182594. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gyenge minőségű szén, pl. barnaszén vagy egyéb szén jellegű anyagok, tőzeg lignit vagy szénhulladék feljavítására
182594 6 végzünk. A szétválasztás történhet centrifugálással, agglomerálással. A második lépésben a szenet célszerűen közvetlenül gőzzel hevítjük. Erre a célra jól alkalmazható túlhevített gőz, amelynek 500—540 °C a hőmérséklete. A találmány szerinti eljárás alkalmazásakor a nyomásnak elég nagynak kell lenni ahhoz, hogy a víz folyékony halmazállapotú maradjon. Ehhez 30—45 bar nyomást kell biztosítani. Célszerűen a nyomás értéke az első és a második lépésben azonos. Az első lépésben a szenet előnyösen 180—260 °C közötti hőmérsékletre hevítjük. Optimálisnak a 200—230 °C közötti hőmérséklettartomány tekinthető. A második lépésben alkalmazott hőmérséklettartomány célszerűen 300—340 °C. Jóllehet az első fázisban a víztelenítés meglehetősen gyorsan lejátszódik, vagyis a szénnek a megfelelő hőmérsékletre történő felhevítése után lényegében külön víztelenítési idő nem szükséges, az eljárás második fázisában a dekarboxilozás viszonylag hosszú ideig tart. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklettől és a kezelési foktól függően a szenet a második lépésben öt perc és öt óra közötti időtartamon át kell kezelni. Általában a kezelési idő 15 és 30 perc között van. A kezelés optimális időtartamát nyilvánvalóan gazdaságossági számítások eredményeként lehet meghatározni. Ennek során figyelembe kell venni a szén jellegét, az elérhető értéknövekedést és az adott minőségű szén kezelhetőségét. A találmány szerinti eljárással kezelhető egészen nagy rögökből álló szén vagy akár 150 mm átmérőjű darabokat tartalmazó anyag is. Ha a kezelt szén szemcsenagysága 5 mm körül van vagy annál kisebb, az eljárás egyszerűbben végezhető, ha a szenet zagy formájában vezetjük be. Ennél kisebb méretű szemcséket ugyanis igen nehéz elválasztani az első lépés végén, amikor a vizet és a-szenet szétválasztjuk. A találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló berendezés a szenet és vizet befogadó, hevíthető és nyomás alá helyezhető zónából, vízleválasztó elemekből, valamint hevíthető és nyomás alá helyezhető második zónából áll, ahol az első zónában a vizet és a szenet 150—300 °C közötti hőmérsékleten kezeljük, míg a második zónában 300 °C fölötti hőmérsékleten és 300 °C-os gőznyomásnak megfelelő nyomással dolgozunk. A berendezés első zónája célszerűen olyan adagolórendszerrel van ellátva, amely lehetővé teszi a szén és a víznek megfelelő módon történő beadagolását. Ha a beadagolás vízzel együtt történik, akár szivattyú is alkalmazható erre a célra. Annak érdekében, hogy az eljárás során felhasznált energia mennyiségét minél alacsonyabb értéken tartsuk, a bevezetett vizet előnyösen magából az első reaktorból recirkuláltatjuk. Hasonlóképpen az első fázisban a melegítést a második fázisból származó gőz segítségével lehet elvégezni. 4 találmány szerinti megoldás egy kiviteli alakjánál a reakciózónák egymás fölött elhelyezett reaktorokként vannak kialakítva. így a nyomáskülönbség 5 kiegyenlítése után az adag az első reaktorból a gravitáció hatására esik a második reaktorba. Egy másik kiviteli alak szerint az anyagot az első zónából a második zónába a víz elevezetése után mechanikai eszközökkel, például szállítócsigával juttatjuk a második zónába. Ennek a kiviteli alaknak az az előnye, hogy a szénnek az első zónából a második zónába történő átszállítását lényegében folyamatosan lehet elvégezni. A találmány szerinti eljárás foganatosítása elvégezhető oly módon is, hogy az egyes reaktorokban mindkét lépés végrehajtható. A legegyszerűbb kiviteli alak ebben az esetben a szenet és a vizet beadagoló egységgel van ellátva és biztosítani kell a 150 és 300 °C hőmérséklet közé történő felhevítést, előnyösen vízgőz bevezetésével. A berendezés ezenkívül a víz leválasztására szolgáló elemekkel van ellátva és lehetséges az anyag hevítése a második lépésben 300 °C fölötti hőmérsékletre és 300 °C-os gőznyomásnak megfelelő nyomásra. Ebben a fázisban azonban már olyan nyomás biztosítása nem szükséges, amely a víz folyékony halmazállapotban történő megtartását biztosítja. A berendezés úgy üzemeltethető gazdaságosan, ha több reaktor van összekapcsolva és közös szénadagoló rendszer szolgáltatja az alapanyagot működésükhöz. A berendezések természetesen megfelelő szerelvényekkel vannak ellátva a víz és gőz bevezetésére, illetve kivezetésére. Az eljárás végezhető szakaszosan, oly módon, hogy az egyes reaktorokban a szén az első, illetve a második lépés elvégzése alatt teljes egészében bent marad, majd az egyes lépések elvégzése után tovább kerül a következő egységbe. Ekkor minden egyes reaktor a megfelelő szerelvényekkel kell legyen ellátva, amelyek biztosítják a víz és a gőz ellátást, valamint célszerűen ezek recirkulál tatását a jobb kihasználás érdekében. A találmány szerinti eljárást lehet folyamatosan is végezni egyetlen reaktorban. Ehhez a reaktort úgy kell kialakítani, hogy két zónát tartalmazzon: az első zónát, ahol az eljárás első lépése játszódik le és a második zónát, ahol a második lépést lehet elvégezni. Ezenkívül a berendezés célszerűen tartalmaz olyan szerkezetet, amely a szenet az első zónából a második zónába szállítja. A reaktor célszerűen a vízszinteshez hajló szögben van elhelyezve, hogy a víz mindig az alsó zónában maradjon. Ez a zóna általában a kisebb hőmérsékletű zóna. A magasabban elhelyezett zónába vezetjük be a magas hőmérsékletű gőzt, amely ellenáramban halad az első zóna felé. Ennek során a szén hőmérséklete fokozatosan emelkedik, ahogy a reaktoron áthalad. A fenti megoldással optimális energiafelhasználást lehet biztosítani, minthogy a bevezetett gőz lényegében akkor kondenzálódik, amikor eléri az első zóna alsó részét és a szénből esetlegesen elgőzölgő víz a reaktor felső részében ismét kondenzálódhat, tehát az elgőzölgés látens hője sem vész kárba. A berendezésben alkalmazott továbbító eszköz célszerűen olyan szállítószalag, amely ernyőket, serlegeket vagy karokat tartalmaz és amely folyamatosan 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
