NO309930B1 - Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons - Google Patents

Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons Download PDF

Info

Publication number
NO309930B1
NO309930B1 NO951409A NO951409A NO309930B1 NO 309930 B1 NO309930 B1 NO 309930B1 NO 951409 A NO951409 A NO 951409A NO 951409 A NO951409 A NO 951409A NO 309930 B1 NO309930 B1 NO 309930B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
bed
steam
reactor
combustion
gas
Prior art date
Application number
NO951409A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO951409L (en
NO951409D0 (en
Inventor
Momtaz Nosshi Mansour
Kanda-Swamy Durai-Swamy
David Walter Warren
Original Assignee
Mfg & Tech Conversion Int Inc
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
Priority claimed from US07/310,202 external-priority patent/US5059404A/en
Publication of NO951409L publication Critical patent/NO951409L/en
Application filed by Mfg & Tech Conversion Int Inc filed Critical Mfg & Tech Conversion Int Inc
Priority to NO951409A priority Critical patent/NO309930B1/en
Publication of NO951409D0 publication Critical patent/NO951409D0/en
Publication of NO309930B1 publication Critical patent/NO309930B1/en

Links

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår indirekte oppvarmede termo-kjetniske reaktorer og prosesser eller fremgangsmåter for å utføre termokjemiske reaksjoner, innbefattende slikt som dampreformering av tungoljer, lut-gjenvinning og energi-gj envinning. This invention relates to indirectly heated thermo-kinetic reactors and processes or methods for performing thermochemical reactions, including such as steam reforming of heavy oils, alkali recovery and energy recovery.

Fremgangsmåter for å utføre termokjemiske reaksjoner omfatter et vidt spektrum av reaksjoner hvor råvarer blir direkte eller indirekte oppvarmet for å effektuere ønskelige endotermiske reaksjoner. Methods for carrying out thermochemical reactions include a wide spectrum of reactions where raw materials are directly or indirectly heated to effect desirable endothermic reactions.

I tilfellet med direkte oppvarmede reaktorer, vil eksotermiske reaksjoner som effektueres eller finner sted in situ tilveiebringe reaksjons-varmen for de ønskede endotermiske prosesser. Eksempler på slike direkte oppvarmede systemer innbefatter partiell oksidasjon og autotermiske forgassere. Selv om disse systemer kan anvendes for å forgasse eksempelvis karbonholdig materiale, innbefattende biomasse, er produktgassen av lav kvalitet på grunn av tilstedeværelsen av fortynningsmidler, d.v.s. produktene av de eksotermiske reaksjonene. In the case of directly heated reactors, exothermic reactions effected or taking place in situ will provide the heat of reaction for the desired endothermic processes. Examples of such directly heated systems include partial oxidation and autothermal carburetors. Although these systems can be used to gasify e.g. carbonaceous material, including biomass, the product gas is of low quality due to the presence of diluents, i.e. the products of the exothermic reactions.

Produkter med høyere kvalitet kan frembringes ved anvendelsen av indirekte oppvarmede reaktorer. Eksempelvis er det blitt brukt flere fremgangsmåter for indirekte oppvarmet biomasse-forgassing. En fremgangsmåte anvender et konvensjonelt brennkammer med brennrør nedsenket i en fluidsjikt-reaktor. Flanigan m.fl., Proceedings of the 15th Biomass Thermochemical Conversion Contractor's Meeting, Atlanta, Georgia, sidene 14-30 (1983). En annen fremgangsmåte anvender et ekstra forkullingsbrennkammer av fluidisert sjikt-type som oppvarmer sand i et separat sjikt. Den varme sanden blir så brukt som varmeleveringsmediet i den primære fluidsjikt-forgasserreaktoren. Feldman m.fl., Proceedings of the 15th Biomass Thermochemical Conversion Contractor's Meeting, Atlanta, Georgia, pp. 31-90 (1983). Higher quality products can be produced by the use of indirectly heated reactors. For example, several methods have been used for indirectly heated biomass gasification. One method uses a conventional combustion chamber with combustion tubes immersed in a fluidized bed reactor. Flanigan et al., Proceedings of the 15th Biomass Thermochemical Conversion Contractor's Meeting, Atlanta, Georgia, pp. 14-30 (1983). Another method uses an additional charring combustion chamber of fluidized bed type which heats sand in a separate layer. The hot sand is then used as the heat delivery medium in the primary fluid bed gasifier reactor. Feldman et al., Proceedings of the 15th Biomass Thermochemical Conversion Contractor's Meeting, Atlanta, Georgia, pp. 31-90 (1983).

I den første fremgangsmåten vil den store størrelsen til brennkammeret og varmeutvekslings-subsystemet resultere i høye kostnader i forhold til direkte oppvarmede reaktorer. Hoved-ulempene med indirekte oppvarmede reaktorer med konvensjonelle brennrør har alltid vært de høye kostnadene som skyldes størrelsen på varmevekslerne og høy-temperaturmaterialene som er nødvendige for konstruksjonen av slike varmevekslere. I tillegg vil det store antallet rør som er nødvendig for varme-utvekslingen, være et kompromiss med reaktorsjikt- eller reaktorseng-fluidiseringen. (Heretter benyttes oftest ordet "seng" istedenfor "sjikt" i beskrivelsen.) Således vil lave varmeutslipps-hastigheter i brennkammeret og lave varme-overføringshastigheter i brennrørene begrense reaktorens ytelse og dens økonomiske levedyktighet. In the first method, the large size of the combustion chamber and the heat exchange subsystem will result in high costs compared to directly heated reactors. The main disadvantages of indirectly heated reactors with conventional fire tubes have always been the high costs due to the size of the heat exchangers and the high temperature materials necessary for the construction of such heat exchangers. In addition, the large number of tubes required for the heat exchange will be a compromise with the reactor bed or reactor bed fluidization. (Hereinafter, the word "bed" is most often used instead of "layer" in the description.) Thus, low heat emission rates in the combustion chamber and low heat transfer rates in the combustion tubes will limit the reactor's performance and its economic viability.

I den andre fremgangsmåten er det vanskelig å oppnå for-kullingsforbrenning for å erstatte vartneverdien til den forkullede massen uten lang gjennomløpstid og overskuddsluft, hvilket krever et enda større brennkammer (enn forgasseren), og hvilket ytterligere minsker systemets effektivitet. I tillegg vil størrelsen og kompleksiteten til det varme sand-resirkulasjonsutstyret og kostnadene for tilleggs-fluidsjikt forkullings-brennkammeret begge representere alvorlige ulemper. In the second method, it is difficult to achieve char combustion to replace the wart value of the charred mass without a long transit time and excess air, which requires an even larger combustion chamber (than the carburettor), and which further reduces the efficiency of the system. In addition, the size and complexity of the hot sand recirculation equipment and the cost of the additional fluidized bed carbonization combustor would both represent serious drawbacks.

I et annet eksempel involverer tidligere kjent dampreformering av tunge, flyende hydrokarboner et antall fastsjikt-og fluidsjikt-metoder som er utsatt for alvorlige drifts-problemer . In another example, previously known steam reforming of heavy, volatile hydrocarbons involves a number of fixed-bed and fluid-bed methods which are subject to serious operational problems.

De fleste dampreformere for behandling av tunge flytende hydrokarboner for å fremstille hydrogenrik gass er autotermiske og arbeider ved høye temperaturer. Dette er imidlertid et kompromiss med den fremstilte gassens kvalitet på grunn av utslippet av tynner-midler (produkter av forbrenningen i produktgassen), spesielt dersom systemet anvender luftblåsing. Most steam reformers for treating heavy liquid hydrocarbons to produce hydrogen-rich gas are autothermal and operate at high temperatures. However, this is a compromise with the quality of the produced gas due to the emission of thinners (products of the combustion in the product gas), especially if the system uses air blowing.

Dette førte til utviklingen av to indirekte oppvarmede dampreformere som er verdt å merke seg, og den ene er den totale hydrokarbon-reformeringsprosessen (THR) (Tomita, High Temperature Processing Symphosium, sponset av KTI Company, Santa Barbara, CA (1979), Tomita m.fl., European Meeting of Chemical Engineering, 18th Chemical Congress and Exhibition, Frankfurt Germany (1976)), og den andre er en katalytisk fluidisert damp-reformeringsprosess ((heretter kalt "den franske prosessen"), bulletin fra Secoete de al Grande Paroisse, (1973)) . This led to the development of two indirectly heated steam reformers of note, one being the total hydrocarbon reforming (THR) process (Tomita, High Temperature Processing Symphosium, sponsored by KTI Company, Santa Barbara, CA (1979), Tomita et al., European Meeting of Chemical Engineering, 18th Chemical Congress and Exhibition, Frankfurt Germany (1976)), and the other is a catalytic fluidized steam reforming process ((hereafter referred to as "the French process")), bulletin of Secoete de al Grande Paroisse, (1973)) .

I THR-prosessen fremstilles hydrogen ved reaksjonen mellom damp og de tunge flytende hydrokarboner i en rørformet reaktor med fastholdt sjikt. Denne prosessen er katalytisk, og det er rapportert at den aksepterer et stort område av råvarer innbefattende nafta og råolje uten at det er nødvendig med noen forbehandling av råvarene. THR-prosessen anvender en katalysator som arbeider i tilstedeværelsen av svovel. In the THR process, hydrogen is produced by the reaction between steam and the heavy liquid hydrocarbons in a tubular reactor with a fixed bed. This process is catalytic and is reported to accept a wide range of feedstocks including naphtha and crude oil without the need for any pretreatment of the feedstocks. The THR process uses a catalyst that works in the presence of sulfur.

Den primære katalysatoren kalles T12 og er en silisium-fri, kalsiumaluminat-basert katalysator. Siden dampreformer-ingsaktiviteten til denne katalysatoren er lavere enn for konvensjonelle nikkel-katalysatorer, er den nødvendige reaksjons-temperaturen høyere. For en tung råvare så som iransk tung råolje er således innløps-temperaturene 1173K og utløps-temperaturene så høye som 1273K, hvilket gir alvorlige varmeoverførings-og rørmaterial-problemer. En bør også merke seg at det var nødvendig å utvikle et komplekst nytt mate-system for å styre den tunge brennstoff-fordampningen og kraftige blandinger med damp for å unngå krakking og sot-dannelse i reformrør-innløpet. The primary catalyst is called T12 and is a silicon-free, calcium aluminate-based catalyst. Since the steam reforming activity of this catalyst is lower than that of conventional nickel catalysts, the required reaction temperature is higher. For a heavy raw material such as Iranian heavy crude oil, the inlet temperatures are thus 1173K and the outlet temperatures as high as 1273K, which causes serious heat transfer and pipe material problems. It should also be noted that it was necessary to develop a complex new feed system to control the heavy fuel vaporization and heavy mixtures with steam to avoid cracking and soot formation in the reformer inlet.

Siden den nikkelfrie T12-katalysatoren ikke er tilstrekkelig aktiv til å konvertere hele hydrokarbon-mengden til syntesegass, inneholder utløpsgassen uunngåelig et høyt nivå av metan, og dette gjelder spesielt når en har tunge råvarer. For å løse dette problemet med hydrokarbon-gjennombrudd, brukes en nikkelinneholdende katalysator (T-48) ved slutten av det fastholdte sjiktet med T-12 kalsium-aluminat. T-48 nikkelkatalysatoren, som ligger inntil og oppstrøms for T-12 katalysatoren, tåler svovel i denne prosessen siden den drives ved høye temperaturer, vanligvis 1172°K, og der er til stede vesentlige mengder av H2. For dampreformering av råolje, er THR-prosessen mer kostbar enn konvens j one11 naf tadamp-reformering. Since the nickel-free T12 catalyst is not sufficiently active to convert the entire amount of hydrocarbons into synthesis gas, the exhaust gas inevitably contains a high level of methane, and this is especially true when you have heavy raw materials. To solve this problem of hydrocarbon breakthrough, a nickel-containing catalyst (T-48) is used at the end of the fixed bed of T-12 calcium aluminate. The T-48 nickel catalyst, located adjacent and upstream of the T-12 catalyst, tolerates sulfur in this process since it is operated at high temperatures, typically 1172°K, and significant amounts of H2 are present. For steam reforming of crude oil, the THR process is more expensive than conventional naphtha steam reforming.

Det er åpenbart for fagkyndige på dampreformeringsområdet at behandling av tunge hydrokarboner medfører spesielle problemer på grunn av tilstedeværelsen av aromatiske element-deler inneholdt i de tunge hydrokarbonene, og som har en spesiell tendens til å danne karbonholdige avsetninger eller sot på katalysator-substrater. I THR-prosessen er den primære katalysatoren anordnet i en rørformet fastsjikt-reaktor. Avsetningen av karbonholdige avsett i slike rørformede fastsjikt-reaktorer resulterer i tilstopping av katalysatorens strømningsvolumer. I fastsjikt-utformingen er prosessen med avsetning og tilstopping progressiv, hvilket fører til utstrakt trykkfall i den rørformede reaktoren og vil kreve nedkopling. Siden avsett-dannelse ikke kan tolereres i fastsjikt-reaktorer, må således prosess-forhold etableres slik at en unngår eller minimaliserer avsetningen. Dette krever generelt anvendelse av høye damp til karbonforhold, hvilket øker hastigheten av karbon-gassifisering i forhold til hastigheten, hvorved karbonholdig avsett dannes. Høye damp til karbonforhold er imidlertid ødeleggende for den termiske effektiviteten til prosessen. It is obvious to those skilled in the art of steam reforming that the treatment of heavy hydrocarbons entails particular problems due to the presence of aromatic element moieties contained in the heavy hydrocarbons, and which have a particular tendency to form carbonaceous deposits or soot on catalyst substrates. In the THR process, the primary catalyst is arranged in a tubular fixed bed reactor. The deposition of carbonaceous deposits in such tubular fixed bed reactors results in clogging of the catalyst flow volumes. In the fixed-bed design, the process of deposition and clogging is progressive, which leads to extensive pressure drop in the tubular reactor and will require shutdown. Since deposit formation cannot be tolerated in fixed-bed reactors, process conditions must therefore be established so that deposit is avoided or minimized. This generally requires the use of high steam to carbon ratios, which increases the rate of carbon gasification relative to the rate at which carbonaceous deposits are formed. However, high steam to carbon ratios are detrimental to the thermal efficiency of the process.

I tilfellet med den franske prosessen, som er utviklet ved Societe de la Grande Paroisse, ble en fluidsjikt-reaktor brukt. Reaktoren var utviklet til å prosessere eller reagere tunge svovelinneholdende råvarer (for eksempel fyringsolje) til hydrogen uten fjerning av svovel og minimal karbondannelse. I denne prosessen blir vann og hydrokarboner matet inn i et fluidisert sjikt av en nikkelinneholdende katalysator som holdes isotermisk ved 1073 til 1194°K. Den fluidiserte sengens virkemåte tillater drift ved lave damp/karbonforhold. De tyngre råvarer forårsaker imidlertid noe hydrokarbon-gjennombrudd. Videre er det av to grunner ikke ønskelig å ha en ikke-inneholdende katalysator i fluidsjikt-prosessen. Første grunn er at nedsliting eller abrasjon i sengen medfører tap av den kostbare nikkelinneholdende katalysatoren. Den andre grunnen er utstrakt sotdannelse og svovelforgiftning av nikkel i katalysatoren, hvilket finner sted ved behandling av tunge væsker som har en tendens til å danne sot, og som inneholder en vesentlig mengde svovel (nr. 4 og nr. 6 fyringsoljer). In the case of the French process, developed at the Societe de la Grande Paroisse, a fluidized bed reactor was used. The reactor was designed to process or react heavy sulfur-containing raw materials (for example fuel oil) into hydrogen without removal of sulfur and minimal carbon formation. In this process, water and hydrocarbons are fed into a fluidized bed of a nickel-containing catalyst held isothermally at 1073 to 1194°K. The fluidized bed operation allows operation at low steam/carbon ratios. However, the heavier raw materials cause some hydrocarbon breakthrough. Furthermore, for two reasons it is not desirable to have a non-containing catalyst in the fluid bed process. The first reason is that wear or abrasion in the bed results in the loss of the expensive nickel-containing catalyst. The second reason is extensive soot formation and sulfur poisoning of nickel in the catalyst, which occurs when treating heavy liquids that tend to form soot and contain a significant amount of sulfur (No. 4 and No. 6 fuel oils).

I tillegg vil visse reagerende materialer medføre spesielle utfordringer for reaktoren, prosessen og system-utformingen. Lut, som er biproduktet ved tremasse-prosesser, inneholder generelt biomasseavledede ligniner og uorganisk natrium og noen ganger så som i tilfellet med kraftvæsken, svovelprosess-kjemikalier. Økonomien til prosessen tilsier behovet for å gjenvinne prosesskjemikaliene og energiverdiene til luten. In addition, certain reacting materials will cause special challenges for the reactor, the process and the system design. Lye, which is the byproduct of pulping processes, generally contains biomass-derived lignins and inorganic sodium and sometimes, as in the case of the kraft fluid, sulfur process chemicals. The economics of the process dictate the need to recover the process chemicals and the energy values of the lye.

Kraft's lut-gjenvinningsprosess må for eksempel tilveiebringe en innretning for å konservere og/eller regenerere svovel i natriumsulfid-formen. Dette utføres for tiden ved anvendelse av en Tomlinson gjenvinningsovn, hvor lut blir forbrent og de uorganiske sulfat-kjemikaliene redusert ved reaksjon med karbon i et smeltet smeltesjikt ved bunnen av ovnen. Selv om Tomlinson-ovnen i stor grad er blitt brukt i Kraft 's papir-industri i flere tiår, har den vesentlige ulemper, innbefattende sikkerhetsrisiki, d.v.s. smeltevann-eksplosjoner, korrosjon og uønskede omgivelses-utslipp. I tillegg representerer Tomlinson-ovnene en vesentlig del av den totale kapitalutgift i en moderne mølle. Når mølleutvidelser skal foretas, er det liten mulighet for å øke fabrikk-kapasitetsekspansjonen siden gjenvinningskokere bare er økonomiske i relasjon til store kapasiteter. For example, Kraft's lye recovery process must provide a facility to conserve and/or regenerate sulfur in the sodium sulfide form. This is currently carried out using a Tomlinson recovery furnace, where lye is burned and the inorganic sulfate chemicals are reduced by reaction with carbon in a molten bed at the bottom of the furnace. Although the Tomlinson furnace has been widely used in Kraft's paper industry for several decades, it has significant disadvantages, including safety hazards, i.e. meltwater explosions, corrosion and unwanted environmental emissions. In addition, the Tomlinson furnaces represent a significant part of the total capital expenditure in a modern mill. When mill expansions are to be carried out, there is little opportunity to increase factory capacity expansion since recovery boilers are only economical in relation to large capacities.

Av disse grunner har papirindustrien søkt etter nye teknologi-alternativer som erstatning for Tomlinson gjenvinningskokerne. Gassifisering av lut kan utføres autotermisk, men denne fremgangsmåte resulterer i produktgass med lav varmeverdi og i de fleste tilfeller vil slike autotermiske forgassere produsere en smeltet smelte. Mer viktig er det at siden Kraft's kjemikaler må gjenvinnes i en redusert tilstand, er direkte eksponering av lut overfor oksydanter, for eksempel ved partiell oksydasjon og autotermiske prosesser, generelt uønskelig. Andre har demon-strert autotermisk forgassing av lut i en smeltet saltreaktor. Selv om reduksjon av Kraft's kjemikalier med karbon inneholdt i det smeltede saltet er blitt etablert i en autotermisk forgasser, lider denne fremgangsmåten av mange av de samme vanskelighetene som er knyttet til Tomlinson smelteovn-teknologien, innbefattende smelteproduksjon, korrosjons-problemer, eksplosjonsrisiko, høye kapitalkostnader og lav system-effektivitet. For these reasons, the paper industry has searched for new technology alternatives as a replacement for the Tomlinson recovery boilers. Gasification of lye can be carried out autothermally, but this method results in product gas with a low calorific value and in most cases such autothermal gasifiers will produce a molten melt. More importantly, since Kraft's chemicals must be recovered in a reduced state, direct exposure of lye to oxidants, for example by partial oxidation and autothermal processes, is generally undesirable. Others have demonstrated autothermal gasification of lye in a molten salt reactor. Although reduction of Kraft's chemicals with carbon contained in the molten salt has been established in an autothermal gasifier, this process suffers from many of the same difficulties associated with the Tomlinson furnace technology, including melt production, corrosion problems, explosion risks, high capital costs and low system efficiency.

Det er således et behov for en lutgjenvinningsprosess som unngår behovet for en smeltet smeltehåndtering, tilveiebringer høy pålitelighet og sikkerhet, høy termisk effektivitet, lave kostnader og er forenlig med lave modulære system-utforminger for å støtte små økninger i mølle-ekspansjon. Thus, there is a need for a liquor recovery process that avoids the need for molten metal handling, provides high reliability and safety, high thermal efficiency, low cost, and is compatible with low modular system designs to support small increases in mill expansion.

For flere applikasjoner er det et behov for både ny reaktor-teknologi for indirekte oppvarmede termokjemiske prosesser, og for de forskjellige endotermiske prosesser, optimalisering av reaksjonene og prosessparametrene for å maksimalisere avkastningen. Behov for ny teknologi og prosesser for indirekte oppvarmede termokjemiske reaktorer er til stede i et svært bredt spekter av endebruker-applikasjoner, innbefattende for eksempel mild forgassing av kull, dampforgassing av kull og torv, termisk krakking av kjemikalier, termokjemisk behandling av industrielt og kommunalt avfall, forgassing av energi-inneholdende avfallsstrømmer fra matbehandlings-fabrikker, gjenvinning av nyttige brennstoff-former av oljeavfall og olje- og tjæresand, avgifting av energi-gjenvinning fra hasardiøse avfalls-materialer og generelt effektivisering av endotermiske reaksjoner i kjemiske prosesser for fremstilling av ønskede kjemikalier. For several applications, there is a need for both new reactor technology for indirectly heated thermochemical processes, and for the various endothermic processes, optimization of the reactions and process parameters to maximize yield. The need for new technologies and processes for indirectly heated thermochemical reactors is present in a very wide range of end-user applications, including for example mild gasification of coal, steam gasification of coal and peat, thermal cracking of chemicals, thermochemical treatment of industrial and municipal waste , gasification of energy-containing waste streams from food processing factories, recovery of useful fuel forms from oil waste and oil and tar sands, detoxification of energy recovery from hazardous waste materials and general streamlining of endothermic reactions in chemical processes for the production of desired chemicals .

Det kan oppnås fordeler i varmeutslipps- og varmeover-føringshastighet ved anvendelsen av pulserende brennkammere. Forbrenningsintensiteten til pulsbrennkammeret er høy. For et gitt varmeutslipp er brennkammeret relativt lite. Siden forbrennings-produktene blir drevet av forbrennings-induserte oscillasjoner er videre grensesjikt-motstanden overfor varme-overføring fra brenngassen til den indre veggen av brennrøret (resonans-røret) redusert og varmeutvekslings-overflåtene kan være korresponderende mindre for et gitt utbytte. For eksempel refererer US patent 4 655 146 seg til en reaktor for å utføre høytemperatur-reaksjoner så som smelting, varme-behandling og forbrenning. Reaktoren omfatter et brennkammer, eller forlengelse av dette, avstemt til å komme i resonans og derved oppnå effektiv forbrenning. Brennstoff og reaksjonsmaterialet blir matet inn i og gjennomgår reaksjon inne i kammeret. US patent 3 606 867 refererer til et pulserende forbrenningssystem for å fremstille en høytemperatur- og trykkgass-strøm som støtes mot objekter som skal varme-behandles. US patent 2 937 500 refererer seg til resonans-jetmotorer i kombinasjon med varmeutvekslingsutstyr, hvilket utstyr er kjennetegnet ved en sonisk økt hastighet av varemoverføringen for anvendelse ved oppvarming av luft-forsyningen til motoren. Disse patenter er innlemmet her som referanser. Ingen av disse patenter eller noen av de foran nevnte termokjemiske prosessene foreslår anvendelsen av pulserende forbrenning i forbindelse med en indirekte oppvarmet fluidsjikt-reaktor. Advantages in heat emission and heat transfer rate can be achieved by the use of pulsating combustion chambers. The combustion intensity of the pulse combustion chamber is high. For a given heat output, the combustion chamber is relatively small. Since the combustion products are driven by combustion-induced oscillations, the boundary layer resistance to heat transfer from the fuel gas to the inner wall of the combustion tube (resonant tube) is further reduced and the heat exchange surfaces can be correspondingly smaller for a given yield. For example, US patent 4,655,146 refers to a reactor for carrying out high temperature reactions such as melting, heat treatment and combustion. The reactor comprises a combustion chamber, or an extension thereof, tuned to resonate and thereby achieve efficient combustion. Fuel and the reaction material are fed into and undergo reaction inside the chamber. US patent 3,606,867 refers to a pulsating combustion system for producing a high-temperature and pressurized gas flow impinging on objects to be heat-treated. US patent 2,937,500 refers to resonance jet engines in combination with heat exchange equipment, which equipment is characterized by a sonically increased speed of the product transfer for use in heating the air supply to the engine. These patents are incorporated herein by reference. None of these patents or any of the aforementioned thermochemical processes suggest the use of pulsed combustion in connection with an indirectly heated fluidized bed reactor.

Den foreliggende oppfinnelse overkommer manglene ved de for tiden anvendte indirekte oppvarmede reaktorer ved at det anvendes et enkelt eller, fortrinnsvis, flere resonans-rør til et pulserende brennkammer som går ut fra det samme brennkammeret som i sengoppvarme-utveksleren, og hvor hastigheten til trykkoscillasjonene til brenngassene og det intense akustiske felt som utstråles av de flere resonans-rørene inn i reaktorsengen øker hastigheten av varmeutslipp, varme- og masse-overføring og til slutt reaksjonshastigheten i sengen. The present invention overcomes the shortcomings of the currently used indirectly heated reactors by using a single or, preferably, several resonance tubes for a pulsating combustion chamber which exits from the same combustion chamber as in the bed heating exchanger, and where the speed of the pressure oscillations of the combustion gases and the intense acoustic field radiated by the several resonance tubes into the reactor bed increase the rate of heat emission, heat and mass transfer and finally the reaction rate in the bed.

Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe termokjemiske reaktorer som er kjennetegnet ved høy termisk effektivitet, høye behandlingshastigheter, lave kapital- og vedlikeholdskostnader og høy produktkvalitet for sluttbruks-anvendelser, innbefattende: It is an object of this invention to provide thermochemical reactors characterized by high thermal efficiency, high processing rates, low capital and maintenance costs and high product quality for end-use applications, including:

Forgassing av lut Gasification of lye

Dampreformering av tunge flytende hydrokarboners Steam reforming of heavy liquid hydrocarbons

Det er et annet formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe et termokjemisk indirekte oppvarmet reaktor-apparat og en fremgangsmåte for å øke hastigheten til varmeutslipp, varme- og masse-overføring, reaksjonshastighet og gjennomløp for å produsere nyttbare produkter og avgifting av materialer med lave nivåer av omgivelses-påvirkning. It is another object of this invention to provide a thermochemical indirectly heated reactor apparatus and method for increasing the rate of heat release, heat and mass transfer, reaction rate and throughput to produce useful products and detoxification of materials with low levels of environmental influence.

Det er et annet formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe forbedret termokjemiske prosesser for sluttbruker-formål, innbefattende: It is another object of this invention to provide improved thermochemical processes for end-user purposes, including:

Gjenvinning av lut Recovery of lye

Katalytisk dampreformering av tunge flytende hydrokarboner Catalytic steam reforming of heavy liquid hydrocarbons

Det er et annet formål med denne oppfinnelse å generere medium Btu-gass på omtrent 13 til 20xl0<6> J/m<3> og hydrokarbon-væsker fra alternative energikilder så som kull, oljeskifer, biomasse, kommunalt avfall, energibærende industrielt avfall og avfallshydrokarboner med neglisjerbar produksjon av uønskede tjærestoffer og tungoljer. It is another object of this invention to generate medium Btu gas of approximately 13 to 20xl0<6> J/m<3> and hydrocarbon liquids from alternative energy sources such as coal, oil shale, biomass, municipal waste, energy-bearing industrial waste and waste hydrocarbons with negligible production of unwanted tar substances and heavy oils.

Det er også et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe et apparat og en fremgangsmåte for forgassing av lut og gjenvinning av dens energi og kjemiske verdier uten smeltet smelte-produksjon. It is also an object of this invention to provide an apparatus and a method for gasification of lye and recovery of its energy and chemical values without molten metal production.

Et annet formål er å tilveiebringe et modulært lut-gjenvinningssystem og en prosess som er velegnet for små Another object is to provide a modular lye recovery system and process suitable for small

utvideler eller økninger i møllekapasiteten. extensions or increases in mill capacity.

Tilleggsformål og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse, og vil være delvis åpenbare på Additional purposes and advantages of the invention will appear from the following description, and will be partially obvious from

bakgrunn av beskrivelsen, eller de vil fremgå ved utøvelsen av oppfinnelsen. Formålene og fordelene med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av de trekk og kombinasjoner som er spesielt påpekt i de etterfølgende patentkrav. Således defineres oppfinnelsen i sine fem aspekter ved hjelp av de vedføyde patentkravene. background of the description, or they will appear during the practice of the invention. The purposes and advantages of the invention are achieved by means of the features and combinations which are specifically pointed out in the subsequent patent claims. Thus, the invention is defined in its five aspects by means of the attached patent claims.

For å oppnå formålene i samsvar med hensikten med oppfinnelsen, som utført og grovt beskrevet her, omfatter den foreliggende oppfinnelse et indirekte oppvarmet termokjemisk reaktor-apparat som innbefatter en fluidseng-reaktor som blir indirekte oppvarmet av en pulsbrenner som har et brennkammer, en aerodynamisk ventil, og en enkel eller flere langstrakte ledere som danner en resonans-sone, og som har et innløp ved brennkammeret ved den ene enden og et utløp ved den andre enden, heretter kalt "resonans-rør". Fluidseng-reaktoren er utstyrt med en eller flere material-innføringsporter og blir matet med faste partikler omfattende et egnet sengemateriale som kan være inert eller være av katalytisk natur som tilveiebringer en katalytisk økning av reaksjonene i sengen. Fluidseng-reaktoren er også utstyrt med en port nær bunnen av reaktoren for innføring av et fluidiserende medium som kan være damp, gass, fordampede væsker av en annen type enn vanndamp eller kombinasjoner derav. Strømmingen til fluidiseringsmediet i fluidseng-reaktoren fordeles på en måte som er hovedsakelig lik over tverrsnittet til sengen ved hjelp av fordelingsinnretninger for lik fordeling av fluidiseringsmediet . Ved utløpet til hvert resonansrør er det anordnet et utløpsrom for å oppsamle gasser som strømmer ut av resonans - rørene. Fast materiale, gasser og damper, heretter kalt "reaktor-produkter", slipper ut gjennom fluidseng-reaktoren gjennom en separat port. Reaktor-produktene entrer så en spesiell separerings-innretning så som en separator eller et filtrerkammer eller en annen egnet innretning for å separere faststoffer fra reaktor-produktene. In order to achieve the objects in accordance with the purpose of the invention, as carried out and broadly described herein, the present invention comprises an indirectly heated thermochemical reactor apparatus which includes a fluidized bed reactor which is indirectly heated by a pulse burner having a combustion chamber, an aerodynamic valve , and a single or several elongated conductors which form a resonance zone, and which have an inlet at the combustion chamber at one end and an outlet at the other end, hereinafter called "resonance tube". The fluid bed reactor is equipped with one or more material introduction ports and is fed with solid particles comprising a suitable bed material which may be inert or of a catalytic nature which provides a catalytic increase of the reactions in the bed. The fluid bed reactor is also equipped with a port near the bottom of the reactor for the introduction of a fluidizing medium which can be steam, gas, vaporized liquids of a different type than water vapor or combinations thereof. The flow of the fluidizing medium in the fluidized bed reactor is distributed in a manner that is substantially equal across the cross-section of the bed by means of distribution devices for equal distribution of the fluidizing medium. At the outlet of each resonance tube, an outlet space is arranged to collect gases flowing out of the resonance tubes. Solid material, gases and vapors, hereafter called "reactor products", escape through the fluidized bed reactor through a separate port. The reactor products then enter a special separation device such as a separator or a filter chamber or another suitable device to separate solids from the reactor products.

Driften til apparatet i henhold til oppfinnelsen involverer innføring av et brennstoff og en oksygen-inneholdende gass inn i et brennkammer og forbrenning av en første del av brennstoffet som er innført i forbrenningskammeret under forhold som effektuerer pulsforbrenning og således produserer en varm gass-strøm som omfatter den gjenværende delen av brennstoffet som er innført i forbrenningskammeret, og pulsforbrenningen arbeider for å frembringe hastighets-oscillasjoner på i det minste en frekvens på omtrent 20 Hz, og akustisk dynamiske trykknivåer på i det minste omtrent 165 dB. Den varme gass-strømmen fra forbrenningskammeret blir så ført inn i et innløp til en langstrakt resonans-sone avgrenset av en ledervegg som har et innløp ved den ene ende og et utløp ved den andre enden. Den gjenværende delen av brennstoffet i den varme gassaktige strømmen blir forbrent i resonans-sonen og derved fremstilles ytterligere varme i en forbrennings-produktstrøm. Varme blir overført fra forbrenningsprodukt-strømmen gjennom lederveggen som omgir resonans-sonen inn i en seng av faste partikler avgrenset i en reaksjonssone. En fluidiserende væskedamp eller gass blir injisert inn i og gjennom reaksjonssonen via en port ved en hastighet som er nødvendig for å opprettholde de faste partiklene i en agitert tilstand. De faste partiklene i reaksjonssonen blir oppvarmet ved varmeoverføring fra forbrennings-produktstrømmen i resonans-sonen uten direkte kontakt mellom forbrennings-produktstrømmen og partiklene, slik at totalhastigheten til varmeoverføringen fra forbrennings-produktstrømmen til partiklene er i det minste dobbelt så høy som hastigheten som kunne vært oppnådd i fravær av puls-forbrenningen. The operation of the apparatus according to the invention involves the introduction of a fuel and an oxygen-containing gas into a combustion chamber and the combustion of a first portion of the fuel introduced into the combustion chamber under conditions which effect pulse combustion and thus produce a hot gas stream comprising the remaining portion of the fuel introduced into the combustion chamber, and the pulse combustion operates to produce velocity oscillations of at least a frequency of about 20 Hz, and acoustic dynamic pressure levels of at least about 165 dB. The hot gas flow from the combustion chamber is then led into an inlet to an elongated resonant zone delimited by a conducting wall which has an inlet at one end and an outlet at the other end. The remaining part of the fuel in the hot gaseous stream is burned in the resonance zone and thereby additional heat is produced in a combustion product stream. Heat is transferred from the combustion product stream through the conductor wall surrounding the resonance zone into a bed of solid particles bounded in a reaction zone. A fluidizing liquid vapor or gas is injected into and through the reaction zone via a port at a rate necessary to maintain the solid particles in an agitated state. The solid particles in the reaction zone are heated by heat transfer from the combustion product stream in the resonance zone without direct contact between the combustion product stream and the particles, so that the total rate of heat transfer from the combustion product stream to the particles is at least twice as high as the rate that could have been obtained in the absence of the pulse combustion.

Et reaksjonsmateriale blir innført i reaksjonssonen gjennom en eller flere porter og blandes med de oppvarmede faste partiklene og fluidiseringsmediet til sengen, og gjennomgår således en endotermisk reaksjon eller fysisk endring i sengen og blir behandlet for å gi nyttbare produkter. Det intense akustiske feltet som utstråles inn i sengen av de faste partiklene i reaksjonssonen, fra resonansrørene, øker blandingen i sengen og reaksjonsmaterialet som tilmåtes og øker hastigheten til partikkel-til-gass- og partikkel-til-dampmassetransporten og reaksjonene i sengen, og derved overkommes reaksjons-diffusjonsbegrensninger, og økningen i effektiviteten til reaksjons-kinetikken resulterer i høye prosessgjennomløps-hastigheter. A reaction material is introduced into the reaction zone through one or more ports and mixed with the heated solid particles and fluidizing medium of the bed, and thus undergoes an endothermic reaction or physical change in the bed and is processed to yield useful products. The intense acoustic field radiated into the bed by the solid particles in the reaction zone, from the resonance tubes, increases the mixing in the bed and the reactant allowed and increases the rate of particle-to-gas and particle-to-vapor mass transport and reactions in the bed, thereby reaction diffusion limitations are overcome, and the increase in the efficiency of the reaction kinetics results in high process throughput rates.

Pulseringer i strømmen av forbrenningsgasser gjennom resonansrørene medfører kraftig masseoverføring innenfor grensefilmsengen ved grenseflaten mellom de varme forbrenningsgassene og den indre lederveggen, og derved elimineres en vesentlig årsak til varmeoverførings-motstand. Varmeoverførings-hastigheten mellom den ytre veggen til resonansrørene og materialet i reaksjonssonen (fluidsengen) er vanligvis høy. Det indikerte oppvarmede systemet til denne oppfinnelsen har en varmeoverføringskoeffisient som er høyere med en faktor på omtrent 2 til omtrent 10 fanger varmeover-føringskoef f isientene til konvensjonelle systemer. Som en følge av dette er størrelsen og antallet av resonansvarme-overføringsrørene i denne oppfinnelse relativt lave sammenlignet med størrelsen og antallet av varmevekslerne i konvensjonelle indirekte oppvarmede brennrør-systemer. Pulsations in the flow of combustion gases through the resonance tubes result in strong mass transfer within the boundary film bed at the interface between the hot combustion gases and the inner conductor wall, thereby eliminating a significant cause of heat transfer resistance. The heat transfer rate between the outer wall of the resonance tubes and the material in the reaction zone (fluidized bed) is usually high. The indicated heated system of this invention has a heat transfer coefficient that is higher by a factor of about 2 to about 10 times the heat transfer coefficients of conventional systems. As a result, the size and number of resonant heat transfer tubes in this invention are relatively small compared to the size and number of heat exchangers in conventional indirectly heated combustion tube systems.

Brennkammeret er også kompakt på grunn av effektiv forbrenning og høy volummessig varmefrigjøringshastighet. Pulsbrennkammeret til apparatet i henhold til denne oppfinnelse har en varmefrigjøringshastighet på omtrent 41,lxl0<6> til omtrent 62,lxl0<6> W/m± eller høyere, som kan sammenlignes med varmefrigjøringshastigheten på 41,4xl0<4> til omtrent 41,4xl0<5 >W/m± for konvensjonelle brennkammere. I den foretrukne utførelse av denne oppfinnelse har pulsbrennkammeret en aerodynamisk ventil for selvregulering av brennstoff til luftforholdet innenfor brennkammerets' brennområde og produserer varme med 41,4xl0<6> W/m+, og en forbrenningsproduktgass-temperatur på omtrent 1922 K, gasshastighet i resonansrøret på i det minste 91 m/s med oscillasjoner på i det minste 165 dB, og i det minste 20 Hz, og utstråler et akustisk trykknivå på i det minste omtrent 14 0 til 150 dB (målt i reaksjonssonen). Som et resultat av det intense akustiske feltet, finner mange reaksjoner sted i reaktoren i henhold til oppfinnelsen i reaksjonssone-temperaturer på 56 til 111 K lavere enn i konvensjonelle systemer. The combustion chamber is also compact due to efficient combustion and high volumetric heat release rate. The pulse combustor of the apparatus of this invention has a heat release rate of about 41.lxl0<6> to about 62.lxl0<6> W/m± or higher, which is comparable to the heat release rate of 41.4xl0<4> to about 41, 4xl0<5 >W/m± for conventional combustion chambers. In the preferred embodiment of this invention, the pulse combustor has an aerodynamic valve for self-regulating the fuel to air ratio within the combustor's combustion area and produces heat of 41.4xl0<6> W/m+, and a combustion product gas temperature of approximately 1922 K, gas velocity in the resonance tube of at least 91 m/s with oscillations of at least 165 dB, and at least 20 Hz, and radiates an acoustic pressure level of at least approximately 14 0 to 150 dB (measured in the reaction zone). As a result of the intense acoustic field, many reactions take place in the reactor according to the invention at reaction zone temperatures of 56 to 111 K lower than in conventional systems.

Denne oppfinnelse anvender også pulsforbrenning på fordelaktig måte for å oppnå fullstendig forbrenning av tungt brennbare brennstoffer. Det fluktuerende strømningsfeltet bringer forbrenningsproduktene til å feies bort fra det brennende, ikke gassformede brennstoffet, og gir således tilgang til oksygen. Diffusjonsbegrensninger i pulsebrenn-kammeret og resonansrøret unngås i hovedsak, hvilket reduserer behovet for overskudds-luft. This invention also advantageously uses pulse combustion to achieve complete combustion of highly flammable fuels. The fluctuating flow field causes the products of combustion to be swept away from the burning, non-gaseous fuel, thus providing access to oxygen. Diffusion restrictions in the pulse combustion chamber and resonance tube are essentially avoided, which reduces the need for excess air.

Et bredt område av reaktorer og sjiktmaterialer kan anvendes i oppfinnelsen. I de forskjellige aspekter av denne oppfinnelse anvendes en fluidisert sjiktreaktor eller en medførings-sjiktreaktor. Reaktoren i henhold til denne oppfinnelse kan anvendes for oppvarming av en rekke varianter av uorganiske eller organiske materialer, innbefattende for eksempel spilloljer, slam og lut. A wide range of reactors and layer materials can be used in the invention. In the various aspects of this invention, a fluidized bed reactor or an entrained bed reactor is used. The reactor according to this invention can be used for heating a number of varieties of inorganic or organic materials, including, for example, waste oils, sludge and lye.

I samsvar med et bestemt aspekt av denne oppfinnelse blir dampforgåssing av lut utført uten prosessluft eller oksygen, og således finnes bare endotermiske reaksjoner sted i sengen. Prosessen i denne oppfinnelse gjør det mulig å foreta lut-gjenvinning uten dannelse av smelte. In accordance with a particular aspect of this invention, steam gasification of lye is carried out without process air or oxygen, and thus only endothermic reactions take place in the bed. The process in this invention makes it possible to carry out lye recovery without the formation of a melt.

I dette aspekt av oppfinnelsen blir lut med en konsen-trasjon på mellom omtrent 50 til 75 % faststoff dampatomisert eller sprøytet direkte på den varme sengens faststoff i raskjonssonen til reaktoren. Luten danner et relativt tynt belegg på overflaten til de faste partiklene og blir pyrolisert med en svært høy hastighet. Dette gir et høyt overflate-areal og porøsitet for det hurtig porylyserende lutbelegget som er tilstrekkelig til å komplettere dampforgassing, natriumsulfat-reduksjon til natriumsulfider i reaktorens reduserende omgivelse og å slippe ut svovelinneholdende hydrokarboner som er funnet i luten i form av hydrogensulfid, og hvor i hovedsak alt natrium i luten har reagert for å danne natriumkarbonat, uten smelte-dannelse. In this aspect of the invention, liquor having a concentration of between about 50 to 75% solids is steam atomized or sprayed directly onto the hot bed solids in the fast ion zone of the reactor. The lye forms a relatively thin coating on the surface of the solid particles and is pyrolysed at a very high rate. This provides a high surface area and porosity for the rapidly porylyzing lye coating which is sufficient to complete steam gasification, sodium sulphate reduction to sodium sulphides in the reactor's reducing environment and to release sulphur-containing hydrocarbons found in the lye in the form of hydrogen sulphide, and where in essentially all the sodium in the lye has reacted to form sodium carbonate, without melt formation.

Det foretrukne sengemateriale i denne utførelsen, hvilket materiale til å begynne med blir chargert i reaksjons-soner natriumkarbonat (sodaaske). I denne utførelse er den foretrukne temperaturen for reaksjonssonen 856 til 950 K med sengvarme-elementoverflaten opprettholdt under en maksimal temperatur på omtrent 978 til 1005 K. Dette er vesentlig for å forhindre mykning eller smelting av natriumkarbonatet som finnes i sengen, hvilket ville føre til sengagglomering og dannelse av uønsket smelte. The preferred bed material in this embodiment, which material is initially charged in reaction zones sodium carbonate (soda ash). In this embodiment, the preferred reaction zone temperature is 856 to 950 K with the bed heating element surface maintained below a maximum temperature of about 978 to 1005 K. This is essential to prevent softening or melting of the sodium carbonate present in the bed, which would lead to bed agglomeration and formation of unwanted melt.

For å gjenvinne svovelet som blir frigjort fra reaksjons-sonen sammen med produktgassen, blir den gjenvunne natrium-blandingen, som er i form av natriumkarbonat, med en liten del av forkullet masse, oppløst i vann for å danne en alkalin natriumkarbonat-oppløsning som blir brukt til å vaske produktgassen og således gjenvinne svovelet og danne annen fraksjon av lut. Dette væsken blir videre behandlet på vanlig måte for å tilveiebringe natriumhydroksyd og sulfid (hvit lut) til krafttremasse-prosessen. Spor av hydrogensulfid som kan være til stede i produktgassen etter vaskingen av gassen med natriumkarbonat-oppløsningen kan fjernes ved å vaske gassen en gang til med natrium-hydroksyd dersom det er nødvendig. In order to recover the sulfur released from the reaction zone together with the product gas, the recovered sodium mixture, which is in the form of sodium carbonate with a small portion of charred mass, is dissolved in water to form an alkaline sodium carbonate solution which becomes used to wash the product gas and thus recover the sulfur and form another fraction of lye. This liquid is further processed in the usual manner to provide sodium hydroxide and sulphide (white liquor) for the kraft pulp process. Traces of hydrogen sulphide which may be present in the product gas after washing the gas with the sodium carbonate solution can be removed by washing the gas once more with sodium hydroxide if necessary.

I et annet aspekt av denne oppfinnelsen blir In another aspect of this invention becomes

et tungt flytende hydrokarbon-brennstoff,innbefattende for eksempel nr. 2 fyringsolje, logistisk militær diesel og jetmotor-drivstoff, nr, 4 fyringsolje, og restfyringsoljer så som nr. 6 og bunker C drivstoff, og damp innført i reaksjonssonen som inneholder en seng av fast kalsium-aluminat basert katalysator eller en annen katalysator som tåler svovel-forgifting ved dampe-aktivering og karbon-forgassing. a heavy liquid hydrocarbon fuel, including, for example, No. 2 fuel oil, logistic military diesel and jet engine fuel, No. 4 fuel oil, and residual fuel oils such as No. 6 and Bunker C fuels, and steam introduced into the reaction zone containing a bed of solid calcium aluminate based catalyst or another catalyst that withstands sulfur poisoning by steam activation and carbon gasification.

Den foretrukne seng-temperaturen for hydrokarbondamp-reformeringsreaktoren er i området 1150 til 1250 K. Det tunge flytende hydrokarbon-brennstoffet blir atomisert direkte på de varme katalysator-partiklene som er fluidisert ved hjelp av damp injisert nær bunnen av sengen. Hydrokarbon-brennstoffet dekker overflaten til de varme partiklene i sengen og fordamper svært hurtig og gir således liten eller ingen mulighet for krakking og sot-dannelse. Katalysatoren som er til stede i sengen aktiverer dampen som reagerer med hydrokarbon-dampen ved den høye seng-temperaturen og det skjer en hurtig dampreformering av brennstoffet hvilket danner en hydrogenrik gass som inneholder metan, karbonmonooksyd, karbondioksid og mindre mengder av høyere hydrokarboner. Produktgassen inneholder også i hovedsak hele svovelinneholder til brennstoffet i form av H2S. Produktgassen som inneholder lette elementer ble så vasket for å fjerne hydrogensulfid og den ble videre bearbeidet i en konvensjonell annentrinns fastseng (plugg-strømming) dampreformerer for å dampreformere betanen og spore høyere hydrokarboner for å maksimalisere hydrogen-produksjonen. Alternativt kan produktgassen vaskes for hydrogensulfid og bli brukt som en høykvalitets hydrogenrik gass for brennkombinerte sykluser og brenngass-turbiner. I dette alternativet kan mindreverdige brennstoffer anvendes for å mate både reaksjonssonen og brennsonen hvilket gir mulighet for å anvende billigere brennstoff for å drive brenngass-turbiner og kombinerte syklusgassturbin-systemer. The preferred bed temperature for the hydrocarbon vapor reforming reactor is in the range of 1150 to 1250 K. The heavy liquid hydrocarbon fuel is atomized directly onto the hot catalyst particles which are fluidized by steam injected near the bottom of the bed. The hydrocarbon fuel covers the surface of the hot particles in the bed and evaporates very quickly, thus giving little or no chance of cracking and soot formation. The catalyst present in the bed activates the steam which reacts with the hydrocarbon steam at the high bed temperature and a rapid steam reforming of the fuel occurs which forms a hydrogen-rich gas containing methane, carbon monoxide, carbon dioxide and smaller amounts of higher hydrocarbons. The product gas also essentially contains the entire sulfur content of the fuel in the form of H2S. The product gas containing light elements was then washed to remove hydrogen sulphide and it was further processed in a conventional second stage fixed bed (plug flow) steam reformer to steam reform the betane and trace higher hydrocarbons to maximize hydrogen production. Alternatively, the product gas can be washed for hydrogen sulphide and used as a high-quality hydrogen-rich gas for combined cycle and fuel gas turbines. In this alternative, inferior fuels can be used to feed both the reaction zone and the combustion zone, which makes it possible to use cheaper fuel to drive fuel gas turbines and combined cycle gas turbine systems.

I dette aspekt av oppfinnelsen unngås et antall alvorlige kostnads- og drifts-problemer som finnes i THR-reformeren. I denne utførelse blir brennstoffet atomisert direkte på det varme fluidseng-materialet med kraftig blanding i fluidsengen og høye hastigheter av brennstoff-fordampning og umiddelbare reaksjoner med den aktiviserte damp-fluidisering til katalysator-sengen. derfor er det ikke nødvendig med noe spesielt utstyr for å mate og blande riktig samt å fordampe de tunge råvarene hvilket er tilfellet med THR-fastsengreaktoren. I tillegg vil varemoverføringen mellom varmeelementet i sengen og fluidsengen til denne oppfinnelsen og innenfor selve In this aspect of the invention, a number of serious cost and operational problems found in the THR reformer are avoided. In this embodiment, the fuel is atomized directly on the hot fluidized bed material with vigorous mixing in the fluidized bed and high rates of fuel vaporization and immediate reactions with the activated steam fluidization of the catalyst bed. therefore no special equipment is required to properly feed and mix as well as vaporize the heavy raw materials which is the case with the THR fixed bed reactor. In addition, the product transfer between the heating element in the bed and the fluidized bed of this invention and within itself

fluidsengen være svært høy. Dette medfører en reduksjon i utstyr-størrelse og materialkostnader med en faktor på omkring 2,5 til 3 når det gjelder kapitalkostnads-reduksjon. the fluidized bed must be very high. This entails a reduction in equipment size and material costs by a factor of around 2.5 to 3 when it comes to capital cost reduction.

Systemets pålitelighet blir også økt mye med denne oppfinnelse sammenlignet med THR-systemet. I tilfellet med THR fastseng-reformerer, må råvarefordampning og riktig blanding besørges for å unngå driftsproblemer ved innløpet til fastseng-reformrøret, og spesielt med tunge råvarer vil sot danne seg og legge seg ned på katalysatoren i den faste sengen. Dette fører i sin tur til mer oppholdstid for brennstoffet uten at det er tilgjengelig for den aktive katalysator-overflaten nær innløpet til røret (p.g.a. sotbelegging), ved høye temperaturer hvilket bringer brennstoffet til å bli dampkrakket og danne mer sot. Denne feilmodus øker med progressivt mer sot som danner seg nedstrøms for rør-innløpet og til slutt tettes fastseng-rørene. The reliability of the system is also greatly increased with this invention compared to the THR system. In the case of THR fixed bed reformers, feedstock vaporization and proper mixing must be ensured to avoid operating problems at the inlet to the fixed bed reformer, and especially with heavy feedstocks, soot will form and settle on the catalyst in the fixed bed. This in turn leads to more residence time for the fuel without it being available to the active catalyst surface near the inlet of the pipe (due to soot coating), at high temperatures which causes the fuel to be vapor cracked and form more soot. This failure mode increases with progressively more soot that forms downstream of the tube inlet and eventually clogs the fixed bed tubes.

I dette aspekt av oppfinnelsen vil små sotmengder som kan dannes, ikke føre til økt feil i prosessen. På grunn av den agiterte tilstanden i fluidsengen beveger sengematerialet seg konstant innenfor sengen, og sotbelagte katalysator-partikler vil til slutt bevege seg nær fordelerinnrethingen som bringer den lokale damp til karbonstøkiometrien til å være svært høy. Den innkommende damp forgasser soten og produserer syntesegass uten driftsproblemer. Selv i tilfellet med mye sotdannelse kan brennstoff-strømmen reduseres midlertidig mens dampinjiserings-hastigheten opprettholdes og således blir all soten i sengen damp-gassifisert uten stopp i gassproduksjonen til systemet, eller fluidsengen kan dreneres eller tømmes og samtidig bli påfylt med frisk katalysator-masse under drift, en valgmulighet som ikke er tilgjengelig med tilfellet med THR-fastsengreformer. Den første trinns fluidsengen til denne utførelse av oppfinnelsen er således en pålitelig og mer driftsmessig robust og effektiv ved behandling av tunge, flytende brennstoffer til lettere arter som kan vaskes for hydrogensulfid dersom det er nødvendig og videre damp-reformeres i et fastsengs andre trinn på den konvensjonelle måten hvor den andre trinns katalysator kan inneholde nikkel. Dette skyldes ganske enkelt det faktum at den andre trinns faste seng har en plugg-gass-strømning. I den franske enkelttrinns, fluidsengen vil den karakteristiske blanding i fluidsenger og hydrokarbon-gjennombrudd kompromisere med reaktor-ytelsen. I dette aspekt av oppfinnelsen blir det andre trinnet bare utsatt for lettere hydrokarboner og lite eller ikke noe svovel sammen med signifikant hydrogen-parialtrykk (45-65 volumprosent) hvilket tillater bruk av nikkel i katalysatoren for effektiv dampreformering av lettere hydrokarbon-arter som bryter gjennom fluidseng-reaktoren ved rimelige andretrinns reaktor-temperaturer. In this aspect of the invention, small sub-quantities that can be formed will not lead to increased errors in the process. Due to the agitated condition of the fluidized bed, the bed material is constantly moving within the bed and soot coated catalyst particles will eventually move close to the distributor which brings the local steam to carbon stoichiometry to be very high. The incoming steam gasifies the soot and produces synthesis gas without operational problems. Even in the case of a lot of soot formation, the fuel flow can be temporarily reduced while the steam injection rate is maintained and thus all the soot in the bed is steam-gasified without stopping the gas production of the system, or the fluidized bed can be drained or emptied and at the same time be filled with fresh catalyst mass under operation, an option not available with the case of THR fixed bed reforms. The first-stage fluidized bed for this embodiment of the invention is thus a reliable and more operationally robust and efficient when treating heavy, liquid fuels into lighter species that can be washed for hydrogen sulphide if necessary and further steam-reformed in a fixed-bed second stage on the the conventional way where the second stage catalyst may contain nickel. This is simply due to the fact that the second stage fixed bed has a plug-gas flow. In the French single-stage fluidized bed, the characteristic mixing in fluidized beds and hydrocarbon breakthrough will compromise reactor performance. In this aspect of the invention, the second stage is exposed only to lighter hydrocarbons and little or no sulfur along with significant hydrogen partial pressure (45-65 volume percent) which allows the use of nickel in the catalyst for efficient steam reforming of lighter hydrocarbon species that break through the fluidized bed reactor at reasonable second stage reactor temperatures.

Oppfinnelsen skal nå beskrives under henvisning til tegningene, der The invention will now be described with reference to the drawings, where

Fig. l viser det indirekte oppvarmede termokjemiske Fig. 1 shows the indirectly heated thermochemical

reaktor-apparatet i henhold til oppfinnelsen. the reactor apparatus according to the invention.

Fig. 2 viser en temperatur-profil langs lengden av varme-vekslingsresonansrørene til oppfinnelsen sammenlignet med temperatur-profilen til konvensjonelle brennrør uten pulsforbrenning. Fig. 3 viser den foretrukne U-rør resonansrørutformingen til den integrerte puls-forbrenner fluidseng-termokjemiske reaktoren i henhold til oppfinnelsen. Fig. 4 viser elementene til pulsforbrenneren anvendt til indirekte oppvarming av fluidseng-reaktoren i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 viser gjenvinningsapparat for svartlut i henhold til Fig. 2 shows a temperature profile along the length of the heat exchange resonance tubes of the invention compared to the temperature profile of conventional combustion tubes without pulse combustion. Fig. 3 shows the preferred U-tube resonance tube design for the integrated pulse-burner fluidized bed thermochemical reactor according to the invention. Fig. 4 shows the elements of the pulse combustor used for indirect heating of the fluid bed reactor according to the invention. Fig. 5 shows a recovery device for black liquor according to

oppfinnelsen. the invention.

Fig. 6 viser et flytskjema for gjenvinnings-prosessen for svartlut i henhold til oppfinnelsen. Fig. 6 shows a flowchart for the recovery process for black liquor according to the invention.

Det skal nå refereres detaljert til de for tiden foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, som sammen med de følgende eksempler tjener til å forklare prinsippene som oppfinnelsen bygger på. Reference will now be made in detail to the currently preferred embodiments of the invention, which together with the following examples serve to explain the principles on which the invention is based.

Med henvisning til figur 1 innbefatter det termokjemiske apparatet en fluidsengreaktor 1 som er indirekte oppvarmet ved hjelp av en pulsbrenner 2 som har et brennkammer 3, en aerodynamisk ventil 4, og et enkelt eller flere langstrakte ledere 5, og som avgrenser en resonans-sone og har et innløp ved brennkammeret i den ene enden av dette og et utløp ved denne andre enden. With reference to figure 1, the thermochemical apparatus includes a fluid bed reactor 1 which is indirectly heated by means of a pulse burner 2 which has a combustion chamber 3, an aerodynamic valve 4, and a single or several elongated conductors 5, and which delimits a resonance zone and has an inlet at the combustion chamber at one end thereof and an outlet at the other end.

Fluidsengreaktoren 1 er utstyrt med en eller flere materialinnførings-porter 6 og blir ladet med massive eller faste partikler omfattende et egnet sengemateriale 7 som kan være inert eller av katalysator natur som tilveiebringer katalytisk økning av reaksjonene i sengen. Fluidsengreaktoren er også utstyrt med en port 8 nær bunnen av reaktoren for innføring av et fluidiserende medium som kan være damp, gass, fordampede væsker av en annen type enn damp eller en kombinasjon av disse. Strømningen til det fluidiserende medium i fluidseng-reaktoren blir fordelt på en måte som er hovedsakelig lik over tverrsnittet av sengen ved hjelp av fordelings-innretning 9, som på figuren er angitt som en fordeler-plate, men som også kan være et antall munnstykker eller rør som har utmålingshull for lik fordeling av det fluidiserende medium. The fluid bed reactor 1 is equipped with one or more material introduction ports 6 and is charged with massive or solid particles comprising a suitable bed material 7 which can be inert or of a catalyst nature which provides a catalytic increase of the reactions in the bed. The fluidized bed reactor is also equipped with a port 8 near the bottom of the reactor for the introduction of a fluidizing medium which can be steam, gas, evaporated liquids of a different type than steam or a combination of these. The flow of the fluidizing medium in the fluidized bed reactor is distributed in a manner that is substantially equal across the cross-section of the bed by means of distribution device 9, which is indicated in the figure as a distributor plate, but which can also be a number of nozzles or pipes that have metering holes for equal distribution of the fluidizing medium.

Ved utløpet til hvert resonansløp er det anordnet et utløpsrom 10 for å oppsamle gasser som slipper ut av resonans-rørene. Reaktor-produkter tas ut av fluidseng-reaktoren gjennom en separat port 11. Reaktor-produktene entrer så en spesiell partikkelfraskillingsinnretning 12, angitt på figur 1 som en separator, men som også kan være et filterkamroer eller en annen egnet innretning for å skille faststoffene fra reaktor-produktene. At the outlet of each resonance tube, an outlet space 10 is arranged to collect gases that escape from the resonance tubes. Reactor products are removed from the fluid bed reactor through a separate port 11. The reactor products then enter a special particle separation device 12, indicated in figure 1 as a separator, but which can also be a filter chamber or another suitable device for separating the solids from the reactor products.

Driften til apparatet som er vist på figur 1 involverer innføring av et brennstoff og oksygeninneholdende gass inn i The operation of the apparatus shown in Figure 1 involves introducing a fuel and oxygen-containing gas into it

brennkammeret 3 og forbrenne en første del av brennstoffet som er innført i brennkammeret 3 under tilstander som effektuerer pulsforbrenning og således frembringer en varm gassaktig strøm som omfatter en gjenværende del av brennstoffet som er innført i brennkammeret 3, og pulsforbrenningen arbeider slik at det the combustion chamber 3 and burn a first part of the fuel which is introduced into the combustion chamber 3 under conditions which effect pulse combustion and thus produce a hot gaseous stream which comprises a remaining part of the fuel which is introduced into the combustion chamber 3, and the pulse combustion works so that

frembringes hastighetsoscillasjoner på i det minste 20 Hz, og dynamiske akustiske trykknivåer på i det minste omtrent 65 dB i brennkammeret. Den varme gassaktige strømmen fra brennkammeret blir så ført ut i et innløp til en langstrakt resonanssone avgrenset av en ledervegg osm har et innløp i den ene enden og et utløp i den andre enden. Den gjenværende delen i brennstoffet i den varme gassaktige strømmen blir forbrent i resonans-sonen og derved fremstilles ytterligere varme og en brennprodukt-strøm. Varme blir overført fra brennprodukt-strømmen gjennom ledermaterialet som omgir resonans-sonen inn i en seng av massive partikler 7 som er avgrenset i en reaksjonssone. En fluidiserende væskedamp eller gass blir injisert inn i og gjennom reaksjons-sonen gjennom en port 8 med en hastighet som arbeider for å opprettholde de faste partiklene i en agitert tilstand. De faste partiklene i reaksjonssonen blir således oppvarmet av velocity oscillations of at least 20 Hz, and dynamic acoustic pressure levels of at least approximately 65 dB are produced in the combustion chamber. The hot gaseous flow from the combustion chamber is then led out into an inlet to an elongated resonance zone delimited by a conductor wall, which has an inlet at one end and an outlet at the other end. The remaining part of the fuel in the hot gaseous stream is burned in the resonance zone, thereby producing additional heat and a combustion product stream. Heat is transferred from the combustion product stream through the conductor material which surrounds the resonance zone into a bed of massive particles 7 which is delimited in a reaction zone. A fluidizing liquid vapor or gas is injected into and through the reaction zone through port 8 at a rate which works to maintain the solid particles in an agitated state. The solid particles in the reaction zone are thus heated up

varmeoverføringen fra brennprodukt-strømmen i resonans-sonen slik at total-hastigheten til varmeoverføringen fra brennprodukt-strømmen til de faste partiklene er i det minste dobbelt så høy som det som kunne oppnås i fraværet av pulsforbrenning. the heat transfer from the combustion product stream in the resonance zone so that the total rate of heat transfer from the combustion product stream to the solid particles is at least twice as high as what could be achieved in the absence of pulse combustion.

Et reaksjonsmateriale blir innført i reaksjonssonen gjennom en eller flere porter 6 og blir blandet med de oppvarmede faste partiklene til sengen og det fluidiserende medium og gjennomgår så en endotermisk reaksjon eller en fysisk endring i sengen og blir omformet til nyttbare produkter. Det intense akustiske feltet som stråles inn i sengen av faste partikler 7 i reaksjonssonen fra resonans-rørene 5 bedrer blandingen av sengen og reaksjonsmaterialet som mates til denne og øker hastighetene til massetransporten og reaksjoner i sengen hvilket resulterer i høyere prosess-gjennomløpshastigheter. A reaction material is introduced into the reaction zone through one or more ports 6 and is mixed with the heated solid particles of the bed and the fluidizing medium and then undergoes an endothermic reaction or a physical change in the bed and is transformed into usable products. The intense acoustic field that is radiated into the bed of solid particles 7 in the reaction zone from the resonance tubes 5 improves the mixing of the bed and the reaction material fed to it and increases the rates of mass transport and reactions in the bed resulting in higher process throughput rates.

Reaktoren i denne oppfinnelsen er fortrinnsvis laget av karbonstål som er belagt med ildfast materiale, men den kan også være laget av en høytemperatur-legering som er i stand til å motstå temperaturer på opptil omtrent 1255K og ved trykk på opptil omtrent 12 atmosfærer (IO<6> Pa). I tilfellet med høytrykksdrift er reaktoren fortrinnsvis utformet sylindrisk. Med henvisning til figur 5 kan reaktordiameteren eller bredden 22 variere fra mindre enn omtrent 0,3 m til større enn omtrent The reactor of this invention is preferably made of carbon steel coated with refractory material, but it may also be made of a high temperature alloy capable of withstanding temperatures of up to about 1255K and at pressures of up to about 12 atmospheres (IO< 6> Pa). In the case of high-pressure operation, the reactor is preferably designed cylindrically. Referring to Figure 5, the reactor diameter or width 22 may vary from less than about 0.3 m to greater than about

3 m. Reaktorhøyden 2 3 kan variere fra mindre enn omtrent 1,5 m til større enn omtrent 15 m. Høyde til diameter eller 3 m. The reactor height 2 3 can vary from less than about 1.5 m to greater than about 15 m. Height to diameter or

breddeforholdet til reaktoren holdes fortrinnsvis i området fra omtrent 1 til omtrent 10. Reaktoren arbeider ved et trykk som går fra nær atmosfæretrykket til omtrent 12 atmosfærer (10<5> Pa til l,2xl0<6> Pa) og arbeidstemperaturen ligger i området fra omtrent 783 til omtrent 1255 K i avhengighet av typen råvare-materiale og de ønskede produkter. the aspect ratio of the reactor is preferably kept in the range from about 1 to about 10. The reactor operates at a pressure ranging from close to atmospheric pressure to about 12 atmospheres (10<5> Pa to 1.2xl0<6> Pa) and the operating temperature is in the range from about 783 to approximately 1255 K depending on the type of raw material and the desired products.

I denne oppfinnelse kan et bredt område av reaktorer og sengematerialer anvendes. Et fastseng-materiale kan opptre både som en varmemottaker og katalysator for den ønskede reaksjonen. Anvendelsen av en bestemt type reaktorseng avhenger av det reagerende materialet, prosessen som utføres, og de ønskede produkter. Sengematerialet kan være et karbonholdig materiale, innbefattende for eksempel en blanding av uorganisk materiale og karbonholdig materiale eller blanding av sengemateriale og råstoff-materiale for omforming, eller råvare-materialslam så som lut. Størrelsen på sengematerialet ligger fortrinnsvis i området fra omtrent 50 til omtrent 500 fim. In this invention, a wide range of reactors and bed materials can be used. A fixed bed material can act both as a heat receiver and catalyst for the desired reaction. The use of a particular type of reactor bed depends on the reacting material, the process being carried out, and the desired products. The bed material can be a carbonaceous material, including for example a mixture of inorganic material and carbonaceous material or a mixture of bed material and feedstock material for reshaping, or feedstock material sludge such as lye. The size of the bed material is preferably in the range of about 50 to about 500 µm.

Denne fluidiserende gassen, for eksempel damp blir injisert inn i og passerer gjennom sengematerialet med en overflate-hastighet på omtrent 0,3 til omtrent 3,0 m/s. Seng-materialet gjennomgår således fluorisering, d.v.s. at partiklene i seng-materialet gjennomgår blanding og opprettholdes i en kontinuerlig agitasjonstilstand. Tettheten til den fluidiserte sengen varierer med hastigheten og viskositeten til den fluidiserende gassen eller mediet og størrelse-fordelingen samt tetthet og form på seng-partiklene. Den fluidiserende gassen kan mates til reaktoren ved hjelp av en blåseinnretning, en kompressor eller en pumpe gjennom en gassfordelingsplate, munnstykker eller sprederør, fortrinnsvis med et trykk som er litt høyere enn det gjennomsnittlige reaktortrykket for å kompensere for trykkfall forårsaket av fordelingsinnretningen, seng-materialet og nedstrømsrør. This fluidizing gas, for example steam is injected into and passes through the bed material at a surface velocity of about 0.3 to about 3.0 m/s. The bed material thus undergoes fluoridation, i.e. that the particles in the bed material undergo mixing and are maintained in a continuous state of agitation. The density of the fluidized bed varies with the velocity and viscosity of the fluidizing gas or medium and the size distribution as well as density and shape of the bed particles. The fluidizing gas can be fed to the reactor by means of a blower, a compressor or a pump through a gas distribution plate, nozzles or spreader tubes, preferably at a pressure slightly higher than the average reactor pressure to compensate for pressure drops caused by the distribution device, the bed material and downstream pipes.

Med uttrykket agitert tilstand slik det brukes her, betyr tilstanden som de faste eller massive partikler er i når de er i en bevegende, fluidisert, eller medførende seng og luftbåren av en strømmende gass, eller i en slamseng. Med uttrykket agitert bevegelse slik det brukes her, betyr bevegelsen til de faste partiklene når de er i en agitert tilstand. By the term agitated state as used herein, is meant the state in which the solid or massive particles are when they are in a moving, fluidized, or entrained bed and airborne by a flowing gas, or in a mud bed. By the term agitated motion as used herein is meant the motion of the solid particles when they are in an agitated state.

Etter at sengen av solide partikler inntar en lik fluidisert tilstand i reaktoren blir luft og brennstoff matet til pulsbrenneren. Brennstoffet kan være en væske, gass, faststoff eller en blanding av disse. Fortrinnsvis bruker et flytende brennstoff så som tung fyringsolje, eller et gassbrennstoff så som naturgass, eller en syntetisk gass; men et fast brennstoff, for eksempel kull, forkullet kull, biomasse eller forkullet biomasse kan imidlertid også anvendes. Ettersom brennstoff entrer pulsbrenneren blir forbrenningen initiert av en gnist eller en gassavfyrt tenner. After the bed of solid particles assumes a uniform fluidized state in the reactor, air and fuel are fed to the pulse burner. The fuel can be a liquid, gas, solid or a mixture of these. Preferably using a liquid fuel such as heavy fuel oil, or a gaseous fuel such as natural gas, or a synthetic gas; but a solid fuel, for example coal, charred coal, biomass or charred biomass can also be used. As fuel enters the pulse burner, combustion is initiated by a spark or a gas fired igniter.

Reaksjonsproduktene og en del av den fluidiserende massen forlater reaktoren gjennom en ledning ved toppen av reaktoren. Medførte faste partikler fra sengen og faste The reaction products and part of the fluidizing mass leave the reactor through a line at the top of the reactor. Entrained solid particles from the bed and fast

reaksjonsprodukter, hvis det er noen, kan adskilles i en separator og blir sendt tilbake i reaktoren. En del av den gassaktige strømmen av reaksjonsprodukter og fludiseringsgass, som nå er fritt fra medførte faste stoffer, blir fortrinnsvis resirkulert til reaktoren for fluidiseringsformål. Dersom produktgassen inneholder en konvenserbar komponent, blir fortrinnsvis i det minste en del avkjølt for å kondensere kondenserbare komponenter som så blir overført til en produktgjenvinnings-sone. reaction products, if there are any, can be separated in a separator and are returned to the reactor. Part of the gaseous stream of reaction products and fluidization gas, which is now free of entrained solids, is preferably recycled to the reactor for fluidization purposes. If the product gas contains a condensable component, preferably at least a part is cooled to condense condensable components which are then transferred to a product recovery zone.

Som vist på figur 4, består pulsbrenneren hovedsakelig av tre komponenter; 1) innløpsventiler 59 for luft, fortrinnsvis areodynamiske ventiler snarere enn mekaniske eller klaff-ventiler, 2) et brennkammer 60 som har en brennstoff-innsprøyter 61, og 3) ett eller flere enderør eller resonansrør 62. Brennstoff og luft entrer brennkammeret og en tenningskilde avfyrer blandingen. Den jevne økning i volum som forårsakes av den hurtige temperaturøkning og utvikling av forbrenningsprodukter setter kammeret under trykk. Ettersom den varme gassen ekspanderes vil den areodynamiske ventilen virke som en fluiddiode og tillater en foretrukket strømning i retningen mot resonans-røret. As shown in Figure 4, the pulse burner mainly consists of three components; 1) air inlet valves 59, preferably aerodynamic valves rather than mechanical or flap valves, 2) a combustion chamber 60 having a fuel injector 61, and 3) one or more end tubes or resonance tubes 62. Fuel and air enter the combustion chamber and an ignition source firing the mixture. The steady increase in volume caused by the rapid rise in temperature and development of combustion products pressurizes the chamber. As the hot gas expands, the aerodynamic valve will act as a fluid diode and allow a preferential flow in the direction towards the resonance tube.

Adskillige forskjellige typer pulsbrennere anvendes i apparatet og fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse, innbefattende Helmoltz, Schmidt og Rijke rør. Helmholtz type-brennkammer foretrekkes på grunn av deres utmerkede forbrenningsytelse og den høyst resonanse naturen til Helmholtz-utformingen, som har en tendens til å gi de høyeste trykk-fluktuasjoner pr. Btu/t ved brenning i gitte brennkammervolum. Det resulterende høye nivå av strømnings-oscillasjoner bedrer forbrenningen på effektiv måte og gir et nivå av trykk-kraft som er nyttig for å overkomme trykkfall i varmevekslings- og andre nedstrøms askefjerningssubsystemer. Several different types of pulse burners are used in the apparatus and method of the present invention, including Helmoltz, Schmidt and Rijke tubes. Helmholtz type combustors are preferred because of their excellent combustion performance and the highly resonant nature of the Helmholtz design, which tends to produce the highest pressure fluctuations per Btu/h when burning in a given combustion chamber volume. The resulting high level of flow oscillations effectively improves combustion and provides a level of thrust useful in overcoming pressure drops in heat exchange and other downstream ash removal subsystems.

I det minste to typer luftinnløps-ventiler kan anvendes. Selv om mekaniske ventiler gir noe høyere skivetrykk er påliteligheten til disse ventilene vanligvis lav, og dette gjelder spesielt ved fastbrennsstoff-anvendelser. Forbrenning av faste brennstoffer har større sannsynlighet for å resultere i askeavsett som ødelegger ventilsetene i mekaniske systemer. Erosjon, korrosjon og metalltretthet begrenser videre anvendelsen av mekaniske ventiler. Aerodynamiske ventiler som ikke har noen bevegelige deler foretrekkes derfor for deres høye pålitelighet og lite vedlikehold. At least two types of air inlet valves can be used. Although mechanical valves provide somewhat higher disc pressure, the reliability of these valves is usually low, and this is especially true in solid fuel applications. Combustion of solid fuels is more likely to result in ash deposits that destroy valve seats in mechanical systems. Erosion, corrosion and metal fatigue further limit the use of mechanical valves. Aerodynamic valves that have no moving parts are therefore preferred for their high reliability and low maintenance.

Den intrinsike støkiometrien til pulsbrenneren kan gjøres fast ved utformingen av fagkyndige på området på bakgrunn av det som er beskrevet her og den vil være relativt konstant over et bredt område av brennhastigheter. Ved den nedre enden av dette brennområdet er brenninduserte trykk-fluktuasjoner i kammeret lavest. Derfor er mengden av luftinntak indusert av fluid-dioden (den aerodynamiske ventilen) som respons på dynamiske trykk-fluktuasjoner i brennkammeret lavest. Når brennstoffmate-hastigheten blir øket, økes amplituden til trykk-fluktuasjonene i brennkammeret på grunn av økningen i varmeutslipp som er ansvarlig for eksitasjonen av det dynamiske brennerinduserte trykket. Dette vil i sin tur medføre mer luftinntak gjennom den aerodynamiske ventilen. Brennerens arbeids-støkiometri blir derfor automatisk opprettholdt over et område av brenning uten behovet for aktiv kontroll og koordinering av brennluften og brennstoffmasse-strømningshastighet. The intrinsic stoichiometry of the pulse burner can be determined by design by experts in the field on the basis of what is described here and it will be relatively constant over a wide range of burning speeds. At the lower end of this combustion area, combustion-induced pressure fluctuations in the chamber are lowest. Therefore, the amount of air intake induced by the fluid diode (the aerodynamic valve) in response to dynamic pressure fluctuations in the combustion chamber is the lowest. As the fuel feed rate is increased, the amplitude of the pressure fluctuations in the combustion chamber is increased due to the increase in heat release responsible for the excitation of the dynamic burner induced pressure. This, in turn, will result in more air intake through the aerodynamic valve. The burner's working stoichiometry is therefore automatically maintained over an area of combustion without the need for active control and coordination of the combustion air and fuel mass flow rate.

Den primære funksjonen til den aerodynamiske ventilen er å virke som en fluiddiode som anvender trykkfluktuasjoner i brennkammeret for å indusere inntak av forbrenningsluften. To parametere dominerer utformingen av en aerodynamisk ventil, d.v.s. den minimale motstand for luftinntaket og fluid-diodisiteten til ventilen. Den sistnevnte er et ikke-dimensjonert forhold mellom motstanden mot strømning ut av kammeret og motstanden mot strømning inn i kammeret (inntak). Generelt gjelder at dess høyere fluid-diodisiteten til den aerodynamiske ventilen er dess mer luft pr Btu/t av brennstoffbrenning blir indusert av inntaket. En brenner som normalt arbeider med mye overskuddsluft, vil derfor, ved anvendelse av en ventil med høy minimal motstand mot luftinntak (mindre minimums strupediameter) arbeide ved lavere luftstøkiometri ved å strupe luftinntaket i innløpet. Med en fast dempeinnstilling i innløpet kan brennkammerets brennhastighet varieres med den induserte støkiometrien som er igjen og som hovedsakelig er konstant over et brennområde. The primary function of the aerodynamic valve is to act as a fluid diode that uses pressure fluctuations in the combustion chamber to induce intake of the combustion air. Two parameters dominate the design of an aerodynamic valve, i.e. the minimal resistance of the air intake and the fluid-diodicity of the valve. The latter is a non-dimensional ratio between the resistance to flow out of the chamber and the resistance to flow into the chamber (intake). In general, the higher the fluid-diodicity of the aerodynamic valve, the more air per Btu/h of fuel combustion is induced by the intake. A burner that normally works with a lot of excess air will therefore, when using a valve with a high minimum resistance to air intake (smaller minimum throat diameter), work at a lower air stoichiometry by throttling the air intake in the inlet. With a fixed inlet damping setting, the combustor firing rate can be varied by the induced stoichiometry that remains and is essentially constant over a combustion region.

Det er også mulig å redusere den laveste brennhastigheten til et brennkammer ved å redusere både den aerodynamiske ventilen og resonans-rørets minimale diameter. Dette bedrer også oppstart-egenskapene til brennkammeret. Med dette utformingsvalg kan nedskruingsforholdet være større enn 8 til 1. Dette kan imidlertid kreve en luftinnløps-vifte dersom trykkfallet nedstrøms i systemet krever dette. Ikke desto mindre er luftinntaket (massestrømningshastighet) avhengig av brennhastigheten siden selvdrive og skyvetrykk-fordelingen til pulsbrenner-enheten er i virkning. Denne systemutforming har av to grunner en tendens til å øke den maksimale brenn-intensiteten som kan oppnås. For det første vil det med den høyere strømningsmotstand ved begge endene av kammeret bli oppnådd høyere dynamisk trykk-amplitude. For det andre vil tilstedeværelsen av en luftvifte i luftinntaket gi en tendens til å tillate "superladning" av brenneren til høyere brennhastigheter enn det som kan oppnås under atmosfæriske luftmotstander. It is also possible to reduce the lowest burning speed of a combustion chamber by reducing both the aerodynamic valve and the minimum diameter of the resonance tube. This also improves the start-up properties of the combustion chamber. With this design choice, the screw-down ratio can be greater than 8 to 1. However, this may require an air inlet fan if the pressure drop downstream in the system requires this. Nevertheless, the air intake (mass flow rate) is dependent on the burning rate since the self-propulsion and thrust distribution of the pulse burner unit are in effect. This system design tends to increase the maximum burning intensity that can be achieved for two reasons. Firstly, with the higher flow resistance at both ends of the chamber, a higher dynamic pressure amplitude will be achieved. Second, the presence of an air fan in the air intake will tend to allow "supercharging" of the burner to higher burning rates than can be achieved under atmospheric drags.

Trykk-fluktuasjoner ligger vanligvis i området fra 13,8 til 34,5 kPa, topp til topp. Disse fluktuasjoner er hovedsakelig sinusformede og ved frekvenser som er karakteristisk for Helmholtz/kvartbølge grunnmodus til brenneren. Disse trykkfluktuasjonsnivåer er i størrelsesorden omtrent 165 til omtrent 190 dB i lydtrykknivå. Lydintensitet målt inntil resonansrørveggen er i området 140 til 150 dB. Det akustiske feltfrekvens-området avhenger primært av brennkammer-utformingen og er bare begrenset av brennstoffets brennbarhets-karakteristika. Generelt vil geometrien til resonans-røret, (diameter, lengde, enkelt eller flere rør, etc) og volumforholdet mellom resonansrøret og brennkammer påvirke frekvensen til det frembrakte akustiske feltet. Oscillasjons-frekvensen er gitt ved: Pressure fluctuations typically range from 13.8 to 34.5 kPa, peak to peak. These fluctuations are mainly sinusoidal and at frequencies characteristic of the Helmholtz/quarter-wave fundamental mode of the burner. These pressure fluctuation levels are on the order of about 165 to about 190 dB in sound pressure level. Sound intensity measured up to the resonant tube wall is in the range of 140 to 150 dB. The acoustic field frequency range depends primarily on the combustion chamber design and is only limited by the fuel's combustibility characteristics. In general, the geometry of the resonance tube (diameter, length, single or multiple tubes, etc) and the volume ratio between the resonance tube and combustion chamber will affect the frequency of the produced acoustic field. The oscillation frequency is given by:

hvor where

C = lydhastigheten C = the speed of sound

Vc = volum til brennkammeret Vc = volume of the combustion chamber

Lt = lengden til enderøret Lt = length of end pipe

Vt = er volumet til enderøret Vt = is the volume of the end pipe

Generelt vil det for høyere frekvenser være nødvendig med kortere pulsbrennere. In general, shorter pulse burners will be required for higher frequencies.

Geometrien til brennkammeret kan velges slik at den påvirker delen av brennstoffet som brenner og som bidrar til å indusere trykk-oscillasjonene, og delen som blir brent nedstrøms fra det dynamiske trykktoppområdet under innvirkningen av de induserte oscillerende strømnings-forhold. Brennhastigheten i brennkammeret domineres av virvler som blir sluppet fra overgangen i tverrsnittsarealet til kammeret. I resonansrøret domineres imidlertid brennhastigheten av den aksiale oscillerende strømnings-hastighetskomponenten som har en tendens til å øke monotont fra resonansrør-innløpet til utløpet. The geometry of the combustor can be chosen to affect the portion of the fuel that burns and helps induce the pressure oscillations, and the portion that is burned downstream of the dynamic pressure peak region under the influence of the induced oscillatory flow conditions. The burning speed in the combustion chamber is dominated by vortices that are released from the transition in the cross-sectional area of the chamber. In the resonant tube, however, the burning rate is dominated by the axial oscillating flow velocity component which tends to increase monotonically from the resonant tube inlet to the outlet.

Forbrenningsprosessen i resonansrøret er høyest ansvarlig for å fullføre brenningen av forkullet masse frembrakt av større partikler som blir fordampet og delvis brent oppstrøms i kammeret. Økningen i oscillasjons-hastigheten langs resonans-røret opprettholder en høy hastighet av brenning av forkullet masse siden massepartiklene i større grad blir ført med og siden 02 deltrykket minsker. I stabile strømningsbrennsystemer er den relative bevegelse mellom gassene og faststoffene avhengig av virvler, turbulens etc, og disse strømningsfelter har tendens til å dempes nedstrøms for flammen i området hvor det er mest behov for dem. The combustion process in the resonance tube is most responsible for completing the burning of charred mass produced by larger particles that are vaporized and partially burned upstream in the chamber. The increase in the oscillation speed along the resonance tube maintains a high rate of burning of charred mass since the mass particles are carried along to a greater extent and since the 02 partial pressure decreases. In stable flow combustion systems, the relative movement between the gases and the solids depends on eddies, turbulence etc, and these flow fields tend to be attenuated downstream of the flame in the area where they are most needed.

I tilfellet med det konvensjonelle brennkammer og konvensjonelle brennrør blir i hovedsak alt brennstoffet forbrent i det konvensjonelle brennkammeret og varmen fra forbrenningen blir avgitt til røyk-gassen. Således vil forbrennings-varmen bli ført av den varme røykgassen i form av sensibel varme. Varme blir så overført fra den varme røykgassen gjennom brennrørveggene til reaktormaterialet over lengden av brennrøret og bringer røykgasstemperaturen til jevnt å avta som vist på figur 2 for det konvensjonelle brennkammer og brennrør-tilfellet. Varmeoverføringen er hovedsakelig stråling nær innløpet til brennrøret hvor røykgass-temperaturen er tilstrekkelig høyere enn brennrørveggen og reaktor-temperaturen. Ytterligere nedstrøms i brannrøret vil ettersom røykgass-temperaturen blir lavere varmeoverføringen blir mer og mer dominerende konvektiv som vist på figur 2. Endringshastigheten i røykgass-temperaturen for tilfellet med det konvensjonelle brennrøret er proporsjonal med den lokale varmeoverføringsfluksen i en gitt avstand langs rørlengden. Som vist på figur 2, er denne endringshastighet jevnt minskende ettersom temperatur-differansen mellom røykgassen og reaktor-temperaturen minsker. Videre vil nær utløpet til brennrøret, ettersom røykgass-temperaturen er lav og gass-hastigheten er saktere, den konvektive varmeoverførings-koef-fisienten mellom røykgassen og brennrørets indre vegg blir lavere, og således vil varmefluksen som er en funksjon av både temperatur-differansen mellom røykgassen og sengtemperaturen og varmeoverførings-koeffisienten, blir enda lavere. In the case of the conventional combustion chamber and conventional combustion tubes, essentially all the fuel is burned in the conventional combustion chamber and the heat from the combustion is given off to the flue gas. Thus, the heat of combustion will be carried by the hot flue gas in the form of sensible heat. Heat is then transferred from the hot flue gas through the combustor walls to the reactor material over the length of the combustor and causes the flue gas temperature to steadily decrease as shown in Figure 2 for the conventional combustor and combustor case. The heat transfer is mainly radiation near the inlet to the combustion tube where the flue gas temperature is sufficiently higher than the combustion tube wall and the reactor temperature. Further downstream in the fire tube, as the flue gas temperature becomes lower, the heat transfer becomes more and more dominantly convective as shown in Figure 2. The rate of change in the flue gas temperature for the case of the conventional fire tube is proportional to the local heat transfer flux at a given distance along the length of the tube. As shown in Figure 2, this rate of change is steadily decreasing as the temperature difference between the flue gas and the reactor temperature decreases. Furthermore, near the outlet of the combustion tube, as the flue gas temperature is low and the gas velocity is slower, the convective heat transfer coefficient between the flue gas and the inner wall of the combustion tube will be lower, and thus the heat flux, which is a function of both the temperature difference between the flue gas and the bed temperature and the heat transfer coefficient will be even lower.

I tilfellet med pulsbrennkammeret, hvor brennrørene er resonansrørene til pulsbrennkammeret, vil bare en del av brennstoffet blir forbrent i brennkammeret, spesielt dersom lavgraderte, fate brennstoff blir anvendt, og således vil temperaturen til forbrenningsproduktene ved innløpet til resonansrøret være generelt lavere, som vist på figur 2. Dette tillater anvendelsen av mindre kostbare materialer til resonans-røret sammenlignet med materialet som er nødvendig for å tåle høyere røykgass-innløpstemperaturer i tilfellet med det konvensjonelle brennrør. In the case of the pulse combustion chamber, where the combustion tubes are the resonance tubes of the pulse combustion chamber, only a part of the fuel will be burned in the combustion chamber, especially if low-grade, fat fuel is used, and thus the temperature of the combustion products at the inlet to the resonance tube will generally be lower, as shown in figure 2. This allows the use of less expensive materials for the resonance tube compared to the material required to withstand higher flue gas inlet temperatures in the case of the conventional combustion tube.

Hastigheten som temperaturen i røykgassen faller med langs resonansrøret er også lavere enn ved tilfellet med et konvensjonelt brennrør, som vist på figur 2. Dette skyldes den fortsatte forbrenning og således varmeutslippet i rørseksjonen nær innløpet. Dette kompromiserer ikke med den sluttelige brennstoff-omformingseffektiviteten i pulsbrennkammeret på grunn av den kraftige blanding forårsaket av brennkammerinduserte strømnings-oscillasjoner som finner sted i resonans-rørene til pulserende brennkammere som fullfører forbrenningen i rørene. Den sakte minsking i røykgass-temperaturen i dette området, angitt som fortsatt varmeutslipp på figur 2, sørger for høy varmefluks og varmeoverføring i området med netto vinning i forhold til konvensjonelle brennrør-systemer hvilket generelt skyldes høyere midlere temperatur-differanser mellom røykgass-temperaturen og reaktor-temperaturen i dette området og den dominerende høyere strålevarme-overføringskomponent som er til stede. The rate at which the temperature in the flue gas falls along the resonance tube is also lower than in the case of a conventional combustion tube, as shown in figure 2. This is due to the continued combustion and thus the heat release in the tube section near the inlet. This does not compromise the final fuel conversion efficiency in the pulse combustor due to the vigorous mixing caused by combustor-induced flow oscillations that take place in the resonant tubes of pulsating combustors that complete combustion in the tubes. The slow reduction in the flue gas temperature in this area, indicated as continued heat emission in Figure 2, ensures a high heat flux and heat transfer in the area with a net gain compared to conventional combustion tube systems, which is generally due to higher mean temperature differences between the flue gas temperature and the reactor temperature in this region and the dominant higher radiant heat transfer component present.

Forbi det fortsatte brennkammerområdet vil røyk eller brenngass-temperaturen i resonansrøret avta monotont. Ikke desto mindre vil i tilfellet med resonansrøret til et pulsbrennkammer den dominerende konvektive varmeoverføring i balansen til rørlengden være høyere enn det som ville være tilfellet i et konvensjonelt brannrør. Past the continued combustion chamber area, the smoke or fuel gas temperature in the resonance tube will decrease monotonously. Nevertheless, in the case of the resonant tube of a pulse combustor, the dominant convective heat transfer in the balance of the tube length will be higher than would be the case in a conventional fire tube.

Røyk eller brenngass-strømningen i resonans-røret har to hastighets-komponenter. Den ene er den midlere strømnings-hastigheten og den andre er en oscillasjons-komponent som øker monotont i amplitude fra resonansrør-innløpet til utløpet. Den midlere hastigheten til røykgassen i resonansrøret til pulsbrennerne som anvendes i denne oppfinnelse, er generelt høyere enn de som kan finnes i konvensjonelle brannrør. Dette skyldes primært den forbrenningsinduserte trykkskyv som utvikler seg i brennkammeret til disse pulsbrennerne. Dette trykkskyv, eller en midlere trykkforhøyning, utvikles som et resultat av det oscillerende trykket i forbrenningskammeret til en pulsbrenner og den fluidaktige diodisiteten til den aerodynamiske ventilen. Skyvetrykket i kammeret kan utvikle røyk eller brenngass-hastigheter i størrelsen på i det minste 305 m/s uten behov for påtrykt forbrenningsluft eller innførte trekkvifter. Den høyere midlere strømnings-hastigheten i resonansrøret vil i sin tur være grunnlag for høyere film-hastigheter og således høyere varmeoverførings-koeffisienter mellom røykgassen og den indre veggen til resonansrørene. The smoke or fuel gas flow in the resonance tube has two velocity components. One is the mean flow velocity and the other is an oscillatory component that increases monotonically in amplitude from the resonant tube inlet to the outlet. The average velocity of the flue gas in the resonance tube of the pulse burners used in this invention is generally higher than that which can be found in conventional fire tubes. This is primarily due to the combustion-induced pressure thrust that develops in the combustion chamber of these pulse burners. This pressure thrust, or a mean pressure increase, develops as a result of the oscillating pressure in the combustion chamber of a pulse burner and the fluidic diodicity of the aerodynamic valve. The thrust pressure in the chamber can develop smoke or combustion gas velocities of at least 305 m/s without the need for pressurized combustion air or introduced draft fans. The higher average flow rate in the resonance tube will in turn be the basis for higher film speeds and thus higher heat transfer coefficients between the flue gas and the inner wall of the resonance tubes.

I tillegg vil den oscillerende strømningshastighets-komponenten, som øker monotont i amplitude fra resonansrør-innløpet til utløpet, ytterligere bedre den konvektive varme-overf ør ingen mellom røykgassen og den indre veggen til resonansrøret. Ettersom temperaturen til røykgassen faller monotont over det fortsatte forbrennings- og varmeutslipp-området i resonansrøret, øket varmeoverførings-koeffisienten som skyldes den monotont økende amplitude til den oscillerende strømningshastighets-komponenten. Dette øker varmefluksen i dette området med røykgass-utslippstemperaturer lavere enn det som oppnås med konvensjonelle brannrør med den samme størrelsen. Den lavere røykgass-temperaturen til røyken som slipper ut av resonansrørene bedrer systemets termiske effektivitet siden mer varme ble trukket ut av røykgassen og blir overført til reaktor-sengen for å understøtte de endotermiske reaksjonene som finner sted i sengen. In addition, the oscillating flow rate component, which increases monotonically in amplitude from the resonator tube inlet to the outlet, will further enhance the convective heat transfer between the flue gas and the inner wall of the resonator tube. As the temperature of the flue gas falls monotonically over the continued combustion and heat release region in the resonant tube, the heat transfer coefficient due to the monotonically increasing amplitude of the oscillating flow rate component increases. This increases the heat flux in this area with flue gas discharge temperatures lower than that achieved with conventional fire tubes of the same size. The lower flue gas temperature of the smoke escaping from the resonance tubes improves the thermal efficiency of the system since more heat was extracted from the flue gas and transferred to the reactor bed to support the endothermic reactions taking place in the bed.

Utformingen av resonansrøret kan i prinsippet involvere komplekse generatorer, men dette er ikke nødvendig, d.v.s. at en rett linje-generator som danner et rørformet eller en konisk seksjon er ganske praktisk. Denne frihetsgrad tillater styring av gassutløps-hastigheten og totalvolumet til resonansrøret for en gitt lengde. Volumet til resonansrøret påvirket på motstandstiden som er tilgjengelig for å fullføre brenningen av forkullet masse som er fremstilt av større partikler såvel som resonans-frekvensen til enheten. I denne oppfinnelsen fortsetter strålingsvarmeoverføring over en lengre lengde av brannrøret når det anvendes faste brennstoffer siden de brennende brennstoff-partiklene fortsetter å tilveiebringe høyluminositets-brennpunkter The design of the resonant tube may in principle involve complex generators, but this is not necessary, i.e. that a straight line generator forming a tubular or conical section is quite practical. This degree of freedom allows control of the gas outlet rate and the total volume of the resonance tube for a given length. The volume of the resonant tube affects the resistance time available to complete the burning of charred mass produced by larger particles as well as the resonant frequency of the device. In this invention, radiant heat transfer continues over a longer length of the fire tube when using solid fuels since the burning fuel particles continue to provide high luminosity focal points

ettersom de strømmer og brenner i resonansrøret. as they flow and burn in the resonance tube.

Det er forskjellige utforminger som er egnet for varme-overf ørings-rørene i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, innbefattende et enkelt rett rør, flere rør, U-rør, spiralrør, og dekkede eller skjermede rør. Størrelsen, formen og antall av resonansrørene avhenger av varmeoverførings-profilen som er nødvendig og reaktor-størrelsen. I en utførelse blir forbrenningsproduktene tatt ut gjennom to separate resonansrør som er innført i reaktoren. Etter varmeutveksling fra rørene til seng-materialet, kombineres røykgass-strømmene i et rom eller en manifold like utenfor reaktoren. I en foretrukket utførelse omfatter sengens varmeoverf©rings-overflate parallelle resonansrør 5 som har innløp i forbindelse med brennkammeret 3 og utløp i forbindelse med det felles rom 10. I en annen spesielt foretrukket utførelse, vist på figur 3, omfatter resonans-sonen et enkelt eller flere rør 13 som en U-formet bøyning nær toppen av fluidsengen 14 og hvor innløpet 15 og utløpet 16 til resonansrørene er nær bunnen 17 av reaktoren 18. I denne utførelse er brennkammeret 19 i forbindelse med innløpet til resonansrørene 15 og et utløpsrom 20 er anordnet i forbindelse med utløpet 16 til resonansrørene. Slike U-formede resonansrør er fordelaktig ved at de fjerner problemene som er forårsaket av termisk ekspansjon og spenninger, hvilket kan resultere i deling eller skille i rørkoplingene. I nok en utførelse plasserer forbrennings-gassene oppover gjennom en bunt av resonans-rør som har tre seksjoner. Forbrennings-gassene passerer først gjennom en rett rørformet buntseksjon, så en spiralformet rørbuntseksjon og til slutt gjennom en rett rørformet seksjon før de blir ført ut. Den buede rørformede bunten til dette arrangementet tilveiebringer en svært stor varmeoverførings-overflate, og foretrekkes derfor ved høytemperatur-anvendelser. There are various designs suitable for the heat transfer tubes of the present invention, including a single straight tube, multiple tubes, U-tubes, spiral tubes, and covered or shielded tubes. The size, shape and number of resonance tubes depends on the heat transfer profile required and the reactor size. In one embodiment, the combustion products are taken out through two separate resonance tubes that are introduced into the reactor. After heat exchange from the tubes to the bed material, the flue gas streams are combined in a room or manifold just outside the reactor. In a preferred embodiment, the bed's heat transfer surface comprises parallel resonance tubes 5 which have inlets in connection with the combustion chamber 3 and outlets in connection with the common space 10. In another particularly preferred embodiment, shown in Figure 3, the resonance zone comprises a single or several tubes 13 as a U-shaped bend near the top of the fluidized bed 14 and where the inlet 15 and the outlet 16 of the resonance tubes are close to the bottom 17 of the reactor 18. In this embodiment, the combustion chamber 19 is in connection with the inlet of the resonance tubes 15 and an outlet space 20 is arranged in connection with the outlet 16 of the resonance tubes. Such U-shaped resonance tubes are advantageous in that they eliminate the problems caused by thermal expansion and stresses, which can result in splitting or separation in the tube connections. In yet another embodiment, the combustion gases pass upwards through a bundle of resonant tubes having three sections. The combustion gases first pass through a straight tubular bundle section, then a helical tube bundle section and finally through a straight tubular section before being discharged. The curved tubular bundle of this arrangement provides a very large heat transfer surface, and is therefore preferred in high temperature applications.

En del av resonansrøret kan være omgitt av en sylindrisk skjerm. Den skjermende delen kan variere i lengde, i avhengighet av sengtypen og råstoffmateria let som skal benhandles, hvilket kan nødvendiggjøre at temperaturen til metallet som er i kontakt med sengen må holdes under en gitt Part of the resonant tube may be surrounded by a cylindrical screen. The shielding portion may vary in length, depending on the type of bed and raw material to be processed, which may necessitate that the temperature of the metal in contact with the bed be kept below a given

temperatur, for eksempel for å unngå dannelse av en smelte. temperature, for example to avoid the formation of a melt.

En relativt stillestående gassfilm forblir avgrenset i det ringformede rommet mellom resonansrøret og skjermen, og derved o<p>prettholdes den ytre overflaten til skjermen under den ønskede temperaturen. I tilfellet med lutgjenvinning er denne temperaturen under omtrent 1005K. Det ringformede rommet kan føre til at den gjennomsnittlige ytre overflate-temperaturen til skjermen er fra omtrent 167 til 222K lavere enn den <g>jennomsnittlige ytre overflate-temperaturen til det skjermede området til resonansrøret. Skjermen er nyttig for å forhindre uønskede fysiske eller kjemiske endringer i sengen eller råstoff-materialene som et resultat av den relativt høye ytre røroverflate-temperaturen nær innløpet til rørene. A relatively stagnant gas film remains confined in the annular space between the resonance tube and the screen, thereby maintaining the outer surface of the screen below the desired temperature. In the case of lye recovery, this temperature is below approximately 1005K. The annular space may cause the average outer surface temperature of the shield to be from about 167 to 222K lower than the <g>average outer surface temperature of the shielded region of the resonant tube. The screen is useful in preventing unwanted physical or chemical changes in the bed or feedstock materials as a result of the relatively high outer tube surface temperature near the inlet of the tubes.

En mest foretrukket utførelse av denne oppfinnelse er anvendelse av oppfinnelsen på alle typer lutgjenvinning, spesielt ved kraftlutgjenvinning og sulfitt-lutgjenvinning. Beskrivelsen her anvender tilfellet med kraftlut-gjenvinning som et eksempel siden denne prosessen omfatter mer sammensatt de relevante prosess-variabler. A most preferred embodiment of this invention is application of the invention to all types of lye recovery, especially in power lye recovery and sulphite lye recovery. The description here uses the case of lye recovery as an example since this process includes more complex the relevant process variables.

Gjenvinning av lut Recovery of lye

Den foretrukne utførelse av lutreaktoren 21 er vist på figur 5. Nær toppen av reaktoren er en produktgass og utløp 24 for medførte produkt-kjemikalier anordnet fra reaktorens firkantsone til fluidsengen. Rørene 25 til et antall modulære pulsbrenn-enheter som hver har en ytelse på omtrent 440 til 1465 kW brennhastighet, i avhengighet av størrelsen på reaktoren og dens gjennomløp, er nedsenket i fluidsengen. De foretrukne kapasiteter til slike reaktorer er 1, 2, 3, 6 og 10 tonn pr. time av lutfaststoff-behandling. Den foretrukne størrelse på en reaktor for å behandle 6 tonn lut pr. time ved nær atmosfæretrykk i reaktoren er omtrent 2,44 m bred, 1,5 ro dyp og 5,4 m høy. Den foretrukne multippel resonansrør-pulsbrenndriften er i tandem med aerodynamisk ventilkopling til hver tandem-enhet 27 for ut av fase-drift, hvilket reduserer støyen til utsiden og øker trykk-oscillasjonene i de pulserende brennkamrene. The preferred embodiment of the lye reactor 21 is shown in Figure 5. Near the top of the reactor, a product gas and outlet 24 for entrained product chemicals is arranged from the square zone of the reactor to the fluidized bed. The tubes 25 of a number of modular pulse burner units each having an output of approximately 440 to 1465 kW firing rate, depending on the size of the reactor and its throughput, are immersed in the fluidized bed. The preferred capacities for such reactors are 1, 2, 3, 6 and 10 tonnes per hour of lye solid treatment. The preferred size of a reactor to treat 6 tonnes of lye per hour at close to atmospheric pressure in the reactor is approximately 2.44 m wide, 1.5 ro deep and 5.4 m high. The preferred multiple resonance tube pulse combustor is in tandem with aerodynamic valve coupling to each tandem unit 27 for out-of-phase operation, which reduces noise to the outside and increases pressure oscillations in the pulsating combustors.

Reaktorene er også utstyrt med en innretning 28 for å sprøyte luten direkte på det fluidiserte sengematerialet. Det foretrukne fluidseng-materialet i denne utførelsen er natrium-karbonat (sodaaske) som har en partikkelstørrelsefordeling på omtrent 150 nm til omtrent 600 /im, med en foretrukket midlere størrelse på omtrent 250 nm. The reactors are also equipped with a device 28 for spraying the lye directly onto the fluidized bed material. The preferred fluid bed material in this embodiment is sodium carbonate (soda ash) having a particle size distribution of about 150 nm to about 600 µm, with a preferred average size of about 250 nm.

Reaktoren er også utstyrt med damp og resirkulert produktgass-injiseringsinnretning 29 for å fordele dampen og den resirkulerte gassen til å fluidisere sengen. Den foretrukne damp-temperaturen ved entringen av sengen er omtrent 867 til 922K og den foretrukne fluidiserings-hastigheten er omtrent 0,6 til 1,2 m/s. The reactor is also equipped with steam and recycled product gas injection device 29 to distribute the steam and recycled gas to fluidize the bed. The preferred vapor temperature at the entrance of the bed is about 867 to 922K and the preferred fluidization velocity is about 0.6 to 1.2 m/s.

Det refereres nå til figur 6 som viser et flytskjema for lutgjenvinnings-prosessen idet forgasseren er representert ved reaktoren 31. Her blir lut injisert i en fluidisert seng som fluidiseres med damp og en resirkulert del av produktgassen. Selv om det er ønskelig med en rimelig atomisert sprøytekvalitet, påvirker ikke sprøytemønsteret vesentlig forgassings-ytelsen. Luten som mates blir fortrinnsvis injisert inn i sengen gjennom et dampatomisert sprøytemunnstykke. Reference is now made to figure 6, which shows a flowchart for the lye recycling process, with the gasifier represented by the reactor 31. Here, lye is injected into a fluidized bed which is fluidized with steam and a recycled part of the product gas. Although a reasonable atomized spray quality is desirable, the spray pattern does not significantly affect the carburization performance. The feed liquor is preferably injected into the bed through a steam atomized spray nozzle.

En analyse av representative biprodukter fra lut som er behandlet i en kommersiell mølle, er gitt i tabell 2. Siden råstoffet vanligvis består av 67 % svart lut faststoffer blir råstoffet oppvarmet i en dampkappe-agitert beholder. Matepumpen kan består av progressiv hulromspumpe, eller, mer fordelaktig, en positiv forskyvningsgir-pumpe. Luten holdes fortrinnsvis på omtrent 3 55K i lagerbeholderen. Mateledningen til injektoren bør være isolert og fortrinnsvis omfatte damp-indikator. Råstoff-injisering kan forenkles ved anvendelsen av en tilstrekkelig mate-ledning med damp-indikering og passende rensing av injektor-tuppen før svitsjing over til lut, og anvendelsen av en enkel gir-pumpe. An analysis of representative byproducts from lye processed in a commercial mill is given in Table 2. Since the feedstock typically consists of 67% black liquor solids, the feedstock is heated in a steam jacket agitated vessel. The feed pump may consist of a progressive cavity pump, or, more advantageously, a positive displacement gear pump. The lye is preferably kept at approximately 355K in the storage container. The feed line to the injector should be insulated and preferably include a steam indicator. Raw material injection can be simplified by the use of an adequate feed line with steam indication and suitable cleaning of the injector tip before switching over to lye, and the use of a simple gear pump.

For lutanvendelser består sengfaststoffet av natriumkarbonat som er slutt-saltet tildannet ved forgassing av lut. Seng-fyllingen kan bestå av flere typer kommersielle natrium-karbonater. Produkter som skiller seg i den midlere partikkel-størrelse kan kombineres for å tilveiebringe de ønskede fluidiserings-egenskaper. For lye applications, the bed solid consists of sodium carbonate, which is the final salt produced by gasification of lye. The bed filling can consist of several types of commercial sodium carbonates. Products that differ in average particle size can be combined to provide the desired fluidization properties.

For å kunne forhindre sengagglomerasjon eller sammen-koking bør lut mates inn i sengen med ens tart-temperatur på omtrent 022K og fortrinnsvis omtrent 811K. Ved denne temperaturen vil karbon-avsetningshastighetene være høyere enn forgassings-hastigheten. Sengmaterialet av sodaaske bør ha et restsjikt av karbon for å kunne forhindre sengsammenhopning. Når startsoda-asken inneholder et svært lavt karbonnivå, kan hele karbonsengen bli forgasset avd en fluidiserende damp før sengen når den ønskede start-temperaturen. Når karbonsengen forsvinner på grunn av forgassing, kan sodaaske smelte sammen som et resultat av urenheter, for eksempel NaCl og KC1. Et karbonsjikt på sodaaske-grandulatet kan opprettholdes for å forhindre slik askesammensmelting. Forgassing av forkullet masse på natrium-karbonatfaststoffene blir fortrinnsvis styrt av matehastigheten og temperaturen slik at sengen etablerer et likevekts-karbon på omtrent 0,5 til 10 %. In order to prevent bed agglomeration or coking, lye should be fed into the bed with a tart temperature of about 022K and preferably about 811K. At this temperature, the carbon deposition rates will be higher than the gasification rate. The soda ash bed material should have a residual layer of carbon to prevent bed clumping. When the starting soda ash contains a very low carbon level, the entire carbon bed can be gasified by a fluidizing steam before the bed reaches the desired starting temperature. When the carbon bed disappears due to gasification, soda ash can coalesce as a result of impurities, such as NaCl and KC1. A carbon layer on the soda ash granulate may be maintained to prevent such ash coalescence. Gasification of char on the sodium carbonate solids is preferably controlled by the feed rate and temperature so that the bed establishes an equilibrium carbon of about 0.5 to 10%.

Reaktor-temperaturen holdes fortrinnsvis i området 894K til 977K for å sikre at smeltedannelse ikke finner sted. Produkt-kjemikalene kan så enkelt og sikkert fjernes fra sengen i en fast form. Lavere drifts-temperaturer reduserer dampvarme-tapene, bedrer den termiske effektiviteten og reduserer kostnadene til reaktorens konstruksjons-materiale. Men ikke desto mindre vil drift av sengen ved temperaturer over 894K tillate økonomiske gjennomløp med minimalt karbon-forkastning. Det er essensielt at brennrørvegg-temperaturen kan holdes under temperaturen hvorved sengmaterialet mykner (1005K), for å kunne forhindre sengsammenhopning. Seng-temperaturen overvåkes fortrinnsvis på flere steder, og det samme gjøres med brennrør-veggen. The reactor temperature is preferably kept in the range 894K to 977K to ensure that melt formation does not take place. The product chemicals can then be easily and safely removed from the bed in a solid form. Lower operating temperatures reduce steam heat losses, improve thermal efficiency and reduce the cost of the reactor's construction material. However, operating the bed at temperatures above 894K will allow economical throughput with minimal carbon waste. It is essential that the combustion tube wall temperature can be kept below the temperature at which the bed material softens (1005K), in order to prevent bed agglomeration. The bed temperature is preferably monitored in several places, and the same is done with the combustion tube wall.

Sengen blir fortrinnsvis drevet ved nær atmosfærisk trykk og med overflate-fluidiseringshastighet på omtrent 1 m/s. Start-fluidisering kan oppnås ved å injisere nitrogengass idet dampen blir innført etter at sengen har inntatt en lik oppstart-temperatur. Den nedre grense for overflate-hastigheten er omtrent 0,03 m/s. Fluidiserings- og seng-temperatur blir stratifisert over lengden av reaktoren ved eller under en slik hastighet. Under normale drifts-tilstander er temperaturen til sengen lik over det hele. The bed is preferably operated at near atmospheric pressure and with a surface fluidization velocity of about 1 m/s. Start fluidization can be achieved by injecting nitrogen gas as the steam is introduced after the bed has reached a similar start-up temperature. The lower limit of the surface velocity is approximately 0.03 m/s. Fluidization and bed temperature are stratified over the length of the reactor at or below such a rate. Under normal operating conditions, the temperature of the bed is the same throughout.

Varme blir tilført fluidsengen 31 av resonansrørene 32 som er koplet direkte til pulsbrenn-kammeret. Røyk eller brenngassene fra brennkammeret, som slipper ut av reaktoren ved omtrent 977K til 1033K, blir sendt til et vann eller brennrør-kokekar 33 for varmegjenvinning. Produktgassen kan også forbrennes i slike kokere for å tilveiebringe en enkelt innretning for damp-generering. Ved å overføre varme indirekte kan produktgass med varmeverdier på omtrent 11 til 15xl0<6>J/m<*> genereres av 67 % lut. De foretrukne sengevarmere i denne utførelse er resonansrørene til et pulserende brennkammer, som beskrevet ovenfor; men dette er ikke vesentlig siden for eksempel riktig skjermede og styrte elektriske varmere, er teknisk egnet for å oppvarme sengen og kan være økonomiske i deler av verden hvor elektrisitets-kostnadene er uvanlig lave, for eksempel hvor man har vannkraft-generatorer. Et annet eksempel på en sengevarmer er anvendelsen av supervarmet damp som strømmer gjennom varme-vekslingsrør som er nedsenket i fluidsengen. I tilfellet med både den elektriske oppvarmingen og damprør-oppvarmingen i eksemplene som beskrevet ovenfor, er det ikke utstråling av et intenst akustisk felt fra varmerørene til reaksjonssonen, hvilket er fordelaktig for reaksjonshastigheten og seng-fluidiseringen. Heat is supplied to the fluid bed 31 by the resonance tubes 32 which are connected directly to the pulse combustion chamber. Smoke or combustion gases from the combustor, which exit the reactor at approximately 977K to 1033K, are sent to a water or fire tube boiler 33 for heat recovery. The product gas can also be combusted in such boilers to provide a single device for steam generation. By transferring heat indirectly, product gas with heating values of about 11 to 15xl0<6>J/m<*> can be generated from 67% lye. The preferred bed heaters in this embodiment are the resonant tubes of a pulsating combustion chamber, as described above; but this is not significant since, for example, properly shielded and controlled electric heaters are technically suitable for heating the bed and can be economical in parts of the world where electricity costs are unusually low, for example where you have hydroelectric generators. Another example of a bed heater is the use of superheated steam flowing through heat exchange tubes immersed in the fluidized bed. In the case of both the electric heating and the steam tube heating in the examples described above, there is no radiation of an intense acoustic field from the heating tubes to the reaction zone, which is beneficial to the reaction rate and bed fluidization.

Den foretrukne forgasser-reaktorutforming har formen som en rektangulær fluidisert seng med sideveggmonterte pulsbrennkammere som befinner seg i flere høyder og er forbundet med horisontalt monterte resonansrør. Denne utforming forenkler spreding av fluidiserings-damp og tillater enkelt vedlikehold av brennkammerne. Et typisk brennkammer består av to koplede pulsbrennkammere som drives ute av fase med hverandre for støyreduksjon. Den duale modulen vil ha en nominell brenn-kapasitet på omtrent 73 3 kw. Tre slike moduler vil være nødvendig for en ett tonn pr. time (lutfaststoffer) enhet, slik som vist på figur 5. The preferred gasifier reactor design takes the form of a rectangular fluidized bed with sidewall-mounted pulse combustors located at multiple heights and connected by horizontally mounted resonance tubes. This design facilitates the spread of fluidization steam and allows easy maintenance of the combustion chambers. A typical combustion chamber consists of two coupled pulse combustion chambers which are operated out of phase with each other for noise reduction. The dual module will have a nominal burning capacity of approximately 73 3 kw. Three such modules will be needed for a one ton per hour (lye solids) unit, as shown in Figure 5.

En strålingsskjerm er fortrinnsvis festet inntil posisjonen til rørene nærmest brennkammeret for å redusere rørvegg-temperaturen som er i kontakt med sengfaststoffene og forhindre deres mykning på grunn av kontakt med et høytemperatur uisolert metallrør. Produktgassen slipper ut av forgasseren og entrer separatoren 30 hvor medførte fine partikler blir fraskilt gass-strømmen. En del av produktgassen blir resirkulert til den fluidiserte sengen gjennom utstråleren 34. Hovedfluidet for utstråleren er damp som kan genereres internt i en avfallsvarmekoker 35. Balansen til produktgassen blir avkjølt i en kjeletype dampgenerator 35 og den blir videresendt til effekt-generering eller prosessbruk. Produktgassens varmeverdi varierer fra omkring 894 til 1490xl0<4> J/ro<5> og den inneholder så mye som 65 volumprosent hydrogen, og den har derved en energi-tetthet som er flere ganger det som er oppnåbart med autotermiske systemer. A radiation shield is preferably attached to the position of the tubes nearest the combustion chamber to reduce the tube wall temperature in contact with the bed solids and prevent their softening due to contact with a high temperature uninsulated metal tube. The product gas escapes from the carburettor and enters the separator 30 where entrained fine particles are separated from the gas stream. A portion of the product gas is recycled to the fluidized bed through the emitter 34. The main fluid for the emitter is steam which can be generated internally in a waste heat boiler 35. The balance of the product gas is cooled in a boiler type steam generator 35 and it is forwarded for power generation or process use. The heat value of the product gas varies from around 894 to 1490xl0<4> J/ro<5> and it contains as much as 65 volume percent hydrogen, and it thereby has an energy density that is several times what is achievable with autothermal systems.

Bare en liten del av det innmatede karbon blir utvasket fra sengen. Dette karbon blir gjenvunnet på enkel måte ved oppløsning av de gjenvunne natriumkarbonat-faststoffer. Dette karbon kan gjeninnføres i sengen og bli summert i pulsbrenn-kammeret for å tilveiebringe endotermisk varme for reaktoren, eller det kan anvendes andre steder i møllen. Dersom det blir gjeninnført, er det fordelaktig å forblande dette med frisk lut for å bedre klebing av stoffet til sengfast-stoffene og redusere for tidlig utvasking fra sengen. Only a small part of the fed carbon is washed out of the bed. This carbon is recovered in a simple way by dissolving the recovered sodium carbonate solids. This carbon can be reintroduced into the bed and be summed in the pulse combustion chamber to provide endothermic heat for the reactor, or it can be used elsewhere in the mill. If it is reintroduced, it is advantageous to premix this with fresh lye to improve adhesion of the fabric to the bed solids and reduce premature leaching from the bed.

Utmatingssystemer for faststoffer til fluidseng-anvendelser er tilgjengelige og har dokumenterte og sikre ytelses-angivelser. Det er vanlig at reaktoren er utstyrt med en skruetype faststoff-tilbaketrekkingsventil 37 og faststoffene blir oppsamlet i regulære intervaller for å måle karboninnholdet som en funksjon av gjennomløpet for å kunne overvåke spesifiserte forgassings-hastigheter. Til tross for det faktum at både svovel og sulfat blir innført i sengen i form av lut, så vil sengsvovelet og sulfatnivåene minske eller holde seg konstant. Sulfid-inneholdet er neglisjerbart i sengen. Discharge systems for solids for fluid bed applications are available and have documented and safe performance specifications. It is common for the reactor to be fitted with a screw-type solids withdrawal valve 37 and the solids collected at regular intervals to measure the carbon content as a function of flow to monitor specified gasification rates. Despite the fact that both sulfur and sulphate are introduced into the bed in the form of lye, the bed sulfur and sulphate levels will decrease or remain constant. The sulphide content is negligible in the bed.

De uorganiske saltene som er inneholdt i faststoffene 37 som fjernes fra sengen og de separate materialene består primært av natriumkarbonat og inneholder også natriumsulfid, natriumsulfat, natriumklorid og restkarbon i mindre mengder. Disse materialer blir oppløst i en oppløsningstank 36 for å gjenvinne de uorganiske saltene for resirkulasjon til papirfabrikken. I tillegg blir karbonverdien gjenvunnet, for eksempel i en agitasjons-oppløsningstank 36 fulgt av et skivefilter (ikke vist) for karbongjenvinning. Man kan på enkel måte gjennomtrenge det porøse karbonskallet for effektivt å kunne oppløse inneholdte salter. Således er oppløsnings-effektiviteten omtrent 97,7 til 99,9 %. The inorganic salts contained in the solids 37 removed from the bed and the separate materials consist primarily of sodium carbonate and also contain sodium sulfide, sodium sulfate, sodium chloride and residual carbon in smaller amounts. These materials are dissolved in a dissolution tank 36 to recover the inorganic salts for recycling to the paper mill. In addition, the carbon value is recovered, for example in an agitation dissolution tank 36 followed by a disc filter (not shown) for carbon recovery. One can easily penetrate the porous carbon shell to effectively dissolve contained salts. Thus, the dissolution efficiency is approximately 97.7 to 99.9%.

Massen av svovelinnehold i lutråstoffet blir fordelaktig utsendt i form av hydrogensulfid. Disse arter kan gjenvinnes på enkel måte for å danne grønn lut via en enkel vaskeoperasjon. Den avkjølte prosess-gassen føres inn i en vaskesøyle hvor den resirkulerende vaskevæsken består av alkalisk natriumkarbonat som er dannet i oppløsningstanken 36. Prosess-gassen blir vasket for å danne grønn lut. Den rensede avsvovlede produktgassen som er frembrakt ved vaskingen kan anvendes som en brennstoffkilde for en koker, en gassturbin eller en annen enhet. Den grønne luten kan så sendes til den konvensjonelle kaustisiseringssløyfen til møllen, hvor kalk blir tilført for å utfelle karbonat og således danne natriumhydroksyd og natriumsulfid. The mass of sulfur content in the lye raw material is advantageously emitted in the form of hydrogen sulphide. These species can be easily recovered to form green liquor via a simple washing operation. The cooled process gas is fed into a washing column where the recirculating washing liquid consists of alkaline sodium carbonate formed in the dissolution tank 36. The process gas is washed to form green liquor. The purified desulphurised product gas produced by the washing can be used as a fuel source for a boiler, a gas turbine or another unit. The green liquor can then be sent to the conventional causticization loop of the mill, where lime is added to precipitate carbonate and thus form sodium hydroxide and sodium sulphide.

De primære svovel-reaksjonene som antas å finne sted i forgasseren innbefatter de følgende: The primary sulfur reactions believed to take place in the gasifier include the following:

1. Lignin -► organiske sulfider + H2S 1. Lignin -► organic sulphides + H2S

2. Organiske sulfider + H20 CO, C02, H2 + H2S 2. Organic sulfides + H20 CO, C02, H2 + H2S

3. Na2S + H2p + C02 - Na2C03 + H2S 3. Na2S + H2p + CO2 - Na2CO3 + H2S

4. Na2S04 + 4C0 -* Na2S + 4C02 5. H20 + CO - C02 + H24. Na2S04 + 4C0 -* Na2S + 4C02 5. H20 + CO - C02 + H2

Reaksjonene (1) og (2) representerer termiske og dampforgassingstrinn som fører til fremstilling av gassarter med lav molekylvekt og hydrogensulfid. På grunn av den katalytiske naturen til de uorganiske saltene, vil dampforgassings-reaksjonene minske de organiske sulfidartene til svært lave nivåer. Reaksjon (3) viser karboniseringen av natriumsulfid i tilstedeværelsen av damp og karbondioksid. Denne reaksjon blir viktig når partialtrykket til dampen er høyt og temperaturen er relativt lave slik som er tilfellet i forgasseren. Reaksjon (4) representerer reduksjonen av natriumsulfat til natriumsulfid via reaksjonen med karbonmonoksyd. Reaksjon (5) representerer vann-gass skifte-likevekten som primært påvirker det relative forholdet mellom karbonmonoksyd og karbondioksid. Verken natriumsulfat eller natriumsulfid er stabil i forgasseromgivelsen. Nettoreaksjonen for sulfat er derfor: Na2S04 + 4C0 + H20 - Na2C03<+> 3C02<+> H2S Hydrogensulfidet blir så absorbert i en vannfase for å regenerere natriumsulfid. Natriumkarbonat-oppløsningen som er generert ved oppløsningen av sengefaststoffer gir en ideell oppløsning for å vaske produktgassen. Siden natriumkarbonat-oppløsningen som er dannet på denne måten er litt basisk, blir de sure hydrogensulfidartene absorbert som natriumbisulfid. Denne grønne lut blir så returnert til den konvensjonelle kaustisiserings-sløyfen. Ca. 82% av den totale svovelmengden som mates til reaktoren blir fjernet i gassfasen. Over 67 % av sulfatet som blir innmatet blir overført til en redusert form. For å si det på en annen måte vil bare 3 % av den totale svovelmengden som innmates være i en sulfat. Systemet i henhold til denne oppfinnelse er derfor i stand til å generere natriumsulfid med en svært høy omformings-effektivitet. Reactions (1) and (2) represent thermal and steam gasification steps leading to the production of low molecular weight gas species and hydrogen sulphide. Due to the catalytic nature of the inorganic salts, the steam gasification reactions will reduce the organic sulfide species to very low levels. Reaction (3) shows the carbonation of sodium sulphide in the presence of steam and carbon dioxide. This reaction becomes important when the partial pressure of the steam is high and the temperature is relatively low, as is the case in the gasifier. Reaction (4) represents the reduction of sodium sulfate to sodium sulfide via the reaction with carbon monoxide. Reaction (5) represents the water-gas shift equilibrium which primarily affects the relative ratio between carbon monoxide and carbon dioxide. Neither sodium sulfate nor sodium sulfide is stable in the carburettor environment. The net reaction for sulfate is therefore: Na2S04 + 4C0 + H20 - Na2C03<+> 3C02<+> H2S The hydrogen sulfide is then absorbed into an aqueous phase to regenerate sodium sulfide. The sodium carbonate solution generated by the dissolution of bed solids provides an ideal solution for scrubbing the product gas. Since the sodium carbonate solution thus formed is slightly basic, the acidic hydrogen sulfide species are absorbed as sodium bisulfide. This green liquor is then returned to the conventional causticization loop. About. 82% of the total amount of sulfur fed to the reactor is removed in the gas phase. Over 67% of the sulfate that is fed in is transferred to a reduced form. To put it another way, only 3% of the total sulfur input will be in a sulfate. The system according to this invention is therefore capable of generating sodium sulphide with a very high conversion efficiency.

Tabell 1 angir en materialebalanse for ett tonn pr. time (lutfaststoffer) kåpasitetsenhet basert på flytskjemaet. Åtti prosent av den totale svovelmengden antas å bli redusert til hydrogensulfid i produksgassen og 70 % av svovelinnholdet i den innmatede luten blir redusert. Hydrogensulfidet blir kvanititativt absorbert i vaskeprosessen. Karbonet som kastes med produkt-faststoffene er 5 % og blir gjenvunnet for reinjisering i forgasseren. Table 1 indicates a material balance for one tonne per hour (lye solids) caustic unit based on the flow chart. Eighty percent of the total amount of sulfur is assumed to be reduced to hydrogen sulphide in the product gas and 70% of the sulfur content in the feed liquor is reduced. The hydrogen sulphide is quantitatively absorbed in the washing process. The carbon that is discarded with the product solids is 5% and is recovered for re-injection in the carburettor.

Tabell 3 angir en masse og energibalanse-oppsummering for 1 tonn pr. time - enheten. Balansen er basert på produksjon av brennstoffgass som forbrennes i en hjelpekoker. Som det sees vil brennstoffgass-eksporten utgjøre omtrent 2190 kw eller omtrent 72 % av netto energiproduktet. Utsendt eller eksportert dampproduksjon utgjør 710 kw eller 23 % av energiproduktet. Gjenvinnbart karbon utgjør balansen til energiproduktet, basert på det totale energiutløpet (produktet) i forhold til lutråstoffet som innmates, er systemets nettotermiske effektivitet omtrent 78,7 %. Dersom det bare ønskes dampeksport, kan dette utføres ved å forbrenne eksportbrennstoffet i brenngassens varmegjenvinningssystem. Dersom det anvendes en høyeffektiv koker, vil den netto termiske effekten for dampeksport-tilfellet være omtrent 67 %, hvilket effektivitet overskrider, eller kan sammenlignes med effektiviteten som er oppnåbar i stor skala Tomlinson-gjenvinningskokere, til tross for den lille størrelsen til lutforgassings- og gjenvinningssystemet i den foreliggende oppfinnelse. Table 3 indicates a mass and energy balance summary for 1 tonne per hour - the unit. The balance is based on the production of fuel gas that is burned in an auxiliary boiler. As can be seen, fuel gas exports will amount to approximately 2190 kw or approximately 72% of the net energy product. Dispatched or exported steam production amounts to 710 kw or 23% of the energy product. Recoverable carbon makes up the balance of the energy product, based on the total energy output (product) in relation to the feedstock, the net thermal efficiency of the system is approximately 78.7%. If only steam export is desired, this can be carried out by burning the export fuel in the fuel gas heat recovery system. If a high-efficiency boiler is used, the net thermal efficiency for the steam export case will be approximately 67%, which efficiency exceeds or is comparable to the efficiency achievable in large-scale Tomlinson recovery boilers, despite the small size of the caustic gasification and the recycling system in the present invention.

Den foreliggende oppfinnelse kan utformes som modulære enheter med kapasiteter i området 1 til 10 tonn pr. time. Disse enheter kan være forflyttbart montert, de kan transporteres på lastebil eller jernbane og de krever et minimum av felt-monteringsutstyr. På denne måten fremkommer en spesielt fordelaktig anvendelse av lutforgassings- og gjenvinningssystemet i henhold til oppfinnelsen ved den inkrementale kåpasitets-økning i kraft eller sulfitt-tremasseprosessene. The present invention can be designed as modular units with capacities in the range of 1 to 10 tonnes per hour. These units can be mobile mounted, they can be transported by truck or rail and they require a minimum of field assembly equipment. In this way, a particularly advantageous application of the lye gasification and recovery system according to the invention appears in the incremental carbon capacity increase in power or the sulphite wood pulp processes.

Dampreformerin<g> av tunge fl<y>tende hydrokarboner Steam reforming of heavy volatile hydrocarbons

I en annen foretrukket utførelse av denne oppfinnelse er fluidseng-reaktoren et første trinn i en totrinns dampreformerer for tunge flytende hydrokarboner, innbefattende for eksempel fyringsolje nr. 2, 4 og 6, bunkers C restbrennstoffer og kull-vann slambrennstoffer. In another preferred embodiment of this invention, the fluid bed reactor is a first stage in a two-stage steam reformer for heavy liquid hydrocarbons, including, for example, fuel oil No. 2, 4 and 6, bunker C residual fuels and coal-water sludge fuels.

I denne utførelsen av oppfinnelsen er det første trinnet In this embodiment of the invention, the first step is

en fluidseng-reformer og det andre trinnet en høytemperatur fastseng-dampreformerer. Den fluidiserte sengeseksjonen anvender en kalsiumaluminat basert katalysator for å tilveiebringe aktiveringen av dampen og delreformering av brennstoffet. Fluidsengen fungerer således som en førstetrinns reformerer. Primærfunksjonen i dette trinnet er å øke aktiviteten til dampen og delvis reformere råvarene til lette hydrokarboner og hydrogen før mating inn i høytemperatur-fastsengreformereren. Fluidsengen omformer også massen av svovel i brennstoffet til H2S ved produksjon av tilstrekkelig partialtrykk-hydrogen. Innføringen av det delvis reformerte brennstoffet til det andre trinnet i høytemperatur fastseng-reformeren styrer svovelforgiftningen av fastseng-katalysatoren. a fluid bed reformer and the second stage a high temperature fixed bed steam reformer. The fluidized bed section uses a calcium aluminate based catalyst to provide the activation of the steam and partial reforming of the fuel. The fluidized bed thus functions as a first-stage reformer. The primary function of this step is to increase the activity of the steam and partially reform the feedstocks to light hydrocarbons and hydrogen before feeding into the high temperature fixed bed reformer. The fluidized bed also transforms the mass of sulfur in the fuel into H2S by producing sufficient partial pressure hydrogen. The introduction of the partially reformed fuel to the second stage of the high temperature fixed bed reformer controls the sulfur poisoning of the fixed bed catalyst.

I tillegg til å virke som en første trinns reformerer har fluidsengen to andre viktige funksjoner. Det første er å tilveiebringe en innretning for hurtig fordampning og pyrolyse av det tunge brennstoffet i fluidsengen. For å oppnå dette formålet blir brennstoffet atomisert og avsatt på den varme overflaten til fluidseng-materialet. Fluidsengen virker således som en varmeveksler med direkte kontakt. Hurtig fordampning og pyrolyse av brennstoffet blir realisert ved at det sikres at varmeoverføringen mellom katalysator-overflaten og brennstoffet blir tilveiebrakt ved kimkoking. Brennstoffer som er så tunge som bunkers C og nr. 6 fyringsolje er med hell blitt fordampet på en måte som samsvarer med prinsippene i denne oppfinnelse. In addition to acting as a first-stage reformer, the fluidized bed has two other important functions. The first is to provide a device for rapid evaporation and pyrolysis of the heavy fuel in the fluidized bed. To achieve this purpose, the fuel is atomized and deposited on the hot surface of the fluid bed material. The fluidized bed thus acts as a heat exchanger with direct contact. Rapid evaporation and pyrolysis of the fuel is realized by ensuring that the heat transfer between the catalyst surface and the fuel is provided by coking. Fuels as heavy as bunker C and No. 6 fuel oil have been successfully vaporized in a manner consistent with the principles of this invention.

I tillegg til fordampningen av brennstoff har fluidsengen en annen viktig funksjon ved at den blander jevnt den aktiverte dampen med det fordampede brennstoffet. Superoppvarmet damp blir brukt som fluidiseringsmediet og jevn blanding mellom brennstoff-dampen og dampen oppnås hurtig. In addition to the vaporization of fuel, the fluidized bed has another important function in that it evenly mixes the activated steam with the vaporized fuel. Superheated steam is used as the fluidizing medium and uniform mixing between the fuel vapor and the steam is quickly achieved.

Delvis reformert brennstoff blir så matet fra fluidsengen (første trinn reformerer) til en fast seng (andre trinn). Den faste sengen drives ved en høy temperatur, over omtrent 1170 K, og anvender svovel-tolerante katalysatorer som ikke inneholder nikkel (for å unngå svovel-forgiftning). Varme blir matet til den faste sengen av en varmeinnretning i sengen. I den foretrukne utførelse er varmeinnretningene resonansrør til en eller flere pulsbrennere. Den faste 'sengen består fortrinnsvis av en katalysatorpakket rørutforming. Partially reformed fuel is then fed from the fluid bed (first stage reformer) to a fixed bed (second stage). The fixed bed is operated at a high temperature, above about 1170 K, and uses sulfur-tolerant catalysts that do not contain nickel (to avoid sulfur poisoning). Heat is supplied to the fixed bed by a heating device in the bed. In the preferred embodiment, the heating devices are resonance tubes for one or more pulse burners. The fixed bed preferably consists of a catalyst-packed pipe design.

En liten del av den hydrogenrike produktgassen fremstilt i det andre trinnet kan resirkuleres tilbake til fluidsengen for å tilveiebringe passende fluidisering av sengen såvel som ytterligere Ji redusere tendensen til karbondannelse og svovel-forgiftning. A small portion of the hydrogen-rich product gas produced in the second stage can be recycled back to the fluidized bed to provide adequate fluidization of the bed as well as further reduce the tendency for carbonization and sulfur poisoning.

Denne utførelse av oppfinnelsen oppviser flere grader av fleksibilitet som ikke er tilgjengelig i eksisterende reformerings-teknologi. Anvendelse av en fluidseng besørger hurtig fordampning av brennstoffet og hurtig blanding med damp. Fordampning av det flytende brennstoffet i direkte kontakt med varmeveksleren maksimaliserer varmefluks-overføringen inn i væsken og minimaliserer således fordampningstiden, og dermed potensialet for karbondannelse. Delvis reformering av brennstoffet før innføring i den faste seng-reformereren medfører at den unngår karbonfremstilling og likeledes unngår svovel-forgifting av det andre trinnets reformerings-katalysator. This embodiment of the invention exhibits several degrees of flexibility not available in existing reforming technology. Use of a fluidized bed ensures rapid evaporation of the fuel and rapid mixing with steam. Evaporation of the liquid fuel in direct contact with the heat exchanger maximizes the heat flux transfer into the liquid and thus minimizes the evaporation time, and thus the potential for carbon formation. Partial reforming of the fuel before introduction into the fixed bed reformer means that it avoids carbon production and likewise avoids sulfur poisoning of the second stage reforming catalyst.

Anvendelse av en totrinns reformerer gir en viktig grad av fleksibilitet ved reformering av tunge hydrokarbon-brennstoffer siden den øker kontrollen av karbonproduksjon og minimaliserer potensialet for svovel-forgifting på katalysator-overflaten. Anvendelse av en fluidseng i det første reformeringstrinnet tilveiebringer flere fordeler som knytter seg til brennstoff-fordampning, brennstoff/ dampblanding, og delvis reformering av tunge hydrokarboner til lette hydrokarboner. Fluidsengen tilveiebringer også fleksibilitet for å regenerere katalysatoren og forhindre utstrakt oppbygning av karbon. The use of a two-stage reformer provides an important degree of flexibility in the reforming of heavy hydrocarbon fuels since it increases the control of carbon production and minimizes the potential for sulfur poisoning on the catalyst surface. The use of a fluidized bed in the first reforming stage provides several advantages related to fuel vaporization, fuel/steam mixing, and partial reforming of heavy hydrocarbons to light hydrocarbons. The fluidized bed also provides flexibility to regenerate the catalyst and prevent extensive carbon build-up.

Referanseeksempler: Reference examples:

Eksempel 1: Biomasseforgassing Example 1: Biomass gasification

Det refereres nå til apparatet som er vist på figur 1 hvor en biomasse-forgasserreaktor omfatter en indirekte oppvarmet fluidseng 7, hvor sand eller andre faste materialer er fluidisert ved hjelp av en fluidiseringsgass eller damp som blir injisert gjennom en fordelingsplate eller et antall injiserings-munnstykker 9 ved bunnen av sengen. Den sylindriske reaktoren har flere porthull 6 for valg av biomasse-injisering. Normal blir biomasse injisert i den laveste porten for å øke oppholdstiden. I tillegg til biomasse-injiseringsportene er det anordnet en sidegass-utløpsport 11 ved toppen av frikantdelen av sengen. Reference is now made to the apparatus shown in figure 1 where a biomass gasifier reactor comprises an indirectly heated fluidized bed 7, where sand or other solid materials are fluidized by means of a fluidizing gas or steam which is injected through a distribution plate or a number of injection nozzles 9 at the bottom of the bed. The cylindrical reactor has several port holes 6 for selection of biomass injection. Normally, biomass is injected into the lowest port to increase residence time. In addition to the biomass injection ports, a side gas outlet port 11 is provided at the top of the free edge part of the bed.

Pulsbrennkammeret blir avfyrt oppover med brennstoffet injisert inn i et brennkammer 3 under reaktoren. Pulsbrennkammeret i denne utformingen har 12 resonansrør som går ut fra brennkammeret (på skjemaet er det for enkelhetens skyld vist færre rør). Varmeoverførings-koeffisienten i bioraasse-forgasseren er vanligvis i området fra 170 til 227 W/m<2>K, hvilket representerer et økt forhold hvor i det minste omtrent 50 % sammenlignet med jevne strømningsforhold som finnes i konvensjonelle brannrør-systemer. Varmeutslipps-hastigheten i pulsbrennkammer-systemet er imidlertid mye høyere enn ved konvensjonelle systemer. Derfor er varmeoverførings-hastigheten i praksis flere ganger høyere enn for konvensjonelle systemer. The pulse combustion chamber is fired upwards with the fuel injected into a combustion chamber 3 below the reactor. The pulse combustion chamber in this design has 12 resonance tubes that go out from the combustion chamber (on the diagram, for the sake of simplicity, fewer tubes are shown). The heat transfer coefficient in the bioassay gasifier is typically in the range of 170 to 227 W/m<2>K, which represents an increase of at least about 50% compared to steady flow conditions found in conventional fire tube systems. However, the rate of heat release in the pulse combustion chamber system is much higher than with conventional systems. Therefore, the heat transfer rate is in practice several times higher than for conventional systems.

Produktgass fra fluidsengen og røyk eller brenngass fra brennkammeret blir sendt gjennom separatorer for å oppfange forkullet masse og utvasket sengmateriale. Brenngassen fra pulsbrenn-kammeret kan så anvendes for superoppvarming av damp. Product gas from the fluidized bed and smoke or combustion gas from the combustion chamber are sent through separators to collect charred mass and washed out bed material. The fuel gas from the pulse combustion chamber can then be used for superheating of steam.

Komprimert luft blir matet av en kompressor for å starte opp pulsbrennkammeret. Luft blir injisert inn i brennkammeret før brennstoffet slippes inn og med brennkammerets tennplugg påskrudd. Brennstoff blir så innført og pulsbrenneren startet. Det foretrukne brennstoff for brenneren er biomasse og forkullet biomasse supplementert i en liten grad av produktgassen. Forbrenning av de faste partiklene til • forkullet masse og biomasse blir utført i resonansrørene. Konvensjonelle brennere, som er utformet for å gi tilstrekkelig oppholdstid til å brenne den forkullede massen og biomassen nærmest fullstendig, øker de totale kapitalkostnadene betydelig på grunn av deres størrelse, trykkfallkrav (spesielt i tilfellet med fluidsenger), og den betydelige isolasjon som er nødvendig for å redusere varmetapene fra de store brennerne. Under anvendelse av bare produktgass for å underholde den endotermiske reaksjonsvarmen reduserer kapital-kostnadene for brenneren, men dette reduserer også utbyttet av netto-produktgass fra forgassings-fabrikken. Med anvendelse av pulsforbrenning kan biomasse og forkullet masse brennes direkte i brenneren med bare en liten del av produktgassen. Forkullet masse og biomasse blir således brent effektivt i den samme kompakte brenneren ved høye varmefrigjøringshastigheter (40-60 MW/m<5>). Dette øker også strålevarme-overføringen i resonansrørene på grunn av den lysende brenning av den forkullede massen til disse faste brennstoffer. Compressed air is fed by a compressor to start up the pulse combustor. Air is injected into the combustion chamber before the fuel is admitted and with the combustion chamber's spark plug screwed on. Fuel is then introduced and the pulse burner started. The preferred fuel for the burner is biomass and charred biomass supplemented to a small extent by the product gas. Combustion of the solid particles into • charred mass and biomass is carried out in the resonance tubes. Conventional burners, which are designed to provide sufficient residence time to almost completely burn the char and biomass, significantly increase total capital costs due to their size, pressure drop requirements (especially in the case of fluidized beds), and the significant isolation required for to reduce the heat losses from the large burners. Using only product gas to entertain the endothermic heat of reaction reduces the capital costs of the burner, but this also reduces the yield of net product gas from the gasification plant. Using pulse combustion, biomass and charred mass can be burned directly in the burner with only a small part of the product gas. Charred mass and biomass are thus burned efficiently in the same compact burner at high heat release rates (40-60 MW/m<5>). This also increases the radiant heat transfer in the resonance tubes due to the luminous burning of the charred mass of these solid fuels.

Ved bunnen av reaktoren hvor biomassen blir direkte injisert inn i sengen, er varmeoverføringen mellom sengmaterialet og materialet som behandles svært høy, hvilket er karakteristisk for fluidsenger. Dette resulterer i svært høye hastigheter med devolatilisering (ikke flyktiggjøring) og pyrolyse. Dette resulterer i sin tur i dannelse av forkullet masse som er ekstremt porøs. Forbrenning av forkullet biomasse sbm har en høy porøsitetsgrad er enklere enn forbrenning av ikke-porøse forkullede partikler. Høye devolatiliseringshastigheter har også en tendens til å gi gass med høyere kvalitet, som forlater den forkullede massen og forplanter seg hurtig gjennom fluidsengen til reaktor-utløpet. Damp som blir brukt til å fluidisere sengen kan også reagere med de tungere arter og karbon i den forkullede massen for å frembringe lettere produkter. Alle disse prosessene er endotermiske og gir produkter med høyere kvalitet dersom de utføres meden høyere hastighet. Tilgjengeligheten til høyere hastigheter for varmeoverføring og det intense akustiske feltet som utstråles inn i reaksjonssonen understøtter slike høye reaksjons-hastigheter. At the bottom of the reactor where the biomass is directly injected into the bed, the heat transfer between the bed material and the material being treated is very high, which is characteristic of fluidized beds. This results in very high rates of devolatilization (not volatilization) and pyrolysis. This in turn results in the formation of charred mass which is extremely porous. Combustion of charred biomass sbm has a high degree of porosity is easier than combustion of non-porous charred particles. High devolatilization rates also tend to produce higher quality gas, which leaves the char mass and propagates rapidly through the fluidized bed to the reactor outlet. Steam used to fluidize the bed can also react with the heavier species and carbon in the char to produce lighter products. All of these processes are endothermic and produce higher quality products if carried out at a higher rate. The availability of higher rates of heat transfer and the intense acoustic field radiated into the reaction zone support such high reaction rates.

Komprimert luft kan også anvendes for å fluidisere sengen, heri innbefattet autotermisk drift under oppvarming med puls-brenneren i drift med full kapasitet. Dette hjelper til å bringe sengen hurtig opp til temperaturen. Biomasse kan mates inn i sengen når seng-temperaturen når omtrent 588K. generelt er det ikke nødvendig å brenne biomasse i sengen siden varmeoverføringen i rørene er høy og at sengen kan bringes til drifts-temperatur på kort tid uten autotermisk fluidisering. Compressed air can also be used to fluidize the bed, including autothermal operation during heating with the pulse burner operating at full capacity. This helps bring the bed up to temperature quickly. Biomass can be fed into the bed when the bed temperature reaches approximately 588K. in general, it is not necessary to burn biomass in the bed since the heat transfer in the pipes is high and the bed can be brought to operating temperature in a short time without autothermal fluidization.

Når sengen når drifts-temperaturen, stoppes luftfluidise-ring og systemet blir omkoplet til damp. Damp tilveiebringes fra en koker og blir superoppvarmet av brenngassen før den sendes inn i fluidsengen. Mateforholdet mellom damp og biomasse er forholdsvis i området omtrent 0,5 til 1,4. Damp-oppholdstiden er fortrinnsvis omtrent 2 til 4 sekunder med en hastighet på omtrent 1 til 3 m/s. When the bed reaches the operating temperature, air fluidization is stopped and the system is switched to steam. Steam is provided from a boiler and is superheated by the fuel gas before being sent into the fluidized bed. The feed ratio between steam and biomass is relatively in the range of approximately 0.5 to 1.4. The vapor residence time is preferably about 2 to 4 seconds at a velocity of about 1 to 3 m/s.

Biomasse blir så innført med den ønskede matehastighet og systemet drives for forgassing. Biomassen blir matet under et teppe av lavt trykk til den ønskede mateporten og inn i fluid-sengen. Biomass is then introduced at the desired feed rate and the system is operated for gasification. The biomass is fed under a blanket of low pressure to the desired feed port and into the fluidized bed.

Trykkfluktuasjoner i pulsbrenneren er fortrinnsvis i området fra l,4xl0<4> til 3,4xl9<4> (topp til topp). Disse trykkfluktuasjonsnivåer er i størrelses-orden 165 til 190 dB i lydtrykknivå, hvilket resulterer i 140 til 155 dB i utstrålt lydtrykk utenfor resonansrørene. Det akustiske feltet som utstråles inn i fluidsengen øker både varme og masseoverføring i selve fluidsengen og reaksjons-hastigheten i forgasseren. Pressure fluctuations in the pulse burner are preferably in the range from 1.4xl0<4> to 3.4xl9<4> (peak to peak). These pressure fluctuation levels are of the order of 165 to 190 dB in sound pressure level, resulting in 140 to 155 dB in radiated sound pressure outside the resonance tubes. The acoustic field that is radiated into the fluidized bed increases both heat and mass transfer in the fluidized bed itself and the reaction rate in the carburettor.

Resultater fra biomasse-forgassingen indikerer at reaktoren gir høyere produktkvalitet og lavere tjære/forkullet masse-produksjonsnivåer enn det som oppnås av andre med reaktor-temperaturer som er 56 til 83 K høyere enn temperaturene til reaktoren og prosessen i dette eksempelet. Det utstrålte akustiske feltet øker også sengfluidiserings-egenskapene_og boblingen i sengen (vekst av gassbobler) blir i hovedsak eliminert. Dette påvirker art-gjennombrudd i sengen og bedrer reaksjons-hastigheten (damputnyttelse) og produktkvaliteten. Som et resultat av økte reaksjons-hastigheter gir prosessen svært høy karbonomforming til produktgass (97 %) lav produksjon av forkullet masse (mindre enn 3 %, og tilsynelatende ikke tjære (mindre enn 12 ppm i kondensatet). På grunn av'den økte C2-produksjon er den totale varmeverdien til produktgassen høy (omtrent 20xl0<6> J/m* ved 921 K) til tross for relativt lav metankonsentrasjon. I tillegg er omtrent 0,20 % av det tørre produktet acetylen (omtrent 5 % av det produserte C2) • Results from the biomass gasification indicate that the reactor provides higher product quality and lower tar/char production levels than those achieved by others with reactor temperatures 56 to 83 K higher than the reactor and process temperatures in this example. The radiated acoustic field also increases the bed fluidization properties_and bubbling in the bed (growth of gas bubbles) is essentially eliminated. This affects species breakthrough in the bed and improves the reaction rate (steam utilization) and product quality. As a result of increased reaction rates, the process gives very high carbon conversion to product gas (97%) low char production (less than 3%), and apparently no tar (less than 12 ppm in the condensate). Due to the increased C2 -production, the total heating value of the product gas is high (about 20xl0<6> J/m* at 921 K) despite the relatively low methane concentration. In addition, about 0.20% of the dry product is acetylene (about 5% of the produced C2) •

Kinetikken for acetylen-danning er vanligvis ikke gunstig ved 921 K. I virkeligheten resulterer biomasseforgassings-prosessen i-rhenhold til dette eksempelet i dannelse av mange høy-temperatur isomer er. Akustisk stimulering i forgasseren er grunnen til de økte reaksjonshastigheter som forårsaker at slike høytemperatur-isomerer dannes ved moderate reaktor-temperaturer. The kinetics of acetylene formation is usually not favorable at 921 K. In reality, the biomass gasification process according to this example results in the formation of many high-temperature isomers. Acoustic stimulation in the gasifier is the reason for the increased reaction rates that cause such high temperature isomers to form at moderate reactor temperatures.

Eksempel 2: Behandling av industrielt og kommunalt avfall Example 2: Treatment of industrial and municipal waste

Dampforgassing av energiinneholdende slamavfalls-strømmer av den typen som føres ut fra kommunale avfalls-behandlingsanlegg og industrielt biproduktavfall, oppnås ved injisering av avfallet som slam direkte inn i den varme fluidiserte sengen gjennom en dertil egnet injiseringsport. Damp for forgassings-reaksjonen tilveiebringes av en koker og blir superoppvarmet av brenngassen fra resonansrørene. Steam gasification of energy-containing sludge waste streams of the type discharged from municipal waste treatment plants and industrial by-product waste is achieved by injecting the waste as sludge directly into the hot fluidized bed through a suitable injection port. Steam for the gasification reaction is provided by a boiler and is superheated by the fuel gas from the resonance tubes.

Resultater av slamavfalls-forgassingen av fiberavfall-slam som inneholder plastmaterialer indikerer høye reaksjons-hastigheter på grunn av den høye hastigheten av varmeoverføring inn i fluid-sengen og den økte varme og masseoverførings-hastighet som induseres i fluidsengen ved tilstedeværelsen av det akustiske feltet. Produktresultatet bestod av en gass med middels energiinnhold med en varmeverdi større enn 15xl0<6> J/m* , og rikere på hydrogen med omtrent tre til fire ganger det som er oppnåelig med luftdrevne direkte forgassere. Results of the sludge waste gasification of fiber waste sludge containing plastics indicate high reaction rates due to the high rate of heat transfer into the fluidized bed and the increased heat and mass transfer rates induced in the fluidized bed by the presence of the acoustic field. The product result consisted of a medium energy gas with a calorific value greater than 15xl0<6> J/m* , and richer in hydrogen by approximately three to four times that obtainable with air driven direct gasifiers.

Eksempel 3 Forgassing av kull og torv Example 3 Gasification of coal and peat

I et annet eksempel oppnås dampforgassing og kull og torv med injisering av materiale i slamform, eller tørr form, direkte inn i den varme sengen som er fluidisert av damp. Det kan anvendes katalysatorer som beskrevet for dampreformeringen av tunge flytende hydrokarboner for å aktivere dampen og øke dampreformeringen og forgassings-reaksjonene til den forkullede masse. In another example, steam gasification and coal and peat are achieved by injecting material in slurry form, or dry form, directly into the hot bed fluidized by steam. Catalysts can be used as described for the steam reforming of heavy liquid hydrocarbons to activate the steam and increase the steam reforming and the gasification reactions of the charred mass.

De foretrukne brennstoffer for dampforgassing i dette eksempelet, er lawerdikull og lawerdikull- The preferred fuels for steam gasification in this example are lignite and lignite

blandinger. Lawerdi-kullet blir direkte injisert i en varm fluidseng av kalsiumaluminat og kalkstein som holdes på mixtures. The Lawerdi coal is directly injected into a hot fluidized bed of calcium aluminate and limestone that is held on

omtrent 1032 til 1144 K, og opptil 6,9xl0<5> Pa. about 1032 to 1144 K, and up to 6.9xl0<5> Pa.

Devolatiliseringen eller ikkeflyktiggjøringen av kull blir utført hurtig på grunn av den høye oppvarmingshastigheten og varmeoverføiFingen i fluidsengen. Hurtig devolatilisering resulterer i en svært porøs og reaktiv forkullet masse. Damp/masse-reaksjonen finner sted i nærvær av kalsiumaluminat The devolatilization or non-volatilization of coal is carried out quickly due to the high heating rate and heat excess in the fluidized bed. Rapid devolatilization results in a highly porous and reactive charred mass. The steam/mass reaction takes place in the presence of calcium aluminate

og CaO og resulterer i dannelse av Co og H2. I avhengighet av partikkelstørrelses-fordelingen til brennstoffet og fluidiserings-hastigheten fortsetter massen å reagere med dampen inntil den er utvasket fra sengen. Den utvaskede forkullede massen blir utskilt, for eksempel i en separator. Fortrinnsvis blir tørre svovel-bærere, så som kalksten som har den passende partikkelstørrelses-fordelingen også injisert inn i sengen for å absorbere svovel. Nedslitingen av kalsium-aluminat-katalysatoren i sengen er svært lav og således er kostnadene som skyldes utvaskingstap av katalysatoren lave. and CaO and results in the formation of Co and H2. Depending on the particle size distribution of the fuel and the fluidization rate, the mass continues to react with the steam until it is washed out of the bed. The washed out charred mass is separated, for example in a separator. Preferably, dry sulfur carriers such as limestone having the appropriate particle size distribution are also injected into the bed to absorb sulfur. The wear and tear of the calcium-aluminate catalyst in the bed is very low and thus the costs due to leaching losses of the catalyst are low.

Faststoffene (forkullet masse) kalksten og noe katalysator-materiale som blir utskilt i separatoren, blir fortrinnsvis matet til pulsbrenneren sammen med noe produktgass for å tilveiebringe reaksjons-varmen til fluidseng-reaktoren. Størrelsen på kullet er valgt slik at omtrent 80 % av varmen som er nødvendig for forbrenningen er i de utvaskede forkullede massepartikler. Resten av varmen som er nødvendig oppnås ved hjelp av produktgassen som blir matet til pulsbrenneren sammen méd utvasket forkullet masse, aske og kalksten. Kalkstenen i pulsbrenneren vil fortsette å The solids (charred mass) limestone and some catalyst material which is separated in the separator are preferably fed to the pulse burner together with some product gas to provide the heat of reaction to the fluidized bed reactor. The size of the coal is chosen so that approximately 80% of the heat required for combustion is in the washed out charred pulp particles. The rest of the heat that is needed is obtained with the help of the product gas which is fed to the pulse burner together with washed out charred mass, ash and limestone. The limestone in the pulse burner will continue to

absorbere svovel som frigjøres fra den forkullede massen. Utførelsen av oppfinnelsen oppnår 78 % svovel innfanging under brenning av kull med kalksten i en pulsbrenner med et 1,5 til absorb sulfur released from the charred mass. The embodiment of the invention achieves 78% sulfur capture during the burning of coal with limestone in a pulse burner with a 1.5 to

1 kalsium til svovel-forhold. 1 calcium to sulfur ratio.

Eksempel 4: Mild for<g>assin<g> av kull Example 4: Mild for<g>assin<g> of coal

I et ytterligere eksempel blir kull pyrolisert In a further example, coal is pyrolysed

i en mild forgassings-prosess for å fremstille nyttige brennstoff-gasser, væsker og faststoffer. I dette eksempelet blir reaksjonssonen fylt med forkullet kull. Kull som Har høyt flyktig innhold, spesielt bakende kull, blir injisert i fluidsengen og pyrolisert med en moderat temperatur på omtrent 921 K. Fluidsengen tilveiebringer svært hurtig oppvarming og devolatilisering og fremstiller en høyst porøs forkullet masse i sengen og produktgasser som innbefatter damper av flytende hydrokarboner. De flytende stoffene kan videre behandles i et raffineri for å fremstille nyttbare flytende brennstoffer. Produktgassene blir brukt til å fluidisere sengen ved resirkulasjon og tilveiebringer karbon-monooksyd og hydrogen til den milde forgassings- in a mild gasification process to produce useful fuel gases, liquids and solids. In this example, the reaction zone is filled with charred coal. Coal having a high volatile content, especially baking coal, is injected into the fluidized bed and pyrolyzed at a moderate temperature of about 921 K. The fluidized bed provides very rapid heating and devolatilization and produces a highly porous charred mass in the bed and product gases that include vapors of liquid hydrocarbons . The liquid substances can be further processed in a refinery to produce usable liquid fuels. The product gases are used to fluidize the bed by recirculation and provide carbon monoxide and hydrogen for the mild gasification

prosessen for å bedre væskenes produkt-kvalitet. En liten mengde damp blir også tilføyd fluidiseringsmediet for å bedre ytelsen. Den høyst porøse forkullede massen blir så solgt for anvendelse i kullfyrte kjeler. Dette eksempelet har derfor det formål å produsere syntetisk gass og flytende brennstoffer fra egnede kull-ressurser ved mild reaktor- the process to improve the liquids' product quality. A small amount of steam is also added to the fluidizing medium to improve performance. The highly porous charred mass is then sold for use in coal-fired boilers. This example therefore has the purpose of producing synthetic gas and liquid fuels from suitable coal resources by mild reactor

tilstand og lave kapital-kostnader. condition and low capital costs.

Eksempel 5: Krakking eller spalting av kjemikalier og produksjon Example 5: Cracking or splitting of chemicals and production

I et ytterligere eksempel blir tunge flytende In a further example, tongues become liquefied

hydrokarboner og damp injisert i en fluidsengs reaksjonssone under styrte forhold for å optimalisere hydrocarbons and steam injected into a fluid bed reaction zone under controlled conditions to optimize

produksjonen av kjemiske høyverdiprodukter, så som etylen, propylen og butylen. Det foretrukne temperatur-området i reaksjonssonen er 1143 til 1254 K. Det foretrukne trykkområdet er l,4xl0<5> til 2,lxlO<5> Pa. Den foretrukne fluidseng-faststoffstørrelse er 600 nm. the production of high-value chemical products, such as ethylene, propylene and butylene. The preferred temperature range in the reaction zone is 1143 to 1254 K. The preferred pressure range is 1.4x10<5> to 2.1x10<5> Pa. The preferred fluid bed solids size is 600 nm.

I dette eksempel blir flytende hydrokarbon-brennstoff atomisert direkte på de varme sengpartiklene som omfatter enten et inert substrat eller en syre-katalysator. Direkte kontakt mellom hydrokarbonbrennstoffet og de varme partiklene eller faststoffet resulterer i oppvarmingshastigheter som overskrider 1000000 L/sekund. Fagkyndige på området hydrokarbon-spalting for fremstilling av olefinaktige blandinger vil forstå at økte produkt-ytelser oppnås ved den høye oppvarmings-hastighet. Produktgasser fra reaktoren blir hurtig avkjølt for å forhindre sekundære koksdannelses-reaksjoner. De avkjølte produktgassene blir så separert ved hjelp av konvensjonelle destillasjons-innretninger for å gi verdifulle produkter så som etylen, propylen, butylen, hydrogen og brennstoff-gasser. In this example, liquid hydrocarbon fuel is atomized directly onto the hot bed particles comprising either an inert substrate or an acid catalyst. Direct contact between the hydrocarbon fuel and the hot particles or solid results in heating rates exceeding 1,000,000 L/second. Those skilled in the field of hydrocarbon cracking for the production of olefinic mixtures will understand that increased product performance is achieved by the high heating rate. Product gases from the reactor are rapidly cooled to prevent secondary coke formation reactions. The cooled product gases are then separated using conventional distillation devices to give valuable products such as ethylene, propylene, butylene, hydrogen and fuel gases.

I den for tiden anvendte hydrokarbon-spaltingsteknologien blir hydrokarbon og vanndamp innført i en indirekte oppvarmet rørformet ovnreaktor. Varmeoverføring fra rørveggen til reaktantene er primært konvektiv. På grunn av de begrensede hastigheter med reaktantene er primært konvektiv. På grunn av de begrensede hastigheter ved konvektiv varmeoverføring som kan oppnås i en rørformet ovnreaktor, er hastigheten til reaktant-oppvarmingen også begrenset. Dette resulterer i mindre enn optimal ytelse av høyverdi-olefiniske komponenter. In the currently used hydrocarbon cracking technology, hydrocarbon and water vapor are introduced into an indirectly heated tubular furnace reactor. Heat transfer from the pipe wall to the reactants is primarily convective. Because of the limited speeds with the reactants are primarily convective. Because of the limited rates of convective heat transfer that can be achieved in a tubular furnace reactor, the rate of reactant heating is also limited. This results in less than optimal performance of high value olefinic components.

I det her omtalte eksempel blir hastigheten til reaktant-oppvarmingen ikke styrt av konvektive varmeoverførings-mekanismer. I stedet gir direkte kontakt og ledning mellom det flytende hydrokarbon og de varme faststoffene ekstremt høye oppvarmings-hastigheter. Videre vil de varme faststoffene, som har en typisk diameter på 600 /xm, representere et enormt overflateareal for kontaktvarmeoverføring. For eksempel er det tilgjengelige overflate-arealet for varmeoverføring i en rørformet ovnsreaktor bare 1 m<2> pr. kubikkmeter reaktorovn-volum, mens det tilgjengelige overflate-arealet i den eksemplifiserte fluidseng-reaktoren er 5000 m<2> pr. kubikkmeter reaktorseng-volum. In the example discussed here, the rate of reactant heating is not controlled by convective heat transfer mechanisms. Instead, direct contact and conduction between the liquid hydrocarbon and the hot solids gives extremely high heating rates. Furthermore, the hot solids, which have a typical diameter of 600 µm, will represent an enormous surface area for contact heat transfer. For example, the available surface area for heat transfer in a tubular furnace reactor is only 1 m<2> per cubic meter reactor furnace volume, while the available surface area in the exemplified fluidized bed reactor is 5000 m<2> per cubic meter reactor bed volume.

Under hydrokarbon-spalteforhold som er nødvendige for å gi høye nivåer av olefiniske blandinger, er rørformede ovner utsatt for høye hastigheter av koksavsetning på de indre rørvegg-overflater. Dette begrenser ytterligere hastigheten av varmeoverføring og øker rørvegg-temperaturen. Av denne grunn blir det utført avkoksing av rørveggoverflaten i regelmessige intervaller. Avkoksing involverer at det avsatte karbonet reagerer med vanndamp eller luft. Bruken av vanndamp er ønskelig siden temperaturen i avkoksings-operasjonen styres mer enkelt enn ved luftavkoksing som er høyst eksotermisk. Dampavkoksing er imidlertid en saktere prosess som krever Under hydrocarbon cracking conditions necessary to produce high levels of olefinic mixtures, tubular furnaces are subject to high rates of coke deposition on the inner tube wall surfaces. This further limits the rate of heat transfer and increases the pipe wall temperature. For this reason, decoking of the pipe wall surface is carried out at regular intervals. Decoking involves the deposited carbon reacting with water vapor or air. The use of water vapor is desirable since the temperature in the decoking operation is controlled more easily than with air decoking, which is highly exothermic. However, steam decoking is a slower process that requires

lengre perioder som anlegget er ute av drift. I den ekemplifiserte fluidseng-utførelsen begrenser ikke koks-avsetningen på de varme faststoffene varmeoverførings-hasten eller reaktansoppvarmingen. Enhver koks som danner seg på longer periods when the plant is out of operation. In the exemplified fluidized bed embodiment, the coke deposit on the hot solids does not limit the heat transfer rate or the reactance heating. Any coke that forms on

sengens varmeoverførings-overflate vil vaskes av virkningen av fluidseng-faststoffene. Problemet med koksdannelsen er således mindre uttalt i den eksemplifiserte utførelse sammenlignet med rørformede ovnsreaktorer. Dersom det er nødvendig med avkoksning i den eksemplifiserte fluidseng-utførelsen, unngås også unødvendig overoppvarming på grunn av den rike temperaturfordelingen som kjermetegner fluidsengen. the bed's heat transfer surface will be washed by the action of the fluidized bed solids. The problem with coke formation is thus less pronounced in the exemplified embodiment compared to tubular furnace reactors. If decoking is necessary in the exemplified fluid bed design, unnecessary overheating is also avoided due to the rich temperature distribution that characterizes the fluid bed.

Eksempel 6: Gjenvinning av olie fra olieskifer. tiæresand og andre olieførende mineraler Example 6: Recovery of oil from oil shale. tar sands and other oil-bearing minerals

I et ytterligere eksempel kan gjenvinning av In a further example, recycling of

råolje fra oljeskifer, tjæresand og andre olje eller bitumen-inneholdende mineraler utføres kostnads-effektivt ved at det fremstilles store mengder av lette, kondenserbare hydrokarboner. crude oil from oil shale, tar sands and other oil or bitumen-containing minerals is carried out cost-effectively by producing large quantities of light, condensable hydrocarbons.

De foretrukne brennstoffer i denne utførelsen er oljeskifer og tjæresand. I dette eksempel blir oljeskifer som har passende størrelse matet inn i den termokjemiske reaktoren. Seng-materialet er forkullet masse fra tidligere retortet oljeskifer. The preferred fuels in this version are oil shale and tar sands. In this example, appropriately sized oil shale is fed into the thermochemical reactor. The bed material is charred mass from previously retorted oil shale.

Små mengder av superoppvarmet vanndamp og resirkulert produktgass ble brukt for å fluidisere sengen. Den superoppvarmede dampen entrer sengen ved 1061 til 1088 K. Small amounts of superheated steam and recycled product gas were used to fluidize the bed. The superheated steam enters the bed at 1061 to 1088 K.

Sengen holdes på en arbeidstemperatur på 810 til 866 K ved indirekte oppvarming av pulsbrenneren. Ettersom den superoppvarmede dampen entrer sengen vil den endotermiske reaksjonen mellom den forkullede massen og dampen finne sted. Dette resulterer i fremstilling av primært CO og hydrogen. Temperaturen til dampen blir hurtig redusert til seng-temperaturen på grunn av den endotermiske karbondamp-reaksjonen og den kraftige blandingen i fluidsengen. Puls-brenneren blir avfyrt med forkullet masse og noe av produktgassen. Forbrenningen innfører oscillasjoner som frembringer en turbulent strømning i resonansrørene. Dette øker varmeoverføringen fra resonansrørenes vegger til fluidsengen. Den totale varmeoverførings-koeffisienten er så høy som 283 W/m<2> K. Det intense akustiske feltet som utstråles fra resonansrørene inn i fluidsengen øker ytterligere både varme-og masse-overføringen i fluidseng-reaktoren, hvilket øker både ytelsen og H/C-forholdet i produktvæskene. Den høye varmeoverførings-hastigheten og det akustiske feltet som utstråles av pulsbrenner-resonansrørene resulterer i en hurtig devolatilisering og pyrolyse av oljeskifer-partiklene. Prosessen reduserer således kapitalkostnadene samtidig som det oppnås økt væskeprodukt-ytelse og kvalitet. Det indirekte oppvarmede kontinuerlige reaktorsystemet vil også gi en høyst porøs og reaktiv forkullet masse med lavt askeinnhold, og som er ideelt for forbrennings-anvendelser. The bed is kept at a working temperature of 810 to 866 K by indirect heating of the pulse burner. As the superheated steam enters the bed, the endothermic reaction between the charred mass and the steam will take place. This results in the production of primarily CO and hydrogen. The temperature of the steam is quickly reduced to the bed temperature due to the endothermic carbon steam reaction and the vigorous mixing in the fluidized bed. The pulse burner is fired with charred mass and some of the product gas. The combustion introduces oscillations which produce a turbulent flow in the resonance tubes. This increases the heat transfer from the walls of the resonance tubes to the fluidized bed. The overall heat transfer coefficient is as high as 283 W/m<2> K. The intense acoustic field radiated from the resonance tubes into the fluidized bed further increases both heat and mass transfer in the fluidized bed reactor, increasing both performance and H/ The C ratio in the product liquids. The high heat transfer rate and the acoustic field emitted by the pulse burner resonance tubes result in a rapid devolatilization and pyrolysis of the oil shale particles. The process thus reduces capital costs while achieving increased liquid product performance and quality. The indirectly heated continuous reactor system will also provide a highly porous and reactive carbonized mass with a low ash content, which is ideal for combustion applications.

Hurtig oppvarming (ved hastigheter over 10000 K/sekund) og tilstedeværelsen av damp i den forkullede sengen genererer nascent eller begynnende hydrogen og CO inntil devolati-seringen av oljeskifer-partiklene. Dette resulterer i dannelsen av reaktive pyrolysefragmenter eller frie radikaler som stabiliseres av nasent hydrogen så snart som de er dannet. Den hurtige devolatiliserings-hastigheten og tilgjengeligheten på stedet av hydrogen øker væskeutbyttet med mindre tendens til polymerisering. Ved å forhindre polymerisering er det mulig å generere store mengder av lett kondenserbare hydrokarboner. Rapid heating (at rates above 10,000 K/second) and the presence of steam in the char bed generate nascent or incipient hydrogen and CO until the devolatilization of the oil shale particles. This results in the formation of reactive pyrolysis fragments or free radicals which are stabilized by nascent hydrogen as soon as they are formed. The fast devolatilization rate and the on-site availability of hydrogen increase the liquid yield with less tendency to polymerize. By preventing polymerization, it is possible to generate large quantities of easily condensable hydrocarbons.

De flyktige produktene (som består av kondenserbare og ikke-kondenserbare gasser) forlater reaktoren etter utskilling av den forkullede massen og andre bærere i en separator. I det felles systemer blir dampene avkjølt med resirkulasjonsolje eller hydrobehandlet resirkulasjonsolje. De ikke-kondenserbare gassene forlater avkjølings-vasketårnet for fjerning av syregasser. De avkjølte kondenserbare produktene vil innbefatte pyrolysevann og lette hydrogenoljer og tjære. The volatile products (consisting of condensable and non-condensable gases) leave the reactor after separation of the charred mass and other carriers in a separator. In common systems, the vapors are cooled with recirculation oil or hydrotreated recirculation oil. The non-condensable gases leave the cooling-washing tower for the removal of acid gases. The cooled condensable products will include pyrolysis water and light hydrogen oils and tars.

En del blir avkjølt og resirkulert tilbake i avkjølevaskeren. A portion is cooled and recycled back into the cooling washer.

Oppfinnelsen gir generelt høye varme- og masse-overføringshastigheter i en velkontrollert, lavtemperatur (lavere enn 600°C) reaktor-omgivelse, korte oppholdstider, høye varmetider og en reaktiv dampatmosfære ved lave kapital-og driftskostnader. The invention generally provides high heat and mass transfer rates in a well-controlled, low-temperature (lower than 600°C) reactor environment, short residence times, high heating times and a reactive steam atmosphere at low capital and operating costs.

Tallfestede eksempler Numbered examples

Eksempel 1 Example 1

Natriumkarbonat ble fluidisert av en blanding av damp og røk eller brenngass fra en kjele og oppvarmet ved varmeoverføring fra et resonansrør under de følgende forhold: Starttemperatur til Sodium carbonate was fluidized by a mixture of steam and smoke or combustion gas from a boiler and heated by heat transfer from a resonance tube under the following conditions: Starting temperature to

Temperatur inne i pulsbrenneren 1643-1920 K Temperatur inne i resonansrøret 1365-1920 K Temperature inside the pulse burner 1643-1920 K Temperature inside the resonance tube 1365-1920 K

Under stabile driftsforhold til pulsbrenneren og den fluidiserte sengen ble temperaturen til den fluidiserte sengen holdt på 922 K. I dette trinnet ble lut injisert inn i den fluoriserte sengen av natriumkarbonat. Luten gjennomgikk pyrolyse og forgassing hvilket gav faste, flytende og gass-produkter. Det faste produktet ble avsatt på det fluidiserte natriumkarbonatet og ble trukket ut av reaktoren. Den fordampede væske og gass-produktene ble uttatt av reaktoren og så avkjølt for å skille ut kondenserte væskeprodukter fra gassen. De følgende resultater ble oppnådd: Under stable operating conditions of the pulse burner and the fluidized bed, the temperature of the fluidized bed was maintained at 922 K. In this step, lye was injected into the sodium carbonate fluorinated bed. The lye underwent pyrolysis and gasification which produced solid, liquid and gaseous products. The solid product was deposited on the fluidized sodium carbonate and was withdrawn from the reactor. The vaporized liquid and gas products were withdrawn from the reactor and then cooled to separate condensed liquid products from the gas. The following results were obtained:

Analyse av lut, vektprosent Analysis of lye, weight percent

Eksempel 2 Example 2

En blanding av sand og tre ble fluidisert av vanndamp og oppvarmet ved varmeoverføring fra et resonansrør under de følgende forhold: A mixture of sand and wood was fluidized by water vapor and heated by heat transfer from a resonant tube under the following conditions:

Under stabil drift av pulsbrenneren og den fluidiserte sengen ble temperaturen til den fluidiserte sengen holdt på omtrent 866 K. Veden gjennomgikk pyrolyse og dampforgassing hvilket ga faste, flytende og gass-produkter. Reaksjons-<p>roduktene ble tatt ut av reaktoren sammen med overskudds-damp og så avkjølt. De følgende resultater ble oppnådd: During stable operation of the pulse burner and the fluidized bed, the temperature of the fluidized bed was maintained at approximately 866 K. The wood underwent pyrolysis and steam gasification which produced solid, liquid and gaseous products. The reaction products were taken out of the reactor together with excess steam and then cooled. The following results were obtained:

Analyse av ved, råvarevektprosent Analysis of firewood, raw material weight percentage

Eksempel 3 Example 3

En svovelresistent reformerings-katalysator fluidiseres av damp og oppvarmes ved varmeoverforing fra et resonansrør under de følgende forhold: A sulfur-resistant reforming catalyst is fluidized by steam and heated by heat transfer from a resonance tube under the following conditions:

Under stabil driftstilstand i pulsbrenneren og den fluidiserte sengen ble temperaturen til den fluidiserte sengen holdt på omtrent 1200 K. I dette trinnet blir fyrings-olje injisert inn i den fluidiserte sengen til katalysatoren. Fyringsoljen gjennomgår reformering ved reaksjon med damp og frembringer syntesegass og en tungolje. Væske og gass-produktene blir tatt ut fra reaktoren og så avkjølt for å separere kondensert væske fra gassene. De følgende resultater er angitt: During steady state operation in the pulse burner and the fluidized bed, the temperature of the fluidized bed was maintained at approximately 1200 K. In this step, fuel oil is injected into the fluidized bed of the catalyst. The heating oil undergoes reforming by reaction with steam and produces synthesis gas and a heavy oil. The liquid and gas products are taken out of the reactor and then cooled to separate the condensed liquid from the gases. The following results are indicated:

Analyse av fyringsolje, vektprosent Analysis of fuel oil, weight percent

Eksempel 4 Example 4

En blanding av kalksten og avfalls-slam fra en papirfabrikk ble fluidisert av damp og oppvarmet direkte ved varmeoverføring fra et resonansrør under de følgende forhold: Start-temperatur til kalsiumkarbonat A mixture of limestone and waste sludge from a paper mill was fluidized by steam and heated directly by heat transfer from a resonance tube under the following conditions: Starting temperature for calcium carbonate

Under stabile driftsforhold i pulsbrenneren og den fluidiserte sengen ble temperaturen til den fluidiserte sengen holdt på 949 K. Slammet gjennomgikk dampforgassing hvilket ga faststoff, flytende og gass-produkter. De følgende resultater ble oppnådd: Under stable operating conditions in the pulse burner and the fluidized bed, the temperature of the fluidized bed was maintained at 949 K. The sludge underwent steam gasification which gave solid, liquid and gas products. The following results were obtained:

Eksempel 5 Example 5

Subbituminøst kull blir fluidisert av damp og oppvarmet ved varmeoverføring fra et resonansrør under de følgende forhold: Subbituminous coal is fluidized by steam and heated by heat transfer from a resonance tube under the following conditions:

Under stabile driftsforhold til pulsbrenneren og den fluidiserte sengen ble temperaturen til den fluidiserte sengen holdt på 885 K. Kullet gjennomgår pyrolyse og forgassing hvilket gir faststoff, væske og gass-produkter. Produktene fra kullet blir tatt ut fra reaktoren sammen med overskudds-damp og så avkjølt for å skille ut vannet. I følgende resultater er angitt: Under stable operating conditions for the pulse burner and the fluidized bed, the temperature of the fluidized bed was kept at 885 K. The coal undergoes pyrolysis and gasification, which gives solid, liquid and gas products. The products from the coal are taken out of the reactor together with excess steam and then cooled to separate the water. In the following results are indicated:

Typisk analyse av kull, vektprosent Typical analysis of coal, weight percent

Eksempel 6 Example 6

Oljeskifer fluidiseres av brenngass fra en oljefyrt pulsbrenner og oppvarmes ved varmeoverf©ring fra et resonansrør under de følgende forhold: Oil shale is fluidized by fuel gas from an oil-fired pulse burner and heated by heat transfer from a resonance tube under the following conditions:

Under stabil driftstilstand i pulsbrenneren og den fluidiserte sengen ble temperaturen til den fluidiserte sengen holdt på 921 K. Oljeskifer som mater til reaktoren gjennomgår pyrolyse og gir væske- og gass-produkter. Produktene fra oljeskiferen blir tatt ut fra reaktoren og så avkjølt for å skille ut flytende produkter. De følgende resultater er angitt: During stable operating conditions in the pulse burner and the fluidized bed, the temperature of the fluidized bed was kept at 921 K. Oil shale that feeds the reactor undergoes pyrolysis and gives liquid and gas products. The products from the oil shale are taken out of the reactor and then cooled to separate liquid products. The following results are indicated:

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å omforme karbonholdig materiale til produktgass ved oppvarming av et fluidisert sjikt, karakterisert ved at et forbrenningskammer benyttes for å tilveiebringe varmen, idet fremgangsmåten omfatter: (a) innføring av et brennstoff, for eksempel innbefattende forkullet biomasse og en oksygeninneholdende gass inn i en puls-forbrenningssone; (b) forbrenning av minst en del av nevnte brennstoff som er innført i nevnte puls-forbrenningssone under forhold for å effektuere pulsforbrenning av nevnte minst ene del av nevnte brennstoff og derved produsere en varm gass-strøm omfattende den gjenværende del av nevnte brennstoff og en akustisk trykkbølge; hvor nevnte pulsforbrenning drives for eksempel for å frembringe hastighets-oscillasjoner i området fra omtrent 30 til 1500 Hz, og et akustisk trykknivå i en reaksjonssone i området fra omtrent 110 til 190 dB; (c) uttaking av nevnte varme gass-strøm fra nevnte puls-forbrenningssone inn i et innløp til en resonanssone avgrenset av en ledervegg, hvor nevnte resonanssone har nevnte innløp i en ende og et utløp i den andre enden og er omgitt av et sjikt av faste partikler, og nevnte partikler har en størrelse slik at de kan induseres en agitert bevegelse av en strøm av damp gjennom sjiktet og er avgrenset i nevnte reaks jonssone som omgir nevnte resonanssone; (d) forbrenning av i det minste en del av nevnte gjenværende del av nevnte brennstoff i nevnte varme gass-strøm i nevnte resonanssone for derved å frembringe en forbrennings-produktstrøm; (e) strømning av damp gjennom nevnte reaksjonssone med en hastighet som passer for å holde nevnte massive partikler i en agitert "tilstand; (f) oppvarming av nevnte sjikt av faste partikler i nevnte reaksjonssone ved varmeoverføring fra nevnte forbrennings-produktstrøm i nevnte resonanssone og gjennom nevnte ledervegg til nevnte sjikt av faste partikler, for derved å definere en total hastighet for varmeoverføring fra nevnte forbrenningsproduktstrøm til nevnte sjikt av faste <p>artikler som er minst dobbelt så høy som det som kunne oppnås ved forbrenning av nevnte brennstoff i nevnte forbrennings-soner i fravær av pulsforbrenning; idet varemeoverføringen for eksempel er slik at den opprettholder reaksjonssonen ved en temperatur på 510 til 870°C, (g) å la nevnte akustiske trykkbølge fra nevnte puls-forbrenningssone forplante seg inn i nevnte reaksjonssone som inneholder nevnte sjikt av faste partikler; og (h) innføring av et karbonholdig materiale, for eksempel biomasse inn i nevnte reaksjonssone med nevnte faste partikler i nevnte sjikt mens nevnte faste partikler er i nevnte agiterte tilstand, for derved å bringe»nevnte karbonholdige materiale til å gjennomgå endotermisk kjemisk reaksjon med nevnte damp for å frembringe nevnte produktgass med varmeverdi 17,7 til 21,4 MJ/m<3> (475 til 575 Btu/ft<3>).1. Method for converting carbonaceous material into product gas by heating a fluidized bed, characterized in that a combustion chamber is used to provide the heat, the method comprising: (a) introducing a fuel, for example including charred biomass and an oxygen-containing gas into in a pulse-burning zone; (b) combustion of at least part of said fuel which is introduced into said pulse combustion zone under conditions to effect pulse combustion of said at least one part of said fuel and thereby produce a hot gas stream comprising the remaining part of said fuel and a acoustic pressure wave; wherein said pulse combustion is operated, for example, to produce velocity oscillations in the range from about 30 to 1500 Hz, and an acoustic pressure level in a reaction zone in the range from about 110 to 190 dB; (c) withdrawing said hot gas flow from said pulse combustion zone into an inlet to a resonance zone delimited by a conductor wall, where said resonance zone has said inlet at one end and an outlet at the other end and is surrounded by a layer of solid particles, and said particles are of a size such that they can be induced into agitated motion by a flow of steam through the bed and are confined in said reaction zone surrounding said resonance zone; (d) burning at least a portion of said remaining portion of said fuel in said hot gas stream in said resonance zone to thereby produce a combustion product stream; (e) flowing steam through said reaction zone at a rate suitable to maintain said massive particles in an agitated "state; (f) heating said bed of solid particles in said reaction zone by heat transfer from said combustion product stream in said resonance zone and through said conductor wall to said layer of solid particles, thereby defining a total rate of heat transfer from said combustion product flow to said layer of solid <p>particles which is at least twice as high as what could be achieved by burning said fuel in said combustion -zones in the absence of pulse combustion; the heat transfer being, for example, such that it maintains the reaction zone at a temperature of 510 to 870°C, (g) allowing said acoustic pressure wave from said pulse combustion zone to propagate into said reaction zone containing said layer of solid particles; and (h) introducing a carbonaceous material, for example biomass into said rea tion zone with said solid particles in said layer while said solid particles are in said agitated state, thereby causing said carbonaceous material to undergo an endothermic chemical reaction with said steam to produce said product gas with a calorific value of 17.7 to 21.4 MJ /m<3> (475 to 575 Btu/ft<3>). 2. Fremgangsmåte for ved anvendelse av et oppvarmet, fluidisert sjikt å gjenvinne energien og det kjemiske innhold i svartlut uten å frembringe en smelte, hvor indirekte varme benyttes for å oppvarme sjiktet, og fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: (a) tilveiebringelse av et sjikt av faste natriumsalter, for eksempel natriumkarbonat, i en reaksjonsbeholder; (b) injisering av damp inn i nevnte sjikt for å opprettholde nevnte sjikt i en agitert tilstand, for eksempal med en rate som er i stand til å frembringe en hastighet i området fra 0,3 til 3 m/s i nevnte sjikt, karakterisert ved(c) indirekte oppvarming av nevnte agiterte sjikt til en hovedsakelig jevn temperatur i området fra 510 til 730°C (for eksempel 590 til 680°C) ved varmeoverføring fra brennrør som er nedsenket i nevnte sjikt, og nevnte brennrør omfatter for eksempel ett eller flere resonansrør for en eller flere pulserende brennere; (d) sprøyting av svartlut direkte på det varme sjikt-materialet; (e) å la nevnte svartlut reagere med nevnte damp i nevnte sjikt for å danne produktgass som inneholder hydrogensulfid; (f) tilbaketrekking av nevnte produktgass fra nevnte reaktor og (g) vasking av nevnte produktgass med en natriumkarbonat-oppløsning for å danne grønn lut og renset <p>roduktgass, og nevnte rensede produktgass har for eksempel en varmeverdi i området fra 9,3 til 16,8 MJ/m<3> (250 til 450 Btu/ft3K2. Method of using a heated fluidized bed to recover the energy and chemical content of black liquor without producing a melt, where indirect heat is used to heat the bed, and the method comprises the following steps: (a) providing a bed of solid sodium salts, for example sodium carbonate, in a reaction vessel; (b) injecting steam into said bed to maintain said bed in an agitated state, for example at a rate capable of producing a velocity in the range of 0.3 to 3 m/s in said bed, characterized by (c) indirect heating of said agitated bed to a substantially uniform temperature in the range from 510 to 730°C (for example 590 to 680°C) by heat transfer from combustion tubes immersed in said layer, and said combustion tubes comprise, for example, one or several resonance tubes for one or more pulsating burners; (d) spraying black liquor directly onto the hot bed material; (e) allowing said black liquor to react with said steam in said bed to form product gas containing hydrogen sulphide; (f) withdrawing said product gas from said reactor and (g) washing said product gas with a sodium carbonate solution to form green liquor and purified <p>product gas, said purified product gas having, for example, a heating value in the range of 9.3 to 16.8 MJ/m<3> (250 to 450 Btu/ft3K 3. Fluidisert sjikt-apparat for gjenvinning av energien og det kjemiske innhold i svartlut uten å frembringe en smelte, hvor indirekte varme tilveiebringes for å oppvarme det fluidiserte sjiktet, karakterisert ved at apparatet omfatter: (a) en reaksjonsbehoIder som inneholder et sjikt av fast natriumkarbonat og et utløp for å trekke ut produktgass fra nevnte beholder; (b) en dampinjiserings-innretning for å innføre damp i nevnte reaktor og som er drivbar for å holde nevnte sjikt i en agitert tilstand med en overflate-hastighet fra 0,9 til 2,1 m/s. (c) en varmeoverførings-innretning for indirekte å oppvarme nevnte agiterte sjikt til en jevn temperatur i området fra 510 til 700°C, idet nevnte varmeoverførings-innretning omfatter ett eller flere brannrør nedsenket i nevnte sjikt, og nevnte varmebrannrør for eksempel omfatter resonansrør for en eller flere pulsbrennere; (d) en mateinnretning for innføring av svartlut i nevnte agiterte sjikt i nevnte reaksjonsbeholder; (e) en innretning for å trekke ut produktgass fra nevnte reaktor; og (f) en vaskeinnretning for å vaske hydrogensulfid fra nevnte produktgass for å danne grønn lut og renset produktgass. <*>• Fremgangsmåte for dampreformering av tunge, flytende hydrokarboner i to etapper, karakterisert ved benyttelse av en første-etappe-reaktor med fluidisert sjikt og en andreetappe-reaktor med. fastholdt sjikt, idet fremgangsmåten omfatter de følgende trinn: (a) tilveiebringelse av et sjikt av en fast, dampaktiverende og karbonforgassings-fremmende katalysator i en første reaksjons-beholder; (b) injisering av damp inn i nevnte sjikt for å opprettholde nevnte sjikt i en agitert tilstand; (c) indirekte oppvarming av nevnte agiterte sjikt til en hovedsakelig jevn temperatur ved varmeoverføring fra brannrør nedsenket i nevnte sjikt; og nevnte brannrør for eksempel omfatter ett eller flere resonansrør i en eller flere pulserende brennere; (d) sprøyting av nevnte tunge, flytende hydrokarboner direkte på det varme sjiktets faststoff slik at nevnte tunge, flytende hydrokarboner reagerer med nevnte damp i nevnte katalysator-sjikt for å danne en delvis reformert gass som inneholder hydrogen, lette hydrokarboner og hydrogensulfid; (e) uttrekking av nevnte delvis,reformerte gass fra nevnte første reaksjonsbeholder; og (g) dampreformering av nevnte delvis reformerte gass i en andre reaksjonsbeholder som inneholder et fastholdt sjikt av en fast katalysator som er oppvarmet til en hovedsakelig jevn temperatur i området fra 900 til 980°C ved varmeoverføring fra brannrør nedsenket i nevnte sjikt for å produsere en sluttprodukt-gass. 5. To-etappers apparat for dampreformering av tunge flytende hydrokarboner, hvor det benyttes en førsteetappe-reaktor med fluidisert sjikt og en andreetappe-reaktor med fastholdt sjikt, karakterisert ved at det omfatter: (a) en første reaksjonsbeholder som omfatter et sjikt av en fast, darop-aktiverende og karbonforgassings-fremmende katalysator; (b) en dampinjiserings-innretning for innføring av damp i nevnte første reaktor og som kan drives for å opprettholde nevnte sjikt i en agitert tilstand; (c) en varmeoverføringsinnretning for indirekte oppvarming av nevnte agiterte sjikt, hvor nevnte varmeoverførings-innretning omfatter ett eller flere brannrør nedsenket i nevnte sjikt, og nevnte brannrør omfatter for eksempel ett eller flere resonansrør i en eller flere pulserende brennere; (d) en mateinnretning for å sprøyte tunge flytende hydrokarboner på nevnte agiterte sjikts faststoff i nevnte første reaksjons-beholder; (e) en innretning for uttrekking av delvis reformert gass fra nevnte første reaktor; og (f) en andre reaktorinnretning for dampreformering av nevnte delvis reformerte gass for å danne en sluttproduktgass; idet nevnte andre reaktorinnretning inneholder et fastholdt sjikt av en fast katalysator opphetet til hovedsakelig uniform temperatur i området fra 900 til 980°C ved varmeoverføring fra brannrør nedsenket i nevnte sjikt.3. Fluidized bed apparatus for recovering the energy and chemical content of black liquor without producing a melt, where indirect heat is provided to heat the fluidized bed, characterized in that the apparatus comprises: (a) a reaction container containing a layer of solid sodium carbonate and an outlet for extracting product gas from said container; (b) a steam injection device for introducing steam into said reactor and operable to maintain said bed in an agitated state at a surface velocity of from 0.9 to 2.1 m/s. (c) a heat transfer device for indirectly heating said agitated layer to a uniform temperature in the range from 510 to 700°C, said heat transfer device comprising one or more fire tubes immersed in said layer, and said heat fire tubes for example comprising resonance tubes for one or more pulse burners; (d) a feeding device for introducing black liquor into said agitated bed in said reaction vessel; (e) a device for extracting product gas from said reactor; and (f) a washing device for washing hydrogen sulphide from said product gas to form green liquor and purified product gas. <*>• Process for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons in two stages, characterized by the use of a first-stage reactor with a fluidized bed and a second-stage reactor with. fixed bed, the method comprising the following steps: (a) providing a bed of a solid steam-activating and carbon gasification-promoting catalyst in a first reaction vessel; (b) injecting steam into said bed to maintain said bed in an agitated state; (c) indirectly heating said agitated bed to a substantially uniform temperature by heat transfer from fire tubes immersed in said bed; and said fire tube, for example, comprises one or more resonant tubes in one or more pulsating burners; (d) spraying said heavy liquid hydrocarbons directly onto the hot bed solid so that said heavy liquid hydrocarbons react with said steam in said catalyst bed to form a partially reformed gas containing hydrogen, light hydrocarbons and hydrogen sulphide; (e) extracting said partially reformed gas from said first reaction vessel; and (g) steam reforming said partially reformed gas in a second reaction vessel containing a retained bed of a solid catalyst heated to a substantially uniform temperature in the range of 900 to 980°C by heat transfer from fire tubes immersed in said bed to produce an end product gas. 5. Two-stage apparatus for steam reforming of heavy liquid hydrocarbons, where a first-stage reactor with a fluidized bed and a second-stage reactor with a fixed bed are used, characterized in that it comprises: (a) a first reaction vessel comprising a bed of a solid, then-activating and carbon gasification-promoting catalyst; (b) a steam injection device for introducing steam into said first reactor and operable to maintain said bed in an agitated state; (c) a heat transfer device for indirect heating of said agitated layer, where said heat transfer device comprises one or more fire tubes immersed in said layer, and said fire tubes comprise, for example, one or more resonant tubes in one or more pulsating burners; (d) a feed device for spraying heavy liquid hydrocarbons onto said agitated bed solids in said first reaction vessel; (e) a device for extracting partially reformed gas from said first reactor; and (f) a second reactor means for steam reforming said partially reformed gas to form an end product gas; in that said second reactor device contains a retained layer of a solid catalyst heated to an essentially uniform temperature in the range from 900 to 980°C by heat transfer from fire tubes immersed in said layer.
NO951409A 1989-02-14 1995-04-10 Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons NO309930B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO951409A NO309930B1 (en) 1989-02-14 1995-04-10 Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/310,202 US5059404A (en) 1989-02-14 1989-02-14 Indirectly heated thermochemical reactor apparatus and processes
NO900693A NO178100C (en) 1989-02-14 1990-02-13 Method and apparatus for carrying out endothermic reactions in a fluidized bed
NO951409A NO309930B1 (en) 1989-02-14 1995-04-10 Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO951409L NO951409L (en) 1990-08-15
NO951409D0 NO951409D0 (en) 1995-04-10
NO309930B1 true NO309930B1 (en) 2001-04-23

Family

ID=27353124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO951409A NO309930B1 (en) 1989-02-14 1995-04-10 Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO309930B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO951409L (en) 1990-08-15
NO951409D0 (en) 1995-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO178100B (en) Method and apparatus for carrying out endothermic reactions in a fluidized bed
US5536488A (en) Indirectly heated thermochemical reactor processes
RU2600373C2 (en) Partial oxidation of methane and higher hydrocarbons in flows of synthesis gas
Zhang et al. Overview of recent advances in thermo-chemical conversion of biomass
CA2511342C (en) Steam reforming process and apparatus
EP2350233B1 (en) Method and apparatus for producing liquid biofuel from solid biomass
JP3572176B2 (en) Combined cycle power generation method and power generation device
NO311190B1 (en) Process for partial oxidation process for power generation
WO1993009205A1 (en) Gasification of carbonaceous material
Siedlecki On the gasification of biomass in a steam-oxygen blown CFB gasifier with the focus on gas quality upgrading: Technology background, experiments and mathematical modeling
US11739275B2 (en) Pulse detonation shockwave gasifier
NO309930B1 (en) Use of a fluidized bed for the conversion of carbonaceous material into product gas, energy recovery and chemical content in black liquor, and for steam reforming of heavy, liquid hydrocarbons
Monteiro et al. Fundamental designs of gasification plants for combined heat and power
Yang et al. State key laboratory of coal combustion, huazhong university of science and technology, wuhan, pr china
AU2021106819A4 (en) Method and Process for producing Hydrogen
WO2024073846A1 (en) System and process for hydroconverting biomass to renewable synthetic crude oil
FI129276B (en) Process and apparatus for the production of methanated gas
Grainger et al. How can Coal be used?
DeMartini et al. 19 Thermal Conversion of Biomass

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired