182594. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gyenge minőségű szén, pl. barnaszén vagy egyéb szén jellegű anyagok, tőzeg lignit vagy szénhulladék feljavítására
9 182594 IO minthogy a kezelés során az oxigéntartalmú poláros csoportok nagy része eltávozott. Az eljárás bizonyos fázisaiban a kezelt szén a belőle kivált kátránnyal van borítva, így ennek a kátránynak a segítségével közvetlenül brikettezhető is. Természetesen a terméket egyéb úton is fel lehet dolgozni, elgázosítás vagy egyéb eljárás segítségével. Természetesen a találmány szerinti eljárás gazdaságossága nagy mértékben függ attól, hogy a kezelendő anyag mennyi ideig tartózkodik a 12 első és a 16 második zónában. A kezelési időt bizonyos mértékig csökkenthetjük, ha a szemcseméretet csökkentjük, bizonyos méret alá azonban nem célszerű menni, mert akkor a szén kezelése nehézkessé válik, különösen megnehezül a szén és a víz szétválasztása. Emellett, ha a szén fajlagos felülete megnövekszik, több vizet kell felhasználni a szivattyúzásához. Mindazonáltal a találmány szerinti eljárás legjellemzőbb paramétere a hőmérséklet, elsősorban a 16 második zóna hőmérséklete. Ha például a hőmérsékletet itt 300 °C-ról 340 °C-ra emeljük, ugyanazon fűtőérték eléréséhez egy nagyságrenddel kisebb kezelési idő szükséges. Természetesen a hőmérséklet emelésének is határa van, minthogy a szén gyors elgázosodása 430 °C hőmérsékleten már megindul. Ennek megfelelően a bevezetett túlhevített gőz hőmérséklete 500—550 °C lehet. A második ábrán bemutatott kiviteli alaknál a kezelendő szén a 12 első zónába 36 adagolókamrán át jut be. A 12 első zóna külön reaktorban van kialakítva, amelybe a szén a 44 csővezetéken át, a 46 zsilip nyitása után, saját súlyánál fogva behullik. A meghatározott méretű szemcsékből álló szén a 40 szállítószalagról kerül a 36 adagolókamrába. A szénszemcsék mérete 20 és 150 mm között van. A kezeléshez szükséges vizet a 42 csővezetéken át vezetjük a 36 adagolókamrába. Az itt előállított keverék így mintegy 60 s% vizet tartalmaz, tehát a szén mennyisége 40 s%. Amikor a reaktor 12 első zónája kiürül, a 36 adagolókamrában levő előkészített keveréket a 44 csővezetéken és a 46 zsilipen át beengedjük a 12 első zónába. Egyidejűleg a 48 csővezetéken át 315—350 °C hőmérsékletű, 35 bar nyomású túlhevített vízgőzt vezetünk a reakció térbe. A befúvatást mindaddig folytatjuk, amíg a keverék hőmérséklete 230 °C-ra emelkedik 45 bar nyomás mellett. A felszabaduló gázokat és a nem kondenzált gőzt a 28 csővezetéken át vezetjük el. A kezelendő szén minőségétől függően a fenti körülményeket addig kell fenntartani, amíg a szén víztelenítése lényegében lejátszódik. Ezután a vizet az 50 csővezetéken át elvezetjük és részben recirkuláltatjuk a 36 adagolókamrába a 42 csővezetéken át. A víz egy másik részét a 38 csővezetéken át elfolyó vízként kiboesátjuk, illetve hőkezelőbe vezetjük. A 2. ábrán bemutatott eljárás első lépésében egy jellegzetes Victorian brown coal típusú szén esetén 40 kg szénhez 60 kg vizet vezetünk és a reaktorból végül mintegy 40 kg vizet vezetünk el. A 12 első zónában maradó mintegy 60 kg nedves szenet ezután átvezetjük a 16 második zónába. Ez a 12 első zónába történő bevezetéshez hasonlóan az 52 csővezetéken és az 53 zsilipen át történik. Miután az adagot átvezettük a 16 második zónába, az 53 zsilipet lezárjuk és 540 °C hőmérsékletű, 45 bar nyomású túlhevített gőzt vezetünk a reaktorba az 54 csővezetéken át. Ezt a túlhevített gőzt addig vezetjük át a részben víztelenített szénen, amíg annak hőmérséklete eléri a 340 °C-ot. A lehűlt, de még mindig túlhevített gőzt a 48 csővezetéken át a 12 első zónába vezetjük, amint azt a korábbiakban ismertettük. Amint a 16 második zónában levő anyag elérte a kívánt hőmérsékletet, a gőzbefúvatást leállítjuk és a szenet kivezetjük a 16 második zónából. Az 57 zsilip nyitása után a szén az 56 csővezetéken át a 24 kiadagolókamrába kerül. Ekkor az 57 zsilipet ismét zárjuk és a 24 kiadagolókamrában a nyomást az 58 szelep nyitásával a 60 csővezetéken át a környező levegő nyomásának megfelelő értékre csökkentjük. Az ismertetett módon végzett eljárás során keletkező gázok 96%-a általában széndioxid. Tartalmaznak azonban az elvezetett gázok nyomokban H2S-t és könnyű szénhidrogéneket is. A bemutatott példában ,a mintegy 40 kg-nyi szén 10%-nál kisebb víztartalommal rendelkezik a kezelés után. A kezelés során körülbelül 17 kg víz és 3 kg 02 távozik az anyagból a 16 második zónában. A szénből mintegy 5,5 kg könnyű kátránnyá alakul át és a maradék kemény fényes fekete vagy sötétbarna rögökként kerül ki a reaktorból. Amennyiben a rögök felületére tapadó kátrányt nem távolítjuk el, a szenet külön kötőanyag alkalmazása nélkül azonnal brikettezni lehet. A gáztalanítás és a hűtés elvégzése után a kezelt szénrészecskéket a 24 kiadagolótartályból a 62 konvejorra juttatjuk a 84 zsilipen át. A bemutatott szakaszos eljárásnak az az előnye, hogy rendkívül flexibilis, így a legkülönbözőbb minőségű szeneket lehet optimális körülmények között kezelni. Ennek során mind a hőmérséklet, mind a zónákban való tartózkodás ideje tetszőlegesen szabályozható. Ezen túlmenően előnye az ilyen megoldásnak az is, hogy viszonylag egyszerű berendezést igényel. Az elért eredmények összemérhetők a hagyományos, meglehetősen bonyolult és igen nagy nyomást alkalmazó berendezésekben kezelt szenekkel elért eredményekkel. A 3. ábrán a találmány szerinti eljárás, illetve berendezés félfolyamatos üzemeltetésre alkalmas kiviteli alakját mutatjuk be. A megoldás hasonló a 2. ábrán bemutatotthoz. A 12 első zónába is 64 csővezetéken át jut a szénrészecskéket tartalmazó zagy. A zagyot, amely körülbelül 5 mm méretű szénszemcséket tartalmaz, nyomás alatt vezetjük a 12 első zónába. A 66 csővezetéken át a 68 tartályba vezetett vízzel a zagyot előmelegítjük, a jobb energiakihasználás érdekében. A 12 első zónába ezúttal is 315—350 °C hőmérsékletű vízgőzt vezetünk és ezzel a zagyot 220 °C hőmérsékletre melegítjük 30—35 bar nyomás mellett. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6
