NO152450B

NO152450B - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A SOLID COCOAL PRODUCT FROM A PRELIMINABLE SUPPLY MATERIAL

Info

Publication number: NO152450B
Application number: NO781629A
Authority: NO
Inventors: Edward Koppelman
Original assignee: Edward Koppelman
Priority date: 1977-09-07
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1985-06-24
Also published as: GB2003919B; DK202378A; SE440914B; SE7806112L; PL209330A1; DE2838884C2; GB2003919A; JPS5450504A; ES473152A2; BG48338A4; AU3962578A; NO781629L; FI781462A0; AU513614B2; CS222655B2; ZA784739B; MX151276A; PH14404A; CA1109820A; FI71336B

Description

I hovedpatentet nr. 148 379 er beskrevet en fremgangsmåte ved anrikning av kull av lignittypen, omfattende brunkull, lignitt og underbituminøse kull, for å gjøre dem bedre egnede som fast brensel som et resultat av termisk restrukturering av kullene, under erholdelse av et anriket carbonholdig produkt som er stabilt, motstandsdyktig overfor atmosfærisk innvirkning og med øket varmeverdi, tilnærmet som for bituminøst kull. Ved denne prosess kan de store leier av kull av lignitt-typen i USA omvandles til nyttig brensel og gi en potensiell løsning på den foreliggende energikrise. In the main patent no. 148 379, a method is described for the enrichment of coal of the lignite type, comprising lignite, lignite and sub-bituminous coal, to make them more suitable as solid fuel as a result of thermal restructuring of the coals, obtaining an enriched carbonaceous product which is stable, resistant to atmospheric effects and with an increased heating value, approximately as for bituminous coal. By this process, the large deposits of lignite-type coal in the USA can be converted into useful fuel and provide a potential solution to the current energy crisis.

Foruten de store avsetninger av kull av lignittypen i USA dannes store mengder av materialer av cellulosetypen, både naturlig forekommende materialer, som torv, og dessuten vrakmaterialer fra tømmerdrift og fra landbruket, hvert år og foreligger i en form som er uegnet for effektiv utnyttelse som kommersielt brensel. Slike store mengder av celluloseholdige materialer, som sagmugg, bark, treavfall, grener og fliser fra tømmerdrift, og dessuten forskjellige landbruksvrakmaterialer, som bomullsplantestilker og lignende, har hittil representert et avfallsdeponeringsproblem. In addition to the large deposits of lignite-type coal in the United States, large quantities of cellulose-type materials, both naturally occurring materials such as peat, and also scrap materials from logging and agriculture, are formed every year and are in a form that is unsuitable for efficient commercial use fuel. Such large amounts of cellulosic materials, such as sawdust, bark, wood waste, branches and chips from timber operations, and also various agricultural waste materials, such as cotton plant stalks and the like, have hitherto represented a waste disposal problem.

Det har derfor lenge foreligget behov for en fremgangsmåte for å omvandle slike celluloseholdige materialer til verdifulle brensel-produkter, slik at det ikke bare fås en potensiell løsning på brenselknappheten og den foreliggende energikrise, men også slik There has therefore long been a need for a method to convert such cellulosic materials into valuable fuel products, so that not only is there a potential solution to the fuel shortage and the current energy crisis, but also

at utgiftene forbundet med deponering av slike vrakmaterialer fjernes. that the costs associated with the disposal of such wreckage are removed.

Foruten de ovennevnte problemer har føderale forskrifter Besides the above problems have federal regulations

og dessuten statsforskrifter i USA, som vedtatt av "Environmental Protection Agency", og dessuten av staten California, innført forholdsvis strenge begrensninger for den svovelmengde i brenseloljer som kan forbrennes i offentlige anlegg for produksjon av elektrisistet og dampenergi. De for tiden gjeldende EPA-for-skrif ter tillater et maksimalt svovelinnhold pr. kg brenselolje av ca. 0,7%, mens det i staten California er blitt innført forskrifter som begrenser svovelinnholdet til høyst 0,3% svovel i visse områder. For å tilfredsstille disse forskrifter har det hittil vært nødvendig å blande brenseloljer produsert i USA med forholdsvis høyt svovelinnhold med brenselolje med lavt svovelinnhold importert fra oversjøiske land, for å erholde en rest- and also state regulations in the United States, as adopted by the "Environmental Protection Agency", and also by the State of California, introduced relatively strict restrictions on the amount of sulfur in fuel oils that can be burned in public facilities for the production of electricity and steam energy. The currently applicable EPA regulations allow a maximum sulfur content per kg fuel oil of approx. 0.7%, while in the state of California regulations have been introduced that limit the sulfur content to a maximum of 0.3% sulfur in certain areas. In order to satisfy these regulations, it has hitherto been necessary to mix fuel oils produced in the USA with a relatively high sulfur content with fuel oil with a low sulfur content imported from overseas countries, in order to obtain a residual

blanding med et svovelinnhold innenfor de tillatelige grenser. Den høye pris på slike importerte brenseloljer med lavt svovelinnhold gjør at denne praksis ikke bare er kostbar, men den øker også USA's avhengighet av utenlandske oljekilder. Det ovennevnte problem overvinnes ved den foreliggende oppfinnelse som tilveie-bringer et kokslignende produkt med meget lavt svovelinnhold og lavt askeinnhold og som efter nedmaling kan blandes med brenselolje med høyt svovelinnhold, slik at det fås en flytende oppslemningsblanding som tilfredsstiller de offentlige forskrifter for svovelinnholdet. mixture with a sulfur content within the permissible limits. The high price of such imported low-sulfur fuel oils makes this practice not only costly, but also increases America's dependence on foreign oil sources. The above-mentioned problem is overcome by the present invention which provides a coke-like product with a very low sulfur content and low ash content and which, after grinding down, can be mixed with fuel oil with a high sulfur content, so that a liquid slurry mixture is obtained which satisfies the public regulations for the sulfur content.

Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved fremstilling av et fast koksprodukt fra et forkoksbart tilførsels-materiale, hvor tilførselsmaterialet oppvarmes i en autoklav ved en temperatur av 398-677°C og ved et trykk av 70,3-232,0 kg/cm<2>, og hvor trykket efter behandlingen i autoklaven oppheves ved arbeidstemperaturen, hvorefter reaksjonsproduktet avkjøles og det anrikede faste koksprodukt utvinnes, ifølge norsk patent 148379, og fremgangsmåten er særpreget ved at som det forkoksbare til-førselsmateriale anvendes celluloseholdige materialer, fortrinnsvis torv, avfallsmaterialer fra landbruket, avfallsmaterialer fra skogbruket eller blandinger derav, og ved at behandlingen i autoklaven utføres i tilstrekkelig tid til å omvandle fuktighetsinnholdet og i det minste en del av de flyktige organiske bestanddeler i tilførselsmaterialet til en gassformig fase og til å bevirke en delvis termisk restrukturering av tilførselsmaterialets kjemiske struktur og en forandring av dets kjemiske sammensetning under erholdelse av et fast koksprodukt som eventuelt nedmales til ønsket partikkelstørrelse ba som eventuelt efter nedmaling til en partikkelstørrelse under 2 97^um blandes med en brenselolje i en mengde av 1-50 vekt% koksprodukt, basert på den samlede vekt av blandingen, under erholdelse av en flytende oppslemning av fast koksprodukt og brenselolje. The invention thus relates to a method for producing a solid coke product from a pre-coking feed material, where the feed material is heated in an autoclave at a temperature of 398-677°C and at a pressure of 70.3-232.0 kg/cm<2 >, and where the pressure after the treatment in the autoclave is lifted at the working temperature, after which the reaction product is cooled and the enriched solid coke product is recovered, according to Norwegian patent 148379, and the method is characterized by the fact that cellulose-containing materials, preferably peat, waste materials from agriculture are used as the pre-coking feed material , waste materials from forestry or mixtures thereof, and in that the treatment in the autoclave is carried out for a sufficient time to convert the moisture content and at least part of the volatile organic constituents in the feed material into a gaseous phase and to effect a partial thermal restructuring of the feed material's chemical structure and a change of its chemical p composition while obtaining a solid coke product which is optionally ground down to the desired particle size ba which, optionally after being ground down to a particle size below 2 97 µm, is mixed with a fuel oil in an amount of 1-50% by weight of coke product, based on the total weight of the mixture, under obtaining a liquid slurry of solid coke product and fuel oil.

Den gassformige fase som dannes under autoklavbehandlingen, fjernes og den ikke-kondenserbare del derav gir en brenselgass som kan utvinnes og anvendes for oppvarmingen av tilførselsmaterialet ved utførelsen av fremgangsmåten. Det fremstilte faste koksprodukt avkjøles efter autoklavbehandlingen til en temperatur som er tilstrekkelig lav til at det kan utsettes for atmosfærisk innvirkning uten at det forbrennes, og det kan nedmales ytterligere efter behov for erholdelse av et partikkelformig brensel. The gaseous phase that is formed during the autoclave treatment is removed and the non-condensable part of it gives a fuel gas that can be recovered and used for heating the feed material when carrying out the method. The produced solid coke product is cooled after the autoclave treatment to a temperature that is sufficiently low to allow it to be exposed to atmospheric influence without being burned, and it can be ground down further as needed to obtain a particulate fuel.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse kan koksproduktet erholdt ved autoklavbehandlingen nedmales til en partikkelstørrelse av under 297 ^,um, fortrinnsvis til en partikkelstørrelse under 7<4>^um, hvorefter det blandes med en brenselolje med høyt svovelinnhold i en mengde som kan variere fra en så liten mengde som 1 vekt% According to the present invention, the coke product obtained by the autoclave treatment can be ground down to a particle size of less than 297 µm, preferably to a particle size of less than 7<4> µm, after which it is mixed with a fuel oil with a high sulfur content in an amount that can vary from small amount like 1% by weight

og opp til en så stor mengde som 50 vekt% av den samlede blanding, under erholdelse av en flytende oppslemning. Egenskapene til den partikkelformede koks gjør det mulig å fremstille stabile suspen-sjoner uten tilsetning av kjemiske suspensjonsmidler, og det lave svovelinnhold av bare ca. 0,1% og et askeinnhold av bare 1-4% gir en tilfredsstillende brenselblanding. and up to as much as 50% by weight of the total mixture, obtaining a liquid slurry. The properties of the particulate coke make it possible to produce stable suspensions without the addition of chemical suspending agents, and the low sulfur content of only approx. 0.1% and an ash content of only 1-4% gives a satisfactory fuel mixture.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen som viser et flytskjema for en foretrukken utførelses-form av den foreliggende fremgangsmåte. The invention will be described in more detail with reference to the drawing which shows a flow chart for a preferred embodiment of the present method.

Den trinnrekkefølge som den foreliggende fremgangsmåte omfatter, er skjematisk vist ved flytskjemaet på tegningen. Det fremgår av denne at et celluloseholdig tilførselsmateriale eller en blanding av forskjellige celluloseholdige tilførselsmaterialer innføres i et forbehandlingstrinn hvori tilførselsmaterialet utsettes for en egnet opprivning, pulverisering og sikting slik at det fås et tilførselsmateriale med den ønskede partikkelstørrelse, hvorefter det nedmalte tilførselsmateriale innføres i en reaktor med høy temperatur og høyt trykk hvori det utsettes for varme under trykk for å ekstrahere dets fuktighetsinnhold og dets flyktige organiske bestanddeler og dets termiske spaltningsprodukter under omvandling til en gassformig fase og for ytterligere å bevirke en regulert termisk restrukturering av det carbonholdige tilførsels-materiales kjemiske struktur. De gassformige biprodukter fjernes fra reaktoren og innføres i en kondensator hvori den kondenserbare fase utvinnes som kondensat, mens den i det vesentlige ikke-kondenserbare fase utvinnes som en biproduktbrenselgass som med fordel kan resirkuleres for forbrenning for oppvarming av til-førselsmaterialet ved utførelsen av fremgangsmåten eller for utvikling av suppleringsenergi. Reaksjons- The sequence of steps that the present method comprises is schematically shown by the flow chart in the drawing. It appears from this that a cellulosic feed material or a mixture of different cellulosic feed materials is introduced into a pre-treatment step in which the feed material is subjected to a suitable shredding, pulverization and sieving so that a feed material with the desired particle size is obtained, after which the ground feed material is introduced into a reactor with high temperature and high pressure in which it is subjected to heat under pressure to extract its moisture content and its volatile organic constituents and its thermal decomposition products during conversion to a gaseous phase and to further effect a controlled thermal restructuring of the chemical structure of the carbonaceous feedstock. The gaseous by-products are removed from the reactor and introduced into a condenser in which the condensable phase is extracted as condensate, while the essentially non-condensable phase is extracted as a by-product fuel gas which can advantageously be recycled for combustion to heat the feed material during the execution of the method or for the development of supplementary energy. reaction

produktet overføres fra reaktorens reaksjonssone til en avkjølings-sone hvori det avkjøles til en lavere temperatur som er tilstrekkelig lav til at reaksjonsproduktet kan utsettes for atmosfærisk innvirkning uten å forbrenne eller uten andre uheldige virkninger. Fra avkjølingssonen overføres det faste reaksjons-produkt eller koksprodukt for lagring. Ifølge en foretrukken ut-førelsesform av den foreliggende fremgangsmåte overføres koksproduktet fra lagring til et nedmalingstrinn hvori koksproduktet pulveriseres ytterligere til ønsket størrelse, slik at det blir egnet for anvendelse som et partikkelformige fast brensel til-passet til den spesielle ovnstype og brennerkonstruksjon som skal anvendes. Det tas ved oppfinnelsen også sikte på at en del av det nedmalte koksprodukt skal kunne overføres fra nedmalings-apparatet til et blandeapparat hvori det blandes med brenselolje under dannelse av en flytende oppslemning som inneholder en regulert, suspendert mengde av den partikkelformige tre- the product is transferred from the reaction zone of the reactor to a cooling zone in which it is cooled to a lower temperature which is sufficiently low that the reaction product can be exposed to atmospheric influence without burning or without other adverse effects. From the cooling zone, the solid reaction product or coke product is transferred for storage. According to a preferred embodiment of the present method, the coke product is transferred from storage to a grinding step in which the coke product is further pulverized to the desired size, so that it becomes suitable for use as a particulate solid fuel adapted to the particular furnace type and burner construction to be used. The invention also aims for a part of the ground-down coke product to be able to be transferred from the ground-down apparatus to a mixing apparatus in which it is mixed with fuel oil to form a liquid slurry containing a regulated, suspended amount of the particulate wood

koks. Det erholdte oppslemningsprodukt av brenselolje og koks overføres fra blandeapparatet til lagring. coke. The resulting slurry product of fuel oil and coke is transferred from the mixer to storage.

Tilførselsmaterialet kan, under henvisning til flytskjemaet, omfatte et hvilket som helst av en rekke forskjellige cellulose-holde materialer eller blandinger derav, omfattende celluloseholdige avfallsmaterialer fra tømmerdrift og landbruket. Således kan naturlig forekommende celluloseholdige materialer, som torv, og dessuten celluloseholdige avfallsmaterialer, som sagmugg, bark, treavfall, grener og fliser fra tømmerdrift og sagbruk, og dessuten forskjellige avfallsmaterialer fra landbruket, som bomullsplantestilker, nøtteskall, maiskolber og lignende avfallsmaterialer, anvendes med tilfredsstillende resultat. The feed material may, with reference to the flow chart, comprise any of a number of different cellulose-containing materials or mixtures thereof, including cellulose-containing waste materials from logging and agriculture. Thus, naturally occurring cellulose-containing materials, such as peat, and also cellulose-containing waste materials, such as sawdust, bark, wood waste, branches and chips from logging and sawmilling, and also various waste materials from agriculture, such as cotton plant stalks, nut shells, corncobs and similar waste materials, can be used satisfactorily result.

Før det innføres i autoklaven kan tilførselsmaterialet eventuelt utsettes for et forbehandlingstrinn som kan omfatte et trinn for en foreløbig behandling av materialet for å ekstrahere overskudd av vann for derved å minske innholdet av restfuktighet i tilførselsmaterialet til et nivå som letter håndteringen, og dessuten for å minske den fuktighetsmengde som skal fjernes i det påfølgende reaksjonstrinn. Da i det vesentlige all fuktighet i tilførselsmaterialet fjernes under autoklavbehandlingen, er et slikt forbehandlingstrinn vanligvis ikke nødvendig for de fleste avfallsmaterialer fra landbruket og tømmerdrift. Forbe-handlingstrinnet kan dessuten omfatte det trinn at tilførsels-materialet utsettes for en egnet opprivnings- eller nedmalings-prosess, hvorved dets partikkelstørrelse, avhengig av arten av tilførselsmaterialet, minskes til en størrelse som letter håndteringen og behandlingen. Opprivnings- eller nedmalingstrinnet kan dessuten omfatte egnede sorterings- eller siktetrinn for å fraskille partiklene med for stor størrelse slik at disse kan resirkuleres til opprivningsinnretningen. Before it is introduced into the autoclave, the feed material may optionally be subjected to a pre-treatment step which may include a step for a preliminary treatment of the material to extract excess water in order to thereby reduce the content of residual moisture in the feed material to a level that facilitates handling, and also to reduce the amount of moisture to be removed in the subsequent reaction step. As essentially all moisture in the feed material is removed during the autoclave treatment, such a pre-treatment step is not usually necessary for most waste materials from agriculture and timber operations. The pre-treatment step can also include the step that the feed material is subjected to a suitable grinding or grinding process, whereby its particle size, depending on the nature of the feed material, is reduced to a size that facilitates handling and processing. The shredding or grinding step can also include suitable sorting or screening steps to separate the particles with too large a size so that these can be recycled to the shredding device.

Tilførselsmaterialet innføres derefter, med eller uten den valgfrie forbehandling, gjennom innløpsenden av en reaktor hvori det utsettes for en temperatur av minst 398°C og et trykk av minst 70,3 kg/cm 2 i en regulert tid for å bevirke en regulert termisk restrukturering av dets kjemiske struktur og for å bevirke en omvandling av fuktigheten og av en del av de flyktige organiske bestanddeler i tilførselsmaterialet, og dessuten av de termiske spaltningsprodukter derav, til en gassformig fase som fjernes fra reaktoren og fortrinnsvis ledes gjennom en kondensator for separering og utvinning av den kondenserbare fase som inneholder verdifulle kjemiske biproduktbestanddeler. Den i det vesentlige ikke-kondenserbaregassformige fase som fjernes fra kondensatoren, kan med fordel anvendes som gassformig brensel for oppvarming av reaktoren og for produksjon av hjelpekraft for å drive prosessen, mens overskuddet av hjelpekraften kan selges. The feed material is then introduced, with or without the optional pretreatment, through the inlet end of a reactor where it is subjected to a temperature of at least 398°C and a pressure of at least 70.3 kg/cm 2 for a controlled time to effect a controlled thermal restructuring of its chemical structure and to effect a conversion of the moisture and of some of the volatile organic constituents of the feed material, and also of the thermal decomposition products thereof, into a gaseous phase which is removed from the reactor and preferably passed through a condenser for separation and recovery of the condensable phase containing valuable chemical by-product constituents. The essentially non-condensable gaseous phase that is removed from the condenser can advantageously be used as gaseous fuel for heating the reactor and for the production of auxiliary power to drive the process, while the surplus of the auxiliary power can be sold.

Selv om det er ønsket å anvende en temperatur av minst 3 98°C under autoklavbehandlingen, foretrekkes en temperatur av Although it is desirable to use a temperature of at least 398°C during the autoclave treatment, a temperature of

538°C på grunn av den økede forflyktigelsehastighet og termiske restrukturering av tilførselsmaterialet under erholdelse av en høyere fast carbonverdi, slik at det kan anvendes en nedsatt oppholdstid i autoklaven og oppnås en mer effektiv drift. 538°C due to the increased volatilization rate and thermal restructuring of the feed material while obtaining a higher fixed carbon value, so that a reduced residence time in the autoclave can be used and more efficient operation is achieved.

Temperaturen under autoklavreaksjonen kan være så høy som opp til 677°C, og temperaturer over denne temperatur er som regel uønskede på grunn av et for høyt forhold mellom ikke-kondenserbare gasser og fast, anriket koksprodukt. Spesielt tilfredsstillende resultater er blitt erholdt ved anvendelse av en temperatur av 538-649°C og et trykk av 70,3-211 kg/cm2. Det høyeste anvendbare trykk kan være så høyt som 232 kg/cm o. Trykk som ligger over 232 kg/cm 2 er uønskede på grunn av The temperature during the autoclave reaction can be as high as up to 677°C, and temperatures above this temperature are generally undesirable due to a too high ratio of non-condensable gases to solid, enriched coke product. Particularly satisfactory results have been obtained using a temperature of 538-649°C and a pressure of 70.3-211 kg/cm 2 . The highest usable pressure can be as high as 232 kg/cm o. Pressures above 232 kg/cm 2 are undesirable due to

de økede produksjonsomkostninger for trykkbeholdere som er istand til å motstå så høye trykk og på grunn av at det ikke oppnås vesentlige fordeler ved slike høye trykk utover de fordeler som erholdes ved lavere trykk av ca. 211 kg/cm 2. the increased production costs for pressure vessels that are able to withstand such high pressures and due to the fact that no significant benefits are obtained at such high pressures beyond the benefits obtained at lower pressures of approx. 211 kg/cm2.

Oppholdstiden for tilførselsmaterialet i autoklaven vil variere avhengig av det spesielle temperatur-trykk-tidsforhold som reguleres til innenfor de ovennevnte parametre, for å oppnå en i det vesentlige fullstendig fordampning av fuktighetsinnholdet og forflyktigelse av en del av de flyktige organiske bestanddeler og en regulert termisk restrukturering av det celluloseholdige tilførselsmateriale. The residence time of the feed material in the autoclave will vary depending on the particular temperature-pressure-time relationship which is regulated to within the above-mentioned parameters, in order to achieve an essentially complete evaporation of the moisture content and volatilization of part of the volatile organic constituents and a regulated thermal restructuring of the cellulosic feed material.

Den termiske restrukturering er ikke helt forstått, men The thermal restructuring is not fully understood, however

det antas at den består av to eller flere samtidige kjemiske reaksjoner som finner sted mellom pyrolyseproduktene og de til-stedeværende gasser i det celluloseholdige tilførselsmateriales cellestruktur. Nettovirkningen av disse restruktureringsre-aksjoner er forandringer i de kjemiske egenskaper som fører til en økning av carbon-hydrogenforholdet og en minskning av svovel-og oxygeninnholdet målt ved sluttanalyseh for koksproduktet. Under autoklavbehandlingen finner også en regulert termisk restrukturering og/eller spaltning av den kjemiske struktur sted, adfulgt av dannelse av ytterligere gassformige bestanddeler som også går over i den gassformige fase. it is assumed that it consists of two or more simultaneous chemical reactions that take place between the pyrolysis products and the gases present in the cellular structure of the cellulosic feed material. The net effect of these restructuring reactions are changes in the chemical properties which lead to an increase in the carbon-hydrogen ratio and a decrease in the sulfur and oxygen content measured in the final analysis of the coke product. During the autoclave treatment, a regulated thermal restructuring and/or splitting of the chemical structure also takes place, followed by the formation of further gaseous components which also pass into the gaseous phase.

Den nødvendige oppholdstid i reaktoren avtar med økende temperatur og trykk i autoklaven, mens omvendt økede oppholds-tider er nødvendige når lavere temperaturer og trykk anvendes. The required residence time in the reactor decreases with increasing temperature and pressure in the autoclave, while conversely increased residence times are necessary when lower temperatures and pressures are used.

En oppholdstid som varierer fra 15 minutter og opp til 1 time ved en temperatur av 482-649°C og et trykk av 70,3-211 kg/cm<2>, A residence time that varies from 15 minutes and up to 1 hour at a temperature of 482-649°C and a pressure of 70.3-211 kg/cm<2>,

er som regel tilfredsstillende. Fordelaktige resultater fås også for visse materialer når temperaturer og trykk innen den øvre del av det tillatelige område anvendes ved en slik kort oppholdstid som ca. 5 minutter, mens en oppholdstid på over 1 time også kan anvendes. Vanligvis gir anvendelse av en oppholdstid utover ca. 1 time ikke vesentlige fordeler utover de som erholdes ved anvendelse av en oppholdstid av 15 minutter - 1 time, og den is usually satisfactory. Advantageous results are also obtained for certain materials when temperatures and pressures within the upper part of the permissible range are used with such a short residence time as approx. 5 minutes, while a residence time of over 1 hour can also be used. Generally, the use of a residence time beyond approx. 1 hour no significant benefits beyond those obtained by applying a residence time of 15 minutes - 1 hour, and the

adfølgende nedsatte produksjonskapasitet og utbytte for prosessen ved en slik lang oppholdstid, er uønsket ut fra økonomiske vurder-inger. the consequent reduced production capacity and yield for the process due to such a long residence time is undesirable from an economic point of view.

Trykket i autoklaven kan lett erholdes ved å regulere den tilførte mengde celluloseholdig materiale i forhold til auto-klavens innvendige volum og i avhengighet av tilførselsmaterialets fuktighetsinnhold, slik at når dette oppvarmes til den forhøyede temperatur, vil dannelsen av den gassformige fase som utgjøres av overopphetet damp og flyktig organisk materiale, bevirke en trykk-økning i autoklaven til innenfor det ønskede trykkområde. En ytterligere trykkøkning i autoklaven kan om ønskes erholdes ved i autoklaven å innføre ikke-oxyderende eller reduserende trykk-gasser og dessuten trykkdamp. The pressure in the autoclave can be easily obtained by regulating the supplied amount of cellulosic material in relation to the internal volume of the autoclave and depending on the moisture content of the supplied material, so that when this is heated to the elevated temperature, the formation of the gaseous phase which is made up of superheated steam and volatile organic material, cause a pressure increase in the autoclave to within the desired pressure range. A further pressure increase in the autoclave can, if desired, be obtained by introducing non-oxidizing or reducing pressure gases and also pressurized steam into the autoclave.

Når autoklavbehandlingen er avsluttet, avkjøles ifølge en utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte autoklaven ved avkjøling med luft eller ved anvendelse av et kjølefluidum, som f.eks. kjølevann, til en temperatur som er lavere enn den temperatur hvor det ved autoklavbehandlingen anrikede faste koksprodukt kan utsettes for luft uten uheldige virkninger. Som regel er det tilstrekkelig å avkjøle autoklaven til en tempera- When the autoclave treatment is finished, according to an embodiment of the present method, the autoclave is cooled by cooling with air or by using a cooling fluid, such as e.g. cooling water, to a temperature that is lower than the temperature at which the solid coke product enriched during the autoclave treatment can be exposed to air without adverse effects. As a rule, it is sufficient to cool the autoclave to a temperature

tur under 149°C. En avkjøling av autoklaven til en temperatur nær 100°C eller lavere i nærvær av den gassformige fase er vanligvis uønsket på grunn av kondensasjon av den gassformige vannfase som fukter koksproduktet og øker dets fuktighetsinnhold og dermed tilsvarende nedsetter dets varmeverdi. Avkjølingen utføres fortrinnsvis efter at den gassformige fase er blitt fjernet, for å hindre de forflyktigede organiske bestanddeler, omfattende forholdsvis tunge hydrocarbonfraksjoner og tjærer, fra å kondensere og avsettes på overflaten av og i porene til koks-strukturen. . Det anrikede koksprodukt har i alminnelighet et matt sort utseende og en porøs struktur og et restfuktighetsinnhold av 1-5 vekt%. trip below 149°C. A cooling of the autoclave to a temperature close to 100°C or lower in the presence of the gaseous phase is usually undesirable due to condensation of the gaseous water phase which moistens the coke product and increases its moisture content and thus correspondingly lowers its heating value. The cooling is preferably carried out after the gaseous phase has been removed, in order to prevent the volatilized organic constituents, comprising relatively heavy hydrocarbon fractions and tars, from condensing and being deposited on the surface of and in the pores of the coke structure. . The enriched coke product generally has a dull black appearance and a porous structure and a residual moisture content of 1-5% by weight.

Ifølge den foreliqaende fremgangsmåte oppheves det gjenværende høye trykk i autoklaven ved arbeidstemperaturen for autoklaven efter at autoklavbehandlingen er blitt avsluttet, og hydrocarbonbestanddelene utvinnes ved kondensasjon og de organiske, ikke-kondenserbare gassformige bestanddeler som en biproduktbrenselgass• Bare en svak avsetning av de forflyktigede organiske bestanddeler på koksproduktet finner da sted. Det således fremstilte koksprodukt er ikke desto mindre særpreget ved at det har en termisk omvandlet struktur sam har en forbedret varmeverdi. According to the present method, the remaining high pressure in the autoclave is removed at the working temperature of the autoclave after the autoclave treatment has been completed, and the hydrocarbon components are recovered by condensation and the organic, non-condensable gaseous components as a by-product fuel gas• Only a slight deposition of the volatilized organic components on the coke product then takes place. The coke product produced in this way is nevertheless distinctive in that it has a thermally transformed structure and has an improved heating value.

Det skal ifølge oppfinnelsen også kunne utføres en autoklav-behandlings- og belegningsprosess i to trinn, hvor den gassformige fase som avgis fra autoklaven, overføres til et annet autoklav-kammer mens den fremdeles har forhøyet temperatur, hvori til-førselsmaterialet som skal behandles, anvendes som kjølemiddel for å kondensere tjærene og oljene i den gassformige fase. According to the invention, it should also be possible to carry out an autoclave treatment and coating process in two stages, where the gaseous phase emitted from the autoclave is transferred to another autoclave chamber while it still has an elevated temperature, in which the feed material to be treated is used as a refrigerant to condense the tars and oils in the gaseous phase.

Det avkjølte, faste koksprodukt overføres fra avkjølings-sonen, som vist på flytskjemaet, til koksproduktlagring, hvorfra det kan pakkes og skipes i beholdere eller løs vekt, eller det kan behandles ytterligere ved å utsette det for en egnet nedmaling for å bryte opp eventuelle agglomerater som er blitt dannet under autoklavbehandlingen, og dessuten for ytterligere å ned- The cooled, solid coke product is transferred from the cooling zone, as shown on the flow chart, to coke product storage, from where it can be packed and shipped in containers or loose weight, or it can be further processed by subjecting it to a suitable grinding down to break up any agglomerates which has been formed during the autoclave treatment, and also to further reduce

male produktet til det ønskede gjennomsnittlige partikkelstørrelses-område. Nedmalingsgraden av koksproduktet vil variere avhengig av den beregnede sluttanvendelse og den spesielle brennerkonstruksjon som skal anvendes ved forbrenning av koksproduktet som partikkelformig fast brensel. Dersom koksproduktet f.eks. skal anvendes for brennerkonstruksjoner av den type som anvendes for forbrenning av pulverformig kull og lignende brensler, kan par-tikkelstørrelser på under 297^um, fortrinnsvis under grind the product to the desired average particle size range. The degree of reduction of the coke product will vary depending on the calculated end use and the special burner construction to be used when burning the coke product as particulate solid fuel. If the coke product e.g. are to be used for burner constructions of the type used for burning pulverized coal and similar fuels, particle sizes of less than 297 µm, preferably less than

74yum, anvendes. Hvis koksproduktet skal anvendes for automatisk brennerutstyr for ovner, kan også større partikkelstørrelser tilfredsstillende anvendes. 74yum, is used. If the coke product is to be used for automatic burner equipment for furnaces, larger particle sizes can also be satisfactorily used.

Uavhengig av partikkelstørrelsen utgjør koksproduktet et verdifullt, fast oppvarmingsbrensel og kan anvendes direkte i denne form eller i blanding med andre vanlige brensler. Koksproduktet er særpreget ved at det har et meget lavt svovelinnhold, som regel under 1 vekt%, og mer hyppig 0,2 - 0,06 Regardless of the particle size, the coke product constitutes a valuable, solid heating fuel and can be used directly in this form or mixed with other common fuels. The coke product is distinctive in that it has a very low sulfur content, usually below 1% by weight, and more frequently 0.2 - 0.06

vekt%. Koksproduktet er dessuten særpreget ved at det har et meget lavt askeinnhold, som regel under 5% og så lavt som ned til 1% eller lavere. Visse avfallsmaterialer fra landbruket, som f.eks. bomullsplantestilker, gir et koksprodukt med opp til 20% aske og under 1% svovel. Koksproduktet har weight%. The coke product is also distinctive in that it has a very low ash content, usually below 5% and as low as 1% or less. Certain waste materials from agriculture, such as e.g. cotton plant stalks, gives a coke product with up to 20% ash and less than 1% sulphur. The coke product has

typisk en varmeverdi av 6120-8300 kcal/kg. typically a calorific value of 6120-8300 kcal/kg.

På grunn av koksproduktets meget lave svovel- og askeinnhold,kan det med fordel anvendes i blanding med andre brensler med høyt svovelinnhold for erholdelse av en brenselblanding med et vesentlig lavere gjennomsnittlig svovelinnhold og som tilfredsstiller de tillatelige grenser som er foreskrevet av EPA, og andre statsforskrifter og lokale forskrifter. Selv om det malte koksprodukt med fordel kan blandes med partikkelformige, faste brensler, som forskjellige bituminøse kull og antrasittkull, Due to the coke product's very low sulfur and ash content, it can advantageously be used in a mixture with other fuels with a high sulfur content to obtain a fuel mixture with a significantly lower average sulfur content and which satisfies the permissible limits prescribed by the EPA and other state regulations and local regulations. Although the ground coke product can be advantageously mixed with particulate solid fuels, such as various bituminous coals and anthracite coals,

fås spesielt fordelaktige resultater dersom det blandes med brenseloljer for fremstilling av en flytende oppslemning som inneholder så lite som 1 vekt% og opp til 50 vekt% koks. Den største koksmengde som kan blandes med den flytende brenselolje, particularly advantageous results are obtained if it is mixed with fuel oils to produce a liquid slurry containing as little as 1% by weight and up to 50% by weight of coke. The largest amount of coke that can be mixed with the liquid fuel oil,

er begrenset av økningen i oppslemningens viskositet efter hvert som konsentrasjonen av den partikkelformige koks øker. Den øvre grense for kokskonsentrasjonen er i alminnelighet den konsentrasjon hvor en oppslemning fås med den nødvendige viskositet som gjør det mulig å pumpe oppslemningen, og hvor det fås en tilstrekkelig ned-brytning av oppslemningens viskositet i de forskjellige typer av for tiden anvendte kommersielle brennermunnstykker. Selv opp-slemninger med en så lav konsentrasjon av koks som 1 vekt% is limited by the increase in slurry viscosity as the concentration of the particulate coke increases. The upper limit for the coke concentration is generally the concentration at which a slurry is obtained with the necessary viscosity that makes it possible to pump the slurry, and at which a sufficient breakdown of the slurry's viscosity is obtained in the various types of currently used commercial burner nozzles. Even slurries with a concentration of coke as low as 1% by weight

kan fremstilles ifølge oppfinnelsen, vil slike lave konsentrasjoner ikke i vesentlig grad forbedre de fordeler som kan oppnås ved innarbeidelsen av koksproduktene med lavt svovel og askeinnhold, og konsentrasjoner av minst 25 vekt% og opp til 50 vekt% er foretrukne. Ved konsentrasjoner av 50 vekt% utgjør det gjennomsnittlige svovelinnhold i oppslemningsblandingen halvparten av svovelinnholdet i den anvendte brenselolje, og dette gjør det mulig å anvende en rekke brenseloljer med høyt svovelinnhold for fremstilling av aksepterbare brenseloljeoppslemningsblandinger som tilfredsstiller EPA-svovelforskrifter og statlige og lokale svovelforskrifter. can be produced according to the invention, such low concentrations will not significantly improve the benefits that can be achieved by incorporating the coke products with low sulfur and ash content, and concentrations of at least 25% by weight and up to 50% by weight are preferred. At concentrations of 50% by weight, the average sulfur content of the slurry mixture is half of the sulfur content of the fuel oil used, and this makes it possible to use a variety of high sulfur fuel oils to produce acceptable fuel oil slurry mixtures that meet EPA sulfur regulations and state and local sulfur regulations.

Det har vist seg at blandingen av den malte koks med en partikkelstørrelse på under r05^um, fortrinnsvis med partikler hvorav 80% har en størrelse på under 74^,um, fører til en forholdsvis stabil oppslemning ved så høye konsentrasjoner som 50% koks og 50% brenselolje uten at det er nødvendig å anvende noen vesentlig mengde supplerende suspensjonsmidler for å oppnå en stabil oppslemningsblanding. Vanligvis er ingen supplerende suspensjonsmidler nødvendige ved anvendelse av det foreliggende koksprodukt, mens slike midler er nødvendige for vanlige opp-slemningsblandinger av bituminøst kull og antrasittkull og olje. Ved den foreliggende oppfinnelse fås derfor en vesentlig forenkling ved fremstillingen av oppslemningen og en minskning av omkost-ningene for sluttblandingen. It has been shown that the mixture of the ground coke with a particle size of less than r05 µm, preferably with particles of which 80% have a size of less than 74 µm, leads to a relatively stable slurry at concentrations as high as 50% coke and 50% fuel oil without the need to use any significant amount of supplementary suspending agents to achieve a stable slurry mixture. Generally, no supplementary suspending agents are necessary in the use of the present coke product, whereas such agents are necessary for ordinary slurry mixtures of bituminous coal and anthracite coal and oil. The present invention therefore results in a significant simplification in the preparation of the slurry and a reduction in the costs for the final mixture.

Eksempel 1 Example 1

Et celluloseholdig tilførselsmateriale som omfatter 5 9,5 A cellulosic feedstock comprising 5 9.5

g av en blanding av tørr eke- og granved, fylles i en prøvere-aktor sammen med 23,4 g vann. Vedchargen har form av 6,3 5 mm kvadratiske og 12,7 mm kvadratiske strimler med en nominell lengde på 22,86 cm. g of a mixture of dry oak and fir wood, is filled into a sampler-actuator together with 23.4 g of water. The wood charge is in the form of 6.3 5 mm square and 12.7 mm square strips with a nominal length of 22.86 cm.

Forsøksreaktorsystemet består av et sylindrisk kammer av rustfritt stål med en innvendig diameter av 3,5 cm og en lengde av 30,5 cm slik at det fås et samlet volum av 295 cm 3. Reaktoren er forsynt med en ledning som står i forbindelse med en vannav-kjølt kondensator og en vannfortrengningsgassoppsamler. Et 351,5 kg/cm 2 manometer kobles til reaktoren for kontinuerlig å overvå°ke trykket, og et termoelement av typen K innføres i en brønn i reaktoren for kontinuerlig overvåkning av temperaturen. Systemet omfatter en.høytrykks-kjeglepunktventil i ledningen mellom reaktoren og gasskondensatoren for å avgrene gassfasen fra reaktoren for å opprettholde.det ønskede trykk i reaktorkammeret. The experimental reactor system consists of a cylindrical stainless steel chamber with an internal diameter of 3.5 cm and a length of 30.5 cm so that a total volume of 295 cm 3 is obtained. The reactor is equipped with a line that is connected to a water-cooled condenser and a water-displacement gas collector. A 351.5 kg/cm 2 manometer is connected to the reactor to continuously monitor the pressure, and a type K thermocouple is introduced into a well in the reactor to continuously monitor the temperature. The system includes a high pressure cone point valve in the line between the reactor and the gas condenser to branch off the gas phase from the reactor to maintain the desired pressure in the reactor chamber.

Efter at reaktoren er blitt fylt og stengt, anbringes den After the reactor has been filled and closed, it is placed

i horisontal stilling i en varm muffelovn. Efter en periode på in a horizontal position in a hot muffle furnace. After a period of

5 minutter er reaktortrykket 105,5 kg/cm 2 og den innvendige temperatur målt med termoelementet 295°C. På dette trinn åpnes ut-løpsventilen noe, og tilstrekkelig mer gass slippes ut gjennom kondensatorsystemet til at trykket i reaktoren holdes i det vesentlige konstant på 105,5 kg/cm 2overtrykk. I løpet av den neste periode på 5 minutter eller efter en periode på samlet 10 minutter efter at reaktoren ble plassert i muffelovnen, er temperaturen i reaktoren målt med termoelementet 554°C. Derefter fjernes reaktoren fra ovnen og avkjøles til ca. 93°C. 5 minutes, the reactor pressure is 105.5 kg/cm 2 and the internal temperature measured with the thermocouple 295°C. At this stage, the outlet valve is opened slightly, and enough more gas is released through the condenser system that the pressure in the reactor is kept essentially constant at 105.5 kg/cm 2 overpressure. During the next period of 5 minutes or after a period of a total of 10 minutes after the reactor was placed in the muffle furnace, the temperature in the reactor measured with the thermocouple is 554°C. The reactor is then removed from the oven and cooled to approx. 93°C.

Et fast koksprodukt med en vekt av 18,9 g utvinnes fra reaktoren, og 20 cm 3 væske utvinnes fra kondensatorsystemet. A solid coke product weighing 18.9 g is recovered from the reactor, and 20 cm 3 of liquid is recovered from the condenser system.

Den produserte gass har et volum som er større enn gassoppsamlings- The produced gas has a volume that is greater than the gas collection

flaskens kapasitet som er 7800 cm'^. the bottle's capacity, which is 7800 cm'^.

En visuell undersøkelse av det faste koksprodukt viser at det er sort og har en bikubestruktur som hovedsakelig svarer til den opprinnelige struktur for det tilførte tremateriale, og at det ser ut som en forkokset væske på flere steder. De opprinnelige adskilte stykker av eik og gran deformeres under re-aks jonsprosessen , hvorved det faste koksprodukt utvinnes i form av en enkelt sylinder med en mindre diameter enn diameteren for reaktorkammeret. A visual examination of the solid coke product shows that it is black and has a honeycomb structure that mainly corresponds to the original structure of the added wood material, and that it looks like a coked liquid in several places. The original separated pieces of oak and spruce are deformed during the reaction process, whereby the solid coke product is extracted in the form of a single cylinder with a smaller diameter than the diameter of the reactor chamber.

Den utvundne gassformige fase brenner med en blekblå flamme som er typisk for blandinger av hydrogen, carbonmonoxyd og methanol. En analyse av det faste produkt er som følger: Kjemisk analyse The extracted gaseous phase burns with a pale blue flame typical of mixtures of hydrogen, carbon monoxide and methanol. An analysis of the solid product is as follows: Chemical analysis

Eksempel 2 Example 2

En 100 g charge av en kanadisk spagnumtorv fylles i forsøks-reaktorsystemet som beskrevet ovenfor i forbindelse med Fig. 1, forsynt med dampavkjølte og vannavkjølte kondensatorer. En analyse av chargematerialet angir et fuktighetsinnhold av ca. A 100 g charge of a Canadian sphagnum peat is filled in the experimental reactor system as described above in connection with Fig. 1, provided with steam-cooled and water-cooled condensers. An analysis of the charge material indicates a moisture content of approx.

75 vekt%. 75% by weight.

Efter at reaktoren er blitt fylt, anbringes den i horisontal stilling i en varm muffelovn på samme måte som beskrevet i eksempel 1, og efter en periode på 11 minutter er reaktortrykket 116,4 kg/cm oovertrykk og den innvendige temperatur, målt med termoelementet, 264°C. På dette trinn åpnes gassutløpsventilen noe, After the reactor has been filled, it is placed in a horizontal position in a hot muffle furnace in the same way as described in example 1, and after a period of 11 minutes the reactor pressure is 116.4 kg/cm overpressure and the internal temperature, measured with the thermocouple, 264°C. At this stage, the gas outlet valve is opened slightly,

og tilstrekkelig gass slippes ut av reaktoren via kondensatorsystemet til at trykket opprettholdes i det vesentlige konstant ved 105,5 kg/cm <2>overtrykk. and sufficient gas is released from the reactor via the condenser system so that the pressure is maintained substantially constant at 105.5 kg/cm <2>overpressure.

Efter en ytterligere oppvarmingsperiode på 23 minutter eller en samlet tid av 34 minutter efter at reaktoren er blitt anbragt i muffelovnen, er reaktortemperaturen 544°C. Reaktoren fjernes derefter fra ovnen, og høytrykksventilen åpnes for å slippe ut hele den gassformige fase inntil reaktorkammeret får atmosfæretrykk. Ventilene stenges derefter, og reaktoren avkjøles til omgivelsestemperaturen. After a further heating period of 23 minutes or a total time of 34 minutes after the reactor has been placed in the muffle furnace, the reactor temperature is 544°C. The reactor is then removed from the furnace, and the high-pressure valve is opened to release the entire gaseous phase until the reactor chamber reaches atmospheric pressure. The valves are then closed and the reactor is cooled to ambient temperature.

Ved avslutningen av dette forsøk inneholder den dampoppvarmede kondensator 74 g væske mens den vannavkjølte kondensator inneholder 5 g væske, og 4,25 1 ikke-kondenserbar gass oppsamles i gassoppsamleren. Det faste koksreaksjonsprodukt veier 6,99 g og viser seg ved visuell undersøkelse å utgjøres av et sprøtt, sort, fast produkt som ved oxydasjon gir 0,256 g aske. At the conclusion of this experiment, the steam-heated condenser contains 74 g of liquid while the water-cooled condenser contains 5 g of liquid, and 4.25 L of non-condensable gas is collected in the gas collector. The solid coke reaction product weighs 6.99 g and is shown by visual examination to consist of a brittle, black, solid product which on oxidation yields 0.256 g of ash.

En analyse av den oppsamlede gass som ved antennelse iakttas å brenne med en blå flamme, er som følger: An analysis of the collected gas which, when ignited, is observed to burn with a blue flame, is as follows:

Eksempel 3 Example 3

Det i eksempel 2 beskrevne forsøk gjentas under anvendelse av 173 g av det samme torvmateriale og under anvendelse av det samme utstyr. Reaktortrykket 8 minutter efter at reaktoren er blitt plassert i muffelovnen, er 105,5 kg/c. m 2overtrykk og temperaturen i reaktorkammeret 232°C. Efter en ytterligere oppholdstid på 21 minutter ved denne temperatur eller efter en samlet tid av 29 minutter fra påbegynnelsen av oppvarmingssyklusen er temperaturen i reaktoren 54 0°C, og trykket opprettholdes i det vesentlige konstant ved 105,5 kg/cm 2 overtrykk ved å avgrene den gassformige fase til kondensatorsystemet. The experiment described in example 2 is repeated using 173 g of the same peat material and using the same equipment. The reactor pressure 8 minutes after the reactor has been placed in the muffle furnace is 105.5 kg/c. m 2 overpressure and the temperature in the reactor chamber 232°C. After a further residence time of 21 minutes at this temperature or after a total time of 29 minutes from the start of the heating cycle, the temperature in the reactor is 540°C, and the pressure is maintained substantially constant at 105.5 kg/cm 2 overpressure by branching the gaseous phase to the condenser system.

En samlet mengde av 58 cm^ av en mørkebrun væske utvinnes A total of 58 cm^ of a dark brown liquid is recovered

i den dampoppvarmede kondensator, mens 63 cm 3 av et gulfarvet vann utvinnes i den vannavkjølte kondensator. En samlet mengde av 11,2 1 gass oppsamles i gassoppsamlingssystemet. Et fast koksprodukt i en mengde av 19,2 g og lignende det som ble erholdt i eksempel 2, utvinnes. Ved antennelse iakttas gassen å brenne med en blå flamme som er identisk med flammen ifølge eksempel 2. in the steam-heated condenser, while 63 cm 3 of a yellow colored water is recovered in the water-cooled condenser. A total amount of 11.2 1 gas is collected in the gas collection system. A solid coke product in an amount of 19.2 g and similar to that obtained in example 2 is recovered. On ignition, the gas is observed to burn with a blue flame which is identical to the flame according to example 2.

Det utvundne faste koksprodukt inneholder 0,41 vekt% fuktighet og har en tilnærmet og endelig sammensetning på fuktighetsfri basis som angitt i den nedenstående tabell: The recovered solid coke product contains 0.41% by weight of moisture and has an approximate and final composition on a moisture-free basis as indicated in the table below:

Det faste koksprodukt, på fuktighetsfri basis, viser tydelig en forbedret varmeverdi sammenlignet med tilførselsmaterialet i størrelsesordenen 66% og utgjøres av et fast brensel av høy kvalitet med lavt aske- og svovelinnhold. Efter påfølgende nedmaling til en partikkelstørrelse av ca. 74^,um er produktet ideelt egnet for blanding med restbrenseloljer med høyt svovelinnhold for erholdelse av et for brennere egnet brensel av opp-slemningstypen med moderat lavt svovelinnhold. The solid coke product, on a moisture-free basis, clearly shows an improved heating value compared to the feed material in the order of 66% and consists of a high-quality solid fuel with a low ash and sulfur content. After subsequent grinding down to a particle size of approx. 74^,um, the product is ideally suited for mixing with residual fuel oils with a high sulfur content to obtain a fuel suitable for burners of the slurry type with a moderately low sulfur content.

En brenseloljeoppslemning fremstilles under anvendelse -av det finmalte koksprodukt erholdt fra torven, ved å blande like vektmengder av koksproduktet og en restbrenselolje som inneholder 1% svovel. En suspensjon av kokspartiklene i brenseloljen fås ved tilsetning av det partikkelformige koksprodukt til brensel-ol jen under omrøring med en blandeanordning med høy skjærkraft. Koksproduktene tilsettes slik at det fås en konsentrasjon av A fuel oil slurry is produced using the finely ground coke product obtained from the peat, by mixing equal amounts by weight of the coke product and a residual fuel oil containing 1% sulphur. A suspension of the coke particles in the fuel oil is obtained by adding the particulate coke product to the fuel oil while stirring with a mixing device with high shear. The coke products are added so that a concentration of

ca. 4 0 vekt% av den samlede oppslemning. about. 40% by weight of the total slurry.

Den erholdte brenseloljeoppslemning har et gjennomsnittlig netto svovelinnhold av 0,66% som gjør at oppslemningen er egnet for anvendelse som brensel for offentlige anlegg for produksjon av .elektrisk kraft og i overensstemmelse med kravene i EPA-forskrifter til det høyeste tillatelige svovelinnhold. Den erholdte oppslemning holder seg dessuten i det vesentlige stabil idet de faste kokspartikler holder seg i det vesentlige jevnt suspendert uten bruk av hjelpesuspensjons- og/eller -dispergeringsmidler. The obtained fuel oil slurry has an average net sulfur content of 0.66% which makes the slurry suitable for use as fuel for public facilities for the production of electric power and in accordance with the requirements of EPA regulations for the highest permissible sulfur content. The resulting slurry also remains essentially stable as the solid coke particles remain essentially uniformly suspended without the use of auxiliary suspending and/or dispersing agents.

Eksempel 4 Example 4

Et tilførselsmateriale som er typisk for et vrakprodukt fra skogbruket og som omfatter furu- og granbark i en mengde av 51,7 6 g, fylles i et reaktorsystem som beskrevet i eksempel 2. Efter 7 minutter når trykket 105,5 kg/cm 2, og gassen slippes ut for å opprettholde et konstant trykk. Temperaturen i reaktoren er 227°C. Efter en ytterligere oppholdstid på 13 minutter er temperaturen i reaktoren 53 2°C, og trykket opprettholdes i det vesentlige konstant på ca. 105,5 kg/cm 2 ved å avgrene den gassformige fase til kondensatorsystemet. 17,9 g fast koksprodukt utvinnes. 15,8 g væske utvinnes. A feed material which is typical of a scrap product from forestry and which comprises pine and spruce bark in an amount of 51.7 6 g, is filled into a reactor system as described in example 2. After 7 minutes the pressure reaches 105.5 kg/cm 2, and the gas is released to maintain a constant pressure. The temperature in the reactor is 227°C. After a further residence time of 13 minutes, the temperature in the reactor is 53 2°C, and the pressure is maintained essentially constant at approx. 105.5 kg/cm 2 by branching off the gaseous phase to the condenser system. 17.9 g of solid coke product is recovered. 15.8 g of liquid is recovered.

Produktet fra dampkondensatoren består av 5,3 ml av en gul væske med 0,6 ml av et tjærelignende materiale som flyter på på toppen av væsken. Produktet fra vannkondensatoren består av 10,5 ml av en klar væske med spor av olje. Væsken fra begge kondensatorer kombineres, og 14,6 ml vann skilles ut. 0,254 g tjærer som er oppløselige i hexan, utvinnes. 0,28 g tjære som er oppløselig i benzen, utvinnes. Ca. 9000 cm 3 ikke-kondenserbar gass utvinnes. Det faste koksprodukts sammensetning og brenselverdi og den ikke-kondenserbare gassformige fases sammensetning er gjengitt i den nedenstående tabell: The product from the vapor condenser consists of 5.3 ml of a yellow liquid with 0.6 ml of a tar-like material floating on top of the liquid. The product from the water condenser consists of 10.5 ml of a clear liquid with traces of oil. The liquid from both condensers is combined, and 14.6 ml of water is separated. 0.254 g of tars soluble in hexane are recovered. 0.28 g of tar which is soluble in benzene is recovered. About. 9000 cm 3 of non-condensable gas is extracted. The composition and fuel value of the solid coke product and the composition of the non-condensable gaseous phase are shown in the table below:

Eksempel 5 Example 5

Et forsøk under anvendelse av reaktorutstyret beskrevet i forbindelse med eksempel 2, gjentas under anvendelse av 51,8 g av et celluloseholdig tilførselsmateriale som omfatter et landbruks-vrakprodukt av bomullsstilker og -skall. Reaktortrykket er 105,5 kg/cm 2 6 minutter efter at vrakproduktet er blitt anbragt i muffelovnen ved en innvendig temperatur i reaktoren av 217°C. På An experiment using the reactor equipment described in connection with example 2 is repeated using 51.8 g of a cellulosic feed material comprising an agricultural waste product of cotton stalks and husks. The reactor pressure is 105.5 kg/cm 2 6 minutes after the wreck product has been placed in the muffle furnace at an internal temperature in the reactor of 217°C. On

dette trinn åpnes ventilen, og den gassformige fase avgrenes slik at det opprettholdes et i det vesentlige konstant reaktortrykk ved ca. 105,5 kg/cm 2. Efter ytterligere 17 minutters oppvarming i muffelovnen er temperaturen 541 oC, dvs. efter en samlet reak-sjonsperiode på 23 minutter, og gassen avgrenes kontinuerlig for å opprettholde trykket ved 105,5 kg/cm . Efter denne tid fjernes reaktoren fra ovnen, og trykket oppheves inntil atmosfæretrykk. Den samlede utvundne gassmengde er 11240 cm^. Den samlede mengde av det faste produkt er 16,1 g og den samlede mengde av utvundne tjærer er 0,6 g. in this step, the valve is opened, and the gaseous phase is branched off so that an essentially constant reactor pressure is maintained at approx. 105.5 kg/cm 2. After a further 17 minutes of heating in the muffle furnace, the temperature is 541 oC, i.e. after a total reaction period of 23 minutes, and the gas is continuously branched off to maintain the pressure at 105.5 kg/cm 2 . After this time, the reactor is removed from the furnace, and the pressure is raised to atmospheric pressure. The total amount of extracted gas is 11240 cm^. The total amount of the solid product is 16.1 g and the total amount of extracted tars is 0.6 g.

Sammensetningen og brenselverdien for det faste koksprodukt og sammensetningen for den ikke-kondenserbare gassformige fase er gjengitt i de nedenstående tabeller: The composition and fuel value for the solid coke product and the composition for the non-condensable gaseous phase are given in the tables below:

Sammensetning og brenselverdi for fast produkt Composition and fuel value for solid product

Eksempel 6 Example 6

En charge som omfatter 60 g trespon og 15 cm 3 vann, fylles i A charge comprising 60 g of wood shavings and 15 cm 3 of water is filled in

en forsøksreaktor. Forsøksreaktorsystemet består av et sylindrisk kammer av rustfritt stål med en diameter av 3,18 cm og en lengde av 34,3 cm slik at det fås et volum av 267 cm"^. Reaktoren er forsynt med en ledning som står i forbindelse med en vannavkjølt kondensator og med en vannfortrengningsgassoppsamler. Et 351,5 kg/ cm trykkmanometer står i forbindelse med reaktoren for kontinuerlig overvåkning av trykket, og et termoelement av typen K er ført inn i brønnen i reaktorsystemet for kontinuerlig overvåkning av temperaturen. Systemet omfatter en høytrykkskjeglepunktsventil i ledningen mellom reaktoren og gasskondensatoren for å avgrene den gassformige fase fra reaktoren for derved å opprettholde det ønskede trykk i reaksjonskammeret. an experimental reactor. The experimental reactor system consists of a cylindrical stainless steel chamber with a diameter of 3.18 cm and a length of 34.3 cm so that a volume of 267 cm"^ is obtained. The reactor is provided with a line connected to a water-cooled condenser and with a water displacement gas collector. A 351.5 kg/cm pressure gauge is connected to the reactor for continuous monitoring of the pressure, and a type K thermocouple is inserted into the well of the reactor system for continuous temperature monitoring. The system includes a high-pressure cone point valve in the line between the reactor and the gas condenser to branch off the gaseous phase from the reactor to thereby maintain the desired pressure in the reaction chamber.

Efter at reaktoren er blitt fylt og stengt, anbringes den i horisontal stilling i en varm muffelovn. Efter en periode på 9 minutter er reaktortrykket 123 kg/cm 2 overtrykk og temperaturen målt med termoelementet 249°C. På dette trinn åpnes reaktor-ventilen noe, og tilstrekkelig med gass slippes ut gjennom kondensatorsystemet til at trykket i reaktoren opprettholdes i After the reactor has been filled and closed, it is placed in a horizontal position in a hot muffle furnace. After a period of 9 minutes, the reactor pressure is 123 kg/cm 2 overpressure and the temperature measured with the thermocouple 249°C. At this stage, the reactor valve is opened slightly, and sufficient gas is released through the condenser system so that the pressure in the reactor is maintained for

2 2

det vesentlige konstant ved 105,5 kg/cm overtrykk. I løpet av den neste periode på 21 minutter eller efter en samlet tid på 30 minutter efter at reaktoren er blitt anbragt i muffelovnen, er reaktortemperaturen 540°C, hvorefter reaktoren fjernes fra ovnen, trykket minskes til 1,06 kg/cm 2 overtrykk, og reaktoren avkjøles i luften. essentially constant at 105.5 kg/cm overpressure. During the next period of 21 minutes or after a total time of 30 minutes after the reactor has been placed in the muffle furnace, the reactor temperature is 540°C, after which the reactor is removed from the furnace, the pressure is reduced to 1.06 kg/cm 2 overpressure, and the reactor is cooled in the air.

Et koksprodukt utvinnes i en mengde av 14,6 g sammen med A coke product is recovered in an amount of 14.6 g together with

11200 cm 3 av en ikke-kondenserbar, brennbar gass, og dette re-presenterer en utvinning av samlede faste materialer på 24%. Det faste koksprodukt er særpreget ved at det har en sprø, porøs struktur. Den utvundne ikke-kondenserbare brenselgass brenner med en flamme med gul tipp. 11,200 cm 3 of a non-condensable, flammable gas, and this represents a total solids recovery of 24%. The solid coke product is distinctive in that it has a brittle, porous structure. The extracted non-condensable fuel gas burns with a flame with a yellow tip.

Det faste produkt males i en laboratoriekulemølle i 10 minutter og siktes derefter gjennom en 74/um sikt. Fraksjonen med en størrelse over 7 4/Um males i 10 minutter og sikkes på ny. Fraksjonen med en størrelse over 747um males i 5 ytterligere minutter, hvorefter 12,75 g er minst 149^um og 8,69 er minus <7>4/um . 12,75 g malte faste materialer tilsettes til 8,52 g bunkerbrenselolje av kvalitet C under dannelse av stiv pasta som inneholder 60% faste materialer. Ytterligere olje tilsettes til den stive pasta inntil hullrommene synes å være fylt. På dette trinn inneholder blandingen 56% faste materialer. Ytterligere olje tilsettes inntil det iakttas at blandingen flyter ved værelsetemperatur. Denne blanding inneholder 52% faste materialer. The solid product is ground in a laboratory ball mill for 10 minutes and then sieved through a 74 µm sieve. The fraction with a size above 7 4/Um is ground for 10 minutes and sifted again. The fraction with a size above 747µm is ground for 5 additional minutes, after which 12.75 g is at least 149µm and 8.69 is minus <7>4/µm. 12.75 g ground solids are added to 8.52 g grade C bunker fuel oil to form a stiff paste containing 60% solids. Additional oil is added to the stiff paste until the cavities appear to be filled. At this stage, the mixture contains 56% solids. Additional oil is added until it is observed that the mixture flows at room temperature. This mixture contains 52% solid materials.

En annen "sats av en oppslemning av olje og faste materialer fremstilles fra et lignende fast koksprodukt fremstilt fra tre og som er blitt malt i en kulemølle og siktet gjennom en 74^,um sikt. Når dette faste koksprodukt blandes med en lik mengde av bunkerbrenselolje av kvalitet C, er den erholdte oppslemning et ikke-newtonsk fluidum med en viskositet av 20500 cps-enheter ved 93°C målt med et Brookfield-viskosimeter ved 6 opm og 12100 cps-enheter målt ved 60 opm. Another batch of a slurry of oil and solids is prepared from a similar solid coke product made from wood that has been ground in a ball mill and screened through a 74 µm sieve. When this solid coke product is mixed with an equal amount of bunker fuel oil of grade C, the resulting slurry is a non-Newtonian fluid with a viscosity of 20,500 cps units at 93°C measured with a Brookfield viscometer at 6 rpm and 12,100 cps units measured at 60 rpm.

I de ovenstående spesielle eksempler utgjorde autoklaven In the above particular examples, the autoclave constituted

en laboratoriemodell for satsvis tilførsel av råmaterialet. Det vil forstås at autoklaver av en hvilken som helst kjent type og som er istand til å motstå de forhøyede temperaturer og trykk som er nødvendige ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte, kan anvendes med tilfredsstillende resultat. Det vil også forstås at selv om den ovenstående beskrivelse hovedsakelig har gjeldt satsvise autoklaver, kan kontinuerlige autoklaver også anvendes for utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte, hvor råmaterialet innføres kontinuerlig gjennom reaktorens innløps-ende via en egnet trykklås-silo- eller ventilanordning, og hvor koksproduktet ekstraheres kontinuerlig fra reaktorens avkjølings-sone via en lignende trykklås-silo- eller ventilanordning. a laboratory model for the batch supply of the raw material. It will be understood that autoclaves of any known type and which are capable of withstanding the elevated temperatures and pressures necessary in carrying out the present method can be used with satisfactory results. It will also be understood that although the above description has mainly applied to batch autoclaves, continuous autoclaves can also be used for the execution of the present method, where the raw material is introduced continuously through the inlet end of the reactor via a suitable pressure lock silo or valve device, and where the coke product is continuously extracted from the reactor's cooling zone via a similar pressure lock silo or valve device.

Claims

1. Method for the production of a solid coke product from a precoking feed material, where the feed material is heated in an autoclave at a temperature of 398-677°C and at a pressure of 70.3-232.0 kg/cm 2 , and where the pressure after the treatment in the autoclave is terminated at the working temperature, after which the reaction product is cooled and the enriched solid coke product is extracted, according to Norwegian patent 148379, characterized in that cellulose-containing materials, preferably peat, waste materials from agriculture, waste materials from forestry or mixtures thereof are used as the pre-coking feed material, and in that the treatment in the autoclave is carried out for a sufficient time to convert the moisture content and at least part of the volatile organic constituents in the feed material into a gaseous phase and to cause a partial thermal restructuring of the feed material's chemical structure and a change in its chemical composition while obtaining a solid coke product which is optionally ground down to the desired particle size and which, optionally after grinding down to a particle size below 297 µm is mixed with a fuel oil in an amount of 1-50% by weight of coke product, based on the total weight of the mixture, to obtain a liquid slurry of solid coke product and fuel oil.

2. Method according to claim 1, characterized in that the feed material is heated in the autoclave at a temperature of at least 482°C and up to 677°C.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the feed material is heated in the autoclave at a temperature of 537-649°C.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the feed material is heated in the autoclave at a pressure of 105.5-211.9 kg/cm<2>.

5. Method according to claims 1-4, characterized in that the gaseous phase is extracted from the autoclave, that at least part of the condensable components in the gaseous phase are extracted, and the condensable part and the non-condensable part are extracted.

6. Method according to claims 1-5, characterized in that the solid coke product is ground down to particles with a size mainly below 74 µm.