Przedmiotem wynalazku jest sposób wzbogaca¬ nia niskouweglonego weglla. W niniejszym opisie i zastrzezeniach termin „Wegiel niskouweiglony" oznacza wegiel brunatny oraz inne substancje we¬ glowe takie jak torf, lignit, drewno lub odpady weglowe.Wegiel niskouweiglony moze zawierac do 90% wagowych wody, jednak zwyikle zawiera wode w ilosci od 40 do 70%. Woda moze wystepowac w róz¬ nych postaciach, na przyklacli zwiazana chemicz¬ nie, w formie zelu lub w postaci wody zaadsor- bowanej.Ze wzgledu na efektywnosc transportu pozadane jest usuniecie z wegla wiekszosci zawartej w nim wody. Zabieg ten podnosi równiez wartosc opalo¬ wa wegla oraz poprawia jego wlasnosci spalania.Wode mozna usuwac z wegla albo czesciowo, ma drodze suszenia w podwyzszonej temperaturze, albo calkowicie, na drodze obróbki termicznej.Woda usunieta na drodze suszenia w podwyz¬ szonej temperatarze zostaje zwykle po pewnym czasie ponownie zaadsorbowana, natomiast woda usunieta na drodze obróbki termicznej nie powra¬ ca z powrotem do weglla z uwagi na dokonane w nim, w trakcie tej obróbki, zmdany chemiczne.Obróbke termiczna wegla mozna podzielic na dwa odrebne etapy: odwodnianie i dekarboksyila- cje, tj. usuwanie grup zawiemjajcjnoh atomy tlenu.Odjwodhianie prowadzi sie zwykle w temperaturze okolo 200°C, powodujac w wyniku usuniecie 10 15 znacznej czesci zwiazanej wody. W tym przypad¬ ku po oddzaeleniiu wody od wegla nie pojawia sie tendencja do ponownego absorbowania wody.Dekarboksylacje prowadzi sie w temperaturze nieco wyzszej, zwykle w temperaturze okolo 300°C, uzyskujac w wyniku dalsze zmiany strukturalne weglla. Poddany Jakiej obróbce wegiel staje sie wyraznie hydtrofiofoowy, co wynika z usuniecia bo¬ gatych w tlen grup polarnych, odpowiedzialnych za hydrofilowe wlasnosci wegla.W przypadku niekitórych gatunków wegla moz¬ na stosowac z powodzeniem suszenie w podwyz¬ szonej temperaturze, jednakze w przypadku we¬ gla o duzej zawartosci wody metoda ta jest mniej skuteczna, z uwagi na koniecznosc doliczenia uta¬ jonego ciepla parowania wody. A poniewaz w pro¬ cesie takim nie zachodza .praktycznie zadne zmia¬ ny strukturalne wegla, wiec uzyskany wysuszo¬ ny produkt pozostaje hydrofilowy i jesli nie zasto¬ suje sie specjalnych srodków ostroznosci bedzie Iponownie adlsorbowal wode z otoczenia. Ponadto, wartosc opalowa tak wysuszonego wegla nie be¬ dzie dostatecznie wysoka by pozwolila na uzyska- nde ceny, która moglaby pokryc koszt transportu wegla na wieksza odleglosc. ^godnce ze sposobem opisanym w opisie paten¬ towym W. Brytanii nr 1471G49 wodna zawiesine drobno sproszkowanego weglla ogrzewa sie pod zwiekszonym cisnieniem do temperatury powyzej T50°C w celu odwodnienia zawartego w niej we- 128 548128 : ¦*.- -3 < ¦¦¦-¦; lB gla. Aby zapobiec^o^atftfwywanm wody cisnienie (procesu Utrzymuje sie ¦ powyzej cisnceniia pary 'wodnej w tej temperaturze. Najiskutecznieisze ^wzbogacanie wegla zachodzi w stosunkowo wyso- kicih teir^peTatiiiracn, wymaga to jednak prowadze¬ nia procesu pod bandzo wysokim cisnieniem, jesli ?woda ma pozostawac w fazie cieklej. Jednakze, z (uwagi na duze ilosci poddawanego obróbce wegla toaridizo wyroki byliby koszt niezbednych do tego celu reaktorów cisnieniowych. Sposób wedlug wy- toailazku pozwala uniknac tych mankamentów. tWi&d&ug wynalazku, sposóo wzbogacania nisko- uwejglonego wegla polega na tym, ze w pierwszym teitapie wegiel ogrzewa sie w obecnosci wody óo 4eim|peraltury w granicach 150—300°C i pod cisnie¬ niem co najmniej równym cisnieniu pary wodnej w temiperalturze procelsu, a nastepnie, w drugim 'etapie, p»o oddzieleniu wegda od przynajmniej czesci cieklej fazy wodnej obecnej po pierwszym etatpiie proces/u, ogrtzewa sie wegiel do temperatury powyzej 300°C, a korzystnie ponizej 400°C, pod cisndendem nizszyim od cisnienia pary wodnej w temperaturze 3O0°C.Istotna korzyscia tak prowadzonego procesu jest faklt, ze znaczna czesc wody zawartej w wegiliu usuwa sie w pierwiszym e^aipie bez potrzeby jej odparowywania, co pozwala na uzyskanie znacznej dekanbckisyilacji i przetworzenia wegla w eUipie ófrut&im, który mozna prowadzic w wyzszej teim- fperaiturze, unikajac klopotów zwiazanych z po- ttrzeba utrzymania olsnienia doisitatecznie wyisckie- igo, by nie- nastepowalo odparowanie wody w tem¬ peraturze istosowanej w drugim etapie.W wiekszosci przypadków nie uwaza sie za ko¬ rzystne pffizekraczanie temperatury 400°C z uwa¬ gi na to, ze powyzej tej temperatury moze roz¬ poczac sie zgazowywanie wegla. Jednak w szcze¬ gólnym przypadku procesu prowadzonego sposobem wedlug wynalazku, kiedy ze wzgledów ekonomicz¬ nych moze byc korzystne przekroczenie tej tempe¬ ratury, nie ma do tego zadnych technicznych prze- ciwskazan.(Podczas obróHki wydziela sie czesto z wegla zna¬ czna ilosc lekkich smól. Jest to wartosciowy pro¬ dukt, który moze ,byc wydzielany z wody lulb ko¬ rzystnie estrahowany z wegla za pomoca rozpusz¬ czalnika np. toluenu.Przewodnictwo cieplne wegla brunatnego jest bardzo slabe. W celu zwiekszenia przenikania cie¬ pla do wegla w pierwszym etapie i ulatwienia je¬ go odwodniania mozna do wegla dodac wody. We¬ giel mozna wprowadzac do procesu w postaci drob¬ no, sproszkowanej, czesto w postaci nadajacej sie do pompowania papki, co ulatwia manipulowanie nim i sprezanie.Na zakonczenie pierwszego etapu procesu we¬ giel mozna po prostu odsaczyc lub pozbyc sie wo¬ dy w inny typowy sposób, np. na drodze odwiro¬ wywania lub aglomeracja rozdrobnionego wegla.W drugim etapie wegiel korzystnie ogrzewa sie bezposrednio para wodna, a jeszcze lepiej przegrza¬ na para wodna o temperaturze w granicach 500— 540°C.Cisnienie zastosowane w pierwszym etapie po¬ winno byc takie, by wystarczylo do utrzymania 548 4" wody w fazie cieklej. W obu etapach korzystnie jest stosowac cisnienie w granicach 30—46 X10f Pa, przy czym wygodnie jest stosowac takie samo ci¬ snienie w pierwszym i drugim etapie procesu. W 5 pierwszym etapie wegiel podgrzewa sie korzystnie do temperatury w granicach 180—260°C, przy czym optymalny zakres temperatur wynosi 200—230°C, natomiast w drugim etapie stosuje sie temperatury z zakresu 300—340°C. ie Odwodnianie prowadzone w pierwszym etapie za¬ chodzi stosunkowo szybko, tak ze nde trzeba stoso¬ wac praktycznie zadnego dodatkowego czasu prze¬ bywania w strefie reakcji, gdyz do odwodnienia wegla wystarcza czas niezbedny do ogrzania we- 15 gla do temperatury odwodniania. Natomiast proces dekarboksylacji prowadzony w drugim etapie trwa nieco dluzej, wiec w zaleznosci od zastosowanej temperatury oraz pozadanego stopnia przereagowa- nia wegiel moze pozostawac w strefie reakcji do 20 5 godzin, zwykle jednak pozostawia sie go w niej w ciagu 5—30 minut. Nalezy zauwazyc, ze opty¬ malny czas przebywania ustala sie zwykle na pod¬ stawie analizy kosztów calego procesu, przy uwzglednieniu rodzaju wegla, wartosci dodanej 25 i podatnosci wegla na ten rodzaj obróbki.Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac ko¬ rzystnie nawet do wegla w duzych kesach o wy¬ miarach ziarn dochodzacych na przyklad do U50 mm. Czastki rzedu 5 mm latwiejsze sa do 30 obróibki w przypadku, gdy wegiel wprowadza sie w postaci szlamu. Natomiast mniejsze czastki we¬ gla trudno oddzielic od fazy wodnej po zakonczeniu pierwszego etapu procesu.Wynalazek mozna zrealizowac stosujac urzadze¬ nie skladajace sie z pierwszego reaktora dostoso¬ wanego do zasilania weglem niskouweglonym i wo¬ da oraz podgrzewania wsadu do temperatury w granicach 150—300°C pod cisnieniem wyzszym od cisnienia pary wodnej w temperaturze procesu, ele- 40 mentów do oddzielania cieklej fazy wodnej od we¬ gla, i drugiego reaktora dostosowanego do zasila¬ nia weglem z pierwszego reakitora i podgrzania go do temperatury powyzej 300^C pod cisnieniem niz¬ szym od cisnienia pary wodnej w temperaturze 45 300°C.Pierwszy reaktor moze byc korzystnie wyposazo¬ ny w uklad zasilania przystosowany do wprowa¬ dzania wegla i wody do pierwszego etapu obrób¬ ki. W przypadku gdy surowiec zawiera dostateczna 50 ilosc wody, do podawania go do reaktora mozna sto¬ sowac pompe.W celu jak najwiekszego obnizenia potrzeb ener¬ getycznych procesu jako wode wprowadzana w pierwszym etapie stosuje sie wode wyekstrahowa- 55 na z pierwszego reaktora. Podobnie cieplo potrzeb¬ ne do pierwszego etapu reakcji moze byc dostar¬ czane z para wodna wyprowadzana z drugiego reaktora.W jednym z korzystnych zastosowan sposobu 60 wedlug wynalazku reaktory umieszcza sie jeden' nad drugim, a mianowicie pierwszy nad drugim, tak by po wyrównaniu cisnienia w obu reaktorach produkt z pierwszego przesuwal sie pod wlasnym ciezarem do drugiego reaktora. gg W innym zastosowaniu sposobu wedlug wynalaz-128 548 6 ku wsad z pierwszego reaktora przenosi sie, po odciagnieciu wody, do reaktora drugiego za pomoca urzadzenia mechanicznego, takiego jak przenosnik srubowy. Ma to te zalete, ze wegiel z pierwszego do drugiego reaktora mozna przesylac praktycznie systemem ciaglym.Alternatywne urzadzenie do prowadzenia proce¬ su sposobem wedlug wynalazku sklada sie z co najmniej jednego reaktora, przy czym kazdy z ta¬ kich reaktorów przystosowany jest do prowadzenia obu etapów sposobu wedlug wynalazku. W naj¬ prostszej postaci kazdy z reaktorów dostosowany jest do zasilania weglem niskouweglonym oraz wo¬ da i podgrzewania takiego wsadu do temperatury w granicach 150—300°C pod cisnieniem wyzszym od cisnienia pary wodnej w temperaturze procesu.Reaktory zaopatrzone sa w elementy do oddziela¬ nia wody w stanie cieklym od wegla (lufo odwrot¬ nie) po zakonczeniu pierwszego etapu procesu, po czym wegiel mozna podgrzac w reaktorze do tem¬ peratury powyzej 300°C pod cisnieniem nizszym od cisnienia pary wodnej w temperalturze 300°C. Ze wzgledów ekonomicznych, wokól centralnego ukla¬ du zasilania weglem mozna umiescic wiele reakto¬ rów polaczonych w taiki sposób, by umozliwic prze¬ plyw wody i/lub pary wodnej z reaktora o wyzszej temperaturze do reaktora o nizszej temperaturze.Proces moze byc prowadzony okresowo, przy czym wsad pozostaje w kazdym z poszczególnych reakto¬ rów w ciagu ca-lego czasu trwania procesu, a np. para wodna z reaktora, w którym prowadzony jest drugi etap procesu, przeplywa do reaktora, w któ¬ rym trwa etap pierwszy, natomiast woda z pierw¬ szego etapu bedzie uzyta do wstepnego podgrzania swiezego, nieprzerobionego wegla w innym reakto¬ rze.Mozna równiez proces ten prowadzic systemem cdaglym w pojedynczym reaktorze. Wówczas sto¬ sowany reaktor moze obejmowac dwie strefy reak¬ cji: strefe pierwsza, w której prowadzi sie pierwszy etap procesu i strefe druga do prowadzenia etapu drugiego, oraz moze zawierac urzadzenie mechanicz¬ ne do przesuwania wegla wzdluz reaktora ze stre¬ fy pierwszej do drugieij. Reaktor moze byc ko¬ rzystnie pochylony, tak by woda miala tendencje do pozostawania w strefie nizszej, która w efekcie bedzie strefa nizszej temperatury. Natomiast pa¬ re wodna o wysokiej temperaturze, wprowadzana do strefy wyzszej, kieruje sie nastepnie do strefy nizszej w przeciwpradzie z weglem, dzieki czemu temperatura wegla wzrasta wzdluz reaktora od do¬ lu do góry.W ten sposób uzyskuje sie optymalne wykorzy¬ stanie doprowadzanej energii, gdyz para wodna jest najblizsza punktowi kondensacji w momencie, gdy osiaga dolna granice pierwszej strefy reakcji, na¬ tomiast woda odparowana z wegla w wyzszej cze¬ sci reaktora ponownie kondensuje przeplywajac w dól, wobec czego utajone cieplo parowania nie zo¬ staje stracone.Jako urzadzenia mechaniczne mozna w tym przy¬ padku zastosowac przenosnik wyposazony w sito, czerpak luib lapy, które poruszaja sie systemem ciaglym lub okresowym, albo przesuwaja sie szyb¬ ko lub wolno. W korzystnym zastosowaniu sposobu wedlug wynalazku przenosnik zaopatrzony jest w wieksza ilosc skladanych czerpaków, lap lub widel osadzonych na napedzanym elemencie centralnym, które podczas suwu do góry zagarniaja wegiel 5 i podnosza go, za pomoca elementu a z poziomu A na nowy poziom B. Podczas ruchu powrotnego ele¬ menty skladane przenosnika skladaja sie w kierun¬ ku elementu napedzanego, a element a powraca do swej pierwotnej pozycji A, pozostawiajac wegiel 10 na poziomie B. Z poziomu B wegiel przenoszony jest za pomoca elementu b na wyzszy poziom itd.Taki przenosnik wstrzasowy posiada te zalete, ze przesuwa wegiel wolno przez reaktor zapewniajac jego lagodne mieszanie bez rozdrabniania. Urzadze- 15 nie moze byc napedzane hydraulicznie, co nie wy¬ maga stosowania zadnych skomplikowanych uszczel¬ nien pomiedzy przestrzenia wewnetrzna i zewneirz- na reaktora z uwagi na utrzymywane w reaktorze cisnienie. Mozna tu równiez zastosowac przenosnik 2P srubowy.Reaktor moze miec postac pochylonego, stalowe¬ go pojemnika rurowego wyposazonego ewentualnie w izolacje cieplna, lub moze stanowic pojemnik ze zbrojonego betonu o dowolnym przekroju poprzecz- 25 nym, który nie musi byc jednakowy na calej dlu¬ gosci reaktora. Reaktor o takim ksztalcie nie tylko pozwala na lepsze umieszczenie przenosnika, lecz równiez ulatwia odprowadzanie wody z wegla.Wegiel wychodzacy z drugiej strefy reakcji moz- ^ na bez klopotu odprowadzac za pomoca ekstrudera i w razie potrzeby zbrylac lub pozostawiac w ke¬ sach zlepionych glównie wlasna smola.W przypadku, gdy obróbka wzbogacajaca jest dosc gleboka, z wegla uwalniaja sie wartosciowe produkty smoliste, które mozna usuwac wraz z wo- w da, a nastepnie oddzielac w typowy sposób, lub ekstrahowac z przerobionego wegla rozpuszczalni¬ kiem.Sposób wedlug wynalazku opisany zostanie dalej na przykladzie zalaczonych rysunków, (Fig. 1—4).Fig. 1 przedstawia schemat blokowy procesu pro- wodzonego sposobem wedlug wynalazku. Fig. 2 przedstawia schemat urzadzenia sluzacego do pro¬ wadzenia procesu przedstawionego na fig. 1 sy¬ stemem okresowym. Fig. 3 przedstawia schemat urzadzenia sluzacego do prowadzenia procesu przed¬ stawionego na fig. 1 systemem pólciaglym. Fig. 4 przedstawia schemat urzadzenia sluzacego do pro¬ wadzenia procesu przedstawionego na fig. 1 sy¬ stemem ciaglym.Zgodnie ze schematem przedstawionym na fig. 1 mieszanine zawierajaca wegiel niskouweglony i 40—50% wagowych wody wprowadza sie rurocia¬ giem 10 do pierwszej strefy reakcji 12, gdzie mie- w szanine ogrzewa sie pod cisnieniem 30-^45 X10*Pa do temperatury w granicach 200—250°C. W poda¬ nych warunkach cisnienie calkowite wyzsze jest od cisnienia pary wodnej w tej temperaturze, wobec czego woda pozostaje w fazie cielclej, a do ukladu ji nie trzeba dostarczac ciepla potrzebnego na pokry- ciie utajonego ciepla parowania. Po uptywie pozada¬ nego czasu przebywania, zaleznego od charaktery¬ styki i wieku wegla oraz temperatury procesu, we¬ giel wyprowadza sie z pierwszej strefy 12 i ruro- tt ciagiem 14 przesyla do drugiej strefy 16. Na tym 50128 T etapie procesu wegiel jest juz czesciowo wzbogaco¬ ny oraz poabawiony trzech czwartych .poczatkowej ilosci wody. Poniewaz wegiel taki jest mniej hydro- filowy, mozna przeslac go do drugiej strefy 16 z niewielkim nadmiarem wody.Cisnienie w strefie 16 jest praktycznie takie samo jak w pierwszej strefie, natomiast temperatura jest wyzsza, w granicach a20—350°C. W tej temperaturze i pod tym cisnieniem woda znajduje sie w fazie parowej, tak wiec w drugiej strefie procesu reszta wody powierzchniowej zawartej w weglu odparo¬ wuje; odparowuje równiez uwolniona woda zwia¬ zana chemicznie. Grupy polarne zawierajace tlen przechodza glównie w COj.Cieplo dostarcza do drugiej strefy procesu prze¬ grzana para wodna o temperaturze 500—540°C do¬ prowadzana rurociagiem 18. Nastepnie pare wodna kieruje sie rurociagiem 20 do pierwszej strefy 12.Po opuszczeniu drugiej strefy przerobiony wegiel przesyla sie rurociagiem 22 do aparatu 24, gdzie na¬ stepuje redukcja cisnienia i oddzielenie gazów i re¬ sztek pary wodnej,, które odprowadza sie rurocia¬ giem 26. Odprowadzane gazy zawieraja zwykle pa¬ re wodna, troche HaS, sladowe ilosci innych gazo™ takich jak lekkie weglowodory oraz znaczna ilosc COj wytworzonego w drugiej strefie procesu w wyniku zachodzacej tam reakcji dekarboksylacji.Pewna ilosc gazów odprowadza sie równiez ze stre¬ fy pierwszej rurociagiem 28. W przypadku, gdy ga¬ zy te sa dostatecznie bogate w weglowodory, moz¬ na ich uzyc czesciowo lub w calosci do dostarczania ciepla niezbednego do prowadzenia procesu, które jest procesom slabo endotermicznym.•Wode usuwa sie z pierwszej strefy rurociagiem 30 w takiej ilosci* by utrzymac stosunek ilosciowy wo¬ dy do wegla w pozadanym zakresie, zwykle zblizo¬ nym do 1:1. Jak stwierdzono, woda jest niezbedna nie tylko do przeprowadzenia procesu wzbogacania, lecz równiez do zapewnienia skutecznego i wydaj¬ nego sposobu przenoszenia ciepla do wegla. Wode te o temperaturze 200—B50°C mozna zawracac ru¬ rociagiem 32 do rurociagu 10, w celu utworzenia szlamu z przygotowanym do obróbki weglem, ewen¬ tualnie mozna wykorzystac jej cieplo do podgrzania, znatfdutfacego sie (pod zwiekszanym cisnieniem, stru¬ mienia surowca w rurociagu 10 (szczegól nie poka¬ zany na rysunku). Scieki wodne wypuszczane ru¬ rociagiem 34 wymagaja dodatkowej obróbki przed usunieciem do srodowiska naturalnego. Obróbka ta¬ ka ma na celu usuniecie zanieczyszczen takich jak substancje minerame, rozpuszczone zwiazki siarki ifp.t oraz ewentualne obniizenie temperatury.Na rysunku fig. 2 wegiel przepuszcza sie kolejno przez cztery pojemniki 36, 12, 16 i 24 w celu prze¬ prowadzenia procesu sposobem wedlug wynalaz¬ ku.Zmierzona ilosc ziarn wegla o wymiarach glów¬ nie z zakresu 20—*15Q mm dostarcza sie za pomoca przenosnika 4Q do górnego leja samowyladowczego 36,, do którego równiez doprowadza sie rurociagiem 42 wode w celu zwiekszania zawartosci wody nie- zwiazanej w mieszaninie do 60% wagowych, tj.obni-. zenia zawartosci wegla w mieszaninie do 40% wa¬ gowych. 548 8 Po opróznieniu pierwszego reaktora 12 caly wsad przygotowany w leju samowyladowczym 36 wpro¬ wadza sie do reaktora 12 przelotem 44, zamykanym, po zapelnieniu reaktora, zaworem 46. Przegrzana 5 pare wodna o temperaturze 315—350°C i cisnieniu 36 X105 Pa doprowadza sie do reaktora rurociagiem 48 i tak dlugo przedmuchuje nia wsad, az jego temperatura osiagnie wartosc 230°C pod cisnieniem 45 X10* Pa. Gazy oraz nieskroplona pare wodna 10 usuwa sie z reaktora rurociagiem 28.Woda wyciekajaca z reaktora rurociagiem 50 za¬ wracana jest czesciowo do zmieszania z nowym wsadem w leju samowyladowczym 36, a czesciowo usuwana jako sciek rurociagiem 38 i nastepnie pod- u dawana odpowiedniemu oczyszczaniu i wymianie ciepla. Z typowej próbki wegla brunatnego Victo- rian, przygotowanej w postaci wsaidu zawierajacego 40 kg wegla i 60 kg wody, usuwa sie w wyniku obróbki w reaktorze 12, 40 kg wody.^ Pozostale 60 kg wilgotnego wegla kieruje sie do drugiego reaktora 16 przelotem 52 laczacym oba reaktory. Po zaladowaniu drugiego reaktora zamy¬ ka sie zawór 53 i rozpoczyna przedmuchiwanie wsa¬ du przegrzana para wodna o temperaturze 540°C w i cisnietniiu 45X105Pa, doprowadzana rurociagiem 54. Przedmuchiwanie kontynuuje sie az do uzyska¬ nia przez wegiel temperatury 340°C. Nieco chlod¬ niejsza, lecz ciagle przegrzana para wodna opusz¬ cza drugi reaktor 16 rurociagiem 48, który dopro- 3^ wadza ja, jak wspomniano powyzej, do pierwszego reaktora 12.W chwili, gdy wsad znajdujacy sie w drugim reaktorze 16 osiagnie pozadana temperature prze¬ rywa sie doplyw pary wodnej, a zawartosc reakto- j5 ra wyladowuje sie przelotem 56 do nizszego leja samowyladowczego 24. Po calkowitym rozladowa¬ niu reaktora zamyka sie zaworem 57 przelot 56, a otwiera zawór 58 na rurociagu odpowietrzajacym 60, zmniejszajac cisnienie w leju 24. 40 W podanych wyzej warunkach okolo 96% wag. wytworzonego gazu stanowi zwykle CO*. Ponadto gaz zawiera sladowe ilosci HjS i lekkie weglowo¬ dory.Po odgazowaniu i schlodzeniu, ziarna przerobio- 45 nego wegla dozuje sie z leja samowyladowczego na przenosnik 62.Proces periodycznie prowadzony w opisany wy¬ zej: sposób ma te zalete, ze jest bardzo elastycz¬ ny, dzieki czemu rózne rodzaje wegla mozna prze- w rabiac w optymalnych warunkach temperatury i czasu przebywania. Inna zaleta takiego proce¬ su jest stosunkowo prosta aparatura.Instalacja przedstawiona na fig. 3 jest zmodyfi¬ kowana wersja instalacji z rysunku fig. 2, a jej za- 55 leta jest przystosowanie do prowadzenia procesu systemem pólciaglym.Pierwszy reaktor 12 zasilany jest pod cisnieniem, poprzez rurociag 64, szlamem ziarn wegla o wymia¬ rach okolo 5 mm w wodzie. Surowiec ten ma pod- m wyizszona temperature z uwagi na to, ze óo przygo¬ towania szlamu uzyto goracej wody pochodzacej z procesu, która doprowadzono do zbiornika szlamu 68 rurociagiem 66. Tak jak poprzednio, do podgrza¬ nia szlamu do temperatury 220°C pod cisnieniem gg 30^-35 X1Q5 Pa uzywa sie pacy wodnej o tempera-128 9 turze 3.15—350°C. Ziarna wegla wolno przesuwaja sie w dól reaktora, podczas gdy woda odsaczana jest przez sito 70. Na koniec marna wegla dostaja sie do podnosnika srubowego 72, który przesuwa je do drugiego reaktora 16* Wode odprowadza sie z dna pierwszego reaktora rurociagiem 74, przy czym czesc wody kieruje sie, Jak uprzednio, rurociagiem 66 do przygotowywania szlaonu. Pozostala czesc uisuwa sde rurociagiem 76 i po oczyszczeniu i wymianie ciepla wypuszcza ja¬ ko sciek. Zuzyta pare wodna wychodzaca z pierw¬ szego reaktora 12 rurociagiem 28 mozna wykorzy¬ stac do podgrzania wody lufo szlamu.Drugi reaktor 16, mniejszy niz pierwszy, zaopa¬ trzony jest we wlot 80, którym doprowadza sie przegrzana pare wodna o temperaturze 540°C i ci¬ snieniu 40 X105Pa, w celu przedmuchania czescio¬ wo odwodnionych ziarn wegla. Czesc pozostalej ilo¬ sci wody odparowuje i przechodzi wraz z para wod¬ na rurociagiem 82 do pierwszego reaktora, gdzie wykrapila sie ponownie w panujacych tam warun¬ kach, dzieki czemu nie zostaje stracone utajone cieplo parowania.Zawartosc drugiego reaktora 16 wypuszcza sie okresowo zamykanym przelotem 56 do leja samo¬ wyladowczego 24. Cisnienie w leju 24 redukuje sie wypuszczajac wydzielony z wegla gaz rurociagiem 60. Nastepnie wegiel wyladowuje sie wylotem 84 z leja samowyladowczego 84 na przenosnik 62.¦Gdy wzbogacony wegiel stosuje sie bezposrednio do zgazowywania lulb brykietówania, albo poddaje sie go dalszej obróbce, wylot z leja samowyladow¬ czego mozna odpowiednio zmodyfikowac w celu wykorzystania ciepla i/lufo cisnienia wsadu.Instalacja przedstawiona na fig. 4 dostosowana jest do pracy systemem ciaglym i nadaje sie do przerobu duzych ilosci wegla. Tak jak w przypad¬ ku instalacji pokazanej na fig. 2» urzadzenie skla¬ da sie w zasadzie z pojemnika surowca 36, reakto¬ ra 88 podzielonego na pierwsza strefe reakcji 12, w której prowadzi sie odwadnianie, i druga strefe reakcja 16, w której .prowadzi sde dekarboksylacje^ oraz zbiornika wyladowczego 24.Po zaladowaniu pojemnika surowca 36 weglem i dodaniu rurociagami 42 i 86 wody, mieszanine kie¬ ruje sie do pierwszej strefy reakcji 12 reaktora 88.Reaktor 88 stanowi wydluzony, cylindryczny zbiornik, w którym dwie strefy reakcji 12 i 16 o róznych srednicach polaczone sa czescia stozkowa 92, przy czym pierwsza strefa reakcji 12 ma sred¬ nice wieksza niz strefa druga. Os reaktora 88 wznosi sie ukosnie od strefy 12 do strefy 16, zwykle pod kajtem od 5 do 15°; w przypadku instalacji przedistawdonej na fig. 4 kajt ten wynosi okolo 12^°.Gdy instalacja znajduje sie w ruchu, wegiel prze¬ mieszczany jest wzdluz reaktora 88 za pomoca przenosnika srubowego 94 napedzanego umieszczo¬ nym na zewnatrz silnikiem 96.(W pierwszej strefie reakcji 12 oprócz wegla znaj¬ duje sie równiez woda o temperaturze 240°C i pod •cisnieniem 45X10* Pa, tj. takim, jakie utrzymywa¬ ne jest w reaktorze. Wegiel z pojemnika 36 do¬ prowadzany jest do reaktora rurociagiem 64, a na¬ stepnie przesuwany wolno przenosnikiem 94 do drugiej strefy reakcji 16 poprzez czesc stozkowa 92. 546 10 Woda pozostaje glównie w pierwszej strefie reak¬ cji. Nadmiar jej zbierany jest w zbiorniku scie¬ kowym 90, skad odprowadza aie ja rurociagiem 100 do zbiornika osadowego 108. g W osadniku 108 wode oddziela sie od pochodzacej z wegla lekkiej smoly, która usuwa sie rurociagiem 101. Wode odprowadza sie rurociagiem 114, przy czym mozna ja, jak wspomniano wyzej, zwrócic do .pojemnika 36 rurociagiem 42. Gazy i nieskroplo- 10 na pare wodna usuwa sie z reaktora 88 rurocia¬ giem 28 do koagulatora 102, skad wode, lekka smo¬ le i gazy odprowadza sie odpowiednimi rurociaga¬ mi 80, 104 i 106.Ze wzgledu na pochylenie reaktora oraz z uwagi 15 na to, ze lekko ubity wegiel tylko czesciowo wypel¬ nia przenosnik srubowy 94 umozliwiajac przeplyw w przeciwpradzie pary wodnej z drugiej strefy re¬ akcji 16 do pierwszej, wiekszosc wody .pozostaje w pierwszej strefie reakcji, podczas gdy wegiel prze- suwany jest stopniowo ze strefy pierwszej do dru¬ giej.Przegrzana para wodna o temperaturze 540°C do¬ prowadzana jest do drugiej strefy reakcji króccem 116. Cisnienie panujace w drugiej strefie jest prak- tycznie tafcie samo jak w strefie pierwszej i wy¬ nosi 45X10* Pa, tak wiec reszta wody pozostalej w weglu szybko odparowuje. Wegiel zostaje podgrza¬ ny para wodna do temperatury okolo 340°C, po czym pozostaje w tej temperaturze w ciagu odpo- wiednio dlugiego czasu. Nastepnie wegiel usuwa sie z reaktora pionowym kanalem 120 do zbiornika wy¬ ladowczego 24. Gazy wydzielajace sie z wegla od¬ prowadza sie na zewnatrz, a wzbogacony wegiel, po schlodzeniuf nadaje sde do transportu lulb dal- ' szego przerobu, np. ekstrakeji rozpuszczalnikiem w celu usuniecia lekkiej smoly wytworzonej podczas procesu wzbogacania.Jak juz zaznaczono wyzej, wegiel moze byc wpro¬ wadzany do reaktora w postaci szlamu za pomoca ^ ukladu samowyladowczego przedstawionego na fig. 2. Mozna go równiez wprowadzac do reaktora za pomoca pampy lufo mechanizmu srubowego, tak wiec prostokat oznaczony numerem 36 oznacza do¬ wolne urzadzenie zasilajace. Podobnie wegiel wzfoo- gacony mozna wyprowadzac z reaktora za pomoca ukladu samowyladowczego przedstawionego na fig. 2, lub np. mechanizmu srubowego polaczonego z granulatorem.Przyklad I. 150 g brunatnego wegla austra- w lijiskiego o wymiarach ziarn okolo 10 mm poddano obróbce w Obecnosci 90 ml wody w autoklawie o pojemnosci 350 cm*. Temperature w reaktorze podnoszono stopniowo, co 8°C w ciagu minuty.Przeprowadzono nastepujace trzy doswiadczenia: M Doswiadczenie 1: Wegiel ogrzewano do temperatury 250°C pod cisnieniem 45X105Pa.Doswiadczenie 2: Wegiel ogrzewano do temperatury 340°C pod cisnieniem 200 X105 Pa.Doswiadczenie 3: Wegiel ogrzewano do temperatury 60 250°C pod cisnieniem 45X10*Pa, odprowadzono w tej temperaturze wode, po czym pozostalosc ogrze¬ wano para wodna do temperatury 340°C pod ci¬ snieniem 50X10* Pa.Zarówno dla surowca jak i produktów oznaczono 85 cieplo spalania oraz wilgotnosc równowagowa (me-128 548 11 toda standardowa oznaczania wilgotnosci równo¬ wagowej dla wegla przy wiUgotmosci wzglednej 96— 97% i w temperaturze 30°C (ASTM D-1412-74), na podisftaiwie zawartosci suchej oraz bezpopiolowej cze¬ sci organicznej (DAJ1.).Uizyiskane wyniki przedstawia ponizsza tablica: 12 dukt zawieral 227 g substancji organicznej, 3,7 g popiolu i 33,3 g, tj. 12,6% wag. wody. Ciezar obje¬ tosciowy wynosil 0,46 kg substancji organicznej/litrr a wartosc opalowa 28700 kJ/kg DjAF. W trakcie drugiego etapu procesu wydzielilo sie 9,9 1, tj. 19,6 g CQ2 i 3,4 g smoly.T ab 1 i c a wsad weglowy doswiad¬ czenie 1 doswiad¬ czenie 2 doswiad¬ czenie 3 Cieplo spalania kJ/kg D.A*.F. 26 400 29 700 31700 32 600 Wilgotnosc równowagowa kg/kg D.A F. 1,5 0,6 0,1 0,1 % wag. 60 37 9 9 10 Najlepsze wyniki uzyskano w doswiadczeniu 3, które zostalo przeprowadzone sposobem wedlug wynalaizku.Przyklad II. 654,5 g brunatnego wegla australijskiego o zawartosci 266,2 g substancji orga¬ nicznych, 397,4 g, tj. 60,3% wag. wody i 3,6 g po¬ piolu, oraz posiadajacego wartosc opalowa 26600 kJ/kg D.A.F. i ciezar objetosciowy 0,21 kg substan¬ cji arcaniiczneij/lldtr poddano wraz z 65,5 g wody obróbce w autoklawie o pojemnosci 2 1. Mieszani¬ ne ogrzewano w ciagu 80 minut do temperatury zounu pod cisnieniem 45X10* Pa, po czym odsaczo¬ no wytworzona wode. Pozostalosc ogrzewano w ciagu 35 minut do temperatury 340°C utrzymujac cisnienie 50X10* Pa, a nastepnie schlodzono do tem¬ peratury pokojowej i rozprezono. Uzyskany pro- Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wzbogacania niskouweglonego wegla,. znamienny tym, ze w pierwszym etapie wegiel ogrzewa sie w obecnosci wody do temperatury w granicach 150—300°C i pod cisnieniem co naj¬ mniej równym cisnieniu pary wodnej w tempe- 15 raturze procesu, a nastepnie, w drugim etapie, po oddzieleniu wegla od przynajmniej czesci cieklej fazy wodnej obecnej po pierwszym etapie procesu, wegiel ogrzewa sie do temperatury powyzej 300°C,, pod cisnieniem nizszym od cisnienia pary wodnej w temperaturze 300°C. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w drugim etapie wegiel podgrzewa sie do tempera¬ tury ponizej 400°C. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze w drugim etapie wegiel ogrzewa sie bez¬ posrednio para wodna. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w pierwszym etapie wegiel ogrzewa sie do tempe¬ ratury w granicach 180—260°C. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w drugim etapie wegiel ogrzewa sie do temperatury w granicach 300—340°C. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w obu etapach stosuje sie cisnienie w granicach 30—45X10* Pa. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cisnienie w pierwszym etapie jest praktycznie takie samo jak w etapie drugim. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze oddziela sie smole wydzielajaca sie w drugim eta¬ pie procesu. 20 25 30 35 40 3L . ¦ /32 13 .30 12 1 [ S* '/ U 1 k p.J m x» IL ' * A \ s*b ty- —•» FIG.1128 548 -«—-J i£ 76-J FIG. 4 PL