194580. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szénből cseppfolyós és gáznemű termékek, valamint félkoksz előállítására
3 194 580 4 A találmány szerinti eljáráshoz szükséges, hogy olyan bányanedves — száradási folyamaton még át nem esett — szenet használjunk, melyben a gélstruktúra még nem esett össze. A találmány tárgya tehát eljárás szénből cseppfolyós és gáznemíí termék, valamint félkoksz előállítására, oly módon, hogy bányanedves szenet, adott esetben aprítás után, reaktorban, keverés közben, adott esetben legföljebb 10 t% 1-3 szenatomos alkoholt vagy 3-5 szénatomos ketont tartalmazó vízgőzzel lefúvatunk, majd vízgőz atmoszférában a depolimerizációs hőmérsékletre íelfűtünk, ezt követően, célszerűen többször, legfeljebb 950 °C hőmérsékletig 10 1 — IO"2 g oxigén vagy levegő/kg szén mennyiségű oxigéngázzal vagy levegővel, adott esetben visszahűtét deszorbeáltatunk, és a keletkezett termékeket folyamatosan elkülönítjük. Egy előnyös megoldás szerint úgy járunk cl, hogy a szenet intenzív keverés közben 5-20 °C/perc felfűtési sebességgel, állandó vízgőz és adott esetben alkohol vagy keton adagolása mellett a depolimerizációs hőmérsékletnél 50—200 °C-kal magasabb hőmérsékletre felfűljük és legalább 300 °C-tól kezdődően legfeljebb 200 °C, célszerűen 100 °C-onként, legfeljebb 950 C hőmérsékletig oxigéngázzal vagy levegővel impulzusszerűen lefúvatjuk, és a termékeket elkülönítjük. Egy másik előnyös megoldás szerint az eljárásban visszahűtést alkalmazunk, azaz a szenet vízgőz atmoszférában a depoliinerizációs hőmérsékletre, majd gyorsan 20 200 °C-kal a depoliinerizációs hőmérséklet fölé felfutjuk, ezután a depoliinerizációs hőmérsékletet legfeljebb 10°C-kal meghaladó hőmérsékletre visszahűtjük, a keletkezett termékeket oxigéngázzal vagy levegővel deszorbeáltatjuk, és adott esetben a folyamatot megismételjük. A szenek depoliinerizációs hőmérséklete szénfajtánként változik; a hazai szénfajták esetében a depolimerizációs hőmérséklet általában 240-340 °C. Mindkét eljárás esetében gondoskodni kell arról, hogy a szén a teljes technológiai folyamatban gőzatmoszférában maradjon, és ezért a levegő és egyéb gázok eltávolítására a melegítés megkezdésekor vízgőzzel le kell hívatni a rendszert. Az alábbiakban példákon mutatjuk be eljárásunkat. I. példa 100 g tatabányai, bányanedves (egyensúlyi nedvesség 12,6 %) darabos szenet, telített vízgőzatmoszférában történt tárolás után, közvetlenül a reaktorba töltés előtt nedvesen 0,3—3 mm átmérőjű szemcsékre őröltük. A felfűtés megkezdésekor a rendszert vízgőzzel felfúvattuk, majd 8 °C/perc fe'lutési sebességgel 400 °C-ig melegítettük, közben folyamatosan 8 ml/perc sebességgel gőzt adagoltunk a reaktor alján levő fúvókán keresztül a reaktortérbe, így az intenzív gőzárammal a szénpor keverését is biztosítottuk. 400 °C hőmérséklettől kezdődően 100 °C-onként 20 ml mennyiségben impulzusszerűen leve|őt juttattunk a reaktorba. A levegőadagolást 9u0 °C hőmérsékletig folytattuk. A keletkezett gáznernű és cseppfolyós termékeket ismert módon elkülönítettük, összesen 60,2 g terméket nyertünk, melynek 70 %-a volt az éghető gáz. Összehasonlításként további két kísérletet végeztünk. Az egyik cselben a fenIivei megegyező szenet hagyományosan pirolizáltuk, tehát sem gőzt, sem levegőt nem adagoltunk. A másik esetben megegyező nyersanyaggal Koppers-féle gőzadagolásos eljárással dolgoztunk. Az eredményeket az I. táblázatban foglaltuk össze. A tömegcsökkenés értelemszerűen a cseppfolyós és gáznemű termékek mennyiségét mutatja. 1. táblázat Súlycsökkenés, % Hőmérséklet Hagyományos 1. példa szerinti eljárás ir tervallum pirolízis (gőz Koppers (gőzbefúvatás (Cc) és levegő nélkül) pirolízis levegő impul(gőzbefúzus) válás) 200-300 4,50 7,72 5,80 300-500 4,45 8,89 23,40 500-700 15,25 16,42 22,00 700-900 9,25 6,93 9,00 200-900 33,45 39,96 60,20 Amint a táblázatból megállapítható, a találmány szerinti eljárással nyert gáznemű és cseppfolyós termékek hozama a hagyományos pirolízishez viszonyítva 80 %-os és a gőzbefúvásos megoldáshoz viszonyítva is több mint 50 %-os emelkedést mutatott. 2. példa Az 1. példában leírt technológiát ismételtük meg, azzal a különbséggel, hogy a vízgőzhöz metanolt adagoltunk (95 % vízgőz, 5 % metanol). A 2. táblázatban összehasonlításként megadjuk az 1. példa szerinti eljárással nyert termékmennyiségeket és a 2. példában leírt megoldással kapott gáznemű és cseppfolyós anyagok hozamát. 2. táblázat Tömegcsökkenés, % Hőmérséklet inter- 1. példa szerinti 2. példa szerinti \allum (°C) eljárás eljárás (vízgőz + levegő) (vízgőz + metanol + levegő) 200-300 5,8 9,2 300-500 23,4 15,1 500-700 22,0 24,3 ^00—900 9,0 13,0 200-900 60,2 61,6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
