Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stalego paliwa o wysokiej gestoóci energetycznej, z wegla brunatnego w kawalkach, zawierajacego duza ilosc wody.Pod wspólnym okresleniem "wegiel brunatny" rozumie sie duza ilosc róznych rodzajów wegla brunatnego o róznym skladzie. Charakterystyczna dla nich jest, obok wysokiej zawartosci skladników lotnych, wysoka zawartosc wody, która lezy w zakresie 30 - 70# wagowych. Z powodu tej wysokiej zawartosci wody, wegiel brunatny jest nieoplacalny do transportu. Dlatego zawartosc wody w weglu brunatnym musi byc redukowana do wartosci nadajacej sie do dalszego stosowania, a poza tym suszenie musi byc prowadzone w poblizu kopalni wegla.Stopien wysuszenia zalezy przy tym w zasadzie od dalszego zastosowania suchego wegla. Takze wymagania odnosnie uziarnienia suchego wegla okreslane sa w zasadzie przez rodzaj dalszego zastosowania suchego wegla. Ze wzgledu na geograficzne polozenie pokladów wegla brunatnego na swiecie i ze wzgledu na potencjalne centra zuzycia, trzeba sie liczyc . ze stale wzrastajacym znaczeniem transportu duzych ilosci wegla brunatnego na duze odleglosci, Z punktu widzenia transportu beda stawiane produktowi uszlachetnienia wegla brunatnego dalsze wymagania. Produkt uszlachetniania powinien miec wielkosc ziarna optymalna do transportu. Zawartosc wody powinna lezec tak nisko jak to jest mozliwe, a gestosc energetyczna tak wysoko jak to jest mozliwe. Produkt uszlachetniania nie powinien miec sklonnosci do samozapalenia i wreszcie i nie moze on readsorbowac wódy.Znany jest sposób wytwarzania suchego wegla w postaci kawalków z bogatego w wode, wegla brunatnego, w postaci kawalków, polegajacy na suszeniu para nasycona, metoda Pleissnera. Suchy wegiel wytwarzany przez traktowanie para nasycona suchego wegla brunatnego o zawartosci wody 30 - 70# wagowych, ma resztkowa zawartosc wody wynoszaca 10 - 305* wagowych.Resztkowa zawartosc wody ustalona jest tu lacznie z jednej strony przez wystepujace jeszcze cisnienie pary nasyconej przy suszeniu, ale z drugiej strony takze2 133 588 przez wlasnosci readsorpcyjne suchego wegla. Wyzej wymieniona resztkowa zawartosc wody w suchym weglu nie jest z punttu widzenia transportu na duzych odleglosciach reprezentatywna. Odnosi sie to zwlaszcza do górnej granicy, która jest charakterystyczna dla traktowania para nasycona wegla brunatnego o ekstremalnie wysokiej zawartosci wody.Jeszcze wieksze obnizenie zawartosci wody w weglu nie jest mozliwe przy suszeniu para nasycona z powodu nie wystepujacego juz cisnienia pary nasyconej, zwlaszcza z powodu wysokich kosztów inwestycji urzadzenia suszacego, co wynika z krzywej pary nasyconej na fig. 2.Wytworzony suchy wegiel sklonny jest równiez czesto do samozaplonu i nie jest odpowiedni do brykietowania bez srodków wiazacych nie tylko z powodu duzej resztkowej zawartosci wody lecz takze z powodu zmienionych wlasnosci powierzchniowych.Celem wynalazku jest unikniecie wyzej podanych wad, które ma suchy wegiel wytwarzany konwencjonalnym sposobem suszenia para nasycona metoda Pleissnera i otrzymy¬ wania, przy mozliwie malych nakladach wysokowartosciowego produktu uszlachetnienia.Sposób wytwarzania stalego paliwa o wysokiej gestosci energetycznej z wegla brunatnego w kawalkach zawierajacego duza ilosó wodyt wedlug którego surowy wegiel brunatny poddaje sie suszeniu przez okresowa obróbke para nasycona w autoklawie i koncowej obróbce para przegrzana, przy czym para, ewentualnie po posrednim zasilaniu, zawraca sie do procesu, polega wedlug wynalazku na tym, ze surowy wegiel brunatny o wielkosci ziarna powyzej 5 mm i korzystnie ponizej 55 mm wprowadza sie do obróbki para nasycona, a nastepnie przed obróbka para przegrzana rozdrabnia sie do wielkosci ziarna ponizej 10 mm i poddaje obróbce para przegrzana, korzystnie w temperaturze 400 - 500°C.Korzystnie rozdrobnienie wegla brunatnego obrobionego para nasycona prowadzi sie po rozprezeniu do cisnienia atmosferycznego, a obróbke para przegrzana prowadzi sie pod cisnieniem wynoszacym co najmniej 0,5 MPa.Wedlug korzystnej postaci wykonania wynalazku obróbke para przegrzana prowadzi sie w reaktorze ze zlozem fluidalnym.Z pary przegrzanej wychodzacej z etapu obróbki para przegrzana oddziela sie czastki wegla i niekondensujace gazy takie jak COp, 00, CH,, po czym wegiel brunatny obrobiony para przegrzana oraz czastki wegla oddzielone z pary przegrzanej doprowadza sie natychmiast do brykietowania na goraco lub do procesu zgazowywania.'V zbiorniku magazynujacym przeprowadza sie oddzielnie C02.W korzystnym rozwiazaniu sposobu wedlug wynalazku oczyszczona pare przegrzana, po wysyceniu do odpowiedniego stanu pary nasyconej, zawraca sie do procesu uszlachetniania.Sposobem wedlug wynalazku, przy pelnym wykorzystaniu zalet, które daje konwencjonalny sposób suszenia para nasycona, metoda Pleissnera, przede wszystkim pod wzgledem bardzo korzystnej ekonomii ciepla procesu suszenia, moze byc wytwarzany produkt uszlachetniania wegla brunatnego, który w duzym stopniu odpowiada wyzej przedstawionym wymaganiom dla optymalnie odpowiedniego produktu. Nastepnie, jesli jest to pozadane, moze byó jednak takze dolaczony, po traktowaniu para przegrzana, dalszy proces uszlachetniania. Jest tak w przypadku dalszej obróbki suchego wegla w urzadzeniu uszlachetniajacym dolaczonym do urzadzenia suszacego, np. w urzadzeniu brykietujacym na goraco, które przerabia wsad we^la o drobnym uziarnieniu, w sposób celowy i przy dlugich drogach trnnsportu pozadany.Rozdrobniony surowy wegiel brunatny jest przy tym przesiany, przy czym frakcja o wielkosci ziarna wiekszej niz 3 mm, korzystnie pomiedzy 5 i 50 mm,odwadniana jest w konwencjonalnym, stojacym lub lezacym parowniku, w sposób okresowy, przy cisnieniu pary nasyconej 0,8 do 4,5 I*Pa do resztkowej zawartosci wody wynoszacej 10 #133 588 3 wagowych, a drobnoziarnisty wegiel surowy o wielkosci ziarna mniejszej od 5 min zawracany jest do wytwarzania pary wodnej. Suchy wegiel, opuszczajacy etap suszenia para nasycona, majacy ziarno o wielkosci 0 - 4-0 mm korzystnie doprowadzany jest do rozdrabniania, które pelni podwójna funkcje. Po pierwsze suchy wegiel jest tu rozdrabniany do ziarnistosci 0-10 mm, które jest szczególnie korzystne dla nastepnego traktowania para przegrzana, po drugie dzieki zwiekszeniu wolnej powierzchni ulatwione jest dodatkowe odparowanie z wegla wody przez odczuwalne cieplo zawarte we wnetrzu suchego wegla, Wytwarzana przy rozdrabnianiu wilgotna para spelnia przy tym role atmosfery ochronnej.Postepuje sie przy tym korzystnie tak, ze rozdrobniony wegiel doprowadza sie do etapu suszenia para przegrzana, w którym za pomoca pary przegrzanej o temperaturze od 4-00 do 500°C, czesciowo wysuszony wegiel suszy sie do konca przy podwyzszonym cisnieniu i dalej uszlachetnia przez czesciowy rozklad grup karboksylowych.Korzystnie suszenie para przegrzana przeprowadza sie pod cisnieniem co najmniej 0,5 MPa.W najprostszy sposób, traktowanie para przegrzana moze byó przeprowadzane w reaktorze fluidyzowanym pracujacym korzystnie pod cisnieniem 1,0 - 1,5 MPa.Przez traktowanie czesciowo odwodnionego suchego wegla para przegrzana o temperaturze co najmniej 350°C, suchy wegiel zostaje odwodniony bez reszty,nastepnie jest on dalej uszlachetniany przez rozklad grup karboksylowych. Jednoczesnie jest aktywowany znajdujacy sie wewnatrz wegla bitum i wegiel osiaga temperature co najmniej 300°C, potrzebna do nastepujacego brykietowania na goraco# W korzystny sposób tak odwodniony suchy wegiel o temperaturze 350°C moze byó bezposrednio wprowadzony do urzadzenia brykietujacego na goraco, które sprasowuje go w gorace brykiety za pomoca pras poziomych do wyciskania lub pras walcowosprezynowych. W przy¬ padku gdy czesciowo uszlachetniony produkt powinien byc wprowadzany do dalszej obróbki dolaczonej do opisanego uszlachetniania, zwlaszcza do zgazowywania, celowo rezygnuje sie z brykietowania na goraco.Calkowity proces moze byó w tym przypadku w celowy sposób tak przeprowadzony, ze wegiel traktowany para przegrzana doprowadza, bez zasadniczych strat, wewnetrzne wyczuwalne cieplo do dolaczonego urzadzenia zgazowujacego. Gorace brykiety nastepnie chlodzi sie, zobojetnia i skladuje. Czesciowo ochlodzona pare przegrzana, wychodzaca z etapu pary przegrzanej poddaje sie korzystnie oczyszczaniu, które sklada sie z osadzenia porwanych czastek wegla i oddzielenia niekondensujacych skladników /COgjCO, CH,/ powstalych przez rozklad substancji weglowej. Drobnoziarnisty wegiel,oddzielony podczas oczyszczania pary przegrzanej moze byó zawracany do strumienia wegla wprowadzanego do etapu brykietowania na goraco, a COg moze byó z korzyscia stosowany do zobojetniania wytworzonych goracych brykietów.Oczyszczona, czesciowo nasycona goraca para o cisnieniu lf0 - 1,5 MPa moze byó zawracana do etapu pary nasyconej poprzez urzadzenie magazynujace i rozdzielajace.To urzadzenie magazynujace i rozdzielajace moze byc zrealizowane lacznie z etapem oczyszczania pary przegrzanej jako jeden agregat wyposazony w sposób celowy w urzadze¬ nie do oddzielenia COp.Traktowanie para przegrzana wegla znajdujacego sie w parowniku moze byó przeprowadzane w sposób celowy po pierwszym rozprezeniu w czasie traktowania para nasycona. Przy tym wegiel, korzystnie rozprezony do cisnienia lfO do 1,5 MPa traktuje sie oczyszczona para przegrzana o temperaturze co najmniej 300°C i pod cisnieniem korzystnie od 1,0 do 1,5 MPa.Nastepnie oczyszczona czesciowo nasycona goraca para po oddzieleniu C02 moze byc poddawana nasycaniu i wykorzystana jako para nasycona* Opary powstajace przy rozdrabnianiu suchego wegla moga byó wprowadzane do chlodzenia brykietów*4 133 588 Para wodna potrzebna do etapu pary nasyconej i do etapu pary przegrzanej moze byc wytwarzana w jednym urzadzeniu kotlowym, opalanym drobnoziarniatym weglem surowym.Przegrzewanie czesci pary nasyconej moze byc dokonywane po odpowiednim zredukowaniu cisnienia w dolaczonym do urzadzenia kotlowego przogrzewaczu. Opisany proces odznacza sie optymalnym wykorzystaniem podawanego ciepla procesu.Wynalazek zostal ponizej blizej objasniony na rysunkach. Pig. 1 przedstawia blokowy schemat przeprowadzenia sposobu wedlug wynalazku, fig. 2 stanowi wykreslne przedstawienie zaleznosci stopnia uszlachetnienia produktu, wydajnosci masowej i wydajnosci termicznej od temperatury obróbki;fig.3 stanowi graficzne przedstawienie zaleznosci wydajnosci masowej i wartosci opalowej produktu od temperatury obróbki.Dla wegla brunatnego Yallonrn calkowite zapotrzebowanie energii na tone produktu uszlachetniania zostalo okreslone na 2,33 GJ. w przeliczeniu na gorace brykiety, przy czym ilosc ciepla potrzebna na tone zuzytej wody wynosi okolo 1,02 GJ.Konwencjonalny sposób suszenia potrzebuje zas na tone odparowanej wody dla porównania 3 do 4 GJ* Wydajnosc masowa opisanego sposobu uszlachetniania wynosila, w przeliczeniu na wprowadzony wegiel surowy 28,8# w przeliczeniu na wprowadzona sucha substancje weglowa 81,8#.Przy wartosci opalowej wprowadzonego wegla surowego wynoszacej 8,9 MJ/kg substancji surowej lub 26,5 MJ/kg substancji bezwodnej i bez popiolu, produkt gotowy /gorace brykiety/ wykazywal wartosc opalowa 29 MJ/kg substancji surowej lub 30,5 MJ/kg substancji bezwodnej i bez popiolu. Gestosc wartosci opalowej, definiowana jako waga paliwa, która odpowiada ilosci ciepla wynoszacej 1 GJ /mierzonej jako wartosc opalowa/, zostala zredukowana przez opisany sposób uszlachetniania ze 112 kg do 34 kg. Dzieki traktowaniu wegla brunatnego w opisany sposób obok usuniecia bez reszty wody z wegla takze czesciowe zostaje rozlozony tlen jako element obciazajacy. W przeliczeniu na substancje bezwodna i bez popiolu zawartosc tlenu zostaje zredukowana z 26,3 do 15,6$ wagowych.Równolegle do rozkladu tlenu przebiega wzbogacenie gotowego produktu w wegiel. Na bazie wegla bezwodnego i bez popiolu zawartosc wegla pierwiastkowego w produkcie gotowym lezy przy wartosci 78,2# wagowych o 10,2# wagowych wyzej niz we wprowadzanym weglu surowym. Opisane zaleznosci widoczne sa na fig* 2 i 3.Na fig* 1 cyfra 1 oznaczony jest etap wstepnego rozdrabniania, w którym surowy wegiel brunatny rozdrobniony jest na maksymalna wielkosc ziarna wynoszaca 50 mm.Rozdrobniony produkt jest przesiewany i czastki o wielkosci ziarna mniejszej niz 5 mm doprowadzane sa do etapu 2 wytwarzania pary nasyconej jako nosnik energii. Pozostala czesc rozdrobnionego wegla surowego poddawana jest obróbce para nasycona w etapie 3 pod cisnieniem 3,0 - 4,0 MPa. Scieki z suszenia odprowadzane sa przewodem 4, a kawalkowy suchy wegiel poddawany jest odparowaniu i dalszemu rozdrobnieniu w etapie 5* Rozdrobniony produkt poddawany jest nastepnie obróbce para przegrzana w etapie 6, która doprowadzana jest z pary przegrzanej pochodzacej z etapu 2 wytwarzania pary nasyconej i etapu dogrzewania 7* Zanieczyszczona para przegrzana poddawana jest oczyszczeniu pary przegrzanej w etapie 8. Oczyszczona para przegrzana zawracana jest poprzez zbiornik i/lub rozdzielacz 9 do etapu 3 obróbki para nasycona jako para przegrzana i/lub przez etap nasycania 10 jako para nasycona.Obróbka para przegrzana w najprostszy sposób przeprowadzana jest w reaktorze fluidyzowanym. Wytlony wegiel brunatny wychodzacy z etapu 6 obróbki para przegrzana stanowi drobnoziarnisty produkt uszlachetniony, który moze byc doprowadzony albo do brykietowania na goraco, albo do innej obróbki nastepczej, na przyklad do zgazowywania* Brykietowanie na goraco jest na fig. 1 liczba 11. przy czym material wychodzacy133 588' 5 z etapu 6 obróbki para przegrzana, posiada temperature, potrzebna do brykietowania na goraco wynoszaca okolo 350°C<; Do etapu 11 brykietowania na goraco doprowadzany Jest takze wytlony wegiel brunatny oddzielony z etapu 8 wytwarzania pary przegrzanej* Gorace brykiety przechodza z etapu 11 brykietowania na goraco do etapu 12 chlodzenia brykietów, w którym przeprowadzane jest równiez zobojetnianie brykietów. W tym celu do chlodzenia brykietów doprowadzany jest COj pochodzacy z oczyszczania pary przegrzanej i opary pochodzace z etapu 5 odparowywania jako atmosfera gazów obojetnych. Produkt uszlachetniania otrzymany po ochlodzeniu brykietów o wysokiej gestosci energetycznej, moze byó transportowany na duze odleglosci.Zastrzezenia patentowe 1, Sposób wytwarzania stalego paliwa o wysokiej gestosci energetycznej z wegla brunatnego w kawalkach zawierajacego duza ilosó wody, wedlug którego surowy wegiel brunatny poddaje sie suszeniu przez okresowa obróbke para nasycona w autoklawie i koncowej obróbce para przegrzana, przy czym pare, ewentualnie po posrednim zasilaniu, zawraca sie do procesu, znamienny tym, ze surowy wegiel brunatny o wielkosci ziarna powyzej 5 mm i korzystnie ponizej 55 nim wprowadza sie do obróbki para nasycona, a nastepnie przed obróbka para przegrzana rozdrabnia sie do wielkosci ziarna ponizej 10 mm i poddaje obróbce para przegrzana, korzystnie w temperaturze 400 - 500°C, 2, Sposób wedlug zastrz.l, znamienny tym, ze rozdrobnienie wegla brunatnego obrobionego para nasycona pro?/adzi sie po rozprezeniu do cisnienia atmosferycz¬ nego, 3. Sposób wedlug zastrz,l, znamienny tym, ze obróbke para przegrzana prowadzi sie pod cisnieniem wynoszacym co najmniej 0,5 MPa, 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obróbke para przegrzana prowadzi sie w reaktorze ze zlozem fluidalnym, 5» Sposób wedlug zastrz.l,. znamienny tym, ze z pary przegrzanej wychodzacej z etapu obróbki para przegrzana oddziela sie czastki wegla i niekondensujace gazy takie jak C02, CO, CH^, 6. Sposób wedlug zastrz.l, znamienny tym, ze wegiel brunatny obrobiony para przegrzana oraz czastki wegla oddzielone z pary przegrzanej doprowadza sie natychmiast do brykietowania na goraco lub do procesu zgazowywania.\ 133 588 FIG.1 E o\ p 1 1 f f 1 1 1 [ 1 1 1 - f 6 TT 1 * i 1 i i i i i i 1 1 ? i r - f 3 1 i 5 t i f U 1 L j r z i i-. 1 ^-- , 1 1 1 : U i ¦ i i i i i 1 i i i i i «» •i 2 1 ,7 u r133 588 S ^ i i i ! l*-\ i* ! 0J CfoA h t J I Tc* i jioo 90 li80-! Bata %?J?° 06rotka nasftont porr I FIG 2 U/yHe* On/e Hoksouome »4* Sb -ko jo ] 3 vZa»orfosc % */cy. baio sorwa 800 900 Ttonperan/ra [*C] • r i' r FIG 3 Obróbka Obróbka para pora nayema prtegriara MyHeHoote ltoksoHOnte SA Bota tydg/noóc masona 40 30 6 -* tatarfosc #ooy(Xuoftwt; swv*/a ~balo] fOO 800 Tempero/t/arpc] 900 1000 PL