SK92699A3 - Reactor and method for heating or cooling a material containing solid particles - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Predložený vynález sa týka zhotovenia reaktora, učeného na využitie pri procese spracovávania, najmä pri procese spracovávania pod vysokým tlakom, ktorého základnou požiadavkou je prenos tepla do alebo zo vsádzky materiálu obsahujúceho tuhé častice s nizkou tepelnou vodivosťou, ako je uhlie. Predložený vynález sa ďalej týka spôsobu spracovávania materiálu obsahujúceho tuhé častice s nízkou tepelnou vodivosťou.

Doterajší stav techniky

Rad technologických postupov priemyselného spracovania vyžaduje, aby vsádzka materiálu obsahujúceho tuhé častice bola zohrievaná alebo ochladzovaná, aby došlo na zahájenie a udržovanie chemických reakcií alebo fyzikálnych zmien. Typicky, je nutné ohriať vsádzku na zvýšenú teplotu, aby došlo na chemické reakcie alebo fyzikálne zmeny. Nanešťastie, vsádzky I materiálov obsahujúce tuhé častice v mnohých prípadoch vykazujú veľmi malú tepelnú vodivosť, a je obtiažne také vsádzky ohriať pomocou nepriamej výmeny tepla. Takéto vsádzky sú často ohrievané pomocou priamej výmeny tepla, napríklad púšťaním horúcich plynov cez vsádzku materiálu obsahujúceho tuhé častice.

Ako sa užíva po celú túto špecifikáciu „priama výmena tepla“ znač! procesy tepelnej výmeny, v ktorých kvapalina prenášajúca teplo preteká v priamom kontakte s materiálom, ktorý má byť

Λ I ohrievaný alebo ochladzovaný, a „nepriama výmena tepla znači procesy tepelnej výmeny, v ktorých kvapalina prenášajúca teplo je oddelená od materiálu, určeného na ohrev alebo ochladzovanie, fýzickou bariérou, ktorou môže byť stena rúrky.

Niektoré spracovania nie sú zodpovedajúce alebo vhodné na priamu výmenu tepla. Pomer tepelnej kapacitnej reaktancie medzi tuhými časticami a plynmi je taký, že by bolo potrebných obrovských objemov plynu na prenos tepla. Napríklad prúdenie veľkých objemov plynu, potrebných na prenos tepla, cez náplňovú vrstvu nie je možné, s výnimkou, že náplňová vrstva je veľmi zlej akosti alebo je čas na ohrev alebo ochladzovanie veľmi dlhý. V prípade spracovávania v reaktore obsiahnutého uhlia a iných ktoré môžu byť tekavé materiálov obsahujúcich substancie, pri vyšších teplotách, priamym prenosom tepla môže byť výsledok pri prchavých materiáloch vytiahnutý s ohrievacím plynom, čo môže spôsobiť komplikácie pri čistení východzieho plynu pred vypustením tohto plynu cez dymový prieduch alebo krátkou výfukovou trubicou. V iných spracovaniach môže viesť priama výmena tepla ku komplikáciám pri manipulácii s materiálom obsahujúcim tuhé častice alebo problémom s údržbou spôsobeným prenosom týchto tuhých častic do plynového prúdu. Pri takýchto procesoch

I * · spracovávania je na ohrev vsádzky materiálu obsahujúceho tuhé častice potrebné použiť nepriamu výmenu tepla.

Ako známy proces nepriamej výmeny tepla je zušľachťovanie uhlia, hlavne uhlia nižšej akostnej triedy, pri súčasnej aplikácii teploty a tlaku, opísanej v patentovom dokumente US č. 5 290 523, povodca Koppelman. V tomto procese je vsádzka uhlia ohrievaná pod zvýšeným tlakom, výsledkom čoho je oddelenie vody od uhlia precedením, zapríčinené štrukturálnou zmenou uhlia a tiež dekarboxylačnou reakciou. Okrem toho sú z uhlia odstránené tiež rozpustné popolotvorné zložky. Toto je výsledkom zušľachťovania uhlia tepelným odvodňovaním a zvyšovaním výhrevnosti uhlia. Udržovaním dostatočne vysokého tlaku počas zušľachťovacieho procesu, môže byť zabránené odparovaniu oddelenej vody, ktoré redukuje energetické požiadavky procesu. Okrem toho je vedľajší produkt, ktorým je voda, produkovaný predovšetkým vo forme kvapaliny, skôr ako vo forme pary alebo výparov.

Tepelné spracovanie uhlia vyžaduje tepelný prenos do uhlia (typicky 300 až 600 Btu/1b), ale efektívna tepelná vodivosť náplňovej vrstvy uhlia je približne 0,1 W/mK, čo spôsobuje, že uholná náplňová vrstva je dobrý tepelný izolátor.

Podmienky, ktoré môžu byť brané do úvahy s ohľadom na zrýchlenie ohrevu uhlia za účelom zaistenia technologického procesu, prostredníctvom ktorého sa dosiahne dostatočný čas ohrevu uholnej vrstvy zahrňuje:

- Nárast tepelnej iniciačnej sily tepla. Tieto tendencie vedú na z hľadiska zušľachťovania uhlia redukuje výhrevnosť produktu, kondenzáciu dechtov a ostatných častiach zostavy reaktora.

zvýšením teploty prenášača stratu prchavosti uhlia, čo s nižšou triedou akosti

Okrem toho to vedie na odparených materiálov v iných

- Použitie fluidnej vrstvy. Táto skutočnosť vedie na požiadavku cirkulácie veľkých objemov (intertného) plynu, ktorý opäť zvýrazňuje problém straty prchavosti týchto plynov. Je tiež potrebné plyn pred rekompresiou ochladiť a vyčistiť alebo pôsobenie horúceho znečisteného kompresora. Obidve uvedené skutočnosti vyžadujú finančné náklady a údržbu.

- Použitie premiešavaných vrstiev ako pri otáčavej peci. Chod takýchto reaktorov za zvýšeného tlaku s inertnou atmosférou vyžaduje masívnu strojárenskú prekážku a priestor. Je preferovaná nepriama tepelná výmena, ale tieto ďalšie komplikácie, strojárenské prekážky a objem obsadenia uhlia v reaktore môžu byť nižšie.

- Použitie rýchleho sušenia základného prívodu. Toto vyžaduje následné zhlukovanie na vytvorenie predajného produktu. Tiež to vyžaduje inertný plyn na tepelnú výmenu a tieto reaktívne objemy majú tendenciu sa rozpínať kvôli rozptýlenému stavu tuhých častíc.

- Hydrotermálne odvodnenie uhlia, pri ktorom sa uhlie rozdrobuje na častice malej veľkosti a zmiešaním s vodou tvorí suspenziu, a takto vytvorená suspenzia sa ohrevom uvádza na zvýšenú teplotu a pri zvýšenom tlaku udržiava v kvapalnom stave. Tento proces vyžaduje drvenie uhlia, ktoré potom musí byť alebo zlisované, alebo priamo použité na spracovanie ako v elektrárni. Okrem toho je množstvo vody ohriate na zvýšenú teplotu z hľadiska objemu veľké a táto skutočnosť vyžaduje použitie veľkého tepelného výmeníku na tepelnú obnovu.

So súčasnou aplikáciou vysokého tlaku (väčší ako 10 barg) sa každá z vyššie uvedených podmienok stáva obtiažnejšou.

Náplňová vrstva kombinovaná s nepriamym tepelným prenosom je lepšia na spracovanie uhlia ohrevom alebo ochladením vrstvy materiálu, na reguláciu na minimálnu hodnotu straty prchavosti, nižšia spotreba energie, a produkcia väčšiny vedľajšieho produktu, ktorým je voda.

Náplňová veľkostí fluidnej vrstvy, obsiahnutie vo intenzitu ohrevu, potrebného na tiež dovoľuje uhlia ako vrstva vrstva hrubého

Náplňová vysoko tlakovom

Malý objem reaktora natlakovanie a tiež širší by tiež reaktore, vedie nákladov.

rozsah bolo vhodné pri dáva najmenší poskytujúce na veľkosti uhlia, a použití objem na vysokú úsporu času

Klasický prístup na zlepšenie postačujúcu povrchovú a vsádzkou, sa rieši vnútri alebo vhodné na prenos že vedú na zväčšovanie usporiadania, majú určité častíc. To ktorá zväzkom zvonku nepriamej plochu je určená trubíc trubíc, tepla výmeny tepla je medzi ohrievacím na ohrev. Táto ohrievacím médiom rúrok a plynmi existenciu údržbu), ohrievanie í častice veľkosť označovanú ako exportná, v ktorej častice uhlia vykazujú rozmer až 50 mm (2 palce), a v ktorom sa vyskytujú problémy s ich zasekávaním a zachytávaním, materiály musí voľné prúdenie cyklu v pretržitom spracovania.

poskytnúť médiom skutočnosť alebo vo môžu byť (napriek tomu, konštrukčného ale majú určité obmedzenia, tuhých častíc. To je zahŕňajú uhlie, rozmer až 19 mm (0,75 palca), ktoré keď obzvlášť v ktorého alebo dokonca aj s

Takéto zväzky kvapalinami rozmerov a vyžaduje zvýšenú sú použité na < prípade, keď tuhé častic môže dosahovať veľkosť,

Každý systém byť navrhnutý tuhých častíc procese, tepelnej tak, alebo alebo v výmeny na takéto aby výslovne dovoľoval na konci a na konci priebehu prebiehajúceho

Ďalšia komplikácia, súvisiaca s stavom techniky usporiadania plášťa že väčšina reaktorov, známych z vyžaduje opatrenie vykladacieho z reaktora, umiestneného na spodnom takmer nemožné rúrok predĺžený dôsledku na materiálu, týmto zväzkom niektorých zabudováva uholnej Takéto kvapalné) potom kužeľa, ohrievané pracovnej má závažný dopad procesu.

vyššie opísaným doterajším a rúrky, vyvstáva z faktu, doterajšieho stavu kužeľa na konci tak, čo značného objemu kuželi tohto techniky, vykladanie uhlia zväzku rúrok. Je aby bol zväzok vedie v svojom spracovávaného a ohrievaného problému sa v usporiadania vstrekovanie pary do ako pracovné tekutiny, odparované vykladacom prekonanie konštrukčného alebo známe byť vyšších oblastiach dne kuželi sú takto do vody (pokiaľ sú vrstvy a výložného konštrukciu usporidať do vykládacieho kužeľa, neexistenciu uloženého vo rúrok. Na uskutočneniach vstrekovanie vrstvy. Tieto tekutiny sú pracovné tekutiny môžu a predohrievané vo pretekajú až na výpustný otvor na Studené tuhé častice vo výložnom pracovnou kvapalinou (prúdenim a možnou kondenzáciou kvapaliny). Ničmenej, vstrekovanie pracovnej kvapaliny na energetické využitie technologického

V jednom z technologických postupov podľa doterajšieho stavu techniky sa a trubica, prenášajúci priemer 75 vzdialenosť, 38 mm výhody reaktory tuhé častice na prúdenie využíva usporiadanie na tepelnú pri ktorom sa uhlie zavádza teplo preteká cez stranu plášťa, mm (3 palce) čo to je vzdialenosť od steny (11/2 palca).

z nie hľadiska sú ideálne, že maximálna rúrky, je okolo rúrok vykazuje výmenu typu plášť na stranu rúrok a olej Rúrky majú typický znamená, na stred

Hoci malý priemer prevádzky za vysokého tlaku, takéto pretože môže byť obtiažne primäť cez rúrky. Okrem toho môže nastať krátky obeh a rýhovanie oleja prenášajúceho teplo na strane plášťa (čo vedie na nedokončené spracovanie uhlia), pričom je naviac konštrukcia reaktora komplikovaná a z hľadiska zostrojenia a údržby obtiažna. Obzvlášť sťahovacie plechy na zväzok rúrok, ktoré sú z hľadiska konštrukcie veľmi komplikované, vykazujú veľké hrúbky a sú veľmi drahé z hľadiska zaobstarávacích nákladov. Objem obsadenia uhlia v takom reaktore je typicky iba 30 až 50 % z celkového objemu reaktora.

Podstata vynálezu

Súčasný vynálezcovia teraz konštruujú reaktor tak, že je vhodný na použitie v technologických procesoch zušľachťovnia uhlia a súčasne tiež vhodný na použite v akomkoľvek ďalšom procese spracovávania, v ktorom je potreba prenášať teplo z alebo do vsádzky materiálu obsahujúceho tuhé častice a vykazujúceho nízku tepelnú vodivosť. Reaktor využíva pojatie spracovania pomocou vodivých premostení.

Podľa predložného vynálezu sa navrhuje vytvorenie reaktora určeného na spracovávanie vsádzky materiálu obsahujúceho tuhé častice a vykazujúceho nízku tepelnú vodivosť, ktorá sa privádza do reaktora, kde tvorí náplňovú vrstvu a podrobuje sa prenosu tepla z dôvodu jej ohrevu alebo ochladzovania, reaktor, ktorý obsahuje vonkajší plášť, vymedzujúci vnútorný objem na uloženie náplňovej vrstvy, a množstvo plátov z tepelne vodivého materiálu, umiestnených v jeho vnútornom objemu s tým, že každý plát obsahuje jeden alebo viac prepúšťacích kanálikov, cez ktoré môže pretekať kvapalina prenášajúca teplo, a že každý plát pri spracovaní vymedzuje jedno alebo viac tepelne vodivých premostení medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami v oblasti plátu tak, že prostredníctvom tepelnej výmeny medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami cez pláty dochádza na ohrev alebo ochladzovanie v podstate všetkých tuhých častic materiálu na požadovaný teplotný rozsah.

Reaktor podľa predloženého vynálezu bol navrhnutý na základe štúdii súčasných vynálezcov zameraných na technologické procesy zušľachťovania uhlia. Na základe týchto štúdií bolo zistené, že minimálny odpor na prenos tepía v reaktore sa nachádza na strane kvapaliny prenášajúcej teplo, a že obmedzený tepelný prenos sa oproti tomu nachádza najmä na strane uhlia. Ďalej bolo s prekvapením zistené, že vložením prídavného odporu na prenos tepla medzi kvapalinou prenášajúcou teplo na jednej strane a uhlím na strane druhej, by bolo možné riadiť proces so zlepšenou konštrukciou reaktora. Základom predloženého vynálezu je použitie vodivého premostenia (to je tepelne vodivého premostenia) medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a spracovávaným materiálom, napríklad uhlím čo v svojom dôsledku minimalizuje dĺžku cesty prenosu tepla cez uhlie.

Ako bolo vyššie opísané a v zhode s predloženým vynálezom je každý plát charakterizovaný tým, že vymedzuje jedno alebo viac vodivých premostení medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami v oblasti plátu.

Na maximálnu vzdialenosť na prenos tepla je dôležitý parameter v neustálom stave prenosu tepla pri tuhých časticiach ο

a zvlášť potom pri náplňovej vrstve tuhých častíc. Čas potrebný na ohrev alebo na ochladzovanie je kriticky závislý na maximálnej vzdialenosti na prenos tepla ako je dobre známe osobám oboznámeným so stavom techniky. Konštrukcia ohrievacích alebo ochiadzovacích plátov dovoľuje nastavenie uholnej vrstvy s maximálnou vzdialenosťou prenosu tepla, keď je braná opatrne optimalizovaná hodnota po celej uholnej vrstve. V tom samom čase, užitie vodivého premostenia dovoľuje zásobovacej oblasti prenosu tepla v kontakte s kvapalinou prenášajúcou teplo je udržiavané na minime. Výhody vyplývajúce z minimálneho objemu kvapaliny prenášajúcej teplo zahrňujúcej optimálne prúdenie, zlepšeným objemom obsadenia reaktora náplňovou vrstvou a optimálnym prenosom tepla na zásobovaciu stranu. Minimálny objem kvapaliny prenášajúcej. teplo má tiež výhody konštruovania možného prerušenia medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a objemom tlakovej nádoby.

Pri aplikácii reaktora podľa predloženého vynálezu prebieha tepelná výmena pretekajúcou cez medzi kvapalinou prenášajúcou teplo, prepúšťacie kanáliky v plátoch, a pláty vykazujúce tepelnú vodivosť. Uvedený tepelný prenos mení teplotu plátov. Tepelný prenos potom prebieha medzi vonkajšou povrchovou . plochou plátov a vsádzkou materiálu obsahujúceho

I ‘ ‘ J , tuhé častice.

Vodivé premostenie, ako je užité v predloženom vynáleze, dovoľuje optimalizovať vzdialenosť prenosu tepla na strane prívodu a na strane uholnej vrstvy, a súčasne je, bez vzrastajúceho množstva kvapaliny prenášajúcej teplo alebo plochy prenosu tepla na prívodnej strane v uholnej vrstve, minimalizovaná maximálna vzdialenosť na prenos tepla v náplňovej vrstve.

Výrazom „plát“, používaným v predloženom opise, sa mieni konštrukčný prvok, zahŕňajúci každú trojrozmernú tvarovú konfiguráciu, v ktorej je rozsah jedného rozmeru podstatne menší ako rozsah ďalších obidvoch zostávajúcich rozmerov. Taký plát môže zahŕňať napríklad rovinný plát, prstencový plát alebo valcový plát.

Výraz „náplňová vrstva , používaný v predloženom opise, zasa predstavuje usporiadanie, v ktorom sa v tejto vrstve nachádzajúce sa častice navzájom dotýkajú jedna druhej.

Je potrebné ešte poznamenať, že výraz „náplňová vrstva“ nevylučuje pohyb čiastočok cez reaktor, v ktorom je táto náplňová vrstva obsiahnutá, a súčasne zaisťuje stály vzájomný styk častíc.

Je ďalej potrebné poznamenať, že výraz „náplňová vrstva nevylučuje miestny pohyb čiastočok vo vnútri zvyčajne statickej vrstvy.

V prípade uhlia výraz „náplňová vrstva charakteristicky značí, že sypná hmotnosť vrstvy je 600 až 800 kg/m.

Výhodne reaktor obsahuje vstup na zavážanie vsádzky do reaktora

a výstup na vykládku	vsádzky z reaktora.
Je výhodné, ak tuhé častice mohli	sú pláty voči sebe umiestnené tak, aby počas zavážania a vykládky reaktora prúdiť

medzi jednotlivými susednými plátmi.

Je výhodné, ak sú vzájomne susediace pláty umiestnené vo

vzdialenosti v rozmedzí

od 50 do 500 mm (2 až 20 palcov).

výhodnejšie vo vzdialenosti v rozmedzí od 75 do 200 mm (3 až 8 palcov) a ešte výhodnejšie vo vzdialenosti v rozmedzí od 75 do 125 mm ( 3 až 5 palcov).

Reaktor podľa predloženého vynálezu je obzvlášť vhodný na aplikáciu pri procesoch spracovávania, ktoré prebiahajú za vysokého tlaku, napríklad pri tlakoch 2 barg (29.4 psi) alebo vyšších, a prednostne pri tlakoch 4 barg alebo vyšších.

Reaktor je výhodné použiť v procesoch spracovávania za vysokého tlaku, ktoré vyžadujú použitie vonkajšieho plášťa ako tlakovej nádoby.

Pláty sú vyrobené z jedného alebo z viacerých tepelne vodivých materiálov.

Uprednostňuje sa, aby tepelná vodivosť plátov bola aspoň o triedu vyššia ako tepelná vodivosť vsádzky materiálu v reaktore počas operácie.

V mnohých spracovávaniach, pri ktorých sú tuhé častice spracovávané za zvýšených tlakov, musia byť tuhé častice udržiavané pod tlakom, ktorý je oveľa vyšší ako tlak f potrebný na pretlačenie kvapaliny prenášajúcej teplo cez prepúšťacie kanáliky. Napríklad pri odvodňovaní uhlia, kvapalina prenášajúca teplo (čo je zvyčajne olej prenášajúci teplo) cirkuluje približne pri tlaku 1033 kPa (150 psi), zatiaľ čo uhlie sa udržiava pod tlakom 5510 kPa (800 psi). Preto je dobré, aby pláty, usporiadané v reaktore podľa predloženého vynálezu, zahŕňali jeden alebo malý počet prepúšťacích kanálikov, cez ktoré môže pretekať kvapalina prenášajúca teplo. Je ďalej výhodné, ak prepúšťacie kanáliky vykazujú relatívne malý priemer alebo šírku a ak je hrúbka stien prepúšťacích kanálikov pomerne veľká. Vyjadrené za použitia o niečo odlišného spôsobu je výhodné, aby objem prepúšťaích kanálikov predstavoval malé percento celkového objemu plátov. Táto skutočnosť zaisťuje, že steny prepúšťacích kanálikov sú postačujúcim spôsobom z hľadiska hrúbky silné tak, aby boli schopné odolávať rozdielom v tlaku, spôsobeným rozdiemi v tlaku pôsobiacim z vonkajšej strany plátov a z vnútrajšku prepúšťacích kanálikov. V porovnaní s tepelným opláštením sú pláty použité v reaktore podľa predloženého vynálezu dostatočne pevné a schopné odolať zborteniu alebo pechovanltt. pôsobením zvýšeného tlaku.

S výnimkou zoslabenia prítomnosti prepúšťacích kanálikov sa uprednostňujú tuhé a podstatnú hrúbku vykazujúce pláty.

Pláty môžu byť účely použiteľného vyrobené z každého vysoko tepelne vhodného a vodivého materiálu.

na uvedené

Je výhodné, podstatú chemickú teplo a pretekajúcej obsahujúcemu tuhé materiál, ktorý sa vonkajšou plochou plátov, prítomných v reaktore. Je aby materiál na i nezlúčivosť konštrukciu plátov voči cez prepúšťacie častice, ktorý sa nachádza vo a voči každému plynu a tiež nutné, aby takéto pláty a vykazoval prenášajúcej voči materiálu kvapaline kanáliky, spracováva v reaktore, vzájomnom kontakte s tekutine všetky podporné prostriedky a rúrkové vedenia s týmito plátmi spriahnuté vykazovali požadovanú odolnosť proti erózii a oteru pri zavážaní uhlia, jeho prúdení a vykládke.

Tepelne vodivé kovy alebo zliatiny sú vhodné materiály na použitie v plátoch. Vhodné kovy sú meď, hliník, nekorodujúca oceľ a mäkká oceľ. Zliatiny, ako je pomedená nekorodujúca oceľ, pomedený chróm, plazmatickým nástrekom upravená mäkká oceľ alebo medený odliatok potiahnutý mäkkou ocelou. Je zrejmé, že výčet materiálov nie je vyčerpávajúci a že množstvo kovov s vysokou tepelnou vodivosťou môže byť použité v plátoch bez odchýlenia sa od podstaty a rozsahu predloženého vynálezu.

Tvar plátov môže byť široko obdĺžnikové, rovnobežníkové alebo v zužujúce sú používané prednostne.

rozdielny, aj keď pláty priečnom priereze sa

Je ďalej výhodné, ak vonkajšia plocha plátov vykazuje v podstate rovnú plochu, aj keď akékoľvek ďalšie profily môžu byť tiež použité. Pláty môžu tiež vykazovať valcový alebo prstencový tvar a môžu byť umiestnené sústredne vo vnútri reaktora.

Prepúšťacie kanáliky v plátoch môžu byť vyrobené obrábaním prepúšťacích kanálikov v plátoch (napríklad vŕtaním) alebo odlievaním plátov s prepúšťacími kanáiikmi, alebo pomocou iných výrobných metód. Výhodnejšia metóda na zostrojenie prepúšťacích kanálikov zahŕňajúca odlievanie alebo valcovaním alebo strojovým brúsením kanálikov do hrany plátu a postupné zváranie alebo iné spojovanie iného plátu na hranu ďalšieho plátu a vytvorenie celého plátu.

Optimálna konštrukcia plátov závisí na maximálnom tepelnom toku požadovanom v reaktore, priemernom tepelnom prúde procesu vedeného v reaktore a trvaní cyklu alebo dobe zdržania. Tiež to závisí na materiáli, z ktorého sú pláty vyrobené.

Pláty môžu byť usporiadané vedľa seba, uložené vo vrstvách, položené na dĺžku. Optimálny rozstup medzi plátmi bude určený spracovávanými požiadavkami Prepúšťacie kanáliky cez pláty môžu byť v

alebo pretekaním alebo samom pláte na strane na pretekanie jednoduché alebo jednom vo smere, vedľajšom pláte.

tuhých častíc reaktora, kvapaliny prenášajúcej teplo mnohonásobne v celku, s alebo zo spätným v tom

Ak sú napojené na alebo paralelne oddelený zdroj uloženia plátov môže byť vrstvené série kvapaliny každá vrstva môže pláty môžu byť teplo sériovo napojená na plátov, prenášajúcej byť

Používanie vrstveného teploty vo vrstvch čo výhodné, pokiaľ sa žiada pásmový ohrev reaktora.

použité zdroj alebo kvapaliny prenášajúcej teplo, dovoľuje oddelené riadenie prietok alebo charakter kvapaliny plátmi. Napríklad v uskutočňovaný v vsádzky, nasledovanej prenášajúca teplo ohrievať vsádzku, môže meniť tak, že ochladená kvapalina.

Je ďalej možné meniť prenášajúcej teplo prípade, keď reaktore vyžaduje jej ochladzovaním, pretekať cez pláty Kvapalina namiesto prenášajúca teplo a táto kvapalina svojim pôsobením ochladzuje ako tak aj vsádzku. Vďaka minimálnemu objemu prepúšťacích prvá uvedená kvapalina z relatívne rýchlo nahradená vďaka tepelnému premosteniu dôsledku pretekajúcej proces uskutočňovanie môže a prenášajúca ohriatej kvapaliny medzi spracovávania ohrevu ohriata kvapalina v dôsledku toho teplo sa potom preteká cez pláty

A pláty, tak aj kanálikov v plátoch môže byť týchto kanálikov rýchlo vypudená a ďalšou kvapalinou prenášajúcou teplo a (prostredníctvom plátov) sa môže v dôsledku existencie dobrého kontaktu medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a materiálom s vysokou tepelnou vodivosťou uskutočňovať rýchle ochladzovanie.

Vzdialenosť medzi susednými plátmi účinne definuje priechod na tuhé častice. Preto by mala byť vzdialenosť medzi susednými plátmi dostatočne veľká tak, aby nedochádzalo na prílišné nežiaduce blokovanie alebo zachycovanie tuhých častíc medzi plátmi. Okrem toho musí byť vzdialenosť medzi plátmi z hľadiska veľkosti v podstate taká malá, aby bol zaistený primeraný pomer prenosu tepla do všetkých tuhých častíc. Pre materiály obsahujúce tuhé častice, napríklad také ako je uhlie, ktoré majú veľmi nízku tepelnú vodivosť, je praktické maximum na rozstup medzi susednými plátmi 200 mm (8 palcov), pričom sa z dôvodu kratších dávkovacích časov alebo časových prodliev na použitie usprednostňuje rozstup 100 mm (4 palce).

V prednostnom uskutočnení obsahuje reaktor v podstate valcový diel s takým usporiadaním plátov, pri ktorom sa, pozerajúc v priečnom reze, tieto pláty v podstate rozkladajú na tetivách kruhového prierezu valcového dielu. Uprednostňuje sa také uskutočnenie, v ktorom sa pláty v podstate rozkladajú po celej dĺžke valcového dielu reaktora.

Je tiež obecná prax orientovať takýto reaktor tak, aby pozdĺžna os valcového dielu bola orientovaná v podstate vertikálne.

I

Takéto reaktory sú tiež obecne opatrované výložným kužeľom, takže môže zahrnúť až 20% objemu reaktora.

Ďalej je výhodné, ak reaktor obsahuje jeden alebo viac plátov, umiestnených vo vnútri dielu výložného kužeľa reaktora, pričom uvedené pláty obsahujú jeden alebo viac prepúšťacích kanálikov na prietok kvapaliny prenášajúcej teplo cez ne. Pláty vo vykladacom kuželi sú výhodne tvarované tak, aby sa zabránilo blokovaniu alebo zachyťovaniu tuhých častíc materiálu pri ich prúdení. Pláty môžu byť tiež tvarované alebo zrezané tak, že uľahčujú prúdenie materiálu obsahujúceho tuhé častice a súčasne zaručujú ešte adekvátny ohrev alebo ochladzovanie tohto materiálu v kuželi reaktora. Uvedené pláty môžu výhodne vykazovať rôzne geometrické konfigurácie, zahŕňajúce radiálne pláty, pláty usporiadané v prietokovej línii, pláty usporiadané v uhlovom zošikmení voči sebe navzájom, axiálne orientované pláty a vyhnuté pláty.

Pláty môžu byť pripojené na jeden koniec reaktora. Pri aplikácii sa kvapalina prenášajúca teplo privádza zo zdroja kvapaliny prenášajúcej teplo jedným alebo viacerými potrubiami pretiahnutými cez vonkajší plášť reaktora a zavedenými do prepúšťacích kanálikov v plátoch. Výhodne sú tieto pláty zavesené z hornej časti reaktora. Uvedené usporiadanie sa uprednostňuje vzhľadom na to, že sa vďaka nemu minimalizuje výskyt potenciálnych prekážok v prúdení tuhých častíc. Pláty môžu byť tiež spriahnuté so spodnou časťou reaktora, pričom toto usporiadanie je vhodnejšie v prípade požiadavky opatrenia odvodňovacieho kanálika na odvádzanie kvapaliny prenášajúcej teplo z plátov v okamihu vypnutia obehového čerpadla pre nútené odťahovanie kvapaliny prenášajúcej teplo. Aplikácia tohto usporiadania môže byť usprednostňovaná v prípade, keď sú ako kvapaliny prenášajúce teplo roztavené soli, pretože výhodne zaisťuje vypúšťanie uvedených solí z prepúšťacích kanálikov a takto eliminuje ich prípadné, nežiadúce uvedenie do tuhého stavu už v prepúšťacích kanálikoch.

Podľa jedného uskutočnenia sú pláty voľne pripojené na reaktor. Napríklad pláty môžu byť zavesené na reťazoch alebo môžu byť kĺbovo pripojené na stenu reaktora. Toto usporiadanie dovoľuje pohyb plátov alebo zaisťuje možnosť s týmito plátmi pohybovať alebo ich striasať v prípade, keď dôjde na zablokovanie alebo zachytenie tuhých častíc medzi plátmi.

Pláty tiež môžu obsahovať prídavné kanáliky pomocou ktorých je možné pridať alebo odobrať pracovnú kvapalinu alebo činidlo do alebo z náplňovej vrstvy.

Vonkajší plášť reaktora môže byť obložený izolačným materiálom, napríklad takým ako je žiaruvzdorná vyzdívka a tiež použiteľná opotrebiteľná vložka. Užitie izolačného o bložcnia dovoľuje redukciu v konštrukcii hrúbky plášťa a studené zachovanie prírub a zlepšenú bezpečnosť a tepelnú bilanciu.

Reaktor môže ďalej obsahovať vstup na zásobovanie plynov alebo tekutín do reaktora. Plyny alebo kvapaliny môžu zahŕňať tlakové kvapaliny alebo pracovné kvapaliny. Reaktor tiež môže obsahovať výstup na plyny alebo kvapaliny.

V reaktore podľa predloženého optimalizovať teplo a povrchová kvapaliny kanálikom povrchová spôsobená ako je uhlie, je daná vonkajším povrchom plátov. Oddelené optimalizovanie , tepelný tiež na plocha je prenášajúcej v plátoch.

plocha na nízkou a táto prenos na i strane tuhých potrebná na teplo, a V kontraste prenos tepla tepelnou vodivosťou veľká povrchová je možné oddelene kvapaliny prenášajúcej vynálezu strane častíc. Iba relatívne malá tepla na strane i prepúšťacím potrebná tuhých častíc prenos tepla prenos to na vďaka tým, je strane tuhých plocha na veľká častíc, takých tepelného prenosu umožňuje minimalizovať objem kvapaliny prenášajúcej teplo v zásobníku, čo redukuje náklady. Redukcia v zásobníku tiež dáva možnosť vyššej operačnej teploty kvapalín, alebo bude ekonomicky využitý menej horlavý materiál. Okrem toho súčasne dostupná kvapalina prenášajúca teplo má obmedzenú životnosť a a minimalizácia potrebného objemu má iba zdanlivý efekt na úspory vyžadované na výmeny kvapalín prenášajúce teplo.

V inom aspekte môžu byť prepúšťacie kanáliky nahradené ohrievacími prostriedkami na ohrev plátov. Takéto ohrievacie prostriedky môžu byť napríklad elektrické odporové ohrievače. V tomto aspekte na mieste kvapaliny prenášajúcej teplo na ohrev plátov, ohrievacia pomocka ohreje pláty (a postupne aj vsádzku).

V inom prípade prepúšťacie kanáliky v plátoch prenášajúcich teplo sú zvyškové a tepelné pomocky obsahujú na ohrev kvapalinu prenášajúcu teplo v prepúšťacích kanálikoch.

Reaktor podľa predloženého vynálezu je vhodný na aplikáciu v procesoch spracovávania pri vysokom tlaku, ktoré sa používajú na upravovanie vsádzky materiálu obsahujúceho tuhé častice s nízkou tepelnou vodivosťou. Reaktor je zvlášť vhodný na zušľachťovanie uhlia.

Podľa predloženého vynálezu sa ďalej navrhuje spôsob ohrevu alebo ochladzovania materiálu obsahujúceho tuhé častice a vykazujúceho nizku tepeľnú vodivosť v reaktore s vonkajším plášťom a množsvom plátov z tepelne vodivého materiálu, umiestnených vo vnútri vonkajšieho plášťa s tým, že každý z týchto plátov vykazuje jeden alebo viac prepúšťacích kanálikov, cez ktoré môže pretekať kvapalina prenášajúca teplo, a že každý plát vymedzuje jedno alebo viac tepelne vodivých premostení medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami nachádzajúcimi sa v oblasti plátu, pričom tento spôsob zahŕňa kroky zavážania materiálu obsahujúceho tuhé častice do reaktora na vytvorenie náplňovej vrstvy vo vnútri vonkajšieho plášťa; pretekanie kvapaliny prenášajúcej teplo cez uvedené prepúšťacie kanáliky; ohrev alebo ochladzovanie tuhých častíc nachádzajúcich sa v náplňovej vrstve prostredníctvom tepelného prenosu medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami cez pláty; kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami cez pláty; a odstraňovanie materiálu obsahujúceho tuhé častice z reaktora.

Výhodne uvedený spôsob zahŕňa krok stlačovania náplňovej vrstvy materiálu obsahujúceho tuhé častice.

Výhodné je, ak počas uskutočňovania ohrevu tuhých častíc uvedený spôsob zahŕňa udržiavanie náplňovej vrstvy za podmienok zvýšeného tlaku a tlaku po dobu postačujúcu na zušľachtenie tuhých častíc.

Vhodne sú tuhé častice neopracované.

Na účely predloženého opisu sa výrazom „neopracovaný rozumia také častice, ktorých veľkosť je väčšia ako 5 mm.

Výhodné je, ak je spôsobom podľa predloženého vynálezu pretržitý spôsob, ktorý sa uskutočňuje po jednotlivých dávkach.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Predložený vynález bude ozrejmený v nasledujúcom podrobnom opise kombinácií s pripojenou výkresovou dokumentáciou, v ktorej predstavuje:

Obr. 1 znázorňuje zobrazenie v priečnom reze cez uskutočnenie reaktora podľa predloženého vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje nárys aparatúry zahŕňajúcej uskutočnenie reaktora podľa predloženého vynálezu, znázorneného na obr. 1, na odvodnenie uhlia.

Obr. 3 znázorňuje bokorys výložného kužeľa reaktora, znázorneného na obr. 1 a 2, s jedným uskutočnením usporiadania plátov na zaistenie spracovania uhlia vo vykládacom kuželi.

Obr. 4 znázorňuje pohľad podobý pohľadu na obr. 3, avšak s iným usporiadaním plátov.

Obr. 5 znázorňuje zobrazenie v priečnom reze vykladacieho kužeľa ukazujúci jedno usporiadanie radiálnych plátov na zaistenie usporiadania radiálnych plátov vo vykládacom kuželi na uskutočnenie spracovávania uhlia vo vykládacom kuželi.

I

Obr. 6 znázorňuje alternatívnu konfiguráciu plátov.

Obr. 7 znázorňuje funkčnú závislosť časÄeplota na bod nachádzajúci sa v obdĺžnikovom pláte podrobený tepelnému toku v spojitosti s Koppelmanovým procesom zušľachťovania uhlia.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 1 pripojenej výkresovej dokumentácie obsahuje reaktor vonkajší plášť 10 opatrený množstvom plátov 12a až 12h. Hoci obr. 1 znázorňuje usporiadanie ôsmich plátov v reaktore, je dobré vedieť, že je možné použiť ich väčší alebo menší počet. Každý plát 12a až 12h obsahuje dva prepúšťacie kanáliky 14a až 14h a 15a až 15h. cez ktoré môže pretekať olej prenášajúci teplo.

S odvolaním na obr. 2 pripojenej výkresovej dokumentácie, znázorňujúci bokorys aparatúry na odvodnenie uhlia, je vidieť, že táto aparatúra obsahuje reaktor 20. Reaktor 20 má priečny rez v podstate rovnaký ako je vidieť na obr. 1. Reaktor 20 vykazuje plát 22 na privádzanie oleja a suspenzie, umiestnený v jeho vrchnej časti. . Pláty 12a až 12h sú zavesené na reťazoch pripevnených k sérii hákov umiestnených po vnútornom obvode plátu 22. Je tiež vysvetlené, že každá vhodná pomôcka a podporný prostriedok môže byť použitý na zavesenie alebo podporu plátov v reaktore. Plát 12a je na obr. 2 znázornený prerušovanou obrysovou čiarou a ako môže byť z tohto obrázku vidieť, plát 12a sa rozkladá po v podstate celej dĺžke reaktora 20. Olejové vedenie 24 napojené na zásobník horúceho oleja (nie je znázornené) zaisťuje privádzanie oleja do plátov 12a až 12h cez usporiadanie rozdeľovacieho potrubia (nie je znázornené. Spätné olejové vedenie 23 sa používa na navrátenie oleja späť do zásobníka oleja.

Podľa jedného konkrétneho uskutočnenia je reaktor 20 približne 7 metrov (23 stop) dlhý a má priemer okolo 1 metra (3,3 stopy).

Reaktor 20 je tiež spojený s prívodom plyn/ tekutina na zavádzanie tlakovej tekutiny a alebo pracovnej tekutiny do reaktora. Reaktor vykazuje ďalej jednak výstup 51 na tekutiny, cez ktorý môžu byť pracovná kvapalina a ďalšie kvapaliny odvádzané z reaktora, a jednak výstup 52 na tekutiny, určený na účely vyrovnávanie tlaku v reaktore.

Za účelom uľahčenia nakládania reaktora 20 uhlím, obsahuje tento reaktor podávací zásobník 25 umiestnený nad reaktorom a odsadený od vrchu reaktora 20. Podávací zásobník 25 by mal byť odsadený tak, aby bola zaistená možnosť odstráňovania plátov 12a až 12h. alebo jednotlivo alebo ako celok, uskutočňovaná pri údržbe reaktora alebo pri výmene týchto plátov. Podávací zásobník 25 je pripojený na reaktor cez osadené potrubie a uhlie pokračuje z podávacieho zásobníka cez osadené potrubie do reaktora 20.

Osadené potrubie 26 obsahuje ventil 26a na reguláciu zavážania uhlia. Pri použití uhlia putuje dole cez priechody, ktoré sú definované čelnými stranami susedných plátov 12a.

12b atď. a vyplňuje vnútorný objem reaktora ako náplňová vrstva.

Dno reaktora 20 je spojené s vykládacím kužeľom 27 na použitie pri vykladaní uhlia z reaktora. Keď je reaktor 20 plný uhlia, vykladací kužeľ je tiež naplnený uhlím. Za účelom zaistenia zodpovedajúceho plnenia vykladacieho kužeľa 27 spracovávaným uhlím môže byť použitých niekoľko usporiadaní plátov vo vnútri výložného kužeľa. Takéto usporiadania budú podrobne opísané ďalej.

Vykládací kužeľ 27 obsahuje ventil 27a a je napojený cez výsypku 28 na chladiaci valec 29. V použití, potom čo je uhlie upravené, prechádza cez výsypku 28 do chladiaceho valca 29, kde je horúce uhlie zchladené na teplotu nižšiu ako 70* C. Chladiaci valec 29 môže byť spasovaný s plátovými chladičmi, ktoré sú v podstate podobné plátom znázorneným na obr. 1, s chladiacou vodou pretekajúcou cez kanáliky v plátoch. Po ochladení na požadovanú teplotu, je spracovávané uhlie vyložené cez výpust na dne 30 cez ventil 30a. Ochladené pláty môžu byť použité na zvýšené odparovanie a na opätný ohrev.

Teraz bude opisaný pracovný postup aparatúry znázornenej na obr. 2. Po naplnení reaktora uhlím, je reaktor utesnený a natlakovaný a horúce teplo prenášajúce olej je dodávané do kanálikov v plátoch 12a, 12b až 12h. Horúci olej má charakteristicky teplotu medzi 350* a 380* C (662 - 716 F). Zo zhora uvedeného iné tuhé častice, vyžadovať Horúci olej reaktor naplnení plátov teplotu potom skutočnosť je iniciácia čoho je sil rôzne môže plnený reaktora Í2a. 12b oleja (v prenášané z musí byť ktoré sú optimálne teploty byť dodávaný uhlím, uhlím.

atď. sa rôzne typy uhlia a spracovávaniu, môžu sú citované vyššie, ešte predtým ako je alebo tepelnej až po vodivosti podstatnú následnom horúcich je príčinou nárastu výskytu puchnutia vypudzovanie vody ; generovaných v reaktore po niekoľko časových cyklov zníženia tlaku v reaktore odvzdušní zrejmé, že podrobované ako do plátov plnenia vysokej rýchlo ohrejú na pláty už ohriate). Teplo je do uhlia. Uvedená uhlia, dôsledkom čoho výsledkom spôsobené existenciou Po udržiavaní uhlia v reaktor za účelom spracovávané uhlie je počas

Vďala pláty cykle budú i plátov teploty alebo pechovania uhlia, z uhlia, štruktúre uhlia.

sa vykladané do chladiaceho valca 29, kde je ochladené a postupne zhromažďované na predaj alebo ďalšie spracovávanie, napríklad do brikiet.

Obr. 3 a 4 pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňujú bokorys vykládacieho kužeľa z obr. 2, s možnými a časť dna reaktora 20 usporiadaními plátov 12a až 12h (znázornené prerušovanou čiarou) v kuželi zaisťujúci, aby všetko uhlie v kuželi bolo dostatočne ohriate na zvýšenú teplotu po postačujúci čas, aby bolo celkom spracované.

Ako je znázornené na obr. 3 pláty

12a až 12h sú pretieahnuté dole do kužeľa v rôznych rozsahoch, so stredovými plátmi pokračujúcimi ďalej do kužeľa.

Usporiadanie znázornené na obr. 3 zaisťuje voľné prúdenie uhlia cez kužeľ a súčasne ešte adekvátny tepelný prenos do kuželi.

spracovávaného uhlia v t omto

Na obr. 4 sú	pláty	12a	až	12h	tvarované podľa
obrysu kužeľa. Niektoré z	plátov	sú,	ako v	predchádzajúcom
prípade, pretiahnuté	ďalej	do	kužeľa	tak,	aby bolo zaistené
voľné prúdenie uhlia	kužeľom.

Obr. 5 pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje pôdorys vykládacieho kužeľa

27.

Na obr. 5 je séria radiálne usporiadaných plátov 32a až 32h nastálo pripevnená do vykládacieho kužeľa 27. Plátom 32a až 32h môže byť «

poskytnutý ich vlastný zásobník oleja alebo môžu byť napájané z olejového vedenia 24, znázorneného na obr. 2.

Pláty znázornené na obr. 1 sú zobrazené v priečnom reze, ktorý sa zužuje do vnútra od kanálikov na horúci olej. Ničmenej, iné priečne rezy plátov môžu byť použité, z ktorých niektoré alternatívne priečne rezy sú znázornené na obr. 6.

Obr. 6a pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje plát, ktorý má široký stredový prierez 34 s olejovým kanálikom 35 vytvoreným v stredovom priereze a zužujúci sa do plochých koncov

36, 37.

Obr. 6b pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje plát, ktorý má celkom rovnobežní kový priečny rez. Plát znázornený na obr. 6b je pomerne malý plát.

Obr. 6c pripojenej výkresovej dokumentýcie znázorňuje plát 38, ktorý má štvorcový olejový kanálik 39 vytvorený v jeho centrálnej časti a zužuje sa do hrotov 40 a 41.

Obr. 6d pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje konfiguráciu plátu celkom podobnú tej ktorá je znázornená na obr. 1, s výnimkou, že olejové kanáliky 42, 43 majú kruhový prierez.

Obr. 6e pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje plát, ktorý je celkom podobný plátu, ktorý je znázornený na obr. 6d ale s olejovými kanálikmi 44, 45 s dovnútra tvarovaným výstupkom z plátu na zvýšenie oblasti tepelného prenosu z kanálika do plátu. Toto je lepšie znázornené na obr. 6f, ktorý znázorňuje oveľa širší plát, ako je znázornený na obr. 6e a tento plát má príslušne väčšie olejové kanáliky 46, 47.

Obr. 6g pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje plát obdĺžnikového tvaru, ktorý má olejové kanáliky kruhového priečneho rezu.

Konštrukcia reaktora a konfigurácia plátov znázornené na obr.

až 6 môžu byť predmetom mnohých variantov. Jednotlivo, rozstupy plátov môžu byť rôzne zhodne s vodivosťou materiálu z ktorého sú pláty vyrobené, tekutosť materiálu

2ό obsahujúceho tuhé častice, napájanie reaktora, a doba zdržania požiadavky na reakciu. Hrúbka plátov môže byť tiež rôzna. Bolo znázornené, že ako rastie mocnosť plátov, „tepelná kapacitná reaktancia“ plátov rastie a toto vedie na odtlmenie každého teplotného poklesu, ktorý môže nastať počas priebehu jednotlivých reakcii. V tomto ohľade sa verí, že hrubšie pláty majú väčšie tepelné množstvo alebo tepelnú záťaž a uskutočňujú tlmenie obsahu tepelných požiadaviek procesu. Pláty 12a až

12h môžu byť nastavené tak, že sa podstatne preťahujú vertikálne do reaktora (ako je znázornené na obr. 1 a 2). Ničmenej, pláty môžu byť tiež umiestnené horizontálne alebo môžu mať šikmú orientáciu. Pláty je alebo vhodnejšie usporiadať vertikálne, aby mohla byť využitá gravitácia pri vykladaní tuhých častíc z reaktora. Môže byť tiež možné zahrnúť jedno, alebo viac priečnych pretiahnutí z plochy plátov, aby sa zlepšil tepelný prenos do materiálu obsahujúceho tuhé častice. Každé takéto priečne pretiahnutie by malo byť usporiadané tak, aby prekážka v prúdení tuhých častíc bola minimálna.

Pláty 12a až 12h je vhodnejšie pripevňovať voľne v reaktore a sú pripojené na iba jednom konci na reaktor. Napríklad pláty môžu byť zavesené na reťazoch. Možno budú potrebné rozperky medzi plátmi a rozperky vhodne dovoľujú pohyb plátov. Toto usporiadanie poskytuje pohyb plátov pokiaľ sa zablokuje jeden z prietokových kanálov medzi plátmi, pohyb, ktorý by mohol pomôcť v odstránení blokády. Je tiež možné zahrnúť pomôcku na pohnutie plátov, ako je ťahadlo, kladivá alebo vibrátor.

Pláty môžu byť odstrániteľné z reaktora alebo jednotlivo alebo ako celok tak, aby sa mohla uskutočňovať ich prevádzková údržba alebo ich prípadná výmena.

ΊΊ

Pláty tiež môžu obsahovať vetracie kanáliky alebo vstrekovacie kanáliky na selektívne odvetrávanie materiálu obsahujúceho tuhé častice alebo selektívne vstrekovanie ďalších prísad do vrstvy tohto materiálu.

Ako tlaková nádoba zahŕňajúca vonkajší plášť reaktora je teraz celkom nezávislá na vykurovacích zariadeniach (okrem vstupu a výstupu olejových rúrok) nádoba môže byť vyložená izolačným materiálom (napríklad žiaruvzdornou vyzdívkou) a je tiež možné použiť opotrebiteľnú vložku. Táto skutočnosť umožňuje udržiavať konštrukčné steny a príruby reaktora na pracovnej teplote pod 100° C , čo v svojom dôsledku zaisťuje dostatočnú ochranu použitej ocele. Vonkajší plášť reaktora musí byť konštruovaný tak, aby mohol byť vystavený plnému tlakovému zaťaženiu, ale zároveň tak, aby mohol pracovať. v takzvanom „studenom stave, čo v svojom dôsledku znači, že je možné takýto plášť navrhovať bez nutnosti použitia dilatačných spar umožňujúcich vyrovnávať napätie v kovu pôsobením teploty.

Obr. 7 pripojenej výkresovej dokumentácie znázorňuje funkčnú závislosť čas/teplota na bod nachádzajúci sa v obdĺžnikovom pláte podrobený tepelnému toku v spojitosti s Koppelmanovým procesom zušľachťovania uhlia. Tento proces spočíva v spracovávaní po dávkach a, ako môže byť vidieť z diagramu tepelného toku, požiadavky tepelného rozsahu spracovania sa v závislosti na čase menia vo veľkom rozsahu. Funkčná závislosť časÄeplota, uvedená v diagrame na obr. 7 hore znázorňuje, že teplota sa v priereze plátov počas procesu nemení, avšak maximálny pokles teploty o asi 40'C v čase t= 20 minút stále ešte umožňuje uskutočniť uspokojivé spracovanie uhlia. Teplota v priereze plátov sa v podstate navracia na počiatočnú hodnotu za 70 minút. Osobám oboznámeným zo stavom techniky musí byť zrejmé, že časový cyklus, hmota materiálu, vzdialenosť plátov, a príslušné materiály sa môžu meniť v širokom rozsahu podľa požiadaviek.

Reaktor podľa priloženého vynálezu vykazuje nasledujúcie výhody oproti reaktorom znýmym z doterajšieho stavu techniky:

- Zväčšený objem, ktorý môže materiál obsahujúci tuhé častice zaujímať, čo v svojom dôsledku umožňuje zväčšenie výkonu na výstupe o 60 % a viac, alebo dovoľuje použitie menšieho reaktora na požadovaný výstup.

- Tlaková nádoba môže pracovať v studenom režime vďaka možnosti vložiť do nádoby izolačnú vložku.

- Menši objem ohrievacieho oleja.

- Optimálny prenos tepla olejom.

- Existencia v podstate obdĺžnikovej, polopohyblivej vrstvy tuhých častíc, umiestnená medzi susednými plátmi a umožňujúca lepšie prúdenie vlastných tuhých častíc.

_t - Opatrenie ohrevu výložného kužeľa.

- Vyrovnávanie pomeru prenosu tepla cez spätné pôsobenie obehu.

- Vyhnutie sa nutnosti použitia vyrovnávacích dilatačných spar v konštrukcii hlavnej nádoby reaktora.

- Použiteľnosť už existujúcich plášťov a rúrok.

- Uľahčené prečisťovania kvapaliny prenášajúcej teplo a možnosť prepínania kvapalín.

- Umožnenie ďalšieho zväčšovania rozmerovej veľkosti v porovnaní s usporiadaním s plátmi a rúrkami.

Osobám oboznámeným zo stavom techniky musí byť zrejmé, že predložený vynález umožňuje, okrem zhora opísaných príkladných uskutočnení, vytvorenie aj ďalších do jeho rozsahu spadajúcich modifikácií a obmien. To znamená, že predložený vynález zahrňuje všetky také obmeny a modifikácie, týkajúce sa jeho podstaty a spadajúce do rozsahu pripojených patentových nárokov.

Claims (25)

1. PATENTOVÉ NÄROKY

   1. Reaktor určený na spracovávanie vsádzky materiálu obsahujceho tuhé častice a vykazujúceho nizku tepelnú vodivosť, ktorá sa privádza do reaktora, kde tvorí náplňovú vrstvu a podrobuje sa prenosu tepla z dôvodu jej ohrevu alebo ochladzovania, vyznačujúci sa tým, že obsahuje vonkajší objem na uloženie náplňovej vrstvy, vodivého materiálu tým, že každý vnútorný z tepelne objemu s prepúšťacích kanálikov, cez teplo, a že každý alebo viac tepelne prenášajúcou teplo a tak, že prostredníctvom prenášajúca umiestnených plát ktoré obsahuje môže plát pri vodivých tuhými tepelnej vnútornom alebo viac kvapalina vymedzuje jedno medzi kvapalinou oblasti plátu kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami cez plášť, vymedzujúci a množstvo plátov v jeho jeden pretekať spracovaní premostnení časticami v výmeny medzi pláty dochádza na ohrev alebo ochladzovanie v podstate všetkých tuhých častíc materiálu na požadované teplotné rozmedzie.
2. 2. Reaktor podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i sa t ý m, že vonkajší plášť je upravený ako tlaková nádoba.
3. 3.Reaktor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že pláty sú usporiadané voči sebe vzájomne tak, že počas zavážania alebo vykladania reaktora môžu tuhé častice prúdiť medzi susednými plátmi.
4. 4. Reaktor podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že pláty sú usporiadané voči sebe vzájomne tak, že rozstup medzi susednými plátmi je dostatočne veľký na zaistenie eliminácie nežiaduceho blokovania alebo zachyťovania tuhých častic medzi plátmi.
5. 5. Reaktor podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že rozstup medzi susednými plátmi sa pohybuje v rozmedzí od 50 do 500 mm.
6. 6. Reaktor podľa nároku 5, vyznačujúci sa t ý m, že rozstup medzi susednými plátmi sa pohybuje v rozmedzí od 75 do 200 mm.
7. 7. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, v yznačujúci sa tým, že tepelná vodivosť plátov je aspoň o triedu vyššia ako tepelná vodivosť vsádzky materiálu v reaktore počas operácie.
8. 8. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, v yznačujúci sa tým, že každý plát obsahuje iba jeden prepúšťací kanálik alebo malý počet prepúšťacích kanálikov.
9. 9. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, každý prepúšťací kanálik vykazuje relatívne malý priemer alebo šírku.
10. 10. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, celkový objem prepúšťacieho kanálika alebo prepúšťacích kanálikov každého plátu predstavuje malé percento celkového objemu plátu.
11. 11. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, pláty vykazujú obdĺžnikový rovnobežnlkový alebo zúžený priečny rez.
12. 12. Reaktor podľa ktoréhokoľvek z vyznačujúci sa tým, vonkajší predchádzajúcich nárokov, plášť zahŕňa v podstate valcový diel s plátmi usporiadanými tak, že sa tieto pláty, pri pohľade v priečnom reze, v podstate rozkladajú na tetivách kruhového prierezu valcového dielu.
13. 13. Reaktor podľa nároku 12, vyz n a č u j ú c i sa tým, pláty sa rozkladajú v podstate po celej dĺžke valcového dielu.
14. 14. Reaktor podľa nároku 12 alebo 13, vy z n a č u j ú c i sa tým, pozdĺžna os valcového dielu je v podstate vertikálna.
15. 15. Reaktor podľa jedného z nárokov 12 až 14, vyznačujúci sa tým, vonkajší plášť ďalej obsahuje kónický vykladací diel rozkladajúci sa z konca valcového dielu.
16. 16. Reaktor podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, vykladací diel vykazuje vnútorný objem, ktorého veľkosť predstavuje až 20% celkového objemu vonkajšieho plášťa.
17. 17. Reaktor podľa nároku 15 alebo 16, v y z n a č u j ú c i sa tým, pláty sú predĺžené do vykládacieho dielu.
18. 18. Spôsob ohrevu alebo ochladzovania materiálu obsahujúceho tuhé častice a vykazujúceho nízku tepelnú vodivosť v reaktore s vonkajším plášťom a množstvom plátov z tepelne vodivého materiálu, umiestnených vo vnútri vonkajšieho plášťa s tým, že každý z týchto plátov vykazuje Jeden alebo viac prepúšťacích, kanálikov, cez ktoré môže pretekať kvapalina prenášajúca teplo, a že každý plát vymedzuje jedno alebo viac tepelne vodivých premostení medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami nachádzajúcimi sa v oblasti vyznačujúci sa tým, zahŕňa kroky plátu, zavážania materiálu obsahujúceho tuhé častice do reaktora na vytvorenie náplňovej vrstvy vo vnútri vonkajšieho plášťa;

    pretekanie kvapaliny prenášajúcej teplo cez uvedené prepúšťacie kanáliky a ohrev alebo ochladzovanie tuhých častíc nachádzajúcich sa v náplňovej vrstve prostredníctvom tepelného prenosu medzi kvapalinou prenášajúcou teplo a tuhými časticami cez pláty; a odstraňovanie materiálu obsahujúceho tuhé častice z reaktora.
19. 19. Spôsob podľa nároku 18, vyznačujúci sa tým, zahŕňa krok stlačovania náplňovej vrstvy tuhých častíc.
20. 20.Spôsob podľa nároku 18 alebo 19, vyznačujúci sa t ý m, krok ohrevu tuhých častíc zahŕňa udržiavanie náplňovej vrstvy za podmienok zvýšenej teploty a zvýšeného tlaku po dobu postačujúcu na zušľachťovanie tuhých častíc.
21. 21. Spôsob podľa nároku 19, vyznačujúci sa tým, zahŕňa udržiavanie náplňovej vrstvy tuhých častíc za podmienok zvýšenej teploty a zvýšeného tlaku po dobu v rozmedzí od 15 minút do jednej hodiny.
22. 22. Spôsob podľa nároku 20 alebo 21, vyznačujúci sa tým, zahŕňa stlačovanie náplňovej vrstvy tlakom o veľkosti aspoň 4 barg.
23. 23. Spôsob podľa jedného z nárokov 18 až 22, v y z n a č u j ú c i sa tým, tuhé častice sú neopracované.
24. 24. Spôsob podľa jedného z nárokov 18 až 23, vyznačujúci sa tým, spracovávanie prebieha po dávkach.
25. 25. Spôsob podľa jedného z nárokov 18 až 24, vyznačujúci sa tým, materiál obsahujúci tuhé častice zahŕňa uhlie.