200230. lajstromszámú szabadalom • Összetett reaktor és eljárás széntartalmú szerves anyagok nyomásos hőkezelésére
HU 200230 B A találmány tárgya összetett reaktor széntartalmú szerves anyagok nyomásos hőkezelésére, amelynek van egy előhevítő kamrája, egyik végénél a betáplálandó anyagot befogadó beömlőnyílással, másik végénél pedig az előhevített anyagot kibocsátó kivezetéssel, van továbbá a betáplált anyagot az előhevítő kamrán át továbbító eszköze és az előhevítő kamra felső szakaszában a gázok visszanyerésére szolgáló kiömlőnyílása; rendelkezik több, egymás felett elhelyezkedő reaktorövet tartalmazó összetett reaktorral, amely összeköttetésben áll az előhevítő kamra kivezetésével és el van látva az egyes reaktorövek felett elhelyezett, keverőfogakkal bíró, az anyagnak a reaktorövek mentén sugárirányban váltakozva kifelé és befelő történő továbbítását, s ezáltal az anyag lépcsőzetesen, egyik reaktorövről az alatta lévő reaktorövre lefelé mozgását előidéző keverőkarokkal, végül vannak a gázokat az egymás felett elhelyezkedő reaktoröveken és az előhevítő kamrán az anyaggal ellenáramban a kiömlőnyílás felé terelő lapjai, valamint a gyűrűalakú reaktorövek alatt elhelyezett kivezetése. A találmány tárgya továbbá a berendezéssel megvalósítható eljárás. A hagyományos energiaforrások, így a kőolaj és földgáz hiánya és növekvő költségei miatt elkezdték vizsgálni a bőségesen rendelkezésre álló alternatív energiaforrásokat, mint amilyenek a lignittípusú szenek, kevéssé bitumenes szenek; a cellulóztartalmú anyagok, így a tőzeg; a cellulóztartalmú hulladékanyagok, mint a fakitermelésből és fűrészüzemi műveletekből származó fűrészpor, fakéreg, fahulladék, ágak és forgács; a különböző mezőgazdasági hulladékanyagok, így a gyapotszár, mogyoróhéj, kukoricaháncs és hasonlók, továbbá a városi szilárd szennyzagy. Sajnálatos módon ezek az alternatív anyagok eredeti állapotukban nagy energiájú tüzelőanyagként több ok miatt közvetlenül nem használhatók. Ezért számos eljárást javasoltak arra, hogy ezeket az anyagokat alkalmas módon átalakítva tüzelőanyagként lehessen használni azáltal, hogy nedvességmentesítés révén fűtőértéküket megnövelik és ugyanakkor tárolhatóságukat javítják. Ilyen jellegű, tipikus berendezéseket és eljárásokat több szabadalomban ismertetnek. így az US 4,052.168 sz. szabadalom szerint lignittípusú szeneket szabályozott hőkezelés útján kémiailag átalakítanak és így feltárt, szilárd széntartalmú stabil, időjárásálló terméket kapnak, amelynek fűtőértéke megközelíti a bitumenes szénét. Az US 4,172.391 sz. szabadalom szerint hagyományos szénmosásig és széntisztítási műveletekből eredő, bitumenes hulladéktörmelékből hőkezeléssel szilárd, tömörített, koksz-szerű terméket kapnak, amit szilárd tüzelőanyagként közvetlenül fel lehet használni. Az US 4,129.420 sz. szabadalom szerint természetben előforduló cellulóztartalmú anyagokat, így tőzeget, valamint cellulóztartalmú hulladékot szabályozott átalakító hőkezeléssel feltárnak és így szilárd, széntartalmú vagy koksz-szerű terméket kapnak, amelyeket szilárd tüzelőanyagként önmagukban vagy hagyományos tüzelőanyagokkal, így fűtőolaj-iszapokkal keverve lehet alkalmazni. Az előbb említett amerikai szabadalmakban leírt típusú, széntartalmú anyagok feltárására szolgáló reaktort és eljárást ismertet az US 1 4,126.519 sz. szabadalom, amely szerint folyékony zagyanyagot juttatnak egy ferde reaktorba és ezt folyamatosan felhevítik, hogy így lényegében száraz, szilárd, megnövelt fűtőértékű reakcióterméket kapjanak. A reakció szabályozott fokozott nyomáson és hómérsékelten, a leratródási idő figyelembe vételével megy végbe, hogy elérjük a kívánt hőkezelést, ami magában foglalhatja az anyag lényegében összes nedvességtartalmának, valamint az illő, szerves alkotók legalább egy részének elpárologtatását és ezzel egyidejűleg az anyag szabályozott, részleges kémiai átalakítását vagy pirolizisét. A reakció nem-oxidáló közegben megy végbe és a szilárd reakció terméket ezután olyan hőmérsékletre hűtjük le, amelyen úgy üríthető lri, hogy a légkörrel érintkezve égése vagy bomlása ne következzék be. Az előbb említett amerikai szabadalmakban leírt eljárások és berendezések számos nyers, szén tartalmú anyag esetében kellő kezelést nyújtanak egy feltárt, szilárd reakciótennék eőállításához. Ismeretes a DEOS 2,144.129 sz. irat szerinti eljárás és berendezés ömleszthető anyagok szárítására, amelynél az anyag egy házban egymás felett elrendezett fűtőfelületeken helyezkedik el és a keletkezett gőzöket megfelelő készülékkel eltávolítják a ház belsejéből. A gőzökkel együtt elvezetett anyagrész elkülönítése a ház belső terében történik. A gőzáramban elragadott anyagrészeket leválasztó készülékek a fűtőfelületek és a ház fala között vannak elrendezve. Az alsó fűtőfelület felett és a leválasztó készülékek alatt ferde vezetőlemezek vannak, melyek a leválasztó készülékek felületéről lehulló anyagrészeknek a mélyebben elhelyezkedő fűtőfelületre való visszavezetését szolgálják. A DEOS 2,444.641 sz. iratból megismerhető kemence legalább egy, lényegileg vízszintes tűz térrel rendelkezik, melynek középpontján egy forgatható központi tengely halad át, amelyen legalább egy, sugárirányban kifelé, a tűztér felett elhelyezkedő keverőkar van rögzítve. Van továbbá egy berendezése, amely sugárirányú áramlási komponenst hoz létre a tűztérben plattnál kezelendő anyagba, valamint egy olyan berendezése, amely egy kerületi áramlási komponenst hoz létre az anyagban úgy, hogy a központi tengely forgásakor az anyagáramlás az egész plattnifelületen elosztódik. Találmányunk célja olyan összetett reaktor és eljárás kialakítása, amely a nedves, nyers széntartalmú anyagok folytonos hőkezelése terén még hatékonyabb, könnyebben kezelhető, egyszerűbb és könynyebben szabályozható, hogy így a hagyományos energiafonások helyettesítőjelként és alternatívájaként szolgáló, nagy energiatartalmú szilárd tüzelőanyagok átalakítása és előállítáa során további megtakarítást lehessen elérni. A feladatot a találmány értelmében a bevezetőben ismertetett típusú berendezésnél úgy oldottuk meg, hogy az előhevítő kamra és az összetett reaktor nyomásálló tartálya nyomás alá helyezhető, az előhevítő kamra el van látva az ott lévő folyadékot elvezető nyílással és az előhevítő kamrában lévő illanó gázrác nyomás alatti visszanyerésére szolgáló kiömlőnyílással, továbbá hogy a nyomásálló tartályban az egyes reaktorövek környezetében a betáplált és a reaktorövön lévő anyag egyedi és fokozatos fűtésére fűtőbe2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
