NO150400B - Fremgangsmaate og innretning for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel - Google Patents

Fremgangsmaate og innretning for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel Download PDF

Info

Publication number
NO150400B
NO150400B NO762272A NO762272A NO150400B NO 150400 B NO150400 B NO 150400B NO 762272 A NO762272 A NO 762272A NO 762272 A NO762272 A NO 762272A NO 150400 B NO150400 B NO 150400B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
zone
heating chamber
fluidization
fluidization zone
heating
Prior art date
Application number
NO762272A
Other languages
English (en)
Other versions
NO762272L (no
NO150400C (no
Inventor
Richard F Markel
William M Goldberger
Original Assignee
Graphite Synthesis Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Graphite Synthesis Co filed Critical Graphite Synthesis Co
Publication of NO762272L publication Critical patent/NO762272L/no
Publication of NO150400B publication Critical patent/NO150400B/no
Publication of NO150400C publication Critical patent/NO150400C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B19/00Heating of coke ovens by electrical means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/09Reaction techniques
    • Y10S423/16Fluidization

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Coke Industry (AREA)

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en innretning for behandling av materiale ved relativt høye temperaturer, særlig høytemperaturbehandling av karbonmateriale som innehold-
er svovel. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for kontinuerlig rensing og avsvovling av slike karbonmaterialer ved å holde materialet i et virvelsjikt og oppvar-mer det til relativt høye temperaturer over en tilstrekkelig tid for derved å redusere svovelinnholdet i materialet til under ca. 0,5%. Ifølge et annet aspekt tar man sikte på å omdanne i det minste en del av materialet fra en relativt amorf molykylær tilstand til en mer krystallisk struktur for frem-stilling av grafitt.
Det er vel kjent at karbonmateriale, f.eks. kalcinert petroleumkoks kan avsvovles så godt som fullstendig ved å utsette det for relativt høye temperaturer, fortrinnsvis over 1700°C. Grafittiseringen av slike materialer er tidtemperaturavheng-
ig og kan i hovedsaken gjennomføres ved å oppvarme materialet til enda høyere temperaturer, fortrinnsvis over 2200°C. Mange eksisterende systemer er imidlertid ikke istand til å oppnå eller opprettholde de relativt høye temperaturer som er nød-vendig for på en fordelaktig og effektiv måte å fremstille et høykvalitets produkt som er jevnt renset. De tidligere kjente avsvovlingssystemer har dessuten ikke vært istand til på en økonomisk måte å bevirke en redusering av svovelinnholdet i materialet under ca. 0,5%.
Det er kjent et stort antall fremgangsmåter og innretninger
som tar sikte på å oppnå jevn oppvarming av forskjellige karbonmaterialer. Noen av disse fremgangsmåter og innretninger tar utgangspunkt i bruk av en virvelstrøm for agitering av materialet under oppvarming, hvilket skjer i en del av et oppvarmingskammer som benevnes som fluidiseringssone eller" virvel-sone. Kombinasjonen av virvelstrømmen og materialet som agiteres i virvelsonen kalles vanligvis for virvelsjikt. Man har hittil stort sett gått ut i fra at en behandling av et materiale i et virvelsjikt vil være upraktisk eller lite effek-
tivt for partikkelformet materiale med forskjellige størrel-
ser, særlig relativt store partikler, fordi det er vanskelig å holde de store partikler i fluidisert tilstand selv ved høye virvelgassstrømningshastigheter.
De tidligere materialbehandlingsstystemer er ikke bare be-grenset med hensyn til den avsvovling som man kan oppnå,
eller med hensyn til størrelsen av det partikkelformede materiale som på en effektiv måte kan fluidiseres, men lider også av andre ulemper. Som eksempel kan nevnes at mange systemer ikke er istand til å behandle materialet på en kontinuerlig måte, mens andre systemer igjen bare kan gi kommersielle kvanta av behandlet materiale ved innsats av re-
lativt store innretninger. Slike innretninger er stort sett for kompliserte eller for dyre til at de kan utnyttes særlig godt i praksis.
Det er således en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse
å forsøke å eliminere disse og andre ulemper som hefter ved tidligere kjent teknikk, og det man spesielt tar sikte på er altså å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og en forbedret innretning for behandling av karbonmaterialet som inne-/ holder svovel, f.eks. petroleumkoks i partikkelform eller / andre karbonmaterialer. y
Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et materi-albehandlingssystem som er istand til å oppnå og opprettholde de relativt høye temperaturer som er nødvendig for på en for-delaktiv og effektiv måte å kunne fremstille et høykvalitets-produkt med jevn avsvovling, hvor svovelinnholdet ligger på mindre enn ca. 0,5%.
Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et materi-albehandlingssystem som er istand til å bevirke en agitering av flere partikkelstørrelser, herunder innbefattet relativt store størrelser, i et virvelsjikt med en minimal strømning av fluidiserende gass eller virvelgass.
Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et materi-albehandlingssystem som kontinuerlig og på en økonomisk måte kan gi kommersielle kvanta av avsvovlet materiale.
En hensikt med oppfinnelsen er også å tilveiebringe et materi-albehandlingssystem som på en økonomisk måte kan bevirke en omforming av i det minste en del av et karbonmateriale fra en relativt amorf molekylær tilstand og til en mer krystallisk grafittstruktur.
Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et materi-albehandlingssystem som er istand til å gi en jevn behandling av materialer med forskjellige størrelser.
Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebrakt en fremgangsmåte for redusering av svovelinnholdet til under 0,5% i karbonmateriale med innhold av svovel, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved kombinasjon av følgende trinn: kontinuerlig innføring av karbonmateriale med innhold av svovel med styrt hastighet i en fluidiseringssone, uavheng-
ig av et fluidiserende medium, idet en vesentlig andel har en partikkeldiameter større enn ca. 0,2 mm, men ikke større enn ca. 13 mm, kontinuerlig uttaging av omtrent like mengder av karbonmateriale med innhold av svovel fra fluidiseringssonen for å holde materialet i fluidiseringssonen i dynamisk likevekt,
føring av fluidiserende medium i hovedsaken bestående av inertgass oppover fra en bunndel av fluidiseringssonen og gjennom materialet i fluidiseringssonen med en hastighet tilstrekkelig til å fluidisere materialet og på en i hovedsaken jevn måte å fjerne svovelholdig gass fra f luidiseringssonen og f or i hovedsaken å hindre tilbakegang av svovel i fluidiseringssonen såvel som i det kontinuerlig innførte materiale, og oppvarming av materialet under utnyttelse av elektrisk motstand, mens det er i den jevnt fluidiserte tilstand i fluidiseringssonen til en temperatur over 1700°C, og at eventuelt materialet oppvarmes i fluidiseringssonen til en temperatur
over 2200°C, og gis en oppholdstid i fluidiseringssonen som er tilstrekkelig til å omdanne det amorfe karbonmateriale til syntetisk grafitt.
Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt en innretning
for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel og i hovedsaken med en partikkeldiameter stør-re enn ca. 0,2 mm, men ikke større enn ca. 13 mm, hvilken innretning er kjennetegnet ved at den innbefatter et oppvarmingskammer 20 med konisk bunn 21 og innbefattende en anordning 22 for kontinuerlig innføring av mengder av materialet, en anordning 40 for styrt uttaging av behandlede mengder av materialet fra en nedre del av kammeret, midler 50 for tilveiebringelse av en fluidiseringsstrøm inne i oppvarmingskammeret 20 for derved å tilveiebringe en i hovedsaken jevn fluidisering av materialet og i hovedsaken å hindre gjenopptak av svovelet, og en elektrodeoppvarmingsanordning for oppvarming av materialet i oppvarmingskammeret 2 0 til en temperatur over 1700°C.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til teg-ningene , hvor:
fig. 1 viser et snitt gjennom en innretning,
fig. 2 viser et forstørret utsnitt av en del av innretningen
i fig. 1, og
fig. 3 viser et snitt etter linjen 3-3 i fig. 2.
Før fremgangsmåten og innretningen beskrives nærmere skal det først gis en generell redegjørelse for et utførelseseksempel. Svovelholdig karbonmateriale, f.eks. petroleumkoks, kalciner-es med konvensjonelle midler og mates kontinuerlig inn i oppvarmingskammeret i en elektrisk motstandsovn. Koksen kan mates direkte fra kalvinatoren og/eller gå gjennom innretningen hvor fuktighet og oksygen fjernes for å hindre korrosjon inne i ovnen. De kalcinerte kokspartikler kan ha forskjellige størrelser, innenfor et diameterområde på 0,2-13 mm.
Inne i oppvarmingskammeret blir kalcinerte kokspartikler agitert ved hjelp av en oppoverrettet virvelgassstrøm. Par-tiklene holdes i.oppvarmingskammeret i en tid som er tilstrekkelig til at en relativt stor elektrisk strøm kan gå gjennom materialet og virvelgasstrømmen. Som et resultat av dette vil de kalcinerte partikler oppvarmes til ekstremt høye .temperaturer, hovedsakelig over 1700°C, og fortrinnsvis over 2500°C. Ifølge et aspekt ved dette utførelsesek-sempel kan kombinasjonen av agiteringen av materialet ved hjelp av virvelstrømmen og oppvarmingen av materialet til slike relativt høye temperaturer resultere i et høykvali-tetsprodukt som er jevnt avsvovlet og har et svovelinnhold som er mindre enn ca. 0,5%. Ifølge et annet aspekt vil i det minste en del av materialet omdannes fra en relativt amorf molekylær tilstand og til en mer krystallisk grafittstruktur.
Etter oppvarmingen vil de behandlede materialer synke ned mot bunnen av oppvarmingskammeret, gå gjennom en manifold og inn i et kjølekammer. I kjølekammeret reduseres materi-al temperaturen flere tusen grader. En transportanordning, f.eks. en transportskrue, samvirker med utløpet ved bunnen av kjølekammeret og. muliggjør en regulerbar uttaking av av-kjølt avsvovlet produkt fra ovnen. Samtidig mates kalcinert materiale inn i innretningen og varmes opp ved direkte elektrisk motstand som forklart ovenfor. På denne måten kan innretningen kontinuerlig behandle relativt store kvanta av karbonmateriale iløpet av relativt kort tid.
Fig.l viser et snitt gjennom en ovn 10. Ovnen 10 har et oppvarmingskammer 20 og et kjølekammer 30 under oppvarmingskammeret. Oppvarmingskammeret 20 har sylindrisk form og avsluttes nedentil med en konisk bunn 21. Rundt oppvarmingskammeret 20 er det et tykt lag av termisk isolasjon 15 omgitt av en metallkappe 16. Isolasjonen 15 tjener til å mini-malisere varmetapet i fra oppvarmingskammeret 20, og derved til å maksimere ovnens 10 effektivitet.
Gjennom en åpning 24 i toppen av oppvarmingskammeret 20 går det inn en stangelektrode 11 fremstilt av et elektrisk ledende varmemotstandsdyktig materiale, f.eks. grafitt. Elektroden li avsluttes på utsiden av oppvarmingskammeret 20 med en elektrodeende 13 beregnet for tilknytning av elektrisk strøm (ikke vist). Strømkilden arbeider fordelaktig med mellom 20 til 200 volt mellom oppvarmingskammeret 20 og elek-trodeenden 13. I utførelseseksemplet er det tenkt anvendt en spenning på mellom 80 og 120 volt.
Bunndelen til den sylindriske vegg i oppvarmingskammeret 20 dannes i hovedsaken av en hylseelektrode 12 som strekker seg hovedsakelig koaksialt i forhold til elektroden 11. En andre elektrodeende 14 er tilknyttet elektroden 12 utenfor oppvarmingskammeret. Om nødvendig kan man her foreta en jording. Når karbonmaterialet inneholdende svovel, f.eks. materiale som kan inneholde så meget som 3,5% svovel, innføres i oppvarmingskammeret 20, etableres det en ledende strekning mellom elektroden 11 og elektroden 12 gjennom et virvelsjikt. Når elektroden 11 og 12 påtrykkes spenning vil materialet hurtig oppvarmes ved direkte elektrisk motstand. Derved reduseres svovelinnholdet i materialet til under ca. 0,5%, fortrinnsvis under 0,02%. Nærmere detaljer vedrørende dette vil bli gitt nedenfor.
Karbonmateriale som skal avsvovles, f.eks. petroleumkoks, metallurgisk koks eller trekull eller et annet materiale som skal behandles, innføres i oppvarmingskammeret 20 gjennom et innløp 22 øverst i ovnen 10. Innløpet 22 er fordelaktig beregnet til kontinuerlig å motta materiale fra en konvensjon-ell kalcineringsinnretning (ikke vist). Innmatingen av materialet fra toppen av oppvarmingskammeret 20 bevirker en øn-sket forvarming av materialet ettersom dette synker gjennom det fri rom over virvelsjiktet. Som nevnt kan størrelsene til det materiale som går inn i oppvarmingskammeret 20 gjennom innløpet 22 variere innenfor vide grenser. Et typisk om-råde er mellom 0,2 og 13 mm partikkeldiameter. Materialet går inn i oppvarmingskammeret 20 og begynner å synke nedover bunnen 21 som antydet med de fullt opptrukne piler i fig. 1. Denne nedoverettede bevegelse motvirkes av den oppoverrettede kraft som skyldes en virvelstrøm. Virvelstrømmen går ut i fra ringformede fordelingsanordninger 50 nederst i oppvarmingskammeret 20. Virvelstrømmen tjener således til å agitere og holde materialet svevende inne i oppvarmingskammeret. Den delen av oppvarmingskammeret hvor materialet agiteres og suspenderes av virvelstrømmen benevnes vanligvis som fluidiseringssonen eller virvelsonen og den er på tegningen betegnet med henvisningstallet 25. Kombinasjonen av materialet og vir-velstrømmen i virvelsonen betegnes som et virvelsjikt.
Virvelstrømmen består vanligvis av en inert gass, f.eks. nitrogen, og den beveger seg oppover som antydet med de med stiplede linjer viste piler i fig. 1. I utførelseseksemplet vil overflatehastigheten til virvelstrømmen ved bunnen av oppvarmingskammeret 20 være ca. 0,45 m pr. sekund, mens overflatehastigheten til gasstrømmen ved toppen av virvelsonen 25 vil være ca. 0,3 m pr. sekund. Materialet agiteres og suspenderes inne i oppvarmingskammeret 20 lenge nok til at det fremkommer et jevnt behandlet produkt. Hastighets-forskjellen i virvelstrømmen mellom toppen og bunnen av virvelsonen 25 skyldes den koniske utformingen av bunnen 21 og utviklingen av gasser, f.eks. sulfidgasser fra det inngående materiale. På grunn av denne hastighetsgradient vil de større partikler, som krever større hastigheter for fluidisering, og som ellers ville ha en tendens til å konsen-trere seg nær bunnen av oppvarmingskammeret 20, være disper-gert over hele virvelsjiktet.
Den hete virvelgass som innbefatter virvelstrømmen i fra fordellngsinnretningen 50 og flyktige stoffer samt fint støv i fra materialet, går ut gjennom en utløpsåpning 23 i toppén av oppvarmingskammeret 20. For å hindre en tilstopning av denne åpning 23 som følge av en solidifisering av kondens-erbare komponenter såsom f.eks. metalliske urenheter som man ofte finner i karbonmaterialer, holdes åpningen 23 ved en temperatur som ligger over kondensasjonstemperaturen til urenhetene. Temperaturen opprettholdes ved termisk ledning i fra ovnen. Alternativt kan det benyttes en oppvarmings-anordning, f.eks. et elektrisk motstandselement 26. Dette motstands- eller oppvarmingselement 26 vil holde metalliske urenheter i en fordampet tilstand, og vil dermed lette deres passasje gjennom utløpsåpningen 23 og vekk fra innløpet 22, slik at man på denne måten hindrer en avsetting av metalliske urenheter inne i ovnen. En annen mulig løsning er å innføre en halogenholdig gass, f.eks. klor, i virvelstrøm-men, idet denne gass reagerer med de metalliske urenheter og omdanner dem til klorider som er flyktige og således ikke vil kondensere ved utløpsåpningen 23.
Tilveiebringelsen av virvelstrømmen ut i fra den ringformede fordelingsinnretning 50, skal forklares nærmere under henvisning til fig. 2. Fordelingsinnretningen 50 er utført med en ringkjerne 51 med en sentral åpning 52. Kjernen er omgitt av flere jevnt fordelte åpninger 53. Åpningene 53 står i forbindelse med en ringkanal 58 som omgir en del av ovnen 10 mellom oppvarmingskammeret 20 og kjølekammeret 30.
I det minste et virvelgassinnløp 59, anordnet på utsiden av ovnen 10, samvirker med ringkanalen 58 for tilføring av virvelgass. Virvelgassen er som nevnt vanligvis en inertgass, f.eks. nitrogen. Litt hydrogen kan også innføres i virvel-strømmen, fordi det vil påskynde avsvovlingen ved lavere temperatur. Virvelgassen går gjennom kanalen 58 og åpningene 53 og inn i oppvarmingskammeret 20 og virvelsonen 25. I virvelsonen 25 vil virvelgassen blande seg med og agitere det materiale som føres inn gjennom innløpet 22. Underveis gjennom kanalen 58 vil virvelgassen utsettes for relativt høye temperaturer i fra den øvre del av kjølekammeret 55, og re-sultatet er at gassen går forvarmet inn i virvelsonen.
Forvarmingen av virvelgassen endrer fordelaktig dens vis-kositet. Denne viskositetendring muliggjør at virvelgassen lettere kan blande seg med karbonmaterialet. Som et resultat av dette vil materialet, innbefattende de relativt stør-re partikler, underkastes en mer jevn agitering og virvling eller fluidisering i virvelsonen 25. En sammenliknbar fluidisering av de relativt større partikler kunne man tidligere teoretisk bare oppnå ved sterkt å øke hastigheten til virvel-strømmen, med tilhørende økning i gassforbruk og energifor-bruk.
Når kalcinert koks, eller et annet materiale kontinuerlig føres inn i oppvarmingskammeret 20, vil det behandlede produkt presses ned gjennom åpningen 5 2 og inn i en manifold 55 under påvirkning av tyngdekraften og som følge av at tidligere behandlet materiale fjernes nedentil. I manifolden 55 er det en isolasjonsplugg 56 som tilveiebringer en termisk isolasjon mellom oppvarmingskammeret 20 og kjølekammeret 30. Isolasjonen 56 gjennomtrenges av flere kanaler 57 for over-føring av grafittisert materiale fra manifolden 55 til kjøle-kammeret 30.
Som best vist i fig. 3 har kjølekammeret 30 flere vertikale rør 37 som samvirker med de vertikale kanaler 57 for mottak-else av det behandlede materiale. De vertikale rør 37 er fordelaktig fremstilt av rustfritt stål og kan være f6ret med grafitt og porøst karbon. Rundt rørene 37 er det hylser 36 beregnet for kjølevann som pumpes ved hjelp av ikke viste konvensjonelle innretninger. Kjølevannet i hylsene 36 tjener til å redusere den gjennomsnittlige temperatur i materialet ned til rundt 1100°C i fra de relativt høye temperaturer som noen ganger går over 2500°C i oppvarmingskammeret 20.
I fig. 1 ser man at de vertikale rør 37 nedentil avsluttes
i en trakt 35. Trakten 35, som også er en vannkappe, tjener
til å føre det avkjølte materiale gjennom en utløpsåpning 3 4 og til en horisontalt plassert transportskrue 40. Transportskruen 40 er i dette tilfellet også vannkjølt og er omgitt av en vannmantel 42 for ytterligere nedkjøling av produktet til rundt 200°C. Et gassinnløp står i forbindelse med utløps-åpningen 34. Gass, f.eks. nitrogen, kan føres gjennom et slikt gassinløp og gå oppover i kjølekammeret 30. Kjølekam-meret 30 vil således renses med en motstrøm av gass i fra innløpet, hvorved man hindrer at virvelgass fra virvelsjiktet strømmer inn i kjølekammeret.
En motor 41 benyttes for styring av hastigheten til transportskruen 40 og dermed for styring av den hastighet hvor-med materialet kan tas ut i fra ovnen 10. Ved tilsvarende styring av hastigheten til transportskruen og styring av innmatingshastigheten til materialet kan man opprettholde et konstant nivå for virvelsjiktet og man kan også bestemme oppholdstiden for materialet i ovnen 10. Materialet kan altså kontinuerlig mates inn, behandles, kjøles og tas ut fra ovnen 10. Svovelinnholdet i materialet vil ved uttak fra ovnen 10 i hovedsaken være redusert under 0,5% og reduksjons-evnen regnes til å ligge under 0,02%. En redusering av svovelinnholdet til slike små prosentandeler har man hittil ikke kunnet oppnå på en økonomisk og kontinuerlig måte.
Fremgangsmåten for behandling av materiale i ovnen 10 skulle gå frem av det foregående, men en nærmere redegjørelse skal likevel gis her. Materialet innføres i virvelsonen 25 i oppvarmingskammeret 20. En fluidiserende gasstrøm bringes til å gå gjennom materialet i virvelsonen med en hastighet tilstrekkelig til å fluidisere materialet som således er oppvarmet i fluidisert eller virvlet tilstand inne i virvelsonen. Strømningshastigheten til materialet gjennom virvelsonen styres slik at man er sikret at svovelinnholdet i det uttatte materiale er redusert til under ca. 0,5%, fortrinnsvis under 0,02%.
Svovelholdig karbonmateriale, som i hovedsaken har en relativt amorf molekylær form, føres altså gjennom innløpet 22
og inn i oppvarmingskammeret 20. Materialet er vanligvis kalcinert og avfuktet før det bringes inn gjennom innløpet 22. Når det går inn i oppvarmingskammeret 20 vil materialet synke ned helt til det påvirkes av de oppoverrettede kreft-er i virvelstrømmen som kommer i fra gassinnløpet 59 og går opp gjennom oppvarmingskammeret 20 gjennom kanalen 58 og åpningene 53 i manifolden. Virvelstrømmen samvirker med materialet i virvelsonen 25 og danner et virvelsjikt. Materialet i fra innløpet 22 holdes således i fluidisert tilstand i virvelsonen 25 inne i oppvarmingskammeret 20.
Mens materialet er i denne fluidiserte tilstand kjøres en elektrisk strøm mellom elektrodene 11 og 12 gjennom virvelsjiktet. Som følge herav vil materialet i virvelsonen 25 oppvarmes til relativt høy temperatur. Ifølge et aspekt yed utførelseseksemplet vil materialet oppvarmes til en temperatur over 1700°C, for å sikre at svovelinnholdet i materialet reduseres under 0,5% og fortrinnsvis under 0,02%.. Ifølge et annet aspekt oppvarmes materialet over 2500°C i tilstrekkelig lang tid til at det bevirkes en omdanning av molekylært amorf materiale til en mer krystallisk grafitt-f orm.
Etter behandlingen går materialet ned gjennom den sentrale
åpning 52 i manifolden og inn i kjølekammeret 30 hvor materialet kjøles til temperatur rundt ca. 1100°C. Materialet fjernes fra kjølekammeret 30 ved hjelp av en vannkjølet transportskrue 40 hvor det skjer en ytterligere nedkjøling av materialet til ca. 200°C. Uttakshastigheten for materialet kan man styre ved å styre hastigheten til transportskruen 40 og ved å styre innmatingshastigheten for det materiale som føres inn i oppvarmingskammeret 20 gjennom innløpet 22.
Ettersom det behandlede materiale beveger seg nedover og ut av oppvarmingskammeret 20, vil virvélgasstrømmen bevege seg oppover og gå ut gjennom åpningen 23. Metalliske urenheter, sammen med flyktige bestanddeler og finere partikler, går også ut gjennom oppvarmingskammeret 20 gjennom åpningen 23. For å sikre at disse urenheter og finpartikler ikke til-stopper åpningen 23 holdes de i fordampet tilstand ved til-føring av varme fra varmeelementet 26.
Som eksempel på driftsparametre kan her nevnes følgende:
Disse parametre står i sterk kontrast til de man kjenner fra tidligere kjente systemer som er istand til å oppvarme materiale med ca. 0,3°C/sekund eller mindre, med inngående energi på ca. 4 kwh/kg. Andre systemer er ute av stand til å redusere svovelinnholdet noe særlig under 1,0%. Atter andre systemer er ikke istand til å behandle partikkelstør-relser over åtte mesh eller sterkt varierende materialstør-relsefordelinger. Av dette skulle det således gå klart frem at den anvendte energi pr. kg. behandlet produkt er betyde-lig lavere ifølge oppfinnelsen enn ved tidligere kjente
systemer.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte for redusering av svovelinnholdet til under 0,5% i karbonmateriale med innhold av svovel, karakterisert »ved kombinasjon av følgen-de trinn: kontinuerlig innføring av <:>karbonmateriale med innhold av svovel med styrt hastighet i en fluidiseringssone, uav-hengig av et fluidiserende medium, idet en vesentlig andel av en partikkeldiameter større enn 0,2 mm, men ikke større enn 13 mm, kontinuerlig uttaging av omtrent like mengder av karbonmateriale med innhold av svovel fra fluidiseringssonen for å holde materialet i fluidiseringssone i dynamisk likevekt, føring av et fluidiserende medium i hovedsaken bestående av inertgass oppover fra en bunndel av fluidiseringssonen og gjennom materialet i fluidiseringssonen med en hastighet tilstrekkelig til å fluidisere materialet og på en i hovedsaken jevn måte å fjerne svovelholdig gass fra fluidiseringssonen og for i hovedsaken å hindre tilbakegang av svovel i fluidiseringssonen såvel som i det kontinuerlig innførte materiale, og oppvarming av materialet under utnyttelse av elektrisk motstand, mens det er i den jevnt fluidiserte tilstand i fluidiseringssonen til en temperatur over 1700°C, og at eventuelt materialet oppvarmes i ^luidiseringssonen til en temperatur over 2200°C,og" gis en oppholdstid i fluid-iser ingssonen som er tilstrekkelig til å omdanne det amorfe karbonmateriale til syntetisk grafitt.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at materialet oppvarmes i fluidiseringssone i en atmosfære i hovedsaken fri for oksygen og fuktighet,
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialet kjøles i en kjølesone etter uttaket fra fluidiseringssonen.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den fluidiserende sone isoleres fra kjølesonen for å hindre strømning av gass fra fluidiseringssonen til kjøle-sonen.
5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at fluidiseringssonen oppvarmes slik a-t flyktige urenheter fjernet fra materialet av varmen, holdes på en temperatur over urenhetenes kondenseringstempera-tur og føres fra fluidiseringssonen.
6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at fluidiseringsmediet oppvarmes før det føres inn i og gjennom fluidiseringssonen.
7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at materialet forvarmes før innfør-ingen i fluidiseringssonen.
8. Innretning for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel og i hovedsaken med en partikkeldiameter større enn ca. 0,2 mm, men ikke større enn ca. 13 mm, karakterisert ved at den innbefatter et oppvarmingskammer (20) med konisk bunn (21) og innbefattende en anordning (22) for kontinuerlig innføring av mengder av materialet, en anordning (40) for styrt uttaging av behandlede mengder av materialet fra en nedre del av kammeret, midler (50) for tilveiebringelse av en fluidi-seringsstrøm inne i oppvarmingskammeret (20) for derved å tilveiebringe en i hovedsaken jevn fluidisering av materialet og i hovedsaken å hindre gjenopptak av svovelet, og en elektrodeoppvarmingsanordning (11, 12) for oppvarming av materialet i oppvarmingskammeret (20) til en temperatur over 1700 °C.
9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at det forefinnes en eller flere stangelektroder (11) anordnet inne i oppvarmingskammeret (20) , og en koak-sial hylseelektrode (12) som danner innerflaten i oppvarmingskammeret (20).
10. Innretning ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved midler (59, 58) for levering av fluidiseringsgass, og en ringformet fordelingsanordning (50) ved bunndelen av oppvarmingskammeret (20), med flere vertikalt anordnede åpninger (53) for føring av fluidiseringsgassen fra leveringsmidlene og inn i åpningskammeret.
11. Innretning ifølge et av kravene 8-10, karakterisert ved at oppvarmingskammeret (20) har en øvre del som innbefatter en oppvarmet utløpsanordning(23) hvorigjennom en del av den nevnte fluidiseringsgass og urenheter i materialet kan gå ut i fra oppvarmingskammeret.
12. Innretning ifølge et av de foregående krav, 8-11, karakterisert ved en anordning som danner et kjølekammer (30) plassert under oppvarmingskammeret (20) og beregnet for kjøling av materialet som på styrt måte går fra bunndelen av oppvarmingskammeret.
13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved en anordning (40) som samvirker med kjølekammeret (30) for transport av materialet derfra.
NO762272A 1975-07-01 1976-06-30 Fremgangsmaate og innretning for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel NO150400C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US59211875A 1975-07-01 1975-07-01

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO762272L NO762272L (no) 1977-01-04
NO150400B true NO150400B (no) 1984-07-02
NO150400C NO150400C (no) 1984-10-10

Family

ID=24369359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO762272A NO150400C (no) 1975-07-01 1976-06-30 Fremgangsmaate og innretning for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4160813A (no)
JP (1) JPS526392A (no)
CA (1) CA1091895A (no)
DE (1) DE2629508C2 (no)
GB (2) GB1564361A (no)
NO (1) NO150400C (no)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2846352A1 (de) * 1978-10-25 1980-05-08 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zur erhoehung des graphitierungsgrades von russen sowie die verwendung dieser russe
GB2076844A (en) * 1980-05-29 1981-12-09 Ppg Industries Inc Aqueous sizing composition comprising vinyl acetate/acrylic copolymer, and sized glass fibers
US4406762A (en) * 1982-01-19 1983-09-27 Research-Cottrell, Inc. Electron beam coal desulfurization
AU609935B2 (en) * 1984-08-29 1991-05-09 Superior Graphite Co. Metal bearing graphitic carbons
US4560409A (en) * 1984-08-29 1985-12-24 Superior Graphite Metal bearing graphitic carbons
JPH0635325B2 (ja) * 1986-09-22 1994-05-11 東洋炭素株式会社 高純度黒鉛材の製造方法
US5108713A (en) * 1986-10-15 1992-04-28 The Carborundum Company Apparatus for the continuous production of high ultra-fine, aluminum nitride powder by the carbo-nitridization of alumina
US4790986A (en) * 1986-10-15 1988-12-13 Stemcor Corporation Method and apparatus to produce a hot fluidizing gas
US4894122A (en) * 1987-06-22 1990-01-16 Instituto Mexicano De Investigaciones Siderurgicas Continuous process for the desulphurization of carbonaceous residuals from distillation of petroleum using a plurality of fluidized beds
JP2588012B2 (ja) * 1988-12-20 1997-03-05 呉羽化学工業株式会社 黒鉛化質短繊維の製造方法及び製造装置
US5352430A (en) * 1992-07-17 1994-10-04 Inland Steel Company Method of manufacturing intercalation compounds
GB2280469B (en) * 1993-07-26 1996-11-20 Feneseal Ltd Shoot bolt mechanism
EG21132A (en) * 1995-12-15 2000-11-29 Super Graphite Co Drilling fluid loss prevention and lubrication additive
WO2003080874A1 (en) * 2002-03-19 2003-10-02 Superior Graphite Co. Process and apparatus for the direct reduction of iron oxides in an electrothermal fluidized bed and resulant product
US7977281B2 (en) * 2003-04-07 2011-07-12 Baker Hughes Incorporated Methods for minimizing the amount of graphite particles used during drilling operations
US20050062205A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Zak Mark S. Method and apparatus for heat treatment of particulates in an electrothermal fluidized bed furnace and resultant products
WO2005028569A2 (en) * 2003-09-18 2005-03-31 Columbian Chemicals Company Thermally modified carbon blacks for various type applications and a process for producing same
US20050063892A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Deepak Tandon Thermally modified carbon blacks for various type applications and a process for producing same
WO2005104139A1 (ja) 2004-04-21 2005-11-03 Nuclear Fuel Industries, Ltd. 高温ガス炉用被覆燃料粒子の製造装置
US7501019B2 (en) * 2005-03-31 2009-03-10 Chevron U.S.A., Inc. Granular solid wax particles
CN101311111B (zh) * 2007-05-22 2010-08-25 贵阳铝镁设计研究院 电煅石墨化炉
US20090075847A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Wawrzos Frank A Drilling fluid lubricant and method of use
US9296872B2 (en) 2011-05-18 2016-03-29 Basf Se Thermoplastic molding composition made of polyarylene ethers and polyphenylene sulfide with improved processing stability
KR101572748B1 (ko) 2011-05-18 2015-11-27 바스프 에스이 개선된 가공 안정성을 갖는 폴리아릴렌 에테르 및 폴리페닐렌 술피드로 제조된 열가소성 성형 조성물
US8999898B2 (en) 2013-03-15 2015-04-07 Superior Graphite Co. Drilling fluid additive for loss circulation and wellbore strengthening
US9458703B2 (en) 2013-12-26 2016-10-04 Superior Graphite Co. Compressible carbonaceous particulate material and method of making same
JP6230944B2 (ja) * 2014-03-28 2017-11-15 Jxtgエネルギー株式会社 縦型黒鉛化炉および黒鉛の製造方法
JP6230945B2 (ja) * 2014-03-28 2017-11-15 Jxtgエネルギー株式会社 二段加熱方式縦型黒鉛化炉および黒鉛の製造方法
WO2016164399A1 (en) 2015-04-06 2016-10-13 Superior Graphite Co. Cement composition including compressible carbon fraction
EA027539B1 (ru) * 2015-05-07 2017-08-31 Государственное Научное Учреждение "Институт Тепло- И Массообмена Им. А.В. Лыкова Национальной Академии Наук Беларуси" Способ и установка для получения карбида кремния
JP6721692B2 (ja) 2016-02-01 2020-07-15 キャボット コーポレイションCabot Corporation カーボンブラックを含有する熱伝導性ポリマー組成物
US10767028B2 (en) 2016-02-01 2020-09-08 Cabot Corporation Compounded rubber having improved thermal transfer
CN107416792B (zh) * 2017-08-17 2020-06-26 葫芦岛市丰达新碳材料有限公司 一种利用石油焦煅烧石墨转化碳素的方法
BR112022020240A2 (pt) 2020-04-07 2022-11-22 Exxonmobil Upstream Res Co Sistema de fixação de revestimento para a atenuação do acúmulo de pressão anular
US11649762B2 (en) 2020-05-06 2023-05-16 New Wave Hydrogen, Inc. Gas turbine power generation systems using hydrogen-containing fuel produced by a wave reformer and methods of operating such systems
US11773777B2 (en) 2020-12-18 2023-10-03 New Wave Hydrogen, Inc. Zero-emission jet engine employing a dual-fuel mix of ammonia and hydrogen using a wave
US11890611B2 (en) 2021-04-27 2024-02-06 New Wave Hydrogen, Inc. Conversion system for wave-rotor reactor system
WO2023015392A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Nouveau Monde Graphite Inc. Process for the purification of graphite material
WO2023154641A1 (en) 2022-02-10 2023-08-17 ExxonMobil Technology and Engineering Company Methods for managing pressure buildup within subsea production equipment using compressible particles
KR102519576B1 (ko) * 2022-11-08 2023-04-10 (주)이에프씨 수직형 흑연화로 시스템

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1004923A (en) * 1910-12-20 1911-10-03 Internat Acheson Graphite Company Method of heating carbon.
GB388843A (en) * 1930-10-18 1933-03-09 Stevens Company Improvements in or relating to processes of and retorts for distilling coal
US2780527A (en) * 1955-01-25 1957-02-05 Pure Oil Co Production of graphite
US3009781A (en) * 1957-02-23 1961-11-21 Shawinigan Chem Ltd Process for preparation of carbon disulphide and for the desulphurization of coke
US3006838A (en) * 1958-09-08 1961-10-31 Shawinigan Chem Ltd Electrothermic fluidized bed apparatus
CH417527A (de) * 1959-04-24 1966-07-31 Exxon Research Engineering Co Verfahren zum Kalzinieren und Entschwefeln von kohlenstoffhaltigen Fettstoffen
US3130133A (en) * 1959-05-04 1964-04-21 Harvey Aluminum Inc Process for desulfurizing petroleum coke
US3305661A (en) * 1964-02-03 1967-02-21 Shawinigan Chem Ltd Operation of electrically heated fluidized beds
US3684446A (en) * 1970-02-24 1972-08-15 Superior Graphite Co Method for high-temperature treatment of petroleum coke

Also Published As

Publication number Publication date
JPS526392A (en) 1977-01-18
US4160813A (en) 1979-07-10
NO762272L (no) 1977-01-04
DE2629508C2 (de) 1985-05-09
NO150400C (no) 1984-10-10
GB1564361A (en) 1980-04-10
GB1564362A (en) 1980-04-10
CA1091895A (en) 1980-12-23
DE2629508A1 (de) 1977-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO150400B (no) Fremgangsmaate og innretning for redusering av svovelinnholdet i karbonmateriale med innhold av svovel
US2859116A (en) Treatment of coffee and other materials
US4288407A (en) Method and apparatus for treating material in a fluidized bed
KR950704515A (ko) 철광석으로 부터 선철을 생산하는 방법과 쉽게 부서지는 재료의 열적 및/또는 화학적 처리 또는 이 방법을 통한 선철의 생산을 위한 장치(process and device for producing pig iron from iron ore or for thermally and/or chemically treating an easily decomposable material)
US5089457A (en) Process for activation of carbon by electrical resistance heating in the presence of steam
US3203681A (en) Method for heat treatment of powdered raw meterial
US3684446A (en) Method for high-temperature treatment of petroleum coke
NO773534L (no) Ovn for direkte reduksjon av malmer
HU217281B (hu) Eljárás és berendezés szilárd szemcsés anyagnak egymáshoz tapadni képes szemcséket tartalmazó, forró gázzal való felhevítésére
US2122241A (en) Electric furnace
US4781171A (en) Gas fired particulate melting apparatus and method
US2554435A (en) Apparatus for effecting contact between a gas and a downwardly flowing contiguous mass of pebbles
US2647738A (en) Heating powdered material
US5173921A (en) Apparatus and process for activation of carbon by electrical resistance heating in the presence of steam
NO151503B (no) Fremgangsmaate ved kalsinering av partikkelformig petroleumkoks
NO131999B (no)
SE457565B (sv) Foerfarande och anordning foer att i en enhet bereda en matningsblandning foer inmatning i en smaeltugn
US3092490A (en) Process and apparatus for the reduction of iron ore
US3130146A (en) Production of coke
US1671673A (en) Method of calcining coke
US3148045A (en) Methods and apparatus for producing sized spherical particles
US2068842A (en) Method and apparatus for the treatment of ores and the generation of gas
US2532606A (en) Pebble heater
NO820540L (no) Fremgangsmaate og apparatur for reduksjon av metallmalmer
CZ400098A3 (cs) Zařízení pro výrobu houbovitého železa