185615. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kis fütöértékü aprószemcsés tüzelőanyagok nemesítésére
1 185 615 2 hogy a szemcsék áthevülési ideje megfelelően rövid legyen, azaz a legnagyobb méretű szemcsék belseje is elég nagy sebességgel melegedjék fel a kezelés hőmérsékletére ahhoz, hogy az eljárás gazdaságosan végrehajtható legyen. A szemcseméret alsó határát az a követelmény 5 szabja meg, hogy az átfolyó víz a legkisebb méretű szemcséket sem moshatja ki az ágyból. A alsó szemcseméretnek határt szab az is, hogy az apró szemcsék százalékos arányával párhuzamosan növekedik a belső nedvességtartalom részaránya (az ágyból történő elszivárgás romlik). 10 Egyes tüzelőanyagok olyan apró méretű szemcsék formájában állnak rendelkezésre, hogy azok a Fleissnereljárással nem dolgozhatók fel, míg más esetben a rendelkezésre álló tüzelőanyagok jelentős részarányban tartalmaznak túl nagy méretű szemcséket. A szemcseméret 15 csökkentése (például a tüzelőanyag őrlése vagy zúzása) során a további kezeléshez felhasználható frakció mellett minden esetben képződik egy igen apró szemcseméretű frakció is, amely az ismert rögzített ágyas eljárásokkal nem dolgozható fel. Nyilvánvaló, hogy ez a finom frak- 20 ció komoly veszteséget jelent, mert a nemesített tüzelőanyagnál lényegesen kevésbé értékes. A találmány szerint olyan új eljárást biztosítunk finomszemcsés barnaszenek rögzített ágyas nemesítésére, amellyel az ismert eljárások fenti hátrányai kiküszöböl- 25 hetők. A találmány tárgya tehát eljárás 25 mm-nél kisebb szemcseméretű, kis fűtőértékű barnaszenek nemesítésére. A. találmány értelmében úgy járunk el, hogy a finomszemcsés barnaszénből egybefüggő idomtesteket 30 képezünk, és az idomtesteket víz jelenlétében 150— 375 °C-on, a víznek a hőkezelés hőmérsékletéhez tartozó gőznyomásánál nagyobb nyomáson hőkezeljük. Azt tapasztaltuk, hogy az egybefüggő idomtestek kezdeti szilárdsága a hőkezeléses nemesítés hatására nem 35 csökken, sőt alegtöbb esetben a hőkezelés hatására jelentősen fokozódik az idomtestek szilárdsága. Ez a jelenség feltehetően annak tulajdonítható, hogy a hőkezeléses nemesítés során kátrány is képződik, ami kötőanyagként hathat. A hőkezelésre kerülő idomtesteknek természete- 40 sen megfelelő minimális „nyers” szilárdsággal kell rendelkezniük ahhoz, hogy a kezelő berendezésbe történő betáplálás során ne essenek szét. A találmány szerinti eljárás igen fontos előnye, hogy a nemesített tüzelőanyag és a tüzelőanyagból eltávolított 45 víz lényegesen egyszerűbben és kevesebb költséggel különíthető el egymástól, mint az ismert eljárásokban. További előnyt jelent, hogy a találmány szerinti eljárás során a nemesített tüzelőanyagot nem porló, könnyen kezelhető formában kapjuk. Az idomtestek szükséges minimális „nyers” szilárdsága igen sokféle módon biztosítható. Az idomtesteket például extrudálással, brikettezéssel, préseléssel (tablettázással) vagy tömörítéssel (döngöléssel) alakíthatjuk ki. Egy igen előnyös módszer szerint az idomtestek ki- 55 alakítását egyesítjük a kezelőtérbe történő beadagolással úgy, hogy a finomszemcsés tüzelőanyagot extrúziós présen vagy nagy nyomású szilárd anyag-szivattyún átbocsátva juttatjuk a kezelő berendezésbe. Az idomtestek kialakításához szükséges nyomás 6° többek között a kiindulási tüzelőanyag típusától függően változik. Az idomtesteket rendszerint 0,1-25 kN/cm2 nyomáson, előnyösen 1-15 kN/cm2 nyomáson formázzuk. Noha a formázási nyomás növelése növeli az eljárás 65 költségeit, a nyomás növelése sok esetben azzal az előnnyel jár, hogy fokozódik az idomtestek szilárdsága, és a víz egy része már a formázási műveletben eltávozik a tüzelőanyagból. A találmány szerinti eljárásban előnyösen olyan idomtesteket állítunk elő, amelyek legnagyobb mérete 10 mm és 150 mm közötti érték. Ilyen méretű idomtestek felhasználásakor a nemesítés megfelelően nagy sebességgel hajtható végre, ugyanakkor az idomtestek még könnyen elválaszthatók a képződő víztől. Egy előnyös eljárásváltozat szerint gondoskodunk arról, hogy az idomtestek hevítése során 5 mm-nél kisebb méretű (célszerűen 10 mm-nél kisebb méretű) finomszemcsés tüzelőanyagok ne legyenek jelen. Megjegyezzük, hogy a finomszemcsés tüzelőanyagokból kialakított idomtestek mérete minden esetben meghaladja a kiindulási tüzelőanyag-szemcsék méretét. Ennek megfelelően az idomtestek méretével kapcsolatban feltüntetett 10 mm-es alsó mérethatár ennél kisebb méretű tüzelőanyag-szemcsékből kialakított idomtestekre vonatkozik. Fa a finomszemcsés tüzelőanyagokból önmagukban kialakított idomtestek nem rendelkeznének megfelelő „nyers” szilárdsággal, a finomszemcsés tüzelőanyaghoz az idomtest formázása előtt kötőanyagot adhatunk. Kötőanyagként például bitument, kőolajmaradványfrakciókat és kőszénkátrányt használhatunk fel. A találmány szerinti eljárásban előnyösen alkalmazhatjuk azt az önmagában ismert intézkedést, hogy az idorntestek felhevítése és a folyékony víz eltávolítása után úgy csökkentjük a nemesítő térben uralkodó nyomási és/vagy növeljük a hőmérsékletet, hogy gőz képződjék. Ezzel az intézkedéssel elősegíthetjük a dekarboxileződést, és megkönnyíthetjük a tüzelőanyag és a víz elválasztását. Ebben a második, megváltozott körülmények között lezajló hőkezelési időszakban a tüzelőanyag tovább nemesedik. A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban részletesen ismertetjük. 1. példa Victoriai barnaszénből (53,9 súly% vizet tartalmazó, 3078 kal|g fűtőértékű ausztráliai barnaszén (5,0 kN/cm2 nyomáson végzett tömörítéssel párna-alakú tablettákat készítettünk. A tabletták legnagyobb átmérője 11,4 mm volt. o 553,8 g tablettát 60 percig 250 °C hőmérsékleten és 50 45 bár nyomáson hőkezeltünk. A hőkezelés alatt a tabletták érintkezésben maradtak a távozó vízzel, és a víz folyékony halmazállapotban volt jelen (a víz 250 °C-hoz tartozó gőznyomása kb. 40 bar). Ezután a képződött vizet elvezettük. Ezt követően a tablettákat 60 percig 360 °C-on, 40 bar nyomáson hőkezeltük. Ilyen körülmények között az eredetileg jelenlévő és a tablettákból felszabaduló (a nemesítés során képződő) víz gőzhalmazállapotban van jelen (a víz gőznyomása 360 °C-on kb. 190 bár). A tabletták mindkét kezelési lépésben megtartották eredeti összefüggő állapotukat, azonban jelentős mértékben zsugorodtak. A kezelés végén a tabletták térfogata már csak 37 %-a volt az eredeti értéknek; a tabletták legnagyobb mérete 8,2 mm-re csökkent. A termék tehát a szállíthatóság szempontjából jelentős 3
