203406. lajstromszámú szabadalom • Összetett reaktor berendezés és eljárás szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére
3 HU 203 406 B 4 vitelt gőznek a széntartalmú anyaggal való közvetlen érintkezésével a kémiai reakciós folyamat és a termikus átalakulás lényegesen meggyorsítható. Szemben az eddig ismert fűtési eljárásokkal (pl. villamos fűtőtest, csőköteg vagy csőkígyó elhelyezése a reaktorövek alatt), a jelen találmány szerinti megoldásban a befecskendezett forró fűtőgáz vagy túlhevített gőz közvetlenül részt vesz a reakciós folyamatban. A gáz vagy gőzt perforált felületen keresztül juttatjuk a reaktor terébe, ahol abból a hőátadás során nedvesség csapódik le. Ezt a széntartalmú anyagból kiváló nedvességgel együtt összegyűjtjük és levezetjük, a lehűlt gáznemű összetevőt pedig a felszabadult illó gázokkal együtt vezetjük ki a nyomástartó edény felső részén. Mivel a kivezetett gáz még jelentős hőtartalommal rendelkezik, előhevítéssel vagy anélkül is alkalmas az előhevítő tér melegítésére. Magasabb hőmérsékletre hevítve pedig a reakciótér fűtésére használhatjuk fel a reaktorból távozó gázt megfelelő szűrés és kondenzálás után. így a reakciós folyamat során termelődött gáz a fűtőgázzal együtt egy rccirkulációs fűtési folyamatba kerül be. Továbbá a gáznemű anyaggal történő közvetlen hőátadás a termikus hőátadás a termikus átalakítás részét is képezi, meggyorsítja a kémiai reakciót Természetesen nincs kizárva bármely ismert kiegészítő fűtőeszköz további alkalmazása sem a reaktortérben, pl. villamos fűtőelem, csőkígyó stb. A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti összetett reaktor szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére - amelynek egy reaktorteret körülvevő nyomástartó edénye van, a nyomástartó edényben egymás felett elhelyezkedő gyűrű alakú reaktorövek vannak, minden egyes reaktoröv felett a széntartalmú anyagnak sugárirányban váltakozva befelé és kifelé történő továbbítását, valamint lefelé juttatását elősegítő keverőkarok és keverőfogak vannak, a keverőkarok függőleges forgó tengelyen vannak rögzítve, a nyomástartó edény fedelén a nedves vagy az előhevített széntartalmú anyagot a reaktortérbe bevezető, beömlőnyílások és az anyag haladásával ellentétesen felfelé áramló gázok távozására szolgáló kiömlőnyílások vannak, a nyomástartó edény feneke pedig termékürítő nyílással van ellátva, a nyomástartó edényben a hőkezelés elősegítésére a reakció tér felett közvetlenül egy előhevítő tér van vagy a különálló nyomástartó edényként szolgáló reakciótérhez egy előhevítő ferdekamra van csatlakoztatva, a reakciótérrel közös nyomástartó edényben lévő előhevítő tér kifelé lejtő gyűrű alakú reaktorövekkel, keverőkarokkal és keverőfogakkal rendelkezik míg az előhevítő ferdekamrában szállítócsiga van, a ferdekamra felső vége a reakciótér beömlőnyílásával van összekötve, a reakciótérben az egyes reaktorövek környezetében a betáplált és a reaktorövek felületén elhelyezkedő anyag fűtésére és termikus átalakításának elősegítésére fűtőberendezések pl. villamos fűtőelem vagy hőcserélő csőköteg, csőkígyó vagy pedig más hőátadó felület van - oly módon van kialakítva, hogy a reakciótérben lévő reaktorövek felső felületének legalább egy része perforált felület, a perforált felületek szegmens alakban vannak elhelyezve, minden szegmenshez egy külső gyűrű alakú perem és egy belső ugyancsak gyűrű alakú perem tartozik, minden szegmensnél a belső perem, a külső perem, egy alsó fal, valamint egy felső perforált fal egy-egy kamrát alkot, az alsó falhoz sűrített fűtőgázt a kamrába bevezető beömlőcső csatlakozik, az egyes kamrák beömlőcsövei pedig előnyösen gyűrű alakú gyűjtőcsővel vannak összekötve. A találmány szerinti berendezés további ismérve, hogy a gyűjtőcsövek a reaktorövek alatt vannak elhelyezve és a nyomástartó edény hengeres oldalfalán keresztül vezetett, a fűtőgázt a reakciótérbe juttató beömlőcsőhöz vannak csatlakoztatva Egy másik ismérv szerint a reaktorövben lévő perforált felső fal aljához illeszkedően a széntartalmú anyag kamrába jutását meggátoló porózus szerkezetű fémszita van. A szita alsó oldalán, előnyösen szemben a beömlőcsővel a fűlőgáz eloszlását elősegítő terelőlap van, a szegmensek felső falai pedig az alsó reaktorövre irányuló anyagáramlást elősegítő nyílásokkal vannak ellátva. A találmány szerinti berendezés célszerű kiviteli alakjánál a szegmensek külső gyűrű alakú pereme, külső széle mentén a szegmenset a reaktor belső falához rögzítő horonnyal van kialakítva. A találmány szerinti eljárás szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére az előzőekben ismertetett berendezéssel megvalósítva, ahol- a nyomás alatt kezelendő nedves, széntartalmú anyagot előhevítő térbe vagy előhevítő ferdekamrába juttatjuk és a reakciógázokkal való ellenáramú hőátadó érintkeztetés útján 90 ‘C és 260 *C közötti hőmérsékletre előhevítjük;- az előhevítő térben gravitációs úton lefelé haladó vagy az előhevítő ferdekamrában lévő szállítócsigával továbbítjuk az anyagot, miközben nyomás alatt eltávolítjuk belőle a nedvességet, majd- az előhevített anyagot egy nyomástartó edénybe juttatjuk, ahol a reakciótér legfelső reaktorövén az anyagot eloszlatjuk, innen lépcsőzetesen mindig az alatta lévő reaktorövre juttatjuk és ezalatt keverőkarokkal is mozgatjuk, eközben- az anyagot megemelt hőmérsékletre hevítjük és a benne lévő illó anyagokat elpárologtatjuk, végül- az illó anyagot a nyomástartó edényen keresztül ellenáramban a széntartalmú anyaggal felfelé áramoltatjuk és visszavezetjük az előhevítő térbe vagy az előhevítő ferdekamrába a szilárd terméket pedig nyomás alatt alul eltávolítjuk, azon alapul, hogy a széntartalmú előhevített anyagot a reakciótérben 200 'C és 650 'C közötti hőmérsékletre hevítjük mialatt 2,07 Mpa és 20,7 Mpa között megválasztott nyomásértéken tartjuk úgy, hogy az anyag felmelegítésére szolgáló fűtőgázt vagy túltelített gőzt a perforált felülettel rendelkező kamrákba fecskendezzük, ahol a fűtőgázt vagy túltelített gőzt a reaktoröveken lévő anyaggal hőátadó érintkezésbe hozzuk, a reaktorövek valamelyikén azt megemelt hőmérsékletre hevítjük és annyi ideig ott tartjuk, míg a széntartalmú anyagban lévő illó anyagokat elpárologtatjuk és végül reakciógázok, valamint szilárd reakciótermékek keletkeznek. A találmány szerinti eljárás alapján az előhevítő térben és a reakciótérben a nyomást 4,14 Mpa és 10,35 Mpa közötti értéken tartjuk. A perforált felületre befecskendezett fűtőgáz vagy a túlhevített gőz nyomását legalább 0,07 Mpa értékkel a reaktortérben uralkodó nyomás fölé növeljük és hőmérsékletét pedig 593 *C és 621 *C közötti értékre emeljük. Végül a szilárd reakcióterméket a reaktortérből való ürítés előtt legalább 260 *C hőmérséklet alá, előnyösen 95 *C alá hűtjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
