Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki su¬ rowego wegla brunatnego, zwlaszcza miekkiego wegla brunatnego, w celu otrzymywania gazu i koksu, polegajacy na cisnieniowym naparzaniu, odgazowywaniu i zgazowywantu. Zintegrowanie tych procesów umozliwia zminimalizowanie zapo¬ trzebowania energii potrzebnej do suszenia wegla.Suszenie przebiega w sposób bardzo korzystny, przez co mozna bezposrednio wprowadzac ziarnis¬ ty wegiel brunatny o duzej zawartosci wody, nie obawiajac sie, ze nastapi rozpad ziaren nieko¬ rzystnie wplywajacy na przebieg odgazowywania i zgazowywania.Sposób wedlug wynalazku umozliwia cisnienio¬ we zgazowywainie ziaren wegla brunatnego o ma¬ lym stopniu uweglenia w lozu stalym lub w war¬ stwie fluidalnej, a takze wytwarzanie paliwa nie- kepcacego.Znane jest stosowanie wegla brunatnego, zwlasz¬ cza miekkiego wegla brunatnego, jako wsadu do cisnieniowego zgazowywania w lozu stalym lub w warstwie fluidalnej. Jesli do tego ma byc on stosowany w postaci brykietów jako wsad do zga¬ zowywania w lozu stalym, to do realizacji zna¬ nych procesów niezbedna jest jego prefabrykacja poprzez rozdrabnianie, suszenie i spraaowywanie.W przypadku duzych wydajnosci zgazowywania brykiety okazuja sie nie byc dostatecznie wytrzy¬ male na dzialanie cieplne i rozpadaja sie podczas dosuszania i odgazowywania w reaktorze przed zgazowywaniem, co wiaze Sie z wydmuchiwaniem 10 1S 20 duzych ilosci pylu przez gaz. Poza tym znane Jest stosowanie w sposobie zgazowywania cisnieniowe¬ go ziaren miekkiego wegla brunatnego, suszonego w suszarkach rurowych, póza urzadzenieiri do zgazowywaftia.Zgazowywanie cisnieniowe o duzej wydajnosci wlasciwej i o nie zwiekszonym wydmuchiwaniu pylu udalo sie jak dotychczas opanowac tylko w przypadku stosowania, jako wsadu Wysuszonych ziaren twardego wegla brunatnego lub we#* ka¬ miennego. Natomiast w przypadku stosowania, ja¬ ko wsadu, ziaren miekkiego wegla brunatnego, przesuszonych w suszarkach rurowych wymagany wydatek pylu unoszonego przez surowy gaz uda¬ walo sie osiagnac tylko przy niewielkich wydaj- fiodciach wlasciwych zgazowywania. W celu ^zwiekszenia wydajnosci zgazowywania przewaznie stosuje sie miekki wegiel brunatny w postaci bry¬ kietów zgazowjfwanych w lozu stalym, urzadze¬ nia do brykietowania i suszenia wymagaja wyso¬ kich nakladów srodków na wyposazenie technicz¬ ne, obsluge i konserwacje. Przy tym wystepuje znaczne zanieczyszczenie srodowiska pylem.Na skutek powstawania suchego pylu weglowego urzadzenia sa stale, powaznie zagrozone wybu¬ chem, Podczas przenoszenia suchych paliw dzia¬ laja duze atty tarcia, Poza tym, zuzycie energii przy suszeniu przez odparowanie i zWiazafte Z tym straty ciepla sa duze; Znanych jest wiele rozwiazan, których zadaniem jest wyeliminowanie lub zmniejszanie niedogod- 127 068127 068 3 nosci zwiazanych ze stosowaniem miekkiego wegla brunatnego jako wsadu. I tak, zgodnie z opisem patentowym NRD nr 26 392 zostalo zastosowane obfite zraszanie wsadu, przeznaczonego do zgazo- wywania, przed i/lub w urzadzeniu do zgazowy- wania cisnieniowego w tym celu, aby obnizyc temperature gazu opuszczajacego zloze paliwa.W opisie patentowym NRD nr 38 791 zostal po¬ dany sposób, w Iktórym tyliko czesc goracego pro¬ duktu zgazowywania przeznacza sie do odgazowy¬ wania i suszenia paliwa, zas reszte gazu odciaga sie oddzielnie.Podobne rozwiazanie, do opisanych powyzej, ujawnia równiez opis patentowy NRD nr 119 814.Znany jest sposób, w którym stosuje sie takie regulowanie wydatku gazu uzywanego do dosusza¬ nia i odgazowywania, aby w okreslonych zakre¬ sach temperatury nagrzewanie odbywalo sie ze z góry okreslona prekoscia, w celu umozliwienia za¬ chowawczego suszenia wstepnego.Opis patentowy NRD nr 121 796, zaleca zwieksze¬ nie zawartosci wody we wprowadzanym paliwie, i to w przypadku brykietów do 20—24%, a w przypadku suchego groszku weglowego az do 45%.Przytoczone propozycje nie przyjely sie jak do¬ tychczas w praktyce. Wprawdzie udaje sie dzieki nim ograniczyc do pewnego stopnia rozpad paliwa w reaktorze do zgazowywania cisnieniowego, lecz jednoczesnie ujawniaja sie dodatkowo niedogod¬ nosci i rozliczne trudnosci technologiczne. Te zna¬ ne rozwiazania wymagaja stosowania brykietów lub ziaren wegla przesuszonego przez konwekcje, jako wsadu, obarczonego, jak to w takich przy¬ padkach, wada niedostatecznej wytrzymalosci po¬ staciowej, ujawniajacej sie podczas zgazowywania cisnieniowego. W istocie rzeczy nie zmieniaja za¬ tem nic, a przeciez do prefabrykacji brykietów i otrzymania suchych ziaren niezbedne sa pokaz¬ ne naklady srodków na urzadzenia, energie i ro¬ bocizne. Na przyklad, do samego tylko odparowa¬ nia wody z wegla potrzeba ciepla w ilosci 3100— 3300 kJ/kg odparowanej wody.Twardy wegiel brunatny udaje sie zbryfkieto- wac z duza trudnoscia. Z tego wzgledu zostal wprowadzony do praktyki sposób suszenia twar¬ dego wegla brunatnego, umozliwiajacy w duzym stopniu zachowanie jego kawalkowatosci. postal on po raz pierwszy ujawniony w niemieckim opi¬ sie patentowym nr 466 617 i nazwany sposobem Fleissnera. Wegiel nagrzewa sie, zgodnie z nim, pod cisnieniem, para nasycona, przy czym nie po¬ winna przy tym parowac woda. Na skutek ogrza¬ nia nastepuje skurcz wegla oraz wydzielenie C02, a ponadto czesc wody zostaje usunieta w postaci cieklej. Dzieki temu zmniejsza sie zuzycie energii potrzebnej do oddzielenia wody, a przy tym uzys¬ kuje sia dalsze równomierne ogrzanie na wskros i obkurczenie ziaren, poniewaz oddzielana woda nie odbiera ziarnom wegla przekazanego im ciep¬ la, jak to ma miejsce w przypadku suszenia przez parowanie dyfuzyjne.Znanych jest równiez szereg rozwiazan zmie¬ rzajacych do przystosowania i udoskonalenia tego sposobu. I tak, w niemieckim opisie patentowym nr 520 369 zostalo opisane stosowanie goracej wo- 4 dy, zamiast pary wodnej, jako czynnika naparza¬ jacego, w niemieckim opinie patentowym nr 527 021 natomiast stosowanie przegrzanej pary wodnej, zas w niemieckich opisach patentowych nr 583 907 i 1049 312, a takze nr 1189 469 RFN, w austriackich opisach patentowych nr nr 185349, 190 490 i 244 292 miedzy innymi zostaly przedstawione spo¬ soby majace na celu zasadniczo poprawe bilansu cieplnego. Usilowania których rezultatem byly wy¬ nalazki ujawnione w opisach patentowych RFN nr 1 201 254 ii 1 243109, zmierzaly do uczynienia ta¬ kiego sposobu sposobem ciaglym. Jest tu jednak wiele niedogodnosci technologicznych, trudnych do srodków, przezwyciezenia bez wydatkowania po¬ waznych niedogodnosci które nie daja w efekcie sposobu ciaglego. Zaleta sposobu Fleissnera jest nizsze zuzycie energii, wynoszace 1400—1700 kJ/kg oddzielonej wody oraz zachowawcze suszenie wegla. W po¬ równaniu z suszeniem konwekcyjnym wada jest tu to, ze do suszenia niezbedna jest silnie spre¬ zona para. Podczas odprezania wegla czesc wody ulega odparowaniu. Prowadzi to do zróznicowania wilgotnosci i uszkodzen ziaren wegla, w stopniu nie mniejszym niz podczas suszenia konwekcyjne¬ go. Po odprezeniu, reabsorpcja wody przez wegiel jest mozliwa tylko w niewielkim zakresie. Sposób Fleissnera stosuje sie tylko do twartego wegla brunatnego silnie lignitowego. Znane jest tez cis¬ nieniowe zgazowywanie silnie lignitowego wegla brunatnego w lozu stalym, przy czym wczesniej wegiel ten jest zazwyczaj poddawany w innym urzadzeniu dzialaniu pary wodnej pod cisnieniem.Istnialy uzasadnione obawy, ze przy obróbce pa¬ ra wodna pod cisnieniem miekkiego wegla bru¬ natnego ilos£ powstajacego szlamu bedzie za du¬ za. Podejmowane byly wprawdzie próby tego ro¬ dzaju obróbki miekkiego wegla brunatnego lecz jedynie w tym celu, aby przystosowac suchy we¬ giel do nastepnego brykietowania lub stosowania jako paliwo w paleniskach. Przy tym okazalo sie, ze odwodnienie wegla do ponizej 30% udaje sie tylko przy zastosowaniu duzego nakladu srodków, zas brykietowalnosc wegla niekiedy nawet spada po obróbce para wodna pod cisnieniem. Duza za¬ wartosc wody po suszeniu ogranicza ekonomiczna odleglosc transportu w porównaniu z brykietami.Na to, aby móc racjonalnie wykorzystac cieplo od¬ padowe, trzeba w sposobie naparzania cisnienio¬ wego stosowac wiele reaktorów cisnieniowych sprzezonych ze soba oraz wiele przewodów lacza¬ cych. Odwodniony wegiel trzeba ochlodzic po dzialaniu para wodna. Na skutek nieciaglosci eks¬ ploatacji naklady na srodki techniczne, w tym maszynowe, jeszcze sie zwiekszaja. Poza tym sto¬ sowanie tych sposobów wymaga uzycia materia- lochlonnych urzadzen, a przy tym wysokie sa na¬ klady robocizny zwiazanej z ich oslugiwaniem. Na skutek tworzenia sie pylu ulega zanieczyszczeniu otoczenie oraz powstaje niebezpieczenstwo wysta¬ pienia wybuchu.Celem wynalazku jest zatem bezposrednie po¬ laczenie operacji suszenia surowego wegla brunat¬ nego z operacja odgazowywania i zgazowywania cisnieniowego, a tym samym umozliwienie nad- 10 1S 20 M 10 OS 40 45 50 55 00127 088 5 zwyczaj zachowawczego suszenia miekkiego wegla brunatnego, a ponadto obnizenie zuzycia energii cieplnej oraz nakladów srodków na aparature i jej obsluge.Zadaniem wynalazku jest natomiast osiagniecie powyzszego celu przy wyeliminowaniu wyzej wy¬ mienionych wad.Szczególnie niedogodnym przy cisnieniowym zga- zowywaniu wegla brunatnego, zwlaszcza miekkie¬ go wegla brunatnego okazalo sie byc, jak to zo¬ stalo opisane, powstawanie duzej ilosci pylu uno¬ szonego nastepnie przez surowy gaz ze zgazowy- wania cisnieniowego. W wyniku badan stwierdzo¬ no, ze spoistosc brykietów jest zachowywana w znacznej mierze przez sily wiazace, wyzwolone w suchym weglu przez zawarta w nim wode. Po od¬ parowaniu wody szczatkowe sily wiazace zapew¬ niaja juz tylko nieznaczna spoistosc brykietom, które po rozluznieniu sa bardzo wrazliwe na scie¬ ranie. Brykiety przeznaczone do zgazowania, po¬ wstale jak wiadomo, przez sprasowanie suchego wegla gruboziarnistego, ulegaja latwemu rozpado¬ wi pod duzym obciazeniem cieplnym. Dlatego tez brykiety te wprowadza sie do naczynia do zgazo¬ wywania, w którym panuje temperatura 523—773K, gdy maja temperature 303—313K. To uderzenie cieplne jest przyczyna nierównomiernego nagrze¬ wania sie brykietów. Zewnetrzne warstwy brykie¬ tów wysychaja szybciej, kurcza sie na skutek tego silniej, w zwiazku z czym powstaja w nich na¬ prezenia przyspieszajace ich rozpad. Suche ziarna wegla zespolone w postac brykietu maja poza tym rózna zawartosc wody, i to tym bardziej rózniaca -sie, im wieksza jest przecietna zawartosc wody.Podczas suszenia brykietów w naczyniu do zgazo- wywania ich ziarna ulegaja zatem niejednakowe¬ mu skurczeniu, co równiez prowadzi do silnego rozluznienia struktury brykietów. Rozpadanie sie suchych ziaren wegla, zwlaszcza miekkiego wegla brunatnego tlumaczy sie nastepujaco. Osuszanie ziaren miekkiego wegla brunatnego odbywa sie, najczesciej w suszarkach rurowych przez kon¬ wekcje, w wyniku której nastepuje odparowanie wody. To odparowywanie rozpoczyna sie od zew¬ netrznych warstw ziaren, a z duzym opóznieniem nastepuje w rdzeniach. Skutkiem tego jest powsta¬ nie róznicy zawartosci wody miedzy lupina a ziar¬ nem siegajace w swiezo wysuszonym ziarnie war¬ tosc ponad 30%- Na skutek wywolanego nia sil¬ nego skurczu zewnetrznej warstwy w porównaniu ze skurczem rdzenia, warstwa zewnetrzna ulega rozluznieniu i staje sie bardzo wrazliwa na scie¬ ranie. Duza objetosc pary, tworzacej sie podczas suszenia, szuka ujscia z uwiezienia w masie wegla, dzialajac nad silami rozprezenia, na skutek cze¬ go zostaje czesciowo zniszczona struktura ziarna.Ziarna te po drodze do naczynia do zgazowywa¬ nia ulegaja ochlodzeniu do temperatury okolo 303—313K. Ziarna wegla osuszone przez konwekcje trzeba nawet chlodzic, aby niedopuscic do samo¬ zapalenia sie wegla. Te ochlodzone ziarna wegla zostaja w jednej chwili wystawione na dzialanie temperatury 523—773K. Zanim rdzenie ziaren osiagna temperature wrzenia wody, postepujacy od zewnetrznej lupiny ziarna proces silnego kurczenia 6 sie powoduje dalsze zniszczenia juz oslabionych, w uprzednim suszeniu w urzadzeniu suszacym, zia¬ ren wegla.Opisane zjawiska, w przypadku stosowania wegla kamiennego i twardego wegla brunatnego jako wsadu do zgazowywania cisnieniowego, wystepujac w znacznie mniejszym stopniu, a to dlatego, ze wegle te z natury sa bardziej zwiezle i zawieraja mniej wody. Niespodziewanie stwierdzono, ze bez¬ posrednie sprzegniecie technologiczne cisnieniowej obróbki para wodna ze zgazowywaniem cisnienio¬ wym stanowi jedno z najbardziej harmonijnych polaczen w technologii uszlachetniania wegla i umozliwia, w duzym stopniu,-wyeliminowanie opi¬ sanych wyzej niedogodnosci obarczajacych znane rozwiazania techniczne.Zgodnie z wynalazkiem sposób obróbki surowe¬ go wegla brunatnego, w celu otrzymywania gazu i koksu, przez cisnieniowe naparzanie, odgazowy¬ wanie i zgazowywanie, charakteryzuje sie tym, ze wstepnie podgrzany ziarnisty wegiel brunatny wprowadza sie do komory naparzania cisnieniowe¬ go o cisnieniu wiekszym od 1 MPa, a korzystnie wiekszym od 2 MPa, w niej czesciowo odwadnia sie go za pomoca czyninijka naparzajacego i uwegla cis- nieriiowo, powodujac równomierne jego obkurcze- nie sie, a przy tym równomiernie nagrzewa sie do temperatury wyzej od 423K, a .korzystnie wyzej od 453K, i tak wstepnie osuszony wegiel, przy cisnie¬ niu nie nizszym od 0,5 MPa oraz w temperaturze nie nizszej od 423K, poddaje sie odgazowywaniu i zgazowywaniu, przy czym przep! odgazowywa¬ niem i zgazowywaniem lub w trakcie tego odga¬ zowywania i zgazowywania wyrównuje sie cis¬ nienie wegla do cisnienia odgazowywania i zgazo¬ wywania, oraz ewentualnie przeprowadza sie do¬ suszanie zachowawcze podczas odgazowywania i zgazowywania.W komorze naparzania cisnieniowego utrzymuje sie cisnienie równe cisnieniu w naczyniu do od¬ gazowywania i zgazowywania, przy czym wstepnie osuszony wegiel przemieszcza sie w sposób ciagly z komory naparzania cisnieniowego do naczynia do odgazowywania i zgazowywania.Alternatywnie, w komorze naparzania cisnienio¬ wego, podczas naparzania, utrzymuje sie cisnienie wyzsze od cisnienia panujacego w naczyniu do od¬ gazowywania i zgazowywania, przy czym wstepnie osuszony wegiel rozpreza sie do cisnienia panu¬ jacego w naczyniu do odgazowywania i zgazowy¬ wania, a przy tym przemieszcza sie ten wegiel w sposób przerywany do naczynia do odgazowywa¬ nia i zgazowywania.Jezeli w komorze naparzania cisnieniowego, pod¬ czas naparzania, utrzymuje sie cisnienie nizsze od cisnienia panujacego w naczyniu do odgazowywa¬ nia i zagazowywanie, wówczas wstepnie osuszony wegiel spreza sie do cisnienia panujacego w naczy¬ niu do odgazowywania i zgazowywania, a przy tym przemieszcza sie ten wegiel w sposób przerywany do naczynia do odgazowywania i zgazowywania. Ko¬ rzystnie, wegiel wstepnie osuszony w naparzaniu cisnieniowym dosusza sie para przegrzana. Jako czynnik zgazowywujacy stosujesie reszte pary opu¬ szczajacej zloze wegla przy naparzaniu cisnienio- 10 u 20 25 30 35 40 43 SG 55 60I 127 068 7 wym wraz 2. odprowadzanym C02, a takze wraz z para pochodzaca z dosuszania para przegrzana.Korzystnie naparzanie cisnieniowe oraz cisnienio¬ we odgazowywanie i zgazowywanie przeprowadza sie we wspólnym naczyniu.Wode pochodzaca z naparzania cisnieniowego powrotnie wprowadza sie do obiegu i rozpryskuje Sie ja ponad zlozem wegla w komorze naparza¬ nia. Jako czynnik do wstepnego podgrzewania wegla stosuje sie pare i/lub goraca wode powstala przez odprezenie do cisnienia atmosferycznego wo¬ dy pochodzacej z naparzania cisnieniowego, przy czym korzystnie te goraca wode stosuje sie rów¬ niez do przenoszenia surowego wegla brunatnego do bunkra. Wode pochodzaca z naparzania, a znaj¬ dujaca sie pod cisnieniem, stosuje sie do hydra¬ ulicznego przenoszenia surowego wegla brunatnego z zamknieeia weglowego do komory naparzania cisnieniowego.W wariancie sposobu surowy wegiel brunatny wstepnie podgrzewa sie w zamknieciu weglowym, a jako czynnik podgrzewajacy stosuje sie czastko¬ wy strumien czynnika naparzajacego i/lub goraca wode pochodzaca z naparzania cisnieniowego. Ja¬ ko czynnik naparzajacy stosuje sie wysycona lub nieco przegrzana pare wodna. Równiez jako czyn¬ nik naparzajacy stosuje sie pare wodna, która kieruje sie do komory naparzania cisnieniowego ponad zloze wegla, w takiej ilosci aby stale nie¬ wielka, szczatkowa ilosc pary przeplywala wraz z gazami powstajacymi przy uweglaniu wegla do naczynia do odgazowywania i zgazowywania.Alternatywnie, jako czynnik naparzajacy stosu¬ je sie pare wodna wytworzona w plaszczu wod¬ nym naczynia do cisnieniowego odgazowywania i zgazowywania. Równiez mozliwe i korzystne jest stosowanie jako czynnika naparzajacego goracego gazu, zawierajacego wysycona lub nieco przegrza¬ na pare wodna, otrzymanego po zgazowywaniu, pod cisnieniem o czastkowym cisnieniu pary wod¬ nej wynoszacym wiecej niz 1 MPa, przy czym ten goracy gaz przepuszcza sie w sposób ciagly przez osuszony wegiel, a przy tym z pary unoszonej przez gaz taka tylko jej ilosc wkrapla sie podczas naparzania cisnieniowego, zeby czastkowe cisnie¬ nie pary wodnej wynosilo wiecej niz 0,5 MPa.Zgodnie z wynalazkiem naparzanie cisnieniowe, zachowawcze dosuszanie, odgazowywanie i zgazo¬ wywanie przeprowadza sie w jednym naczyniu cisnieniowym, # gazy wytworzone w dolnej czesci tego naczynia przez zgazowywanie cisnieniowe kieruje sie w przeciwpradzie wzgledem wegla, ku górze, a przy tym w zlozu wegla w bezposrednio po sobie nastepujacych strefach przeprowadza sie odgazowywanie, zachowawcze dosuszanie i napa¬ rzanie cisnieniowe. Przy tym jako czynnik napa¬ rzajacy stosuje sie gaz pochodzacy ze zgazowywa¬ nia, zawierajacy pare wodna, który wysyca sie i oczyszcza z porwanego przez niego pylu oraz wy- kroplonych weglowodorów, lub alternatywnie jako czynnik naparzajacy stosuje sie gaz zawierajacy pare wodna, który wysyca sie woda oddzielona z wegla przy naparzaniu cisnieniowym, oraz oczy¬ szcza sie z pylu.Korzystnie, gazy zawierajace pare wodna, pocho- 8 dzace ze zgazowywania wegla, wolne od fenolu,, oraz gazy zawierajace przegrzana pare wodna, wprowadza sie do komory naparzania, ponad zlo¬ ze wegla. Jako czynnik dosuszajacy i odgazowy- wujacy stosuje sie tylko czesc strumienia gazu, wytworzonego przy odgazowywaniu i zgazowywa¬ niu.W innym wariancie realizacji sposobu wedlug wynalazku jako czynnik naparzajacy stosuje sie strumien czastkowy, za pomoca którego przeprowa¬ dza sie zachowawcze dosuszanie i odgazowywanie, i który zawiera niewielka ilosc pylu oraz duza ilosc weglowodorów, a ponadto mozna stosowac, jako czynnik naparzajacy czastkowy strumien ga¬ zu wytworzony przy odgazowywaniu i zgazowy¬ waniu, który jest odciagany ze strefy zgazowywa¬ nia jako wolny od mgly smolowej, czysty gaz oraz wysycony i korzystnie oczyszczony z pylu.Korzystnie, czastkowy strumien gazu, przed wprowadzeniem do strefy naparzania, podgrzewa sie do temperatury rozpadu fenolu. Po cisnienio¬ wym naparzaniu ziarnistego, surowego wegla bru¬ natnego goracymi gazami, zawierajacymi pare wodna, powstalymi w wyniku czesciowego utlenia¬ nia wegla, osuszone ziarna odpreza sie. W innym wariancie wykonania sposobu wedlug wynalazku zgazowanie cisnieniowe przeprowadza sie niezalez¬ nie od naparzania cisnieniowego, dosuszania i od¬ gazowywania, przy czym jako czynnik do odgazo¬ wywania, dosuszania i naparzania cisnieniowego stosuje sie gaz lub czesc strumienia gazu, wytwo¬ rzonego przez przeprowadzone oddzielnie zgazo¬ wywanie cisnieniowe wytworzonego koksu lub je¬ go czesci.Okazalo sie, ze podczas naparzaniia powstaje niewiele ziaren bardzo dobrych, a tylko niewielka czesc ziaren grubych rozpada sie na ziarna sred¬ niej wielkosci. Tego rodzaju rozpad nie wplywa niekorzystnie na przebieg odgazowywania i zgazo¬ wywania, a osuszone ziarna wykazuja dosc wyso¬ ka wytrzymalosc na scieranie. Woda uzyskana z pary wodnej oczyszcza wegiel z najdrobniejszych ziaren, po czym z reguly jest w sposób ciagly od¬ prowadzana na zewnatrz. Ten efekt oczyszczania mozna wzmocnic przez rozpylanie w górnej czesci komory goracej, obiegowej wody naparzajacej po¬ nad zlozem wegla. Ciagle zapotrzebowanie na pa¬ liwo w komorze odgazowywania i zgazowywania umozliwia tez ciagle doprowadzanie do niej wstep¬ nie osuszonego wegla. Pare uzywana w tym pro¬ cesie stosuje sie w stanie nasyconym i w nadmia¬ rze, tak aby stale niewielka ilosc pary przeplywa¬ la wraz z innymi gazami, do naczynia do odgazo¬ wywania i zgazowywania. Pare wodna mozna tez wprowadzac do naczynia do zgazowywania w sta¬ nie niewielkiego przegrzania.Stwierdzono, ze surowy wegiel brunatny, zwlasz¬ cza miekki wegiel brunatny oddaje czesc wody juz na poczatku procesu naparzania i nie jest ko¬ nieczne prowadzenie tego naparzania dotad, dokad przy odpowiednim cisnieniu nie zostanie oddana reszta wody. Tak wstepnie odwodniony i ogrzany na wskros wegiel wytrzymuje nastepne obciazenia dosuszania i rozgrzewania w naczyniu do odgazo¬ wywania i zgazowywania nie ulegajac wiekszym 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60127 068 9 uszkodzeniom. Istotne jest przy tym to, ze suro¬ wy wegiel brunatny jest podczas naparzania cis¬ nieniowego równomiernie nagrzewany na wskros w przyblizeniu do temperatury lub do temepratury nieco wyzszej, która w panujacych warunkach jest temperatura wrzenia, lecz co najmniej do tempe¬ ratury 423K, a przy tym ze przebieg kurczenia sie jest równomierny iw duzej czesci zostaje za^ konczony, zanim wegiel dostaje sie do naczynia do odgazowywania i zgazowywania. Nawet jesli wegiel ma stale jeszcze wysoka zawartosc wody, np. 35—40%, to nie jest to istotna wada.Powstajaca para wodna zajmuje w trakcie do¬ suszania w naczyniu do odgazowywania i zgazo¬ wywania objetosc równa ulamkowi tej objetosci, jaka zajmowalaby pod cisnieniem atmosferycz¬ nym, i moze przeplywac przez wegiel nie rozluz¬ niajac jego struktury. Takze sam ruch wody od rdzenia, którego temperatura miesci sie w zakre¬ sie od 423K do temperatury wrzenia, jaka ma ona pod cisnieniem wybranym dla tego sposobu, do powloki ziarna, odbywa sie w dalszym ciagu na¬ parzania cisnieniowego przy zachowaniu w prze¬ wazajacej czesci jej stanu cieklego. Poniewaz wstepnie osuszony wegiel przedostaje sie do naczy¬ nia do odgazowywania i zgazowywania bez ochla¬ dzania i bez stycznosci z powietrzem, przeto po¬ wierzchnie ziaren nie sa utlenione ani utwardzone, lecz pozostaja plastyczne. Dzieki temu nie jest utrudnione wydostawanie sie pary przy dosusza¬ niu. Nie moze takze wystapic reabsorpcja wody.Cieplo wprowadzone przez naparzony cisnieniowo, goracy wegiel do naczynia do odgazowywania i zgazowywania moze na przyklad wystarczac do dosuszania wegla od zawartosci 35—40% do zawar¬ tosci wody, jaka przewaznie maja brykiety wsa¬ dowe, to jest 20%, bez pobierania dodatkowego ciepla z naczynia, do odgazowywania i zgazowy¬ wania. Efekty te nie byly dotychczas obserwowa¬ ne. Stanowia one o zachowawczym dosuszaniu wegla, obrobionego wstepnie para wodna pod cis¬ nieniem, w naczyniu do odgazowywania i zgazo¬ wywania. Niezupelne odwodnienie wegla podczas naparzania cisnieniowego umozliwia skrócenie czasu tej obróbki, a tym samym zmniejszenie wiel¬ kosci przestrzeni, w której dokonuje sie tego na¬ parzania.Zostalo przy tym stwierdzone, ze ziarna wegla odwadnianego pod cisnieniem, poddawane nastep¬ nie odgazowywaniu cisnieniowemu mniej rozpada¬ ja sie niz brykiety, a powstaly koks ma wyzsza wytrzymalosc na scieranie. Dzieki temu udaje sie przeprowadzic ziarna wegla poprzez naczynie do odgazowywania az do naczynia do zgazowywania z zachowaniem ich pierwotnej postaci.1 Wode pochodzaca z naparzania cisnieniowego od¬ preza sie, po czym powstala pare, znajdujaca sie pod cisnieniem atmosferycznym, oraz niekiedy takze goraca wode wykorzystuje sie do wstepnego podgrzewania surowego wegla do temperatury okolo 373K. Wode pochodzaca z naparzania cis¬ nieniowego mozna takze wykorzystywac do wy¬ twarzania goracej wody. Odprezona goraca wode mozna tez stosowac do hydraulicznego przemiesz¬ czania surowego wegla do bunkra, a wode pocho- 10 dzaca z naparzania cisnieniowego, znajdujaca sie pod cisnieniem — do przenoszenia surowego wegla brunatnego z zamkniecia weglowego do naczynia cisnieniowego, poprzedzajacego naczynie do odga- 5 zowywania i zgazowywania. W tym ostatnim przy¬ padku nastepuje równoczesnie wstepne nagrzanie wegla za pomoca goracej wody.Zapotrzebowanie na cieplo przy wstepnym su¬ szeniu surowego wegla brunatnego sposobem we¬ dlug wynalazku, z wykorzystaniem wody pocho¬ dzacej z naparzania, w przypadku podgrzewania wegla brunatnego do temperatury 363K, wynosi tylko 1000 do 1200 kJ/kg wody oddzielanej pod¬ czas naparzania cisnieniowego, jest zatem nizsze niz w oddzielnych urzadzeniach do naparzania cisnieniowego. Oszczednosc, tego ciepla wywodzi sie stad, ze goracy wegiel nie traci ciepla odpado¬ wego po naparzaniu, lecz cieplo to zostaje w pel¬ ni wykorzystane w trakcie odgazowywania, i zga- zowywaniu, czy tez w przebiegu nastepnego odzys¬ kiwania ciepla odlotowego. Dzieki mozliwosci sto¬ sowania eksploatacji ciaglej odpadaja straty ciepl¬ ne, powstajace na skutek oziebiania sie naczy¬ nia cisnieniowego, a takze w przypadku eksploa¬ tacji nieciaglej — na skutek rozprezania pary.W zwiazku z polaczeniem przebiegu odgazowy¬ wania i zgazowywania dodatkowe naklady srod¬ ków technicznych na urzadzenia sa niewielkie.Sposób wedlug wynalazku umozliwia polaczenie cisnieniowego naparzania i procesu odgazowywa¬ nia i zgazowywania w jednym, odpowiednio duzym naczyniu cisnieniowym. Dzieki zespoleniu procesu- odgazowywania i zgazowywania z naparzaniem cisnieniowym zbedne staja sie urzadzenia do wpro¬ wadzania wsadu, oprózniania, odprowadzania C02 oraz ochladzania wegla. Nie jest nawet potrzebne dodatkowe doprowadzanie pary do naczynia do odgazowywania i zgazowywania, poniewaz wyko¬ rzystuje sie do tego celu pare doprowadzana do zgazowywania. Naczynia. do odgazowywania i zga¬ zowywania cisnieniowego z reguly maja plaszcz wodny w celu ochrony zewnetrznego pancerza przenoszacego cisnienie. Para wodna, powstala w tym plaszczu, moze byc w opisanym sposobie rów¬ niez wykorzystywana jako czynnik naparzajacy.Sposób wedlug wynalazku nie wiaze sie z ko¬ niecznoscia liczebnego zwiekszania obslugi. Odpa¬ da przy tym dotychczas niezbedny, jak to zostalo podane, wysoki koszt inwestycyjny urzadzenia do suszenia wegla. Poniewaz nie jest mozliwe wy¬ dostawanie sie pylu weglowego do otoczenia, prze¬ to stosowanie tego sposobu zasadniczo nie zagra¬ za srodowisku. Nie moga tez wystapic wybuchy pylu weglowego.Nieuzasadnione okazaly sie tez byc obawy doty¬ czace koniecznosci zagospodarowania wiekszej ilosci szlamu. W porównaniu nip. z brykietami ja¬ ko wsadem do odgazowywania i zgazowywania, okazuje sie, ze 3% strat wystepuje przy brykieto- waniu, a 10—15% strat powstaje na skutek odpro¬ wadzania pylu podczas odgazowywania cisnienio¬ wego przewaznie w postaci szlamu. Ilosc szlamu odprowadzanego podczas wykonywania sposobu wedlug wynalazku jest duza, zalezy od dopraco¬ wania poszczególnych operacji tego sposobu, lecz ts 20 25 30 35 40 45 50 55 60127 068 11 nie przekracza ilosci charakterystycznej dla wsadu brykietowego.Sposób wedlug wynalazku umozliwia równiez stosowanie, jako wsadu, wegla o duzej zawartos¬ ci popiolu, który nie nadaje sie do brykietowania, 5 jako posredniej operacji technologicznej, ze wzgle¬ du na wystepujace przy tym znaczne scieranie.Podczas naparzania cisnieniowego czesc popiolu, zwlaszcza czastki najbardziej rozdrobnione, zosta¬ je wyplukana woda pochodzaca z naparzania. 10 W porównaniu z brykietami stosowanymi w zna¬ nych procesach jako wsad do odgazowywania i zgazowywania, surowy wegiel brunatny, obrobiony sposobem wedlug wynalazku odznacza sie lepsza sypkoscia. Dzieki temu polepsza sie ruchliwosc 15 zloza w generatorze, nie dopuszczajaca do two¬ rzenia sie mostków i kanalów, przyczyniajacych sie do zwiekszenia wydzielania pylu w przebiegu zgazowywania i nieekonomicznej eksploatacji ge¬ neratora. 20 Zespolenie naparzania cisnieniowego z odgazo¬ wywaniem i zgazowywaniem cisnieniowym mozna uzyskac równiez poprzez zintegrowanie funkcji za¬ mykania weglowego z naparzaniem w jednym na¬ czyniu, wzglednie za pomoca powiekszonego 25 zamkniecia weglowego. Przy tym naparzanie cis¬ nieniowe tak jak i zamykanie weglowe bedzie sie odbywalo w sposób przerywany. W takim przy¬ padku, wedlug wynalazku, naczynie do odgazowy¬ wania i zgazowywania korzystnie jest sprzezone 30 z wieloma naczyniami, z zamknieciem weglowym i naparzaniem cisnieniowym, zasilajacymi na zmiane naczynie do odgazowywania i zgazowywa¬ nia goracym, wstepnie odwodnionym weglem.W tym wariancie sposobu wedlug wynalazku 35 niezgodnosc nieciaglosci i zwiekszonego zuzywa¬ nia energii cieplnej jest rekompensowana tym, ze nie trzeba zwracac uwagi na równomiernosc ruchu zloza w komorze do naparzania cisnieniowego, ze nie nastrecza trudnosci oddzielanie wody po- 40 chodzacej z tego naparzania, i ze naparzanie to mozina przeprowadzac pod wyzszym, a w niektó¬ rych przypadkach taJkze nizszym cisnieniem od panujacego w naczyniu do odgazowywania i zga¬ zowywania. 45 W przypadku potrzeby uzyskiwania bardzo su¬ chego paliwa do odgazowywania i zgazowywania, korzystnie, po wykonaniu czastkowej obróbki pa¬ ra nasycona, przeprowadza sie dosuszanie za po¬ moc pary przegrzanej. W celu przyspieszenia prze- 50 biegu odwadniania równiez i w tym przypadku stosuje sie wyzsza, szczatkowa ilosc pary nasyco¬ nej. Na skutek tego zwieksza sie predkosc prze¬ plywu pary poprzez zloze wegla, a tym samym wzmaga sie przeplyw ciepla do wegla. Pozostala 55 ilosc pary z zebranym przez nia C02, podobnie jak odprowadzona pare, wykorzystuje sie do do¬ suszania, nastepujacego po naparzaniu cisnienio¬ wym, wraz z para przegrzana, jako czynnikiem zgazowywujacym. Bardzo korzystne jest w tym 60 przypadku zastosowanie goracego, surowego gazu, zawierajacego duze ilosci pary wodnej i opuszcza¬ jacego naczynie do odgazowywania i zgazowywa¬ nia cisnieniowego, jako czynnika do osuszania wegla. Surowy gaz, na wylocie naczynia do zga- e5 12 zowywania cisnieniowego w lozu stalym, po jego wysyceniu odznacza sie bardzo wysokim cisnie¬ niem czastkowym pary wodnej, które w przypad¬ ku stosowania miekkiego wegla brunatnego jako wsadu jest wielokrotnie wyzsze od czastkowego cisnienia gazu. Surowy gaz, nawet po wysyceniu para wodna, po oczyszczeniu z pylu i po wy- kropleniu z niego weglowodorów, ma dostatecznie wysoka temperature do przeprowadzenia naparza¬ nia.Zastosowanie surowego gazu z odgazowywania i zgazowywania cisnieniowego umozliwia dalsze uproszczenie sposobu wedlug wynalazku. Surowy wegiel brunatny, zwlaszcza miekki wegiel brunat¬ ny wprowadza sie do naczynia cisnieniowego, w którym odbywa sie naparzanie cisnieniowe, a tak¬ ze odgazowywanie i zgazowywanie. Surowy gaz, wytworzony w najnizszej czesci tego naczynia po¬ przez czesciowe spalanie wegla w lozu stalym, przeplywa w przeciwpradzie wzgledem wegla, ku górze, powodujac odgazowywanie, dosuszenie i na¬ parzenie cisnieniowe kolejno nawarstwionych róz¬ nych stref, po czym opuszcza naczynie cisnienio¬ we poprzez górna jego czesc. Woda, skapujaca z surowego wegla brunatnego podczas naparzania cisnieniowego, wysyca surowy gaz wstepujacy ze strefy dosuszania. Z reguly jednak ilosc wody od¬ dawana przez surowy wegiel brunatny, zwlaszcza w przypadku stosowania miekkiego wegla brunat¬ nego jako wsadu, podczas naparzania cisnienio¬ wego, jest znacznie wieksza od ilosci wody po¬ trzebnej do wysycenia suchego gazu. W zaleznosci od dobranych parametrów sposobu czesc tego nad¬ miaru wody jest, w postaci mgly, odprowadzana z naczynia cisnieniowego przez gaz. Pozostala czesc dostaje sie do strefy dosuszania i strefy od¬ gazowywania, oraz zostaje tu odparowana z po¬ braniem ciepla. Jest to przyczyna zwiekszenia sie zapotrzebowania na czynnik zgazowywujacy oraz paliwo. Mozna temu zapobiec przez wbudowanie, miedzy strefe naparzania cisnieniowego a strefe dosuszania, urzadzen do oddzielania wody. Po¬ wstaje przy tym mozliwosc rozpylania obiegowej wody, pochodzacej z naparzania cisnieniowego w górnej czesci naczynia cisnieniowego, a przez to zwiekszenia skutecznosci oczyszczania gazu z po¬ rywanego przezen pylu powstajacego w przebiegu naparzania.Weglowodory, wkroplone w przebiegu naparzania na skutek ochlodzenia gazu, polepszaja sypkosc zloza w komorze naparzania, nie dopuszczajac do bardzo niekorzystnego tworzenia sie mostków lub kanalów równiez i w nastepnych strefach. Tylko niewielka czesc pary wodnej, zawartej w suro¬ wym gazie, ulega niewielkiemu tylko ochlodzeniu.Dzieki temu jest mozliwe i celowe stosowanie ga¬ zu, po odprowadzeniu go z naczynia reakcyjnego, do wytwarzania, w znany sposób, pary za pomoca ciepla odpadowego.Zapotrzebowanie na cieplo do wstepnego pod¬ grzewania wegla brunatnego w strefie naparzania cisnieniowego wynosi, w przypadku wykorzysty¬ wania ciepla wody naparzajacej, do wstepnego nagrzewania surowego wegla do temperatury 363K, tylko 550—650 kJ/kg wody oddzielanej pod-127 068 13 bierana od gazu w trakcie wytwarzania pary za pomoca ciepla odpadowego. Dzieki temu mozna zaniechac stosowania pary pod wysokim cisnie¬ niem. Zastosowanie gazu do naparzania cisnienio¬ wego jest wysoce korzystne. Porównawcze, nie¬ zwykle niskie zapotrzebowanie na cieplo do susze¬ nia wegla wynika stad, ze do powstania dodatko¬ wych strat ciepla w sposobie odgazowywania i zgazowywania cisnieniowego polaczonym z napa¬ rzaniem cisnieniowym nie przyczynia sie ani go¬ racy wegiel, ani skropliny powstale przy naparza¬ niu.1 Dalsza istotna cecha mysli wynalazczej jest sto¬ sowanie duzego natezenia przeplywu mieszaniny pary z gazowymi czesciami skladowymi gazu, po¬ przez naparzane cisnieniowo zloze wegla, na sku¬ tek czego zostaje zwiekszona predkosc nagrze¬ wania wegla, a takze zostaje przyspieszone uwe- glanie chemiczne i odprowadzanie tworzacych sie czesci skladowych gazu, a tym samym zostaje przyspieszony caly przebieg odwadniania liopolar- nego i kapilarnego. Korzysci te uzyskuje sie rów¬ niez w przypadku stosowania goracego, zwlasz¬ cza wolnego od fenolu, gazu zawierajacego pare wodna, wytworzonego w innym procesie cisnienio¬ wym czesciowego utleniania paliwa i daja znac o sobie nawet wtedy, gdy odwodniony wegiel po na¬ parzaniu cisnieniowym stosuje sie do dalszej prze¬ róbki w postaci odprezonej.Poniewaz tylko niewielka czesc pary wodnej, zawartej w gazie jest wykorzystywana do napa¬ rzania cisnieniowego mozliwe jest stosowanie do siie zgazowywania. Przy tym cdsmienie czastkowe wych gazu wytwarzanego w cisnieniowym proce¬ sie zgazowywania. Przy tym ciesnieniu czastkowe pary wodnej w gazie nie powinno, podczas napa¬ rzania cisnieniowego, byc nizsze od 0,5 MPa.Znane jest stosowanie czastkowego strumienia wytwarzanego gazu do odgazowywania i dosusza¬ nia paliwa, przy którym powstaje tak zwany gaz wytlewny, przy czym reszte gazu wytwarzanego poprzez zgazowywanie odciaga sie jako gaz czysty, wolny od mgly smolowej. W przypadku stosowa¬ nia miekkiego wegla brunatnego gaz wytlewny zawiera malo pylu, natomiast gaz czysty , niesie z soba wieksze ilosci pylu. Rozdzielanie wytwarza¬ nego gazu na te dwa strumienie czastkowe umoz¬ liwia takze regulowanie predkosci nagrzewania w strefie dosuszania i odgazowywania, znane przez sie, wykorzystywane w celu zachowawczego, dal¬ szego obrabiania paliwa, zwlaszcza w strefie od¬ gazowywania.W zwiazku z tym, ze gaz wytlewny zawiera ma¬ lo pylu, korzystnie stosuje sie go do naparzania cisnieniowego, przy czym gaz ten, w ogólnosci kie¬ rowany od dolu ku górze poprzez zloze wegla, przeplywa przez strefe odgazowywania i strefe do¬ suszania, po czym bezposrednio po wysyceniu jest kierowany do przestrzeni naparzania.Jesli do naparzania cisnieniowego jest wykorzys¬ tywany tylko gaz czysty, to ma to te zalete, ze gaz ten mozna ze strefy redukcyjnej odciagac w tak wysokiej temperaturze, przy której jest on wolny od fenolu, a zatem woda powstala na sku¬ tek naparzania nim nie obciaza urzadzenia do od- 11 fenolowywania. Przy tym odciagniety gaz czysty dopiero wtedy kieruje sie do przestrzeni naparza¬ nia, znajdujacej sie w górnej czesci zloza wegla, gdy zostanie on oczyszczony z pylu i wysycony woda. W przypadku stosowania wspólnego naczy¬ nia cisnieniowego do naparzania cisnieniowego jak i do odgazowywania i zgazowywania postepuje sie w ten sposób, ze wylot gazu umiejscawia sjte po¬ miedzy strefa naparzania cisnieniowego a strefa dosuszania.W przypadku oddzielnego odciagania gazu wy- tlewhego i gazu czystego mozna tez laczyc oba te rodzaje gazu do dalszego naparzania cisnieniowego.Czysty gaz, przed jego polaczeniem, lub mieszani¬ ne gazów uzyskana z polaczenia celowo oczyszcza sie z pylu i wysyca sie para wodna. W celu przyspieszenia przebiegu odwadniania przy napa¬ rzaniu cisnieniowym, korzystnie gaz, lub tez gaz odpowiedniego strumienia czastkowego przegrze¬ wa sie przed wprowadzeniem do komory naparza¬ nia cisnieniowego. Poza tym czastkowy strumien gazu mozna doprowadzic do tak wysokiej tempe¬ ratury, przy której ulegaja rozpadowi zawarte w nim fenole, aby nastepnie po wysyceniu tego stru¬ mienia czastkowego woda zastosowac go do napa¬ rzania cisnieniowego.Takie, bardzo oszczedne suszenie i odgazowy¬ wanie surowego wegla brunatnego sposobem we¬ dlug wynalazku umozliwia po odgazowaniu cis¬ nieniowym uzyskiwanie nierozpadnietego koSsu wytrzymalego na scieranie. W celu wytworzenia paliwa niekopcacego odgazowywanie, dosuszanie i ewentualnie nastepne naparzanie cisnieniowe, we¬ dlug wynalazku, przeprowadza sie w oddzieleniu od zgazowywania cisnieniowego, stosujac do tego celu goracy gaz pluczacy, zawierajacy mozliwie jak najwiecej pary wodnej. Odgazowane paliwo chlodzi sie nastepnie, odpreza, po czym moze ono byc stosowane jako koks. Wytworzony koks, wzglednie czesc tak wytworzonego strumienia koksu, mozna nastepnie poddawac zgazowywaniu cisiriieniowemu w oddzielnej komorze, przy czym wytworzony gaz pod cisnieniem lub czesc strumie¬ nia wytwarzanego gazu stosuje sie nastepnie do odgazowywania, dosuszania i naparzania cisnie¬ niowego.Przedmiot wynalazku zostanie szczególowo objas¬ niony na podstawie przykladów jego stosowania.Przyklad I. Surowy wegiel brunatny o wiel¬ kosci ziaren wynoszacej 5—60 mm, o zawartosci wody wynoszacej 57% i o temperaturze okolo 293K przenosi sie do bunkra i podgrzewa do tem¬ peratury oklo 363K za pomoca pary uzyskiwanej z rozpryskiwania czystej wody. Stamtad surowy wegiel brunatny przenosi sie poprzez zamkniecie weglowe i spreza sde w sposób przerywamy do cis¬ nienia 2,5 MPa i kieruje poprzez zamkniecie weg¬ lowe do naczynia do cisnieniowego naparzania su¬ rowego wegla brunatnego. W zamknieciu weglo¬ wym nastepuje dalsze wstepne podgrzanie surowe¬ go wegla brunatnego do temperatury 393 do 423K za pomoca pary wodnej o temperaturze 490K.Do komory naparzania cisnieniowego, do' górnej czesci zloza weglowego doprowadza sie pare o tem- 10 19 20 *5 30 as 40 45 50 55 60 \127 068 15 peraturze 495K. Stosujac czynnik naparzajacy o tej temperaturze w ciagu 60 do 90 minut odwad¬ nia sie surowy wegiel brunatny do zawartosci oko¬ lo 25% H20. Jesli surowy wegiel brunatny bedzie sie odwadnialo tylko do zawartosci 35% pozosta¬ lej wody, to czas naparzania ulegnie skróceniu do 30—40 minut. Umozliwia to stosowanie dosc malej komory naparzania cisnieniowego. Wode, która po¬ wstala przez odwodnienie wegla i skroplenie czyn¬ nika naparzajacego odprowadza sie z komory na¬ parzania, za pomoca odpowiedniego urzadzenia.Woda ta unosi z soba najdrobniejsze ziarna wy¬ myte z wegla. Ten efekt oczyszczania mozna wzmocnic przez rozpryskiwanie w naczyniu cis¬ nieniowym goracej, obiegowej wody powstalej z naparzania, majacej temperature okolo 490K. Od¬ wodniony wegiel nagrzewa sie równomiernie, na wskros do temperatury okolo 470—500K i przenosi w sposób ciagly do naczynia cisnieniowego, w którym panuje cisnienie wynoszace 2,5 MPa, w celu nastepnego dosuszania, odgazowywania i zga- zowywania.W porównaniu z doprowadzanym powszechnie paliwem o temperaturze okolo 303K i zawartosci 20% HjO obecnie wraz z weglem naparzonym cisnieniowo, w przeliczeniu na 20 procentowa za¬ wartosc HjO, do naczynia do odgazowywania i zga¬ zowywania wprowadza sie o 370 kJ/kg wiecej ciepla w suchym weglu. Cieplo to wystarcza dó osuszenia wegla o zawartosci 35% do zawartosci okolo 20% HzO bez odbierania ciepla z naczynia do odgazowywania i zgazowywania. Osuszenie we¬ gla nastepuje w okolo 81% za pomoca ciepla na¬ parzania cisnieniowego, w tym w okolo 60% w stanie cieklym w komorze naparzania cisnienio¬ wego, oraz w okolo 15% poprzez odparowanie w naczyniu do odgazowywania i zgazowywania cis¬ nieniowego, a w 19% poprzez odparowanie za po¬ moca ciepla pochodzacego z procesu odgazowywa¬ nia cisnieniowego.Dzieki temu, ze kawalki wegla sa nagrzane rów¬ nomiernie, bez wprowadzania naprezen wewnetrz¬ nych poprzez róznicowanie w nich zawartosci wo¬ dy, i bez utwardzania zewnetrznej powierzchni ziaren, jakie wystepuje pod wplywem powietrza z atmosfery, w takim stanie wprowadza sie je do naczynia do odgazowywania i zgazowywania, w którym suszy sie je pod cisnieniem 2,5 MPa, przy którym objetosc pary wynosi tylko okolo 1/21 objetosci, jaka ma ona pod cisnieniem atmosfe¬ rycznym w warumikach normalnych, a suszenie od¬ bywa sie bez zauwazalnego uszkadzania ziaren.Nadmiarowa, goraca woda o temperaturze okolo 490K, pochodzaca z naparzania jest odprezana w przyblizeniu do cisnienia atmosferycznego. Otrzy¬ mana pare o temperaturze okolo 373K oraz równie goraca wode wykorzystuje sie do nagrzewania, do okolo 363K, surowego wegla stanowiacego wsad.Jako czynnik naparzajacy stosuje sie pare wod¬ na i stopniu wysycenia odpowiadajacemu cisnie¬ niu 2,5 MPa i temperaturze okolo 495K. W przy¬ padku gdy para taka odznacza sie wyzszym cis¬ nieniem i wyzsza temperatura, wówczas przed wprowadzeniem jej do komory naparzania, odpreza sie ja i wysyca woda pochodzaca z naparzania. 16 Zuzycie ciepla w komorze naparzania wynosi 100 kJ/kg oddanej wody. Doplyw pary reguluje sie w taki sposób, aby stale niewielka, pozostaloscio¬ wa ilosc pary wplywala wspólnie z C02, powstalym 5 podczas uweglania cisnieniowego, do naczynia do odgazowywania i zgazowywania. W tym przypad¬ ku woda pochodzaca z naparzania ma bardzo mala zawartosc fenoluj Przyklad II. Surowy wegiel brunatny o io wielkosci ziaren wynoszacej 5 do 60 mm, o za¬ wartosci wody wynoszacej do 57% przemieszcza sie hydraulicznie, za pomoca wody o temperaturze 370K, odprezonej do cisnienia atmosferycznego, do bunkra nalezacego do naczynia do zgazowywania 15 i wstepnie podgrzewa przy tym do temperatury 363K. Z bunkra przenosi sie go nastepnie poprzez zamkniecie weglowe do duzego naczynia cisnie¬ niowego, w którego dolnej czesci zgazowuje sie wegiel w lozu stalym, pod cisnieniem 2,5 MPa.^ Wytworzony gaz przeplywa w przeciwpradzie wzgledem wegla, ku górze, tworzac kolejno na¬ stepujace po sobie strefy: spopielania, utleniania, redukcji, odgazowywania, dosuszania i naparzania.Woda, która skapuje z surowego wegla brunatne- go w strefie naparzania cisnieniowego, wysyca i przesyca (z wytworzeniem mgly) wstepujacy, suro¬ wy gaz.Nadmiar wody pochodzacej z naparzania prze¬ dostaje sie do nastepnych stref pobierajac przy tym cieplo potrzebne do jej odparowania. Na sku¬ tek takiego odparowywania wody pochodzacej z naparzania zwieksza sie zuzycie tlenu i paliwa, trudniej rozkladaja sie pary pochodzace ze zgazo¬ wywania i zwieksza sie zawartosc C02 w suro- M wym gazie. Mozna uniknac tych niedogodnosci, powstajacych, gdy udzial wody nadmiarowej jest duzy, przez wbudowanie, pomiedzy strefe naparza¬ nia cisnieniowego a strefe dosuszania, urzadzen do oddzielania od wegla tej wody znajdujacej sie pod 40 cisnieniem. Wraz z oddzielona woda, pochodzaca z naparzania, zostaje odprowadzona czesc pylu powstajacego przy naparzaniu i unoszonego przez gaz powstaly przez zgazowywanie. Wode pocho¬ dzaca z naparzania odpreza sie i stosuje do hy- draulicznego przenoszenia surowego wegla do bun¬ kra. Miekki wegiel brunatny odwadnia sie w ko¬ morze naparzania do okolo 35% zawartosci wody, i w kolejno nastepujacych strefach dosusza, odga¬ zowuje i zgazowuje. Surowy gaz ulatuje poprzez fl0 górna czesc naczynia cisnieniowego i przedostaje sie do urzadzenia do wytwarzania pary za po¬ moca ciepla odpadowego.W tym przykladzie gaz uzyskany w procesie od¬ gazowywania i zgazowywania cisnieniowego w lo- 53 zu stalym, wysycony para wodna, stosuje sie pod cisnieniem 2,5 MPa i w temperaturze wynoszacej 473K, jako czynnik naparzajacy. Wysycony gaz w jednym m3 w warunkach normalnych zawiera 1,6 kg wody. Zuzycie ciepla w strefie naparzania wy¬ go nosi okolo 580 kJ/kg oddzielonej wody.Po naparzaniu gaz zawiera okolo 1,3 wody w Im3 w warunkach normalnych, oraz ma tempera¬ ture okolo 468K. Wytwarzanie pary (pod cisnie¬ niem 0,5 MPa) za pomoca ciepla odpadowego jest ss ograniczone tym, ze goracy gaz oddaje zawarte w127 068 17 nim cieplo podczas naparzania surowego wegla.Gaz przeplywa w sposób ciagly przez zloze wegla, przy czym nastepuje szybkie nagrzewanie wegla i natychmiastowe odprowadzanie C02. Tym sa¬ mym ulega skróceniu czas naparzania. Weglowo- 5 dory wykroplone z gazu polepszaja sypkosc zloza.Niedogodnoscia wystepujaca w tym przykladzie stosowania sposobu wedlug wynalazku jest to, ze odprowadzana woda, pochodzaca z naparzania jest silnie zanieczyszczona fenolem, na skutek czego ,$ wzrasta o okolo 50% obciazenie urzadzenia do od- fenolowywania Ze zmiany parametrów surowego gazu w strefie naparzania wynika, ze tylko czesc z ilosci pary zawartej w gazie wykorzystuje sie przy naparzaniu cisnieniowym. Zatem do naparza- i5 nia mozna stosowac tylko czesc strumienia gazu., z czego wynikaja nastepujace warianty.Pierwszy z nich polega na tym, ze z redukcyj¬ nej strefy zgazowywania w lozu stalym odciaga sie czysty gaz o wysokiej temperaturze, wolny od 20 mgly smolowej i fenolu, po czym wysyca sie go woda, o ile to potrzebne oczyszcza z pylu, a na¬ stepnie wprowadza do naczynia cisnieniowego po¬ nad zloze wegla w celu jego naparzania. Gaz ten plynie w kierunku ruchu wegla poprzez strefe na- a parzania lacznie z gazem wytlewnym, prowadzo¬ nym oddzielnie , opuszcza naczynie cisnieniowe pomiedzy strefa naparzania cisnieniowego a strefa dosuszania. W tym przypadku nie wystepuje za¬ tem wzrost obciazenia urzadzenia do odfenolowy- 30 wania woda pochodzadzaca z naparzania.W drugim z tych wariantów, w przypadku sto¬ sowania gazu wywiewnego, wolnego od pylu, do naparzania cisnieniowego, gaz ten przeplywa w przeciwpradzie wzgledem drogi wegla, od strefy 35 dosuszania do strefy naparzania cisnieniowego, w której zostaje wysycony para wodna, po czym o- puszcza strefe naparzania cisnieniowego u góry zloza wegla. Woda pochodzaca z naparzania jest silnie zanieczyszczona fenolem. Wykroplone weglo- 40 wodory polepszaja sypkosc zloza, przy czym sa one wraz z wyplukanym, drobnym, pylem oddzielane od odplywajacej wody pochodzacej z naparzania.Przyklad III. Surowy wegiel brunatny o wielkosci ziaren wynoszacej 5—12 mm, o zawartos- 45 ci wody do 57% i wstepnie podgrzany do tempe¬ ratury 363K przenosi siie z bunkra na przemian do dwóch naczyn cisnieniowych. Oba te naczynia cisnieniowe maja do wykonania w nastepstwie czasowym nastepujace zadania: przejecia wegla w 50 stanie niesprezonym, sprezenie surowego wegla para do 10 MPa, odwodnienie wegla w tempera¬ turze 583K w ciagu 15 minut do 35% zawartosci wody za pomca naparzania cisnieniowego i od¬ dzielenie wody pochodzacej z naparzania, odpreze- 55 nie wegla do cisnienia 2,5 MPa, panujacego w na¬ czyniu do odgazowywania, umieszczonym pod tymi naczyniami cisnieniowymi i wprowadzenie wegla do naczynia do odgazowywania. Oba te naczynia cisnieniowe zasilaja na zmiane w paliwo naczy- ^ nie do odgazowywania.W naczyniu do odgazowywania przeprowadza sie zachowawcze dosuszanie i odgazowywanie za pomoca gazu pluczacego,, który jest wytwarzany przez cisnieniowe zgazowywanie w warstwie fiu- 65 18 idalnej. Wytwarzany przy tym koks jest przeno¬ szony partiami do zgazowywania w warstwie flu¬ idalnej. W celu umozliwienia wykorzystywania wyczuwalnego i utajonego ciepla zawartego w wy¬ tworzonym gazie, gaz ten po oczyszczeniu z pylu czesciowo wprowadza sie do procesu odgazowy¬ wania jako gaz pluczacy a czesciowo odprowadza do wyzyskania ciepla odpadowego.Przyklad IV. Surowy wegiel brunatny o wielkosci ziaren od 40 do 60 mm, o zawartosci wody do 58%, wstepnie podgrzany w bunkrze do temperatury 363 K, po przeniesieniu do zamkniecia weglowego spreza sie goraca woda i wprowadza na przemian do strumienia wody pod cisnieniem 3 MPa i o temperaturze 500K. Za pomoca tej wó¬ dy pod cisnieniem zostaje przeniesiony do komo¬ ry naparzania cisnieniowego, przy czym podczas hydraulicznego przenoszenia zostaje odwodniony do zawartosci wody wynoszacej 48%.W komorze naparzania cisnieniowego wegiel zo¬ staje oddzielony od cieczy nosnej, po czym jest doparzany za pomoca pary nasyconej, znajdujacej sie pod cisnieniem 2,5 MPa, przy czym ulega od¬ wodnieniu do zawartosci wody wynoszacej 35%.Woda pochodzaca z naparzania odplywa wraz z ciecza nosna o temperaturze okolo 485K. Czesc strumienia tej wody goracej zostaje oddzielona od bardzo dobrych ziaren w odsrodkowym oddziela¬ czu wodnym, po przejsciu przez który zostaje do¬ prowadzona do cisnienia wynoszacego 3 MPa za pomoca pompy zwiekszajacej cisnienie oraz do temperatury 503K za pomoca wymiennika ciepla, po czym jest ponownie stosowana do hydruliczne- go przenoszenia surowego wegla. Wegiel, wstepnie osuszony do zawartosci wody wynoszacej 35%, przedostaje sie z komory naparzania cisnieniowe¬ go do naczynia do odgazowywania cisnieniowego, w którym jest dosuszony zachowawczo za pomo¬ ca gazu pluczacego i odgazowywany do tempera¬ tury 1000K. Wytworzony koks chlodzi sie, odpreza a nastepnie stosuje jako niekopcace paliwo.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki surowego wegla brunatnego, zwlaszcza miekkiego wegla brunatnego, w celu otrzymywania gazu i koksu, polegajacy na cisnie¬ niowym naparzaniu, odgazowywaniu i zgazowywa- niu, znamienny tym, ze wstepnie podgrzany ziar¬ nisty wegiel brunatny wprowadza sie do komory naparzania cisnieniowego o cisnieniu wiekszym od 1 MPa, a korzystanie wdejkszym od 2 MPa, w niej czesciowo odwadnia sie go za pomoca czynnika naparzajacego i uwegla cisnieniowo, powodujac równomierne jego obkurczenie sie, a przy tym równomiernie nagrzewa sie do temperatury wyz¬ szej od 423K, a korzystnie wyzszej od 453K, i tak wstepnie osuszony wegiel, przy cisnieniu nie niz¬ szym niz 0,5 MPa i w temperaturze nie nizszej od 423K, poddaje sie odgazowywaniu i zgazowywainiu, przy czym przed odgazowywaniem i zgazowywa- niem lub w trakcie tego odgazowywania i zgazo¬ wywania wyrównuje sie cisnienie wegla do cisnie¬ nia odgazowywanaa i zgazowywania, oraz ewentualnie przeprowadza sie dosuszanie zacho¬ wawcze podczas odgazowywania i zgazowywania.127 068 19 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w komorze naparzania cisnieniowego utrzymuje sie cisnienie równe cisnieniu w naczyniu do odgazo¬ wywania i zgazowywania, przy czym wstepnie ososzony wegiel przemieszcza sie w sposób ciagly z komory naparzania cisnieniowego do naczynia do odgazowywania i zgazowywania. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w komorze naparzania cisnieniowego, podczas na¬ parzania, utrzymuje sie cisnienie wyzsze od cis¬ nienia panujacego w naczyniu do odgazowywania i zgazowywania, przy czym wstepnie osuszony we¬ giel rozpreza sie do cisnienia panujacego w naczy¬ niu do odgazowywania i zgazowywania, a przy tym przemieszcza sie ten wegiel w sposób przery¬ wany do naczynia do odgazowywania i zgazowy¬ wania. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w komorze naparzania cisnieniowego, podczas na¬ parzania, utrzymuje sie cisnienie nizsze od cisnie¬ nia panujacego w naczyniu do odgazowywania i zgazowywania, przy czym wstepnie osuszony we¬ giel spreza sie do cisnienia panujacego w naczy¬ niu do odgazowywania i zgazowywania, a przy tym przemieszcza sie ten wegiel w sposób prze¬ rywany do naczynia do odgazowywania i zgazowy¬ wania. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wegiel wstepnie osuszony w naparzaniu cisnienio¬ wym dosusza sie para przegrzana. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, ze jako czynnik zgazowywujacy stosuje sie reszte pary opuszczajacej zloze wegla przy napa¬ rzaniu cisnieniowym wraz z odprowadzanym C02, a takze wraz z para pochodzaca z dosuszania pa¬ ra przegrzana. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze naparzanie cisnieniowe oraz cisnieniowe odgazowywanie i zgazowywanie przeprowadza sie we wspólnym naczyniu. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wode pochodzaca z naparzania cisnieniowego po¬ wrotnie wprowadza sie do obiegu i rozpryskuje sie ja ponad zlozem wegla w komorze naparzania. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynnik do wstepnego podgrzewania wegla stosuje sie pare i/lub goraca wode powstala przez odprezenie do cisnienia atmosferycznego wody po¬ chodzacej z naparzania cisnieniowego. 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze goraca wode, powstala przez odprezenie do cisnie¬ nia atmosferycznego wody pochodzacej z naparza¬ nia cisnieniowego, stosuje sie do przenoszenia su¬ rowego wegla brunatnego do bunkra. 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze wode pochodzaca z naparzania, a znajdujaca sie pod cisnieniem, stosuje sie do hydraulicznego przenoszenia surowego wegla brunatnego z zam¬ kniecia weglowego do komory naparzania cisnie¬ niowego. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze surowy wegiel brunatny wstepnie podgrzewa sie w zamknieciu weglowym, a jako czynnik podgrze- 20 wajacy stosuje sie czastkowy strumien czynnika naparzajacego i/lub goraca wode pochodzaca z na¬ parzania cisnieniowego. 13. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 1 jako czynnik naparzajacy stosuje sie wysycona lub nieco przegrzana pare wodna. 14. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynnik naparzajacy stosuje sie pare wodna, która kieruje sie do komory naparzania cisnienio¬ wego ponad zloze wegla, w takiej ilosci aby stale niewielka, szczatkowa ilosc pary przeplywala wraz z gazami powstajacymi przy uweglaniu wegla do naczynia do odgazowywania i zgazowywania. 15. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynnik naparzajacy stosuje sie pare wodna wytworzona w plaszczu wodnym naczynia do cis¬ nieniowego odgazowywania i zgazowywania. 16. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynnik naparzajacy stosuje sie goracy gaz, zawierajacy wyisycona lub nieco przegrzana pare wodna, otrzymany po zgazowywaniu, pod cisnie¬ niem o czastkowym cisnieniu pary wodnej wyno¬ szacym wiecej niz 1 MPa, przy czym ten goracy gaz przepuszcza sie w sposób ciagly przez osuszo¬ ny wegiel, a przy tym z pary unoszonej przez gaz taka tylko jej ilosc wykrapla sie podczas naparza¬ nia cisnieniowego, zeby czastkowe cisnienie pary wodnej wynosilo wiecej niz 0,5 MPa. 17. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze naparzanie cisnieniowe, zachowawcze dosuszanie, odgazowywanie i zgazowywanie przeprowadza sie w jednym naczyniu cisnieniowym, a gazy wytwo¬ rzone w dolnej czesci tego naczynia przez zgazo¬ wywanie cisnieniowe kieruje sie w przeciwpradzie wzgledem wegla, ku górze, a przy tym w zlozu wegla w bezposrednio po sobie nastepujacych strefach przeprowadza sie odgazowywanie, zacho¬ wawcze dosuszanie i naparzanie cisnieniowe. 18. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze jako czynnik naparzajacy stosuje sie gaz po¬ chodzacy ze zgazowywania, zawierajacy pare wod¬ na, który wysyca sie i oczyszcza z porwanego przez niego pylu oraz wj^kroplonych weglowodorów. 19. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze jako czynnik naparzajacy stosuje sie gaz zawie¬ rajacy pare wodna, który wysyca sie woda oddzie¬ lona z wegla przy naparzaniu cisnieniowym, oraz oczyszcza sie z pylu. 20. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze gazy zawierajace pare wodna, pochodzace ze zga¬ zowywania wegla, wolne od fenolu, oraz gazy za¬ wierajace przegrzana pare wodna, wprowadza sie do komory naparzania, ponad zloze wegla. 21. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze jako czynnik-dosuszajacy i odgazowywujacy stosu¬ je sie tylko czesc strumienia gazu, wytworzonego przy odgazowywaniu i zgazowywaniu. 22. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze jako czynnik naparzajacy stosuje sie strumien czastkowy, za pomoca którego przeprowadza sie zachowawcze dosuszanie i odgazowywanie, i który zawiera niewielka ilosc pylu oraz duza ilosc we¬ glowodorów. s i» £0 30 33 49 43 59 » 60127 6€8 21 23. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ie jako czynnik naparzajacy stosuje sie czastkowy strumien gazu wytworzonego przy odgazowywaniu i zgazowywaniu, który jest odciagany ze strefy zgazowywania jako wolny od mgly smolowej, czysty gaz oraz wysycony i korzystnie oczyszczony z pylu. 24. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze czastkowy strumien gazu, przed wprowadzeniem do strefy naparzania, podgrzewa sie do temperatu¬ ry rozpadu fenolu. 25. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze po cisnieniowym naparzaniu ziarnistego, surowego 22 wegla brunatnego goracymi gazami, zawierajacymi pare wodna, powstalymi w wyniku czesciowego utleniania wegla, osuszone ziarna odpreza sie. 26. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zgazowywanie cisnieniowe przeprowadza sie nie¬ zaleznie od naparzania cisnieniowego, dosuszania i odgazowywania. 27. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynnik do odgazowywania, dosuszania i na- parzania cisnieniowego stosuje sie gaz lub czesc strumienia gazu, wytworzonego przez przeprowa¬ dzone oddzielnie zgazowywanie cisnieniowe wy¬ tworzonego koksu lub jego czesci. 5 10 PL