155024. lajstromszámú szabadalom • Eljárás karbonizált szén és nehézkátrány előállítására

155024 hevítés mindenesetre fluidizált ágyban vagy pedig diszpergált fázisú rendszerben folytatható le. Az alacsony hőmérsékleten végzett karfoonizálási lépésben az első lépésből származó előkezelt forró részecskéket kb. 427—649 C°-ra hevítik olyan hőmérsékleten, amely elegendő ahhoz, hogy a szénből eltávolítsa a legtöbb kátrányképző gőzt. Ez a hőmérséklet a felhasznált szén adott szemcseméretével változik, és általában 2,60 C°-tól legfeljebb 621—,649 C°-ig terjed, és általában 454—482 C° körüli érték. A fluidizációs közeg ebben a szakaszban általában kis mennyiségű oxigént tartalmaz, amely azonban elegendő ahhoz, hogy létrehozza az ágy hőszükségleteinek ellátásához szükséges belső hőt. A kátrányképző gőzök, amelyeket kihajtottak, keresztülhaladnak a fluidizációs edény gőzterén a kátrányrészek ágya fölött, majd olyan ciklonokon haladnak keresztül, amelyek elválasztják a port és visszavezetik azt az ágyba, és végül a ciklonokból a vizes kátránymosókba jutnak, amelyek eltávolítják a kátrányt. A találmány ennek a kátrányképző, alacsony hőmérsékletű karbonizáló edénynek a működtetésére vonatkozik, és célja, hogy jobb minőségű kátrányokat eredményezzen az ilyen alacsony hőmérsékletű karbonizálási eljárásban. A találmány szerint előállított kátrányok különösen hasznosak, amikor egy harmadik edényben előállított kalcinált termékkel kombináljuk őket, hogy a 3 140 241 sz. amerikai szabadalomban leírttal megegyező kokszot állítsunk elő, de egyéb célokra is sokkal hasznosabbak, mint az ilyen alacsony hőmérsékletű karbonizációs eljárásokban eddig előállított kátrányok, ahol karbonizált szén és kátrány a főtermékek. Az alacsony hőmérsékletű fluidizációs ágyas karbonizációs rendszerekkel kapcsolatban felmerült egyik probléma annak tulajdonítható, hogy az ilyen edényekből összegyűjtött kátrányok nem egyenletes konzisztenciájúak, hanem hajlamosak szétválni könnyű és nehéz frakcióra, amelyek közül az egyik könnyebb, a másik pedig nehezebb a víznél, úgyhogy nehéz a kátrányokat kezelni. A szokásos gyakorlat szerint az anyagot szakaszokban kondenzálták, majd az egyes résztermékeket alaposan elegyítették, úgyhogy a két kátrányréteg egyetlen olyan réteggé egyesült, amely valamivel nehezebb, mint a víz, és ezután a kátrányt fúvatták viszkozitásának a 38 C° és 107 C° közötti, előnyösen 6:0 C° és 71 C° közötti kívánt lágyuláspont-tartományba való növelése céljából (ASTM gyűrűs és golyós rendszer). Nem csupán a gyűjtőrendszer összetett, hanem ebben a fuvatós műveletben jelentős erőfeszítést is kell tenni annak érdekében, hogy a kátrány könnyű végtermékeit a reafcciókeverékben tartsák, ill. azokat kötőanyagként felhasználható anyaggá kondenzálják. A találmány fő célja olyan módszer biztosítása, amelynek segítségével az ilyen karboni10 záló működtethető olyan módon, hogy ez a nehézség kiküszöbölődik, és karbonizáló tetejéről kapott kátrányok egyetlen, a víznél nehezebb, és könnyű végtermékektől lényegileg mentes rétegként kondenzálódnak. A találmány értelmében ezt az eredményt úgy érjük el, hogy a karbonizálót úgy üzemeltetjük, hogy a fluidizációs ágy fölötti gőzteret kb. 28—194 C°-kal a fluidizációs ágy hőmérséklete fölé, de legalább 510 C°-ra hevítjük. Meglepő módon azt találtuk, hogy ha a fluidizációs ágy fölötti gőztérben ezt a hőmérsékletet tartjuk, a kátrányok gőzállapotban polimerizálni látszanak, mert a kátránynak vizes mosótoronyban ezekből a gőzökből való visszanyerésekor olyan kátrányt kapunk, amely nehezebb a víznél, és lényegileg mentes a könnyű végpárlatoktól. Ez a kátrány nagyon könnyen tovább polimerizálható levegővel végzett hevítés és fuvatás által, és rendkívül kitűnő kötőanyagot szolgáltat a 3 140 241 számú amerikai szabadalom, szerinti módon való brikett előállításához. Az elmondottakon túlmenően még ha csupán kezeletlen kátrányt kívánunk is nyerni az alacsony hőmérsékletű karbonizáló termékeként, és a karbonizált szenet és a kötőanyagot mint ilyet kívánjuk eladni, a találmány szerinti egyenletes minőségű nehézkátrány jelentős előnyökkel rendelkezik a szokásos technológiával készített kátránnyal szemben, a könnyű végpárlatok által okozott nehézségek kiküszöbölése folytán. Az alábbiakban a kísérő rajzzal együtt példaként egy előnyös kiviteli alakját adjuk meg annak a berendezésnek, amelynek segítségével a találmány szerinti eljárást fel lehet használni a 3 140 241 sz. amerikai szabadalomban leírt módszerrel. A megadott kiviteli példa természetesen nem korlátozza a találmány oltalmi körét. A rajzon az 1 porított szenet a 2 csigaszállítóra adagoljuk, amely azt folytonosan továbbítja a 3 katalizáló vagy szárító edénybe. Utóbbi porított szénrészecskékből kialakított 4 fluidizált ágyat tartalmaz, amelyet gőzt és levegőt tartalmazó forró 5 gázárammal aktiválunk. A forró 5 gázáramot úgy szabályozhatjuk, hogy a 3 katalizáló tartályban a kívánt atmoszférát tartsuk. A katalizáló tartály el van látva a belső 6 ciklonos szeparátorral, amelyen keresztül a katalizáló tartályban fejlődő gázokat a 7 vezetéken át eltávolítjuk. A 6 ciklonos szeparátor a gázból eltávolít magával ragadott szénrészecsikéket is, és a részecskéket visszaszállítja a 4 fluidizált ágyhoz. A 3 katalizáló tartály folytonosan szenet továbbít a 8 vezetéken keresztül a 9 karbonizálóba. A 9 karbonizáló a katalizált szénrészecskékből kialakult 10 fluidizált ágyat tartalmaz, amely a karbonizáló teljes magasságának közelítőleg felét — háromnegyedét foglalja el, és így az ágy fölött a 10a gőztér szabadon marad. Fluidizáló közegként a perforált 10b alátámasztás alatt a 11 vezetéken keresztül forró levegőből és inert gázból álló gázáramot szállítunk a 50 55 60