NO140168B

NO140168B - PROCEDURES FOR PERFORMING HEAT-REQUIRED CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES IN A FLOATING LAYER

Info

Publication number: NO140168B
Application number: NO741533A
Authority: NO
Inventors: Hans Ivar Elvander; Ingvar Anton Olof Edenwall; Karl Goeran Goerling; Douglas Sewerin Ekman
Original assignee: Boliden Ab
Priority date: 1973-04-30
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1979-04-09
Also published as: DD111399A5; NO140168C; FI62233B; ES425778A1; FI62233C; JPS5026763A; NO741533L; CA1025392A; IT1010292B

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved utførelse av varmekrevende kjemiske og/éller fysikalske prosesser i et reaktor-rom inneholdende et fluidisert skikt, hvori i det minste en del av den for prossen nødvendige energi dannes elektroinduktivt i selve skiktet under utnyttelse av i det minste én utenfor reaktorrommet anbragt og med vekselstrøm tilført induksjonssløyfe. The invention relates to a method for carrying out heat-demanding chemical and/or physical processes in a reactor space containing a fluidized bed, in which at least part of the energy required for the process is generated electro-inductively in the bed itself using at least one outside the reactor space placed and with alternating current supplied to the induction loop.

Det fluidiserte skikt anvendes ,innen teknikken for en rekke formål hvor dets spesielle egenskaper kan utnyttes, dvs. høy masse- og varmeoverføringshastighet, mulighet for å opprettholde jevn temperatur og lett å kontrollere denne, og særskilt egnet for kontinuerlige prosesser. The fluidized bed is used within the technique for a number of purposes where its special properties can be exploited, i.e. high mass and heat transfer rate, possibility of maintaining a uniform temperature and easy control of this, and particularly suitable for continuous processes.

Når endoterme reaksjoner gjennomføres i et fluidisert skikt, byr imidlertid tilførselen av varme til skiktet ofte på et problem. Dersom et fluidisert skikt kunne oppvarmes elektrisk, skulle dets anvendbarhet innen den kjemiske og metallurgiske teknikk økes sterkt. Det er derfor forsøkt å tillempe elektrisk oppvarming av skiktet på forskjellige måter. Således kan f.eks. skiktet mot-standsoppvarmes med elektrisk strøm som via elektroder ført ned i det fluidisexte skikt, bringes til å passere gjennom dette, eller varme er blitt tilført fra elektriske motstandselementer som er senket ned i skiktet. When endothermic reactions are carried out in a fluidized bed, however, the supply of heat to the bed often presents a problem. If a fluidized bed could be heated electrically, its applicability in chemical and metallurgical engineering would be greatly increased. Attempts have therefore been made to apply electrical heating of the layer in different ways. Thus, e.g. the layer is resistively heated with electric current which, via electrodes led down into the fluidic layer, is caused to pass through this, or heat has been supplied from electric resistance elements which are lowered into the layer.

Elektroinduktiv oppvarming er også blitt forsøkt. Ved utnyttelse av lavfrekvens-strøm er derved varme blitt tilført via Electroinductive heating has also been tried. By utilizing low-frequency current, heat has thereby been supplied via

en i det fluidiserte skikt nedsenket metallring som oppvarmes induktivt, eller selve reaktormantelen er blitt oppvarmet på samme måte. En induktiv varmeutvikling i selve skiktet er også blitt forsøkt, men har hittil bare vært mulig ved utnyttelse av meget høye frekvenser, dvs. så høye at det elektromagnetiske feits inntrengningsdybde i hver skiktmaterialpartikkel er av samme størrelsesorden som partikkelens tverrsnittsdimensjon. a metal ring immersed in the fluidized layer which is heated inductively, or the reactor jacket itself has been heated in the same way. An inductive heat development in the layer itself has also been attempted, but has so far only been possible by utilizing very high frequencies, i.e. so high that the penetration depth of the electromagnetic grease into each layer material particle is of the same order of magnitude as the particle's cross-sectional dimension.

Det har nu overraskende vist seg mulig å erholde teknisk It has now surprisingly proved possible to obtain technically

og økonomisk svært gunstige resultater ved gjennomføring av prosesser av den innledningsvis nevnte type dersom det ifølge oppfinnelsen utnyttes et fluidisert skikt som er særpreget ved at det inneholder et materiale som gir selve skiktet en elektrisk motstand på 10~^ - 10 ohm m, idet vekselstrømmens frekvens velges slik i avhengighet av den valgte minste tverrdimensjon (d) for skiktarealet og av skiktets elektriske motstand (p) at det mellom den minste tverrdimensjon (d) og den av frekvens og elektrisk motstand bestemte inntrengningsdybde ($H for det elektromagnetiske felt opprettholdes et forhold på mellom 0,2 og 1,5, hvilket forhold bestemmes av relasjonen ^ = k (0,54 - 0,35 . "^logp) , hvor k er et tall mellom 1,1 og 1,5, fortrinnsvis ca. 1,2. and economically very favorable results when carrying out processes of the type mentioned at the outset if, according to the invention, a fluidized layer is used which is characterized by the fact that it contains a material which gives the layer itself an electrical resistance of 10~^ - 10 ohm m, since the frequency of the alternating current is chosen in such a way, depending on the selected smallest cross-dimensional dimension (d) for the layer area and the electrical resistance (p) of the layer, that a relationship is maintained between the smallest cross-dimensional dimension (d) and the penetration depth ($H) determined by frequency and electrical resistance for the electromagnetic field of between 0.2 and 1.5, which ratio is determined by the relation ^ = k (0.54 - 0.35 . "^logp) , where k is a number between 1.1 and 1.5, preferably about 1 ,2.

Uttrykket "inntrengningsdybde" er her anvendt i dets aksep-terte betydning, dvs. som betegnende for The term "penetration depth" is used here in its accepted meaning, i.e. as denoting

hvor lu er det elektromagnetiske felts vinkelfrekvens, målt i rad. pr. s, y er permeabiliteten (for -amagnetisk materiale ca. 4jjT . 10 ) og p er det fludisierte skikts elektriske motstand målt i ohm m. Skiktarealets tverrdimensjon d måles derved i meter. Skiktets elektriske motstand kan innen visse grenser reguleres ved valg av bl.a. fiuidiseringsgraden, fluidisieringsmidlet, skiktmaterialets korn- where lu is the angular frequency of the electromagnetic field, measured in series. per s, y is the permeability (for -amagnetic material approx. 4jjT . 10 ) and p is the electrical resistance of the fluidized layer measured in ohms m. The cross-sectional dimension d of the layer area is thereby measured in meters. The layer's electrical resistance can be regulated within certain limits by choosing, among other things, the degree of fluidization, the fluidizing agent, the layer material's

størrelse og temperaturen i skiktet. size and temperature in the layer.

Det har således ifølge oppfinnelsen vist seg mulig å gjennomføre prosesser av den angjeldende type i induktivt direkte oppvarmede fluidiserte skikt med for industriell målestokk ønskede dimensjoner uten å måtte tilgripe ekstremt høye frekvenser. Som et eksempel kan det nevnes at ved induktiv oppvarming av et sirkelfor-met fluidisert skikt med en diameter på 7,5 m og som består av kokspartikler med en gjennomsnittlig kornstørrelse på 0,15 mm og har en elektrisk motstand på 6,5 ohm m, har en frekvens på bare 2600 HBThus, according to the invention, it has proved possible to carry out processes of the type in question in inductively directly heated fluidized beds with dimensions desired on an industrial scale without having to resort to extremely high frequencies. As an example, it can be mentioned that by inductive heating of a circular fluidized bed with a diameter of 7.5 m and which consists of coke particles with an average grain size of 0.15 mm and has an electrical resistance of 6.5 ohm m , has a frequency of only 2600 HB

vist seg å være tilstrekkelig ved et forhold mellom induksjonsspol-ens høyde og diameter på 0,6. proved to be sufficient at a ratio between the induction coil's height and diameter of 0.6.

Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at meget store energimengder kan utvikles i et fluidisert skikt allerede ved et elektro-magnetisk felt av middels styrke.. Samtidig-har det vist seg at tapene på grunn av den induktive oppvarming av induksjonsspolen, According to the invention, it has been shown that very large amounts of energy can be developed in a fluidized layer even with an electromagnetic field of medium strength. At the same time, it has been shown that the losses due to the inductive heating of the induction coil,

hvis denne består av kobber, bare oppgår til noen få prosent av til-ført energi. I det ovennevnte eksempel ble således ved en felt-styrke på bare 50 kA/m ca. 30 MW utviklet i det fluidiserte skikt, hvorved tapene i kobberspolen samtidig oppgikk til bare 600 kW, dvs. if this consists of copper, only amounts to a few percent of added energy. In the above example, thus at a field strength of only 50 kA/m approx. 30 MW developed in the fluidized bed, whereby the losses in the copper coil at the same time amounted to only 600 kW, i.e.

2 % av den tilførte energi. 2% of the added energy.

Dette gode resultat er således blitt oppnådd ved et forhold mellom reaktordiameter og inntrengningsdybde på bare 0,29 som bør sammenlignes med forholdet 2,5 som ved oppvarming av materialer med lav elektrisk motstand har vært normgivende innen den kjente teknikk. Det bør også bemerkes at det fåes en meget høy elektrisk virkningsgrad sammenlignet med de kjente teknikker for induktiv oppvarming. This good result has thus been achieved with a ratio between reactor diameter and penetration depth of only 0.29, which should be compared with the ratio of 2.5 which, when heating materials with low electrical resistance, has been normative within the known technique. It should also be noted that a very high electrical efficiency is obtained compared to the known techniques for inductive heating.

Sammenlignet med vanlige metoder for å tilføre varme til Compared to conventional methods of adding heat to

et fluidisert skikt medfører fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen dessuten andre fordeler, som a fluidized layer, the method according to the invention also entails other advantages, such as

- at store energimengder kan utvikles i skiktet uten den risiko for lokal overoppvarming som en utnyttelse av forbrenning i skiktet ' eller oppvarming via reaktorveggen, varmeelement eller elektroder medfører - unngåelse av de materialproblemer som de ovennevnte metoder for varmetilførsel medfører - at strøm med middels høy frekvens kan utnyttes som motsetning til tidligere utnyttet strøm med ultrahøye frekvenser kan erholdes til en lav pris - unngåelse av komplisert elektrodeutstyr og derav medfølgende driftsomkostninger - enkel effektregulering med mulighet for på enkel måte automatisk å styre reaktortemperaturen - that large amounts of energy can be developed in the layer without the risk of local overheating that a utilization of combustion in the layer or heating via the reactor wall, heating element or electrodes entails - avoidance of the material problems that the above-mentioned methods of heat supply entail - that medium-high frequency current can be used as opposed to previously used current with ultra-high frequencies can be obtained at a low price - avoidance of complicated electrode equipment and the resulting operating costs - simple power regulation with the possibility of easily controlling the reactor temperature automatically

-■ enkel reaktorkonsfcruksjon -■ simple reactor construction

forbedret mulighet for å gjøre reaktoren tett improved possibility to make the reactor tight

stor fleksibilitet hva gjelder utformingen av reaktoren. great flexibility in terms of the design of the reactor.

Både reduserende og oxyderende prosesser kan utføres samtidig ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte. Således kan f.eks. en del av den for prosessen nødvendige varme tilføres ved forbrenning av brennbare materialer i reaktoren, enten ved forsiktig forbrenning i selve skiktet eller ved en fullstendig eller partiell forbrenning over skiktets overflate, hvorved de brennbare materialer kan utgjøres av gasser som avgis fra det fluidiserte skikt, og/eller av tilsetningsbrensler som tilføres over skiktet. I det sistnevnte tilfelle er det en fordel at elektroder ikke behøver å anvendes og at reaktortverrsnittet er forholdsvis stort, da det derved kan ar-beides ved høye temperaturer og store varmemengder overføres til det fluidiserte skikts overflate. Ved den foreliggende fremgangsmåte behøver således ikke all nødvendig varme å tilføres elektroinduktivt. Both reducing and oxidizing processes can be carried out simultaneously using the present method. Thus, e.g. part of the heat required for the process is supplied by burning combustible materials in the reactor, either by careful combustion in the layer itself or by complete or partial combustion over the surface of the layer, whereby the combustible materials can be made up of gases emitted from the fluidized layer, and/or of additive fuels that are supplied above the layer. In the latter case, it is an advantage that electrodes do not need to be used and that the reactor cross-section is relatively large, as it can thereby work at high temperatures and large amounts of heat are transferred to the surface of the fluidized layer. In the present method, therefore, not all the necessary heat needs to be supplied electro-inductively.

Ved forbrenning av brennbare materialer i reaktoren kan varme som ikke taes opp av materialet i reaktorrommet, taes vare på When burning combustible materials in the reactor, heat that is not absorbed by the material in the reactor space can be taken care of

i en i•reaktorrommet over skiktet anbragt strålingsdel for en i tilknytning til reaktoren anordnet dampkjele, hvorved i det minste en (fel av varmeinnholdet i de i reaktorrommet dannede gasser kan utnyttes for produksjon av vanndamp eller elektrisk energi. Uavhengig av om det utføres en forbrenning i reaktoren eller ikke kan varmeinnholdet i de fra reaktoren avgående gasser utnyttes for produksjon av elektrisk energi via f.eks. en damp- eller gassturbin som fortrinnsvis er en varmluftturbin. in a radiation part placed in the reactor space above the layer for a steam boiler arranged adjacent to the reactor, whereby at least a fraction of the heat content of the gases formed in the reactor space can be utilized for the production of water vapor or electrical energy. Regardless of whether combustion is carried out in the reactor or not, the heat content of the gases leaving the reactor can be utilized for the production of electrical energy via, for example, a steam or gas turbine which is preferably a hot air turbine.

Den produserte elektriske energi kan utnyttes for proses-sehs energitilførsel, og den elektriske energi kan derved produseres i form av vekselstrøm med den for den angjeldende prosess egnede frekvens. På samme måte kan den fra en varmluftturbin avgående, fremdeles varme luft utnyttes for den ovennevnte forbrenning i reaktorrommet, hvorved en høy termisk virkningsgrad oppnås ved prosessen. The produced electrical energy can be utilized for the process's energy supply, and the electrical energy can thereby be produced in the form of alternating current with the frequency suitable for the process in question. In the same way, the still warm air leaving a hot air turbine can be utilized for the above-mentioned combustion in the reactor space, whereby a high thermal efficiency is achieved in the process.

Oppfinnelsen kan med fordel tillempes i forbindelse med kracking av hydrocarbon, f.eks. mineraloljeprodukter, under samtidig fremstilling av petroleumskoks, idet hydrocarbonet fortrinnsvis hovedsakelig kontinuerlig tilføres til et fluidisert skikt av koks, hvorved det induktivt opprettholdes en for kracking av hydrocarbonet og for koksdannelse fra dette og fra dannede krackingprodukter nødvendig temperatur i det fluidiserte skikt som kontinuerlig byg-ges opp på grunn av den nevnte koksdannelse, hvorved en hovedsakelig tilsvarende koksmengde fjernes fra reaktorrommet for opprettholdelse av et i det vesentlige uforandret skiktvolum. Hydrocarbonene injiseres da fortrinnsvis i det induktivt oppvarmede fluidiserte skikt av petroleumskoks. The invention can be advantageously applied in connection with the cracking of hydrocarbons, e.g. mineral oil products, during the simultaneous production of petroleum coke, the hydrocarbon being preferably mainly continuously supplied to a fluidized layer of coke, whereby a necessary temperature for cracking of the hydrocarbon and for coke formation from this and from formed cracking products is inductively maintained in the fluidized layer that is continuously built up due to the aforementioned coke formation, whereby an essentially equivalent amount of coke is removed from the reactor space to maintain an essentially unchanged bed volume. The hydrocarbons are then preferably injected into the inductively heated fluidized layer of petroleum coke.

Skiktet holdes i fluidisert tilstand ved hjelp av en gass som fordelaktig utgjøres av en del av den fra reaktoren avgående gass som resirkuleres, fortrinnsvis etter forvanting. For fluidiseringen kan også den gass utnyttes som utvikles under krackingen og forkoksningen. I enkelte tilfeller kan den sistnevnte gass være tilstrekkelig for fluidiseringen. The layer is kept in a fluidized state by means of a gas which advantageously consists of a part of the gas leaving the reactor which is recycled, preferably after pre-wetting. For fluidization, the gas developed during cracking and coking can also be used. In some cases, the latter gas may be sufficient for the fluidization.

Det fluidiserte skikts volum kan holdes konstant ved uttom-ning fra av reaktorens bunn eller via et sideavløp. Ved å øke gasshastigheten gjennom reaktoren kan koks bringes til å følge med den avgående gass og separeres fra denne i sykloner. Gasshastigheten kan da velges så høy at en større mengde koks medrives enn den mengde som tilsvarer den produserte mengde. Overskuddet føres da fra syklonen tilbake til skiktet. The volume of the fluidized layer can be kept constant by emptying from the bottom of the reactor or via a side drain. By increasing the gas velocity through the reactor, coke can be brought along with the outgoing gas and separated from it in cyclones. The gas velocity can then be chosen so high that a larger quantity of coke is entrained than the quantity corresponding to the quantity produced. The surplus is then fed from the cyclone back to the layer.

Fordelen med den ovenfor beskrevne fremgangsmåte sammenlignet med vanlig fremstilling av petroleumskoks er dels -reaktorens enkle konstruksjon og dels den volummessige høye kapasitet som en slik reaktor får. En ytterligere fordel er det frie valg av forkoksningstemperatur som fremgangsmåten muliggjør. Ved en egnet kombinasjon av høy temperatur og oppholdstid kan f.eks. en avsvov-ling av fremstilt petroleumskoks erholdes. The advantage of the method described above compared to the usual production of petroleum coke is partly the reactor's simple construction and partly the volume-wise high capacity that such a reactor has. A further advantage is the free choice of coking temperature which the method enables. With a suitable combination of high temperature and residence time, e.g. a desulphurisation of produced petroleum coke is obtained.

Fremgangsmåten kan også tillempes for å fjerne . The procedure can also be applied to remove .

uønskede stoffer fra på annen måte fremstilt petroleumskoks, f.eks. for raffinering ved fjernelse av svovel. Petroleumskoksen tilføres da fortrinnsvis hovedsakelig kontinuerlig til et i det vesentlige av raffinert koksmateriale oppbygget fluidisert skikt, hvorved den induktivt dannede varme fåes i det fluidiserte skikt og skikttemperaturen og materialets oppholdstid i skiktet reguleres slik at en unwanted substances from petroleum coke produced in other ways, e.g. for refining by removing sulphur. The petroleum coke is then preferably supplied mainly continuously to a fluidized bed made up essentially of refined coke material, whereby the inductively generated heat is obtained in the fluidized bed and the bed temperature and the residence time of the material in the bed are regulated so that a

ønsket raffineringsvirkning erholdes, samt at raffinertkoksmateriale hovedsakelig kontinuerlig fjernes fra reaktoren for å kunne opprettholde et i det vesentlige uforandret skiktvolum. Fluidiseringsgas- the desired refining effect is obtained, and that refined coke material is mainly continuously removed from the reactor in order to be able to maintain an essentially unchanged bed volume. fluidizing gas

sen som fortrinnsvis forvarmes, kan utgjøres av en overfor koks inert gass eller av en hydrogenholdig gass, f.eks. hydrogengass. which is preferably preheated, can consist of a gas inert to coke or of a hydrogen-containing gas, e.g. hydrogen gas.

Oppfinnelsen kan også med fordel anvendes i forbindelse med kracking av tunge hydrocarboner. Det anvendes da et permanent, induktivt oppvarmet, fluidisert skikt bestående av metallkorn med katalytisk virkning overfor krackingreaksjonen. De tunge hydrocarboner kan tilføres hovedsakelig kontinuerlig til, f.eks. injiseres i5dette skikt som holdes i fluidisert tilstand ved hjelp av i det minste de i selve skiktet under den forløpende kracking dannede gasser. Skiktet kan også holdes i fluidisert tilstand ved hjelp av til skiktet tilført hydrogengass som bringes til å reagere med de tunge hydrocarboner under dannelse av nye, mer hydrogenrike hydrocarboner. Disse forlater skiktet i gassform og taes på vanlig måte vare på utenfor reaktoren. Også vanndamp kan anvendes som kracking-og fluidiseringsmiddel. The invention can also be advantageously used in connection with the cracking of heavy hydrocarbons. A permanent, inductively heated, fluidized layer consisting of metal grains with a catalytic effect on the cracking reaction is then used. The heavy hydrocarbons can be supplied mainly continuously to, e.g. is injected into this layer which is kept in a fluidized state by means of at least the gases formed in the layer itself during the ongoing cracking. The layer can also be kept in a fluidized state by means of hydrogen gas supplied to the layer, which is caused to react with the heavy hydrocarbons while forming new, more hydrogen-rich hydrocarbons. These leave the layer in gaseous form and are taken care of outside the reactor in the usual way. Water vapor can also be used as a cracking and fluidizing agent.

Fordelene med denne krackingmetode består i at det med et forholdsvis lite reaktorvolum kan omsettes store materialmengder takket være de høye reaksjonshastigheter som oppnås i det fluidiserte skikt, samtidig som den induktive oppvarming muliggjør en kon-struksjonsmessig enkel løsning på problemet å tilføre varme til en krackingreaktor. The advantages of this cracking method consist in the fact that with a relatively small reactor volume, large quantities of material can be processed thanks to the high reaction rates achieved in the fluidized bed, while the inductive heating enables a structurally simple solution to the problem of adding heat to a cracking reactor.

Et annet område hvor den foreliggende fremgangsmåte med fordel kan anvendes, er ved pyrolyse av faste organiske materialer, fieks. brunkull, eller ved kalsinering av slike materialer, f.eks. antracit. Another area where the present method can be advantageously used is in the pyrolysis of solid organic materials, e.g. lignite, or by calcining such materials, e.g. anthracite.

Materialet som skal pyrolyseres eller kalsineres, tilføres da med fordel kontinuerlig til et skikt som hovedsakelig består av koks dannet under prosessen eller av et kalsinert produkt. Skiktet oppvarmes induktivt til i det minste en slik temperatur at det til-førte materiale, spaltes under dannelse av koks eller et kalsinert produkt og frigjorte hydrocarboner som bringes til å reagere med den faste rest under utfelling av carbon for dannelse av materiale som virker til å bygge opp skiktet, og lette hydrocarboner og/eller hydrogengass. Den for fluidisering av skiktet nødvendige gass kan utgjøres av fortrinnsvis forvarmet og fra reaktoren avgående og resirkulert gass. Den gass som utvikles ved pyrolysen, kan også bidra til fluidiseringen. Denne gass kan i enkelte tilfeller være tilstrekkelig for fluidiseringen. Skiktet holdes på et i det vesentlige konstant volum ved at materialet fjernes på f.eks. den ovenfor i forbindelse med fremstilling av petroleumskoks beskrevne måte. Erholdte kull- eller koksprodukter kan f.eks. anvendes for fremstilling av briketter. The material to be pyrolysed or calcined is then advantageously added continuously to a layer which mainly consists of coke formed during the process or of a calcined product. The layer is inductively heated to at least such a temperature that the supplied material is decomposed to form coke or a calcined product and liberated hydrocarbons which are brought to react with the solid residue during the precipitation of carbon to form material which acts to build up the layer, and light hydrocarbons and/or hydrogen gas. The gas required for fluidization of the layer can preferably be made up of preheated and recycled gas leaving the reactor. The gas developed during the pyrolysis can also contribute to the fluidisation. This gas can in some cases be sufficient for the fluidisation. The layer is kept at an essentially constant volume by removing the material on e.g. the method described above in connection with the production of petroleum coke. Obtained coal or coke products can e.g. used for the production of briquettes.

Ved den foreliggende fremgangsmåte kan koks eller carbon med fordel fremstilles fra faste brensler med dårlige forkoksnings-egenskaper, f.eks. brunkull, eller fra forskjellige sorter avfall, f.eks. sagmugg. Det er derved en vesentlig fordel at hverken tjære eller vanlige normalt dannede besværlige destillasjonsprodukter dannes. With the present method, coke or carbon can be advantageously produced from solid fuels with poor coking properties, e.g. lignite, or from different types of waste, e.g. sawdust. It is thereby a significant advantage that neither tar nor the usual normally formed troublesome distillation products are formed.

Ved utnyttelse av foreliggende fremgangsmåte for kalsinering av antracit erholdes et produkt med meget jevne og lett kon-trollerbare egenskaper takket være den jevne oppvarming over hele det fluidiserte skikt. By utilizing the present method for calcining anthracite, a product with very uniform and easily controllable properties is obtained thanks to the uniform heating over the entire fluidized layer.

Den foreliggende fremgangsmåtekan tillempes i forbindelse med reduksjon av et gassformig medium og/eller såkalt karburering av dette, idet gassen bringes til å passere gjennom og samtidig til å fluidisere et induktiv oppvarmet skikt hvori midlet eventuelt i nærvær av et materiale med katalytisk virkning på reduksjons- og/ eller karbureringsprosessen bringes i kontakt med et reduksjonsmiddel under opprettholdelse av en slik temperatur i skiktet at reduksjonsmidlet reagerer med det nevnte middel under reduksjon og/eller karburering av dette. Som et eksempel på tillempning av denne metode kan nevnes regenerering av gass fra en ovn for fremstilling av jernsvamp. Denne gass inneholder bl.a. CO, H2, C02 og H20. De to sistnevnte gasser overføres til CO og H2 som beskrevet ovenfor, hvoret-ter gassen resirkuleres til jernsvampovnen. Fordelen med denne metode sammenlignet med de hittil anvendte elektriske og med elektroder forsynte oppkullingsmetoder er de lave driftsomkostninger, mulig-heten for å anvende faste brensler av sekunda kvalitet og at den hittidige begrensning av reaktoren størrelse bortfaller. The present method can be applied in connection with the reduction of a gaseous medium and/or so-called carburization thereof, the gas being caused to pass through and at the same time to fluidize an inductively heated layer in which the agent, possibly in the presence of a material with a catalytic effect on the reduction and/or the carburizing process is brought into contact with a reducing agent while maintaining such a temperature in the layer that the reducing agent reacts with the said agent during its reduction and/or carburizing. As an example of the application of this method, the regeneration of gas from a furnace for the production of sponge iron can be mentioned. This gas contains i.a. CO, H2, CO2 and H2O. The two latter gases are transferred to CO and H2 as described above, after which the gas is recycled to the sponge iron furnace. The advantage of this method compared to the previously used electric and electrode-equipped carbonization methods is the low operating costs, the possibility of using second-quality solid fuels and the fact that the current limitation of the reactor size is no longer applicable.

Ifølge en utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte anvendes et skikt av koksmateriale som samtidig danner det nevnte According to one embodiment of the present method, a layer of coke material is used which simultaneously forms the aforementioned

reduksjonsmiddel og suksessivt forbrukes. Forbrukt koks kan erstattes ved at det til skiktet tilføres et fast, flytende eller gassformig organisk materiale, idet det i skiktet opprettholdes i det minste en slik temperatur at koks vil dannes ved pyrolyse av dette materiale og ved kracking av pyrolysegassen. Når koksen forbrukes, dannes aske. Temperaturen i skiktet holdes gunstig så høy at denne aske bringes til å agglomerere til et forholdsvis grovkornig gods som på grunn av sin større tyngde i forhold til koksen ansamles på bunnen reducing agent and successively consumed. Spent coke can be replaced by adding a solid, liquid or gaseous organic material to the layer, with at least such a temperature being maintained in the layer that coke will be formed by pyrolysis of this material and by cracking of the pyrolysis gas. When the coke is consumed, ash is formed. The temperature in the layer is kept favorably high enough that this ash is brought to agglomerate into a relatively coarse-grained material which, due to its greater weight compared to the coke, accumulates at the bottom

av reaktoren, hvorfra det periodevis eller kontinuerlig kan tappes ut. of the reactor, from which it can be withdrawn periodically or continuously.

Ifølge en annen utførelsesform kan skiktet i det vesentlige bestå av et metallisk materiale som med fordel har katalytisk virkning på reduksjons- og/eller karbureringsreaksjoner. Ifølge en ytterligere utførelsesform kan skiktmaterialet bestå av partikler som er overtrukne med kull. Kullskiktet gjør partiklene elektrisk ledende og virker dessuten som reduksjonsmiddel. Kullskiktet forbrukes suksessivt, men erstattes ved tilførsel av hydrocarboner som krackes under utfeining av carbon. Som et eksempel på tilfeller hvor en av de to sistnevnte metoder med fordel kan anvendes, kan nevnes reforming av naturgass ved at denne bringes til å reagere med vanndamp. According to another embodiment, the layer may essentially consist of a metallic material which advantageously has a catalytic effect on reduction and/or carburization reactions. According to a further embodiment, the layer material can consist of particles that are coated with coal. The carbon layer makes the particles electrically conductive and also acts as a reducing agent. The coal layer is consumed successively, but is replaced by the supply of hydrocarbons which are cracked during the removal of carbon. As an example of cases where one of the latter two methods can be used with advantage, mention can be made of reforming natural gas by causing it to react with water vapour.

Den foreliggende fremgangsmåte kan med fordel også tillempes i forbindelse med reduksjon av oxydiske materialer, spesielt oxyder av metaller fra jerngruppen eller oxydiske kobbermaterialer. Metalloxydene: .tilføres da med fluidiserbar kornstørrelse til et i det vesentlige av koks bestående fluidisert skikt som oppvarmes induktivt. Koksen forbrukes suksessivt og kan erstattes ved til-førsel av organisk, fast, flytende eller gassformig materiale, idet det i skiktet opprettholdes en slik temperatur at koks dannes ved pyrolyse og kracking under utfelling av carbon fra det organiske materiale. The present method can advantageously also be applied in connection with the reduction of oxidic materials, in particular oxides of metals from the iron group or oxidic copper materials. The metal oxides: are then supplied with a fluidizable grain size to a fluidized layer consisting essentially of coke which is heated inductively. The coke is consumed successively and can be replaced by the supply of organic, solid, liquid or gaseous material, as such a temperature is maintained in the layer that coke is formed by pyrolysis and cracking during precipitation of carbon from the organic material.

Ifølge en utførelsesform av denne fremgangsmåte styres tempeaturen slik at utredusert metall bringes til å agglomerere til granulater som på grunn av sin i forhold til koksskiktet storre, tyngde According to an embodiment of this method, the temperature is controlled so that reduced metal is brought to agglomerate into granules which, due to their greater weight in relation to the coke layer

samles på reaktorrommets bunn, hvorfra de periodevis eller kontinuerlig kan tappes ut, eventuelt sammen med på tilsvarende måte agglomerert koksaske. Denne utførelsesform er spesielt interessant i forbindelse med metaller fra jerngruppen. are collected at the bottom of the reactor chamber, from where they can be periodically or continuously drained, possibly together with similarly agglomerated coke ash. This embodiment is particularly interesting in connection with metals from the iron group.

Ifølge en annen utførelsesform styres tempeaturen i det fluidiserte skikt slik at utredusert metall smelter og ansamles på reaktorrommets bunn, hvorfra det kan tappes ut, eventuelt sammen med slagg. Ved reduksjon av jernoxyder vil en viss oppkulling av jernet finne sted i kontakt med koksskiktet, hvorved smeltepunktet nedsettes. According to another embodiment, the temperature in the fluidized layer is controlled so that unreduced metal melts and accumulates on the bottom of the reactor chamber, from where it can be drained, possibly together with slag. When iron oxides are reduced, a certain carbonization of the iron will take place in contact with the coke layer, whereby the melting point is lowered.

Ifølge en tredje utførelsesform tilføres metalloxydet i en slik findelt form til bunnen av reaktorrommet at det av fluidiseringsgassen transporteres opp gjennom skiktet under samtidig reduksjon og forlater skiktet i redusert tilstand sammen med gassene fra skiktet, hvorfra det senere separeres f.eks. med en syklon. Koksskiktet holees da på en lavere temperatur enn den temperatur ved hvilken agglomerering av redusert materiale vil finne sted i nevne-verdig grad. According to a third embodiment, the metal oxide is supplied in such a finely divided form to the bottom of the reactor space that it is transported by the fluidizing gas up through the layer during simultaneous reduction and leaves the layer in a reduced state together with the gases from the layer, from which it is later separated, e.g. with a cyclone. The coke layer is then hollowed out at a lower temperature than the temperature at which agglomeration of reduced material will take place to a significant degree.

Ifølge en fjerde utførelsesform tilføres metalloxydet til overflaten av det fluidiserte skikt i en så grovkornig form at det under reduksjon og suksessivt forbruk av koksen passerer nedad gjennom skiktet på hvis underside det reduserte materiale tappes ut av reaktoren, fortrinnsvis skilt fra koksmaterialet. According to a fourth embodiment, the metal oxide is supplied to the surface of the fluidized layer in such a coarse-grained form that during reduction and successive consumption of the coke it passes downwards through the layer on the underside of which the reduced material is drained out of the reactor, preferably separated from the coke material.

For fluidisering av koksskiktet i de nevnte reduksjonspro-sesser kan den i selve skiktet ved pyrolyse og kracking av tilført organisk materiale dannede gass utnyttes. For fluidization of the coke layer in the aforementioned reduction processes, the gas formed in the layer itself by pyrolysis and cracking of added organic material can be utilized.

Ved de ovenfor beskrevne fire eksempler på tillempning av den foreliggende fremgangsmåte for reduksjon av metalloxyder erholdes først og fremst deri fordel sammenlignet med en vanlig reduksjon av metalloxyder i fluidisert tilstand at den sammensintring som ved en konvensjonell prosess lett inntreffer, her kan unngås eller tillates å finne sted under kontrollerte betingelser. In the above-described four examples of application of the present method for the reduction of metal oxides, the advantage is primarily obtained compared to a normal reduction of metal oxides in a fluidized state that the sintering that easily occurs in a conventional process can be avoided or allowed to occur place under controlled conditions.

Det kan imidlertid under visse omstendigheter være fordelaktig å tillempe den foreliggende -fremgangsmåte for reduksjon av metalloxyder, spesielt oxyder av jern, i et fluidisert skikt som hovedsakelig består av jernpulver eller jerngranulater, idet disse oxyder og fast, flytende eller gassformige reduksjonsmidler tilføres til det induktivt oppvarmede skikt og der bringes til å reagere under dannelse av gassformige reaksjonsprodukter og pulverformig eller granulert metall, og metallpulveret eller -granulatene fjernes fra reaktoren i en slik takt at skiktvolumet i denne holdes i det vesentlige konstant. Den tidligere nevnte risiko for sammensintring av et skikt av metallpartikler kan ved utnyttelse av induktiv oppvarming ifølge oppfinnelsen unngåes takket være den nøyaktige tempe-raturkontroll som metoden muliggjør. It may, however, under certain circumstances be advantageous to apply the present method for the reduction of metal oxides, especially oxides of iron, in a fluidized bed consisting mainly of iron powder or iron granules, these oxides and solid, liquid or gaseous reducing agents being added to the inductively heated beds and there are caused to react with the formation of gaseous reaction products and powdered or granulated metal, and the metal powder or granules are removed from the reactor at such a rate that the bed volume therein is kept essentially constant. The previously mentioned risk of sintering a layer of metal particles can be avoided by utilizing inductive heating according to the invention thanks to the precise temperature control that the method enables.

Varmekrevende synteser av organiske eller.uorganiske, kjemiske forbindelser kan med fordel utføres i et fluidisert skikt Heat-demanding syntheses of organic or inorganic chemical compounds can advantageously be carried out in a fluidized bed

ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte, idet skiktet induktivt holdes på en for syntesereaksjonen nødvendig temperatur, eventuelt i nærvær av et materiale med katalytisk virkning på syntesereaksjonen. Dette materiale kan utgjøres av et metallpulver eller av metallgranulater og samtidig danne det induktivt oppvarmede skikt. Videre kan den for fluidisering nødvendige gass helt eller delvis by means of the present method, the layer being held inductively at a temperature necessary for the synthesis reaction, possibly in the presence of a material with a catalytic effect on the synthesis reaction. This material can consist of a metal powder or metal granules and at the same time form the inductively heated layer. Furthermore, the gas required for fluidization can be completely or partially

utgjøres av de tilførte reaktanter. Uorganiske forbindelser som kan fremstilles på denne måte, er f.eks. carbider, nitrider og halogenforbindelser. Som et eksempel på organiske synteser kan nevnes fremstilling av hydrocarboner, f.eks. ethylen, ved omsetning av hydrogengass og et induktivt oppvarmet koksskikt, idet høye ut-bytter av ønskede hydrocarboner kan oppnås ved innstilling av temperaturen og oppholdstiden. is made up of the added reactants. Inorganic compounds that can be produced in this way are e.g. carbides, nitrides and halogen compounds. As an example of organic syntheses, mention can be made of the production of hydrocarbons, e.g. ethylene, by reacting hydrogen gas and an inductively heated coke layer, as high yields of desired hydrocarbons can be achieved by adjusting the temperature and residence time.

For reaktorer som kan anvendes for utførelse av foreliggende fremgangsmåte, kan den elektriske isolering mellom viklingene og i forekommende tilfelle mellom delviklingene by på visse problemer hvis reaktorveggene i en viss grad vil slippe gjennom gass. Det har hlandt annet vist seg at carbonoxydholdig gass i enkelte tilfeller kan trenge ut fra chargen gjennom reaktorveggen og forårsake utfelling av carbon som kan føre til kortslutning i viklingen. Disse problemer vil bli mer fremtredende ved bygging av meget store, induktivt oppvarmede reaktorer og ovner som kan nødvendiggjøre an-vendelse av innen induksjonsoppvarmingsteknikken hittil ikke ut-nyttede spenninger. Det er spesielt alvorlig at en reparasjon av en ved hjelp av den nuværende teknikk utført vikling ofte medfører en kostbar fullstendig demontering som for den foreliggende fremgangsmåte ville kunne medføre uaksepterbare driftetekniske og øko-nomiske konsekvenser. For reactors that can be used for carrying out the present method, the electrical insulation between the windings and, where applicable, between the sub-windings can present certain problems if the reactor walls will let gas through to a certain extent. It has, however, been shown that in some cases carbon dioxide-containing gas can penetrate from the charge through the reactor wall and cause precipitation of carbon which can lead to a short circuit in the winding. These problems will become more prominent during the construction of very large, inductively heated reactors and furnaces, which may necessitate the use of hitherto unused voltages within the induction heating technique. It is particularly serious that a repair of a winding carried out by means of the current technique often entails an expensive complete disassembly which, for the present method, could entail unacceptable operational technical and economic consequences.

Det har imidlertid vist seg mulig i overraskende høy grad å forebygge kortslutning i induksjonsviklingen når den foreliggende fremgangsmåte utføres i en reaktor med vegganordninger som skiller, induks jonsviklingen fra reaktorrommet og som i viss grad er gjennomtrengbar for gasser, hvis det til vegganordningen ledes en gass som står under et trykk som er høyere enn det høyeste trykk som forekommer i den rett overfor induksjonsviklingen beliggende sone av reaktorrommet og som ikke er istand til å opprette en elektrisk ledende forbindelse mellom viklingene. However, it has proved possible to a surprisingly high extent to prevent short-circuiting in the induction winding when the present method is carried out in a reactor with wall devices that separate the induction winding from the reactor space and which is permeable to gases to a certain extent, if a gas is led to the wall device which is under a pressure that is higher than the highest pressure that occurs in the zone of the reactor space directly opposite the induction winding and which is unable to create an electrically conductive connection between the windings.

En egnet metode kan da være å hindre den under trykk stående -gass som ledes til den nevnte vegganordning, fra å strømme ut A suitable method can then be to prevent the pressurized gas which is led to the aforementioned wall device from flowing out

i retning fra reaktorrommet. Dette kan gjøres f.eks. ved at i det __jains±e> -den av-induks jonsviki-ingen-dek-kede-del av reaktoren holdes innelukket i et trykkammer. For dette kan med fordel den under trykk stående gass ledes til vegganordningen via trykkammeret. Ifølge et annet eksempel kan i forbindelse med den nevnte metode omr&dene mellom naboviklingene avtettes mot atmosfæren som omgir reaktoren, idet den under trykk stående gass tilføres innenfor disse in the direction from the reactor room. This can be done e.g. in that in the __jains±e> -the av-induction ionviki-no-covered part of the reactor is kept enclosed in a pressure chamber. For this, the pressurized gas can advantageously be led to the wall device via the pressure chamber. According to another example, in connection with the aforementioned method, the areas between the neighboring windings can be sealed against the atmosphere surrounding the reactor, as the pressurized gas is supplied within these

avtettede områder. sealed areas.

Risikoen for kortslutning mellom de enkelte sløyfer av induksjonsviklingen kan imidlertid ikke helt elimineres. Det har derfor vist seg fordelaktig å kombinere den ovenfor angitte metode med forholdsregler som gjør det mulig å reparere deler av en induksjonsvikling uten at det er nødvendig å foreta en fullstendig demontering av reaktoren. Dette kan gjøres ved å anvende en av flere, høyst 180° omsluttende elementer oppbygget induksjonsvikling. However, the risk of a short circuit between the individual loops of the induction winding cannot be completely eliminated. It has therefore proved advantageous to combine the above-mentioned method with precautions that make it possible to repair parts of an induction winding without it being necessary to carry out a complete dismantling of the reactor. This can be done by using one of several, at most 180° enveloping elements built up induction winding.

Det kan også ofte være fordelaktig å anvende én av flere delviklinger oppbygget induksjonsvikling. Dessuten kan hver vik-lingssløyfe legges i ett plan. Det fåes da separate én-sløyfevik-linger som kan kobles sammen til delviklinger med et ønsket antall sløyfer. Fordelen med denne anordning er at den muliggjør en kon-struksmessig enkel utførelsesform av den isolerende tetning mellom spoleviklingene med gassinnblåsing som beskrevet ovenfor, at den byr på den største mulighet for tilpasning av delviklingenes vin-ningstall i forhold til det oppvarmede middels elektriske beskaffen-het, at den forenkler oppdelingen av viklingen i elementet og samtidig letter utskiftning av disse, og at den lettere muliggjør opptak av den vanligvis under drift forekommende ekspansjon av en reaktor under bibeholdelse av denne i gasstett tilstand. It can also often be advantageous to use one of several sub-windings built up as an induction winding. In addition, each winding loop can be laid in one plane. Separate one-loop windings are then obtained which can be connected together to form partial windings with a desired number of loops. The advantage of this device is that it enables a structurally simple embodiment of the insulating seal between the coil windings with gas blowing as described above, that it offers the greatest possibility for adapting the partial windings' gain in relation to the electrical nature of the heated medium , that it simplifies the division of the winding in the element and at the same time facilitates their replacement, and that it makes it easier to absorb the expansion of a reactor that usually occurs during operation while maintaining it in a gas-tight condition.

En fordel med plane enkeltvindingssløyfer er dessuten at sammenkoblingen mellom vindingene til delspoler med et hvilket som helst antall vindinger kan utføres slik at spenningen 0 vil oppstå mellom to delspolers tilgrensende vindinger. Dette er mulig om tilgrensende delviklinger gis forskjellig viklingsretning og at samtidig nær hverandre beliggende ender av tilgrensende delviklinger kobles til det samme punkt i strømtilførselssystemet. Ved hjelp av denne anordning unngås det at gapet mellom to delspoler belastes med den høye spenning som tilsvarer spenningen mellom vindingene i en delspole multiplisert med antall vindinger i denne. An advantage of planar single-turn loops is also that the connection between the windings of sub-coils with any number of turns can be carried out so that the voltage 0 will occur between the adjacent turns of two sub-coils. This is possible if adjacent sub-windings are given different winding directions and that at the same time close to each other ends of adjacent sub-windings are connected to the same point in the power supply system. With the help of this device, it is avoided that the gap between two sub-coils is loaded with the high voltage that corresponds to the voltage between the turns in a sub-coil multiplied by the number of turns in it.

Den ovenfor beskrevne under trykk tilførte gass vil strøm-me inn i rommet for materialet som oppvarmes, gjennom de gassgjen-nomtrengbare veggdeler. Det er derfor av betydning at det velges en gass med en med hensyn til typen av oppvarmingsprosess uskadelig sammensetning. Dersom det foreligger risiko for carbonutfelling i veggdelene, kan det være fordelaktig å anvende en i det vesentlige inert gass som har et slikt oxygen- eller hydrogenpotensial at en carbonutfeining hindres i det minste i de inntil induksjonsviklingen beliggende partier av veggdelene. The gas supplied under pressure described above will flow into the room for the material being heated, through the gas-permeable wall parts. It is therefore important that a gas is chosen with a harmless composition with regard to the type of heating process. If there is a risk of carbon deposition in the wall parts, it may be advantageous to use an essentially inert gas which has such an oxygen or hydrogen potential that a carbon removal is prevented at least in the parts of the wall parts located next to the induction winding.

En rekke utførelseseksempler på den foreliggende oppfin-nelse vil nedenfor fali nærmere beskrevet under henvisning til teg-ningen som sterkt skjematisk viser vertikalsnitt av for utførelse av oppfinnelsen egnede anlegg og deler av disse. A number of exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawing, which strongly schematically shows a vertical section of facilities and parts thereof suitable for carrying out the invention.

På fig. 1 er vist en reaktor for fremstilling av petroleumskoks , In fig. 1 shows a reactor for the production of petroleum coke,

på fig. 2 en reaktor for reduksjon og/eller oppkulling av et gassformig medium, on fig. 2 a reactor for reduction and/or carbonization of a gaseous medium,

på fig. 3-5 reaktorer for reduksjon av metalloxyder, on fig. 3-5 reactors for the reduction of metal oxides,

på fig. 6 - 9 et vertikalsnitt av et parti av en reaktorvegg med fire forskjellige anordninger for å unngå kortslutning i induksjonsviklingen, on fig. 6 - 9 a vertical section of a part of a reactor wall with four different devices to avoid short-circuiting in the induction winding,

på fig. 10 et fragmentarisk planriss av en induksjonsvikling som er oppbygd av en rekke elementer med liten omslutningsvin-kel, on fig. 10 a fragmentary plan view of an induction winding which is made up of a number of elements with a small enveloping angle,

på fig. 11 et fragmentarisk-perspektiv.riss av en i det vesentlige ifølge fig. 9 og 10 utformet induksjonsvikling og on fig. 11 is a fragmentary-perspective view of an essentially according to fig. 9 and 10 designed induction winding and

på fig. 12 et fragmentarisk sideriss av to delviklinger som på foretrukket måte tilføres strøm og som er oppbygd av plane viklingsvindinger. on fig. 12 a fragmentary side view of two sub-windings which are supplied with current in a preferred manner and which are made up of flat winding turns.

På fig. 1 er vist en reaktor 10 med et gassinnløp 11, et gassutløp 12 og en rist 13 for understøttelse av et skikt 14 av fluidisert materiale i reaktoren. Denne er på nivået for skiktet 14 omgitt av en induksjonsvikling 15 som er koblet til en ikke vist vekselstrømkilde. Hydrocarboner, f.eks. ved kracking av mineralolje erholdte tunge fraksjoner av hydrocarboner, injiseres kontinuerlig i skiktet 14 gjennom ledningen 16. In fig. 1 shows a reactor 10 with a gas inlet 11, a gas outlet 12 and a grate 13 for supporting a layer 14 of fluidized material in the reactor. This is at the level of the layer 14 surrounded by an induction winding 15 which is connected to an alternating current source not shown. Hydrocarbons, e.g. heavy fractions of hydrocarbons obtained by cracking mineral oil are continuously injected into the layer 14 through the line 16.

I skiktet 14 som hovedsakelig består av koks, opprettholdes en slik temperatur at de fortrinnsvis i forvarmet tilstand til-førte hydrocarboner krackes og danner ny koks og brennbare gassformige produkter som sammen med fluidiseringsgassen forlater reaktoren gjennom utløpet 12. Disse gasser kan anvendes som brensel. Eventuelt kan en del av disse, fortrinnsvis i oppvarmet tilstand, til-bakesirkuleres til reaktoren gjennom innløpet 11 for fluidisering av skiktmaterialet. Også de ved kracking dannede gassformige produkter bidrar til fluidiseringen av skiktmaterialet, og i enkelte tilfeller i en slik grad at gassinnføringen gjennom innløpet 11 kan stanses. In the layer 14, which mainly consists of coke, such a temperature is maintained that the hydrocarbons supplied, preferably in a preheated state, are cracked and form new coke and combustible gaseous products which, together with the fluidizing gas, leave the reactor through the outlet 12. These gases can be used as fuel. Optionally, part of these, preferably in a heated state, can be recirculated to the reactor through the inlet 11 for fluidizing the layer material. The gaseous products formed by cracking also contribute to the fluidization of the layer material, and in some cases to such an extent that the gas introduction through the inlet 11 can be stopped.

Oppholdstiden for det faste materiale i skiktet og skikttemperaturen avpasses slik at den erholdte faste rest av det hydrocarbon som tilføres til reaktoren, får den ønskede kvalitet. Således kan oppholdstiden og temperaturen i skiktet innstilles slik at den dannede koks dessuten renses for svovel. The residence time for the solid material in the layer and the layer temperature are adjusted so that the obtained solid residue of the hydrocarbon that is fed to the reactor has the desired quality. Thus, the residence time and temperature in the layer can be set so that the coke formed is also cleaned of sulphur.

I takt med nydannelsen av koks i skiktet 14 fjernes koks In step with the new formation of coke in layer 14, coke is removed

fra dette gjennom et uttapningsrør 17 hvis øvre åpne ende befinner seg på det nivå hvor det er ønsket at skiktets 14 øvre overflate skal ligge. from this through a discharge pipe 17 whose upper open end is located at the level where it is desired that the upper surface of the layer 14 should lie.

På fig. 2 har henvisningstallene 10 - 13 og 16 samme betydning som på fig 1. En gass som skal reduseres og oppkulles, f.eks. In fig. 2, the reference numbers 10 - 13 and 16 have the same meaning as in Fig. 1. A gas which is to be reduced and decarbonized, e.g.

en for reduksjon av metalloxyder utnyttet gass inneholdende CO, CO2 og H2O, ledes inn gjennom innløpet 11. Gassen kan gunstig i forvarmet tilstand strømme inn i reaktoren 10 hvor den anvendes for fluidisering av skiktmaterialet. De for reduksjonen og oppkullingen nødvendige hydrocarboner injiseres i skiktet 14 gjennom ledningene 16. Skiktet 14 består i dette tilfelle av med carbon overtrukke . partikler av metall med katalytisk virkning på reduksjons- og opp-kullingsprosessen. Carbonbelegget på metallpartiklene som forbrukes under reduksjonen og oppkullingen, nydannes ved opprettholdelse av en slik skikttemperatur at carbon dannes ved pyrolyse av det gjennom ledningen 16 tilførte hydrocarbon og ved kracking under carbonfel-ling av pyrolysegassen. a gas containing CO, CO2 and H2O utilized for the reduction of metal oxides is introduced through the inlet 11. The gas can advantageously, in a preheated state, flow into the reactor 10 where it is used for fluidizing the layer material. The hydrocarbons required for the reduction and carbonization are injected into the layer 14 through the lines 16. The layer 14 in this case consists of a carbon coating. particles of metal with a catalytic effect on the reduction and carburizing process. The carbon coating on the metal particles that are consumed during the reduction and carburization is newly formed by maintaining such a layer temperature that carbon is formed by pyrolysis of the hydrocarbon supplied through line 16 and by cracking during carbon deposition of the pyrolysis gas.

På fig. 3 har henvisningstallene 10 - 13, 15 og 16 samme betydning som på fig 1 og 2. Et metalloxydmateriale, f.eks. jernoxyd, med fluidiserbar partikkelstørrelse og for reduksjonen av metalloxydmaterialet nødvendig reduksjonsmiddel, fortrinnsvis hydrocarbon, innføres i den undre del av det i det vesentlige av koks bestående skikt 14 gjennom ledningen 16. Hvis reduksjonsmidlet er gassformig, kan det isteden innføres gjennom innløpet 11. Temperaturen i reaktoren 10 avpasses '.slik at det tilførte hydrocarbon pyrolyseres og krackes under dannelse av koks og at det reduserte metall, eventuelt sammen med dannet koksakse, agglomereres til større., granulater som på grunn av sin i forhold til det øvrige iskiktmateri-ales høyere tetthet synker gjennom skiktet og dannet skikt 18 av forholdsvis grovt materiale som fjernes fra reaktoren gjennom en ledning 19. Denne uttapping skjer i en slik takt at skiktvolumet i reaktorrommet holdes i det vesentlige uforandret. In fig. 3, the reference numbers 10 - 13, 15 and 16 have the same meaning as in Figs 1 and 2. A metal oxide material, e.g. iron oxide, with a fluidizable particle size and a reducing agent, preferably a hydrocarbon, necessary for the reduction of the metal oxide material, is introduced into the lower part of the essentially coke-consisting layer 14 through line 16. If the reducing agent is gaseous, it can instead be introduced through inlet 11. The temperature in the reactor 10 is adjusted so that the added hydrocarbon is pyrolysed and cracked to form coke and that the reduced metal, possibly together with formed coke ash, is agglomerated into larger granules which, due to their higher density in relation to the other layer material sinks through the layer and formed layer 18 of relatively coarse material which is removed from the reactor through a line 19. This withdrawal takes place at such a rate that the layer volume in the reactor space is kept essentially unchanged.

På fig. 4 hvor henvisningstallene 10 - 16, 18 og 19 har samme betydning som på fig. 3, er reaktorens 10 øvre del vist utformet som strålingsdelen for en forøvrig ikke vist dampkjele. Reaktorens overdel dannes, således av en mantel 20 som er utvendig varmeisolert og som gjennomstrømmes av vann eller vanndamp. Metalloxyder som skal reduseres, og koks eller kull med fluidiserbar par-tikkelstørrelse tilføres til skiktets 14 overside gjennom konsen-triske tilførselsrør 21. Eventuelt kan f.eks. hydrocarbon injiseres i skiktet 14 gjennom ledningen 16. Likeledes kan det gjennom innløpet 11 tilførte fluidiseringsmiddel bestå av en reduserende gass. Temperaturen i reaktoren velges på den under henvisning til fig. 3 beskrevne måte slik at det dannes et undre skikt 18 av forholdsvis grovt materiale som består av redusert metall og eventuelt også av agglomerert koksakse. Det grove materiale tappes ut i en slik takt gjennom ledningen 19 at det opprettholdes et i det vesentlige konstant skiktvolum i reaktorrommet. In fig. 4 where the reference numbers 10 - 16, 18 and 19 have the same meaning as in fig. 3, the upper part of the reactor 10 is shown designed as the radiation part for a steam boiler, otherwise not shown. The upper part of the reactor is thus formed by a jacket 20 which is externally thermally insulated and through which water or steam flows. Metal oxides to be reduced, and coke or coal with a fluidizable particle size are supplied to the upper side of the layer 14 through concentric supply pipes 21. Optionally, e.g. hydrocarbon is injected into the layer 14 through the line 16. Likewise, the fluidizing agent supplied through the inlet 11 can consist of a reducing gas. The temperature in the reactor is selected on it with reference to fig. 3 described manner so that a lower layer 18 is formed of relatively coarse material consisting of reduced metal and possibly also of agglomerated coke ashes. The coarse material is drained out at such a rate through the line 19 that an essentially constant bed volume is maintained in the reactor space.

De ved reduksjonen dannede brennbare gasser forbrennes ved tilførsel av luft og eventuelt av ekstra brensel gjennom ledningene 22 til reaktorrommet over skiktet 14, hvorved forbrenningen bidrar til prosessens energiforsyning. The combustible gases formed during the reduction are burned by supplying air and possibly additional fuel through the lines 22 to the reactor space above the layer 14, whereby the combustion contributes to the process's energy supply.

På fig. 5 hvor henvisningstallene 10, 12, 14 - 16 og 19 - 22 har i det vesentlige samme betydning som på fig. 4, er vist et In fig. 5 where the reference numbers 10, 12, 14 - 16 and 19 - 22 have essentially the same meaning as in fig. 4, is shown a

anlegg for utførelse av en reduksjonsprosess som er temmelig lik den under henvisning til fig. 4 beskrevne prosess. Temperaturen i reaktoren 10 innstilles imidlertid slik at det reduserte metall fåes i smeltet tilstand i en sone 23 som ligger ved reaktorens bunn og hvorfra smeiten tappes ut ved 19. Foruten metalloxyd og fast reduksjonsmiddel kan med fordel faste slaggdannere eller raffine-ringsmidler tilføres gjennom tilførselsrørene 21. Skiktmaterialet holdes fluidisert av i første rekke den ved reduksjonen dannede gass. Ytterligere fluidiseringsmiddel, f.eks. flytende hydrocarbon eller reduserende eller inert gass, kan tilføres gjennom ledningene 16 over sonen 23. plant for carrying out a reduction process which is rather similar to that with reference to fig. 4 described process. However, the temperature in the reactor 10 is set so that the reduced metal is obtained in a molten state in a zone 23 which is located at the bottom of the reactor and from which the melt is drawn off at 19. In addition to metal oxide and solid reducing agent, solid slag formers or refining agents can advantageously be supplied through the supply pipes 21 The layer material is kept fluidized primarily by the gas formed during the reduction. Additional fluidizing agent, e.g. liquid hydrocarbon or reducing or inert gas can be supplied through the lines 16 above the zone 23.

På fig. 6 er vist en del av en reaktorvegg med en keramisk f6ring 24 og en mantel 25. En induksjonsvikling 15 som er In fig. 6 shows part of a reactor wall with a ceramic liner 24 and a mantle 25. An induction winding 15 which is

oppbygd av rør som kan avkjøles ved å lede en kjølevæske gjennom - --disse, er anordnet utenfor f6ringen 24.- Viklingen 15 er delvis lagt inn i en keramisk fyllmasse 26. Både fSringen 24 og fyllmassen 26 er i en viss grad gassgjennomtrengbar. made up of tubes which can be cooled by passing a coolant through them, are arranged outside the casing 24. The winding 15 is partially embedded in a ceramic filler 26. Both the casing 24 and the filler 26 are to a certain extent gas permeable.

For å hindre at faste, flytende eller gassformige materialer skal komme frem til viklingen 15 fra den i forhold til spolen motsatte side av reaktorveggen, dvs. fra reaktorrommet for opptak av det materiale som skal oppvarmes, opprettholdes i veggdelene 24, 26 på høyde med viklingen 15 et trykk ved hjelp av en gass og som overstiger det høyeste trykk som forekommer i den midt innenfor induksjonsviklingen beliggende sone av reaktorrommet. In order to prevent solid, liquid or gaseous materials from reaching the winding 15 from the opposite side of the reactor wall in relation to the coil, i.e. from the reactor room for receiving the material to be heated, the wall parts 24, 26 are maintained at the height of the winding 15 a pressure by means of a gas and which exceeds the highest pressure that occurs in the zone of the reactor space situated in the middle of the induction winding.

Den anvendte gass velges slik at den ikke er istand til å opprette en elektrisk ledende forbindelse mellom viklingsvindingene i viklingen 15. Det nevnte trykk opprettholdes ved at en gass, f.eks. luft eller en i det vesentlige inert gass, ledes under trykk gjennom tilførselsrøret 27 til et trykkammer 28 som avtetter induksjonsviklingen 15 mot den omgivende atmosfære. The gas used is chosen so that it is not able to create an electrically conductive connection between the winding turns in the winding 15. The aforementioned pressure is maintained by a gas, e.g. air or an essentially inert gas, is led under pressure through the supply pipe 27 to a pressure chamber 28 which seals the induction winding 15 against the surrounding atmosphere.

På fig. 7 er likeledes vist et parti av en reaktorvegg med en f6ring 24, en fyllmasse 26 og en induksjonsvikling 15. Områdene mellom tilstøtende viklingsvindinger er ved hjelp av en tet-ningsanordning 29 av et fortrinnsvis isolerende materiale avtettet mot atmosfæren som omgir reaktoren. I anordningen 29 er det tatt ut en rekke hull 30 gjennom hvilke gass ledes under trykk, som an-tydet ved hjelp av piler, til de på samme nivå som viklingene 15 beliggende partisr av reaktorveggen 24, 26. In fig. 7 also shows a part of a reactor wall with a liner 24, a filler 26 and an induction winding 15. The areas between adjacent winding turns are sealed against the atmosphere surrounding the reactor by means of a sealing device 29 of a preferably insulating material. In the device 29, a number of holes 30 have been taken out through which gas is led under pressure, as indicated by means of arrows, to the parts of the reactor wall 24, 26 situated at the same level as the windings 15.

På fig. 8 er vist en utførelsesform som i prinsippet over-ensstemmer med utførelsesformen ifølge fig. 7. Et parti av en reaktorvegg som er dannet av en f6ring 24 og fyllmasse 26, er omgitt av en spiralviklet induksjonsvinding 15. Avtetningen mellom tilstøt-ende viklingsvindinger er avstedkommet ved hjelp av en på samme måte spiralviklet slange eller lignende 31 av elastomert materiale. For å oppnå små og dermed mer effektivt tettende anleggsoverflater mellom slangen 31 og viklingen 15 er det på viklingen fastsveiset rør 32 med liten diameter. Slangen 31 tjener samtidig for tilførsel av gass under trykk til veggdelene 24, 26 og er for dette formål dels koblet til en ikke vist trykkmiddelkilde og dels forsynt med gassutløpsåpninger 33 som er rettet mot reaktorveggen. In fig. 8 shows an embodiment which in principle corresponds to the embodiment according to fig. 7. A part of a reactor wall formed by a liner 24 and filler 26 is surrounded by a spirally wound induction winding 15. The sealing between adjacent winding turns is achieved by means of a similarly spirally wound hose or similar 31 of elastomeric material. In order to achieve small and thus more effectively sealing contact surfaces between the hose 31 and the winding 15, a tube 32 with a small diameter is welded to the winding. The hose 31 simultaneously serves to supply gas under pressure to the wall parts 24, 26 and for this purpose is partly connected to a source of pressure medium not shown and partly provided with gas outlet openings 33 which are directed towards the reactor wall.

På fig. 9 er igjen vist et reaktorveggparti som består av en f6ring 24 og fyllmasse 26 og som er omgitt av en induksjonsvikling 16. Hver viklingsvinding har et parallelt trapesformig tverr-snitt og er oventil og nedentil forsynt med utstikkende flenser 34. Mellom nær beliggende flenser 34 for tilgrensende viklingsvindinger er det anordnet tetninger 35 av elastomert materiale som er forsynt med hull 36 for å lede gass under trykk til fyllmassen 26. En rekke langs viklingsvindingenes lengde fordelte hull er anordnet i tetnin-gen 35 mellom på hverandre følgende viklingsvindinger. Gassen ledes til disse hull 36 gjennom fordelingsrør 37 som strekker seg fra et for en rekke fordelingsrør 37 felles tilførselsrør 38. In fig. 9 again shows a reactor wall section which consists of a liner 24 and filler 26 and which is surrounded by an induction winding 16. Each winding turn has a parallel trapezoidal cross-section and is provided above and below with protruding flanges 34. Between closely located flanges 34 for adjacent winding turns, seals 35 of elastomeric material are arranged which are provided with holes 36 to conduct gas under pressure to the filling mass 26. A series of holes distributed along the length of the winding turns are arranged in the seal 35 between successive winding turns. The gas is led to these holes 36 through distribution pipes 37 which extend from a supply pipe 38 common to a number of distribution pipes 37.

På fig. 10 er vist hvorledes hver viklingsvinding i viklingen 15 kan være oppbygd av flere, fortrinnsvis i det samme plan, anordnede elementer 39a - d som hvert omslutter en vinkel på under 180°. Kjølevæske og eventuelt også elektrisk strøm ledes gjennom ledningen 40 mellom naboelementer 39a - d, og tetningsanordningen 41 er anordnet mellom tilstøtende ender av elementene 39. In fig. 10 shows how each winding turn in the winding 15 can be made up of several, preferably in the same plane, arranged elements 39a - d which each enclose an angle of less than 180°. Coolant and possibly also electric current are led through the line 40 between neighboring elements 39a - d, and the sealing device 41 is arranged between adjacent ends of the elements 39.

På fig. 11 er vist mer detaljert forbindelsesstedet mellom naboelementer 39a, 39b ifølge fig. 10, hvor elementene har i det vesentlige den på fig. 9 viste utforming. Flensene 34 for det ene element 39a er avsluttet i avstand fra elementet 11, mens det andre element 39b har en flens 43 som skyter ut over elementet. 39a. Avtetningen mellom tilstøtende elementender er gjort ved hjelp av In fig. 11 shows in more detail the connection point between neighboring elements 39a, 39b according to fig. 10, where the elements have essentially that of fig. 9 showed design. The flanges 34 for one element 39a are terminated at a distance from the element 11, while the other element 39b has a flange 43 which projects above the element. 39a. The sealing between adjacent element ends is done using

en mellom flensens 42 innside og elementets 39a utside innklemt pakning 43 som muliggjør en viss bevegelse mellom elementene 39a, 39b i deres lengderetning. a gasket 43 sandwiched between the inside of the flange 42 and the outside of the element 39a which enables a certain movement between the elements 39a, 39b in their longitudinal direction.

På fig. 12 er vist en induksjonsvikling som er oppbygd av to delviklinger som hver består av tre viklingsvindinger 44 - 46 hhv. 47 - 49. Hver viklingsvinding er anordnet i det samme plan og kan være oppdelt i elementer på den på fig. 10 viste måte. Mellom de tilstøtende ender for hver viklingsvinding og mellom tilstøtende viklingsvindinger er pakninger 50 anordnet. Elektrisk strøm tilføres gjennom ledningene 51 til delviklingene 44 - 46 og 47 - 49. Strømmen fjernes fra disse tilførselsledninger gjennom kontaktelementer 52 - 55, mens strømmen ledes mellom tilstøtende viklingsvindinger i hver delvikling gjennomkontaktelementene 56 - 59. Det fremgår av teg-ningen at delviklingene 44 - 46 og 47 - 49 har forskjellige viklingsretninger og at tilstøtende ender av delviklingene er koblet til i prinsippet det samme punkt i strømtilførselssysternet, hvorved spenningen mellom viklingsvindingene 46 og 47 stadig er null. In fig. 12 shows an induction winding which is made up of two partial windings, each consisting of three winding turns 44 - 46 respectively. 47 - 49. Each winding turn is arranged in the same plane and can be divided into elements on the one in fig. 10 shown way. Between the adjacent ends of each winding turn and between adjacent winding turns, gaskets 50 are arranged. Electric current is supplied through the lines 51 to the sub-windings 44 - 46 and 47 - 49. The current is removed from these supply lines through contact elements 52 - 55, while the current is led between adjacent winding turns in each sub-winding through the contact elements 56 - 59. It is clear from the drawing that the sub-windings 44 - 46 and 47 - 49 have different winding directions and that adjacent ends of the partial windings are connected to basically the same point in the power supply system, whereby the voltage between the winding turns 46 and 47 is always zero.

Eksempel 1 Example 1

Et fluidisert skikt med en diameter på 7,0 ra iog en høyde av ca. 5,0 m ble holdt på en temperatur av ca. 1200° C i en reaktor av den på fig. 1 viste type. Ca. 20 000 Nm<3>/h av en svakt reduserende gass ble ved tilnærmet skikttemperatur tilført gjennom reaktorens bunn for fluidisering av skiktmaterialet som besto av kokspartikler med en gjennomsnittlig kornstørrelse på 0,15 mm. Mineralolje med et carboninnhold på ca. 85 vekt%, et hydrogeninnhold på ca. A fluidized layer with a diameter of 7.0 ra and a height of approx. 5.0 m was kept at a temperature of approx. 1200° C in a reactor of the one in fig. 1 shown type. About. 20,000 Nm<3>/h of a weakly reducing gas was supplied at approximate bed temperature through the bottom of the reactor to fluidize the bed material which consisted of coke particles with an average grain size of 0.15 mm. Mineral oil with a carbon content of approx. 85% by weight, a hydrogen content of approx.

10 vekt% og et svovelinnhold på ca. 3 vekt% ble sprøytet inn i skiktet i en mengde av ca. 115 tonn pr. 24 h. Koks i en mengde av ca. 40 tonn pr. 24 h og med en svovelinnhold på under 0,1 vekt% 10% by weight and a sulfur content of approx. 3% by weight was injected into the layer in a quantity of approx. 115 tonnes per 24 h. Coke in an amount of approx. 40 tonnes per 24 h and with a sulfur content of less than 0.1% by weight

ble fjernet fra skiktets øvre del, og i løpet av den samme tid ble det erholdt ca. 128 Q00 nm gass bestående av gassformige krackingprodukter som inneholdt ca. 25 volum% hydrogen og resten lavere hydrocarboner, og denne gass ble blåst ut av reaktoren sammen med fluidiseringsgassen. En del av denne gass ble delvis forbrent og resirkulert for å danne en svakt reduserende gass som ble anvendt for fluidiseringen. Energi i en mengde av 120 MWh pr. 24 h ble induktivt tilført til skiktet ved en frekvens på 2600 Hz ved hjelp av en induksjonsvikling som omga reaktoren på nivået for det fluidiserte skikt og som hadde en diameter på 7,5 m og en høyde av 4,5 m. Denne energi var tilstrekkelig til å opprettholde skikttemperaturen og for dannelse av petroleumskoksen. was removed from the upper part of the layer, and during the same time approx. 128 Q00 nm gas consisting of gaseous cracking products which contained approx. 25 volume% hydrogen and the rest lower hydrocarbons, and this gas was blown out of the reactor together with the fluidization gas. A portion of this gas was partially combusted and recycled to form a slightly reducing gas which was used for the fluidization. Energy in an amount of 120 MWh per 24 h was inductively supplied to the bed at a frequency of 2600 Hz by means of an induction winding which surrounded the reactor at the level of the fluidized bed and which had a diameter of 7.5 m and a height of 4.5 m. This energy was sufficient to maintain the formation temperature and for the formation of the petroleum coke.

Eksempel 2 Example 2

Et fluidisert skikt med en diameter på 2,0 m og en høyde på ca. 1,8 m ble holdt på en temperatur av ca. 1100° C i en reaktor av den på fig. 2 viste type. Ca. 4500 Nm^/h av en fra en jernsvamp-ovn erholdt gass som hadde en sammensetning på ca. 40 volum% C02, 10 volum% H2O og resten i det vesentlige H2 og CO, ble ved en temperatur av ca. 900° C tilført gjennom reaktorens bunn for fluidisering av skiktmaterialet som besto av kokspartikler med en gjennomsnittlig kornstørrelse på 0,4 mm. Ca. 190 000 Nm mpr. 24 h av en gass med en sammensetning på 52 volum% H2, 45 volum% CO og resten i det-vesentlige C02 og H20 ble blåst ut av reaktoren. Olje av typen fyringsolje nr. 5 ble sprøytet inn i skiktet i en mengde av 36 tonn pr. 24 h for å erstatte den på grunn av reduksjonen av fluidiseringsgassen forbrukte koks. Energi i en mengde av 137 MWh pr. 24 h ble elektroinduktivt tilført til skiktet ved en frekvens på 36,5 kHz ved hjelp av en induksjonsspole sem omga reaktoren på samme nivå som det fluidiserte skikt og som hadde en diameter på 2,5 m og en høyde på 1,5 m. Denne energi var tilstrekkelig til å opprettholde skikttemperaturen, reduksjonen av fluidiseringsgassen og dannelsen av petroleumskoks fra ovnen. A fluidized layer with a diameter of 2.0 m and a height of approx. 1.8 m was kept at a temperature of approx. 1100° C in a reactor of the one in fig. 2 shown type. About. 4500 Nm^/h of a gas obtained from an iron sponge furnace which had a composition of approx. 40% by volume C02, 10% by volume H2O and the rest essentially H2 and CO, were at a temperature of approx. 900° C fed through the bottom of the reactor to fluidize the layer material which consisted of coke particles with an average grain size of 0.4 mm. About. 190,000 Nm mpr. 24 h of a gas with a composition of 52% by volume H 2 , 45% by volume CO and the remainder in the essential CO 2 and H 2 O was blown out of the reactor. Oil of the type fuel oil No. 5 was injected into the layer in a quantity of 36 tonnes per 24 h to replace the coke consumed due to the reduction of the fluidizing gas. Energy in an amount of 137 MWh per 24 h was electro-inductively supplied to the layer at a frequency of 36.5 kHz by means of an induction coil which surrounded the reactor at the same level as the fluidized layer and which had a diameter of 2.5 m and a height of 1.5 m. energy was sufficient to maintain the bed temperature, the reduction of the fluidizing gas and the formation of petroleum coke from the furnace.

Eksempel 3 Example 3

Et fluidisert skikt med en diameter av 7,0 m og en høyde av ca. 5,0 m ble holdt på en temperatur av ca. 1050° C i en reaktor av den på fig. 3 viste type. Ca. 20 000 Nm<3>/h av en inert gass ble ved en temperatur av 900° C tilført gjennom reaktorens bunn for fluidisering av skiktmaterialet som besto av kokspartikler med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 0,15 mm. Jernoxyd inneholdende 65 vekt% Fe og med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse som i det vesentlige overensstemte med koksens gjennomsnitlige partik-kelstørrelse, ble kontinuerlig tilført til den nedre del av skiktet i. en mengde av ca. 150 tonn pr. 24 h sammen med stenkullgrus i en mengde av 35 tonn pr. 24 h og inneholdende ca. 30 vekt% flyktige bestanddeler og 12 vekt% aske. Jernsvamp i en mengde av ca. 100 tonn pr. 24 h og et samlet jerninnhold på 97 vekt% og et carboninnhold på ca. 1 vekt% ble fjernet fra den nedre del av skiktet sammen med agglomerert aske i en mengde av 4 tonn pr. 24 h. 23 000 Nm /h av en gass inneholdende ca. 4 volum% CO ble blåst ut av reaktoren. Energi i en mengde av 110 MWh pr. 24 h ble induktivt tilført til skiktet ved en frekvens på 2600 Hz ved hjelp av en induksjonsspole som omga reaktoren på samme nivå som det fluidiserte skikt og som hadde en diameter av 7,5 m og en høyde av 4,5 m. Denne energi var tilstrekkelig til å opprettholde skikttemperaturen og til å dekke energibehovet for forkoksnings- og reduksjonsreaksjonene. Den til skiktet tilførte mengde stenkullgrus var tilstrekkelig til å erstatte den på grunn av reduksjonen forbrukte koks. A fluidized layer with a diameter of 7.0 m and a height of approx. 5.0 m was kept at a temperature of approx. 1050° C in a reactor of the one in fig. 3 shown type. About. 20,000 Nm<3>/h of an inert gas was supplied at a temperature of 900° C through the bottom of the reactor to fluidize the bed material which consisted of coke particles with an average particle size of 0.15 mm. Iron oxide containing 65% by weight Fe and with an average particle size which essentially corresponded to the average particle size of the coke was continuously added to the lower part of the layer in an amount of approx. 150 tonnes per 24 h together with coal gravel in a quantity of 35 tonnes per 24 h and containing approx. 30 wt% volatile components and 12 wt% ash. Sponge iron in a quantity of approx. 100 tonnes per 24 h and a total iron content of 97% by weight and a carbon content of approx. 1% by weight was removed from the lower part of the layer together with agglomerated ash in a quantity of 4 tonnes per 24 h. 23,000 Nm /h of a gas containing approx. 4 vol% CO was blown out of the reactor. Energy in an amount of 110 MWh per 24 h was inductively supplied to the bed at a frequency of 2600 Hz by means of an induction coil which surrounded the reactor at the same level as the fluidized bed and which had a diameter of 7.5 m and a height of 4.5 m. This energy was sufficient to maintain the bed temperature and to cover the energy requirements for the coking and reduction reactions. The amount of coal gravel added to the layer was sufficient to replace the coke consumed due to the reduction.

Eksempel 4 Example 4

Ved en reduksjonsprosess ifølge eksempel 3 ble en reaktor av.;den på fig. 4 viste type anvendt. Den fra skiktet avgående gass ble forbrent i reaktorrommet over skiktet ved tilførsel av luft til gassen. Det elektriske energibehov sank derved til 99 MWh pr. 24 h. In a reduction process according to example 3, a reactor of the one in fig. 4 showed type used. The gas leaving the layer was combusted in the reactor space above the layer by supplying air to the gas. The electrical energy demand thereby fell to 99 MWh per 24 h.

Eksempel 5 Example 5

Ved en reduksjonsprosess ifølge eksempel 3 ble en reaktor av den på fig. 5 viste type anvendt, og det ble opprettholdt en skikttemperatur på ca. 1400° C. Smeltet råjern i en mengde av 98 tonn pr. 24 h og med et carboninnhold på ca. 2 vekt% ble tappet ut ved bunnen av reaktoren sammen med smeltet slagg i en mengde av ca. 5 tonn pr. 24 h. Den fra skiktet avgående gass ble forbrent som beskrevet i eksempel 4. Det elektriske energibehov var 120 MWh pr. 24 L In a reduction process according to example 3, a reactor of the one in fig. 5 type used, and a layer temperature of approx. 1400° C. Molten pig iron in a quantity of 98 tonnes per 24 h and with a carbon content of approx. 2% by weight was drained out at the bottom of the reactor together with molten slag in an amount of approx. 5 tonnes per 24 h. The gas leaving the layer was burned as described in example 4. The electrical energy requirement was 120 MWh per 24 L

Eksempel 6 Example 6

Ved fremstilling av eten ved kracking av hydrocarbon ble et fluidisert skikt med en diameter av 2,0 m og en høyde av ca. In the production of ethylene by cracking hydrocarbons, a fluidized layer with a diameter of 2.0 m and a height of approx.

1,8 m holdt på en temperatur av ca. 1200° C i en reaktor av den på fig. 2 viste type. Ca. 4000 Nm /h hydrocarbon som i det vesentlige besto av ethan, ble ved en temperatur av ca. 900° C tilført gjennom reaktorbunnen for fluidisering av skiktmaterialet som besto av med sølv belagte nikkelkuler med en gjennomsnittlig diameter av Q,10 mm. Ca. 180 000 Nm<3> pr. 24 h av en gass bestående av gassformige krackingprodukter inneholdende ca. 47 volum% ethen og 47 volum% hydrogen ble blåst ut av reaktoren. Energi i en mengde av 110 MWh pr. 24 h ble elektroinduktivt tilført til skiktet ved en frekvens på 5000 Hz ved hjelp av en induksjonsspole som omga reaktoren på samme nivå som det fluidiserte skikt og som hadde en diameter av 2,5 m og en høyde av 1,5 m. Denne energi var tilstrekkelig til å opprettholde skikttemperaturen og til å dekke energibehovet for krackingreaksjonene. 1.8 m kept at a temperature of approx. 1200° C in a reactor of the one in fig. 2 shown type. About. 4000 Nm/h hydrocarbon, which essentially consisted of ethane, was at a temperature of approx. 900° C fed through the reactor bottom to fluidize the layer material which consisted of silver-coated nickel balls with an average diameter of Q.10 mm. About. 180,000 Nm<3> per 24 h of a gas consisting of gaseous cracking products containing approx. 47 vol% ethene and 47 vol% hydrogen were blown out of the reactor. Energy in an amount of 110 MWh per 24 h was electro-inductively supplied to the bed at a frequency of 5000 Hz by means of an induction coil which surrounded the reactor at the same level as the fluidized bed and which had a diameter of 2.5 m and a height of 1.5 m. This energy was sufficient to maintain the layer temperature and to cover the energy requirements for the cracking reactions.

Claims

i 1. Procedure for carrying out heat-demanding chemical and/or physical processes in a reactor containing a fluidized bed, where at least; part of the energy required for the process is generated electro-inductively in the layer itself using at least one induction loop. which is arranged outside the reactor space and which is supplied with alternating current, characterized by the fact that a fluidized layer is used containing material which gives the layer itself an electrical resistance of 10 1 - 10 ohm m, the frequency of the alternating current being chosen as such 'in dependence on the selected smallest cross-sectional dimension (d) for the layer area and of the layer's electrical resistance (p) that between the smallest transverse dimension (d) and that of frequency and. electrical resistance determined penetration depth (5) for the electromagnetic field a ratio of between 0.2 and 1.5 is maintained, which ratio is determined by the relation

j = k (0.54 - 0.35* <10>logp), where k is a number between 1.1 and 1.5, preferably approx. 1.2.

Method according to claim 1, characterized in that a layer of coke material is used which simultaneously forms a reducing agent and is gradually consumed during reduction and/or decarburization. 3. Method according to claim 2, characterized in that at least such a temperature is maintained in the layer that the ash formed by the gradual consumption of the coke layer is brought to agglomerate into a relatively coarse-grained material which, due to its greater weight in relation to the coke accumulates at the bottom of the reactor from which it is periodically or continuously drained. 4. Method according to claim 1, characterized in that a layer of essentially metallic material is used. 5. Method according to claim 1 or 4, characterized in that a layer is used which essentially consists of particles coated with carbon, the carbon coating forming the reducing agent and is gradually consumed during the reduction and/or carburizing and renewed by means of a preferably mainly continuous supply of liquid or gaseous hydrocarbon and maintaining such a layer temperature that carbon is formed by pyrolysis of the hydrocarbon and cracking of the pyrolysis gas under

the carbon precipitation. 6. Method according to claim 1, characterized in that a layer of metal powder or granules is used with a catalytic effect on synthesis reactions. 7. Method according to claim 6, characterized in that the gas required for fluidization is wholly or partly constituted by the added reactants. 8. Method according to claims 1-7, characterized in that combustion of combustible materials is carried out in the reactor space above the fluidized bed, with part of the heat required for the process being supplied to the bed mainly by radiation from the combustion gases. 9. Method according to claims 1 - 8, where a reactor with wall devices which separate the induction winding from the reactor space and which has a certain gas permeability is used, characterized in that a gas is led to the wall devices with a pressure that is higher than the highest pressure occurring in the zone of the reactor space located directly opposite the induction winding, as the initial gas is not able to maintain an electrically conductive connection between the winding turns. 10. Method according to claim 9, characterized in that the pressurized gas led to the wall devices is prevented from flowing out through the wall devices in the direction from the reactor space. 11. Method according to claim 10, characterized in that at least the part of the reactor covered by the induction winding is kept enclosed in a pressure chamber. 12. Method according to claim 11, characterized in that the gas is led to the wall devices via the pressure chamber. 13. Method according to claim 10.., characterized in that the areas between adjacent winding turns are sealed against the atmosphere surrounding the reactor, and that the gas is supplied within these sealed areas. 14. Method according to claims 9-13-, characterized in that an induction winding made up of several, at most 180° enveloping elements is used. 15. Method according to claims 9-14, characterized in that an induction winding made up of several sub-windings is used. 16. Method according to claims 9-15, characterized in that each winding turn is laid in one plane. 17. Method according to claim 15 or 16, characterized in that adjacent partial windings are given different winding directions and that adjacent ends of adjacent in

partial windings are connected to the same point in the power supply system. I 18. Method according to claims 9-17, characterized in that an essentially inert gas is used which has such an oxygen or hydrogen potential that carbon precipitation is prevented at least in the parts of the wall devices situated next to the induction winding.