volgens conclusie 36, met het kenmerk, dat dit tevens een opslagvat omvat voor het ontvangen van water uit de watercondensororganen, waaruit water wordt toegevoerd aan de reactor en aan de gerecirculeerde pyrolyse oliestromen.

38. Systeem volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat dit tevens een 10 tweede .watercondensor omvat, welke tweede water condensor is verbonden met de eerste watercondensor voor het opnamen van de daaruit tredende afgassen en voor het tot stand brengen van condensatie van de daarin aanwezige waterdamp.

39· Systeem volgens conclusie 38, met het kenmerk, dat de tweede 15 watercondensor een vateruitvasser is. 4θ. Systeem volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat dit tevens een warmtewisselaar omvat waardoor de stroom van gerecirculeerde pyrolyse olie wordt geleid cm een temperatuurregeling daarvan tot stand te brengen.

41. Systeem voer het nagenoeg zonder vervuiling van het milieu uit-20 voeren van een continue pyrolyse van een toevoer van cellulosehoudend materiaal, die in een vast residu en een gasvormig mengsel kan warden gepyrolyseerd, waarbij het vaste residu een significante hoeveelheid fijne stofdeeltjes,omvat en het gasvoimige mengsel niet-condenseerbare en condens eerbare fracties omvat, waarbij de laatste aanzienlijke hoeveel-25 heden organische dampen en waterdamp omvatten, met het kenmerk, dat de combinatie omvat: (a) een reactor voor het continu tot stand brengen van de pyrolyse van een dergelijke toevoer, in de vorm van een dalend gepakt bed, welke reactorinlaten voer de toevoer, reactielucht.en bluswater heeft en uit- \ 30 laten voor afgassen en het vaste residuprodukt, (b) olie ui twass er/condens or org anen die zijn verbonden .aam de afgasuit-laat van de reactor, (c) eerste water condensororg anen in de afgasstrocm. uit de olie-uitwasser/ condensor organen, 35 (d) tweede water condensororg anen in de afgasstrocm uit de eerste waier-condensororg anen, (e) organen voer het recirculeren van een condensaat uit de eerste water- 8101711 fc φ. Ψ _ '* · ' : ’ ~ -38^ r eon&ensororganen naar da bluswaterinlaat van de reactor, (f) vaste stof verwijdering sorganen in de vloeistof stroom uit de uit-wasser/condensor en (g) organen voor het recirculeren van pyrolyse olie uit de vaste stof 5 verwijdering sorganen naar de olienritwasser/condenscrorganen ten ge— bruike als het uitwasmedium, waardoor het systeem, kan.worden toegepast voor het produceren van. een betrekkelijk droog, gezuiverd, gasvormig produkt en een vast residu uit genoemd cellulosehaudend, materiaal en. een betrekkelijk schone afvalwaterstroom wordt gewonnen. 10 1*2. Systean volgens conclusie 1*1, met het kenmerk, dat de reactor een. inlaat heeft voor het invoeren van een filterkoek in het hed,. waarbij de genoemde vaste stoffen verwijderingsorganen, filterorganen omvatten en waarbij het systeem tevens een orgaan voor het recirculeren van filterkoek uit de f ilterorganen. naar de f ilt erkoekinlaat van, de reactor omvat. 15 1*3. Systesn. volgens conclusie 1*2, met het kenmerk, dat de filterkoek-inlaat zodanig is opgesteld, dat invoering van de f ilterkoek, op. een niveau dat wanneer het systeem in werking is beneden het normale oppervlak, van het bed ligt, mogelijk is. 1*1+.. Werkwijze volgens conclusies 1, 9 en 28,, met het kenmerk, dat het 20 gasvormig produkt van trap (b) op een temperatuur is die ten minste 5°C boven het schijnbare dauwpunt daarvan ligt. 8101711