200230. lajstromszámú szabadalom • Összetett reaktor és eljárás széntartalmú szerves anyagok nyomásos hőkezelésére
HU 200230 B nyomászáró zsilipen át, kb. 16 *C hőmérsékleten és légköri nyomáson vezetjük be a reaktorba, ahol a nyomást kb. 5,72 Megapascal értéken tartjuk. A szenet a reaktor 112 előhevítő terében lefelé haladása közben kb. 16 ’C-ról felhevítjük és kb. 260 *C hőmérséklettel jut a 114 reakciótérbe. Az előhevítő térben összegyűlt szennyvizet kb. 162 'C hőmérsékleten és 5,72 Megapascal nyomáson távolítjuk el. A termékgázt is az előhevítő tér felső részéből vezetjük el kb. 162 *C hőmérsékleten és 5,72 Megapascal nyomáson. A reakciógáz a reakciótérből kb. 260 *C hőmérsékleten és 5,72 Megapascal nyomáson lép be az előkészítőtér alsó részébe. Az eredő szilárd reakciótennék kb. 380 *C hőmérsékleten és 5,72 Megapascal nyomáson távozik a reakciótér fenekén, majd lehűtjük kb. 93 *C hőmérsékletre és légköri nyomáson kiürítjük. A tipikus tömegáramok az alapanyagnál és a különböző termékeknél a következők: az anyagbetáplálás 23 350 kg/óra, az anyag víztartalma 7 240 kg/óra. A kapott szennyvíz 9 220 kg/óra, a termékgáz 2 520 kg/óra és ehhez járul még 149 kg/óra gőz. A reaktorból kiürített szilárd reakciótermék 11507 kg/óra és a nettó termékgáz a lecsapható részek kivonása után 2 517 kg/óra és ehhez járul még 149 kg/óra víz. Az előző folyamat hőméiiege a következő: a reaktorba táplált nyers, nedves szén fűtőértéke 0,78 gigajoule/óra, a 93 *C-ra lehűtött, szilárd reakcióterméké 1,35 gigajoule/óra. A nyert teimékgáznak jelentős fűtőértéke van, 1,13 gigajoule/óra, míg a kapott forró szennyvízé 6,28 gigajoule/óra. Az előbb leírt eljárási sorrend és feltételek tipikusak a kevéssé bitumenes szenek feldolgozásánál. Természetszerűen a reaktor különböző tereiben fennálló hőmérsékleteket, az alkalmazott nyomást és az alapanyag tartózkodási idejét az egyes terekben variálni lehet, hogy eléljük a cellulóztartalmú alapanyag kívánt termikus feltárását és/vagy kémiai átalakítását. Az említett paraméterek megválasztása függ az anyag eredeti nedvességtartalmától, általános kémiai szerkezetétől és széntartalmától, valamint az előállítandó szilárd reakciótermék kívánt jellemzőitől. Ennek megfelelően a reaktor előhevítő terét úgy szabályozhatjuk, hogy a beérkező szobahőmérsékletű alapanyagot előhevítjük egy megnövelt, általában kb. 90 'C és kb. 260 *C hőmérsékletre, majd a reakciótérben tovább hevítjük kb. 650 *C vagy magasabb hőmérsékletre. A nyomás a reaktorban ugyancsak változhat kb. 2,07 Megapascal és 20,7 Megapascal között A tipikus értékek 4,14 Megapascal és 10,35 Megapascal között vannak. A találmány szerinti berendezés másik eőnyös kiviteli alakjánál, ami az 5. ábrán látható, az előhevítő tér egy 134 ferdekamra, amelynek a felső kimeneti végét a 136 karima köti össze a reakcióteret képező, 140 összetett reaktor karimás 138 beömlőnyílásával. A 134 ferdekamra alsó végén van egy 142 beömlőnyílás, amelyen keresztül a nedves széntartalmú anyag belép és innen egy adagolócsigán vagy 144 zsilipes tartályon át nyomás alatt a ferdekamra alsó végébe jut A széntartalmú anyagot nyomás alatt a 134 ferdekamrán át az ennek hosszában elhelyezkedő 146 szállítócsiga felfelé szállítja. A szállítócsiga felső vége a ferdekamra felső végéhez csavarozott 148 zárósapkában, alsó vége pedig a 150 tömítő csapágyban van csapágyazva. A tömítő csapágy egy karimára van 9 szerelve, amely a ferdekamra alsó végére van csavarozva. A146 szállítócsiga kiálló tengelyvégét a 152 tengelykapcsoló kapcsolja össze a változtatható sebességű 154 villamosmotorral. A 134 ferdekamra felső végén van egy karimás 156 kiömlÖnyílási ami szakadótárcsával vagy más alkalmas nyomáselengedő szeleppel van ellátva, hogy az előre beállított nyomásszint túllépése esetén a nyomást a reaktorrendszerből elengedje. A ferdekamra alsó részén van egy másik, karimás 158 kiömlőhyílás, amihez a 134 ferdekamra falában egy alkalmas perforált szita, pl. egy Johnson-rendszerű szita csatlakozik. A nem lecsapatható gázok ezen a szitán át távoznak a rendszerből. A karimás 158 kiömlőnyíláshoz a 4. ábra szerinti elrendezésben kapcsolódik a 120 nyomáscsökkentő szelep, ami a termékgázt kezelő és hasznosító rendszerhez vezet. A 134 ferdekamrában felfelé továbbított széntartalmú anyagot a 140 összetett reaktorból a karimás 138 beömlőnyíláson át kiáramló reakciógázok eile náramban előhevítik és részben víztelenítik. Ugyanúgy, mint az 1. ábra kapcsán leüt kiviteli alaknál, az alapanyagot részben a reakciógáz kondenzálható részeinek, így a gőznek a beérkező hideg nyersanyag felületein való lecsapódása, részben a közvetlen hőcsere hevíti elő. Az alapanyagot általában kb. 90 *C és kb. 260 *C közötti hőmérsékletre hevítjük elő. A 134 ferdekamrában lévő széntartalmú anyag előhevítése és tömörítése során lecsapódott folyadékok és a felszabadult, kémiailag kötött víz lecsepegnek és a ierdekam ra alsó részéből a 160 nyíláson át távozik, ami a 4. ábra kapcsán korábban leüt módon alkalmas 124 nyomáscsökkentő szeleppel van ellátva, amin át szennyvízkezelés és hasznosítás végett távozik. A , 134 ferdekamra falán a 160 nyílás közelében alkalmas perforált szita, pl. egy Johnson-rendszerű szita van, hogy minimálisra csökkentsük az anyag szilárd részének távozását Az 5. ábrán bemutatott 140 összetett reaktor felépítése hasonló az 1. ábrán látható reaktor felépítéséhez. A különbség abban áll, hogy itt a reaktor belseje egy reakcióteret határol és nincsenek benne olyan ferde 64 reaktorövek, mint az Lábra szerinti reaktor felső, előhevítő részében. A140 összetett reaktor hasonló szerkezetű és van egy kupolaszerű 162 felső része, amit a gyűrűalakú 166 karimák gáztömören körnek össze a körhengeralakú 164 középrésszel. A kupolaszerű 162 felsőrész közepén egy gyűrűalakú 168 agy van kialakítva 170 csapágy számára. A170 csapágyban forog a 172 tengely felső vége. A tengely hordoz egy sor 172 keverőkart az 1. ábra kapcsán korábban leüt elrendezés szerint. Mindegyik keverőkaron egy sor, ferdén elhelyezett 176 keverőfog van, amelyek az anyagot radiálisán befelő és kifelé továbbítják több, függőlegesen egymás fölött lévő 178 reaktorövön keresztül A korábbi elrendezéssel megegyezőleg az előhevített és részben víztelenített alapanyag a 134 ferdekamra felső végéből a reaktorba juta karimás 138 beömlőnyüáson át, amihez az alapanyagnak a legfelső 178 reaktorövön való terítése végett egy 180 surrantó csatlakozik. Akeverőkarok forgása következtében az alapanyag lépcsőzetesen, váltakozó módon, a korábban leírtak és az 5. ábrán lévő nyilak szerint halad lefelé. Minthogy a 140 összetett reaktor alsó része lé10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
