Установка (варианты), способ обработки углеродсодержащих материалов и обработанный уголь - RU2006138866A

Реферат

1. Установка для обработки углеродсодержащих материалов, отличающаяся тем, что она содержит технологический аппарат, имеющий камеру загрузки порции материала, входное устройство для передачи материала в камеру и выходное устройство для разгрузки материала из камеры, по крайней мере одно впускное устройство для теплонесущей среды, установленное с возможностью соединения с источником теплонесущей среды, являющееся средством подачи теплонесущей среды под давлением в технологический аппарат для непосредственного контактирования с материалом, по крайней мере одно сливное устройство, соединяющее технологический аппарат с гидросистемой для слива воды, по крайней мере один сепаратор, имеющий сливное устройство, соединенное по крайней мере с одним устройством удаления воды из технологического аппарата и являющееся средством разделения жидкости и твердых частиц материала.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплонесущая среда представляет собой насыщенный водяной пар.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплонесущая среда представляет собой перегретый водяной пар.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит группу впускных устройств для теплонесущей среды, расположенных по длине технологического аппарата.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит группу выпускных устройств для жидкости, расположенных по длине технологического аппарата.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит группу сепараторов для разделения жидкости и твердых частиц материала, расположенных внутри сушильной камеры.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один сепаратор содержит по крайней мере один вращающийся перфорированный стол, расположенный в технологическом аппарате с возможностью осуществления прямого протекания жидкости через перфорацию в резервуар для сбора жидкости, соединенный со сливным устройством, и с возможностью направления движущегося материала радиально к стенкам технологического аппарата.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один сепаратор содержит по крайней мере одну перфорированную трубу, расположенную вдоль по крайней мере части сушильной камеры между входным и выходным устройствами, причем полое пространство по крайней мере одной трубы соединено со сливным устройством для жидкости.

9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один сепаратор содержит по крайней мере один перфорированный конус, соосный с камерой, и имеющий вершину, направленную в сторону входного устройства, и основание, закрепленное на стенках камеры, причем полое пространство по крайней мере одного конуса соединено с резервуаром для сбора жидкости, который в свою очередь соединен со сливным устройством для жидкости.

10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере один сепаратор содержит по крайней мере один усеченный конус с перфорированными стенками, простирающийся от стенок камеры по направлению к выходному устройству и заканчивающийся отверстием, охватывающим вертикальную ось камеры, и кольцеобразный поддон для сбора жидкости, расположенный между перфорированной стенкой конуса и стенкой камеры.

11. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по крайней мере один входной шлюзовой бункер, имеющий входное устройство приема углеродсодержащих материалов, и выходное устройство, соединенное со входом в технологический аппарат, по крайней мере один выходной шлюзовой бункер, имеющий входное устройство, соединенное с выходом технологического аппарата, и выходное устройство выгрузки обработанного углеродсодержащего материала в средства дальнейшего хранения.

12. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по крайней мере одно впускное устройство в камеру технологического аппарата для газа, установленное с возможностью соединения с источником газа, содержащего химически активный кислород.

13. Установка по п.1, отличающаяся тем, что по крайней мере одно впускное устройство для теплонесущей среды установлено с возможностью соединения с источником газа, содержащего химически активный кислород.

14. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит по крайней мере одно вентиляционное окно в технологическом аппарате, установленное с возможностью селективного удаления газов из камеры технологического аппарата.

15. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит элемент косвенного теплообмена, расположенный в выбранном месте внутри камеры технологического аппарата с возможностью косвенного нагрева по крайней мере части загруженного материала.

16. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит систему регидратации, соединенную с выходным устройством приема обезвоженного материала с возможностью добавления к материалу влаги в заранее определенном объеме.

17. Установка для обработки углеродсодержащих материалов, отличающаяся тем, что она содержит преимущественно вертикально ориентированный технологический аппарат, имеющий входное устройство, расположенное в верхней части аппарата, выходное устройство, расположенное в нижней части аппарата, и камеру для приема порции материала, простирающуюся от входного устройства до выходного устройства, группу впускных устройств для теплонесущей среды, установленных с возможностью соединения с источником теплонесущей среды и являющихся средством подачи теплонесущей среды под давлением в камеру технологического аппарата для непосредственного контактирования с материалом, причем впускные устройства для теплонесущей среды расположены в предварительно определенных местах между верхней и нижней частями аппарата, группу сливных устройств для жидкости, группу вентиляционных окон в технологическом аппарате, группу сепараторов, при этом впускные устройства для теплонесущей среды расположены в предварительно определенных местах между верхней и нижней частями аппарата, группа сливных устройств для жидкости расположены в предварительно определенных местах между верхней и нижней частями аппарата с возможностью соединения камеры технологического аппарата с гидросистемой для удаления жидкости, при этом группа вентиляционных окон расположена в предварительно определенных местах между верхней и нижней частями технологического аппарата с возможностью селективного удаления газов из камеры технологического аппарата, а группа сепараторов расположена в предварительно определенных местах внутри камеры с возможностью разделения воды и твердых частиц материала, причем каждый сепаратор имеет резервуар для сбора жидкости, соединенный по крайней мере с одним из сливных устройств.

18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что расположение вентиляционных окон в технологическом аппарате предварительно определено с обеспечением возможности удаления из верхней части камеры технологического аппарата более легких, чем вода, неконденсирующихся продуктов испарений, образующихся в камере технологического аппарата, и удаления из нижней части технологического аппарата более тяжелых, чем вода неконденсирующихся испарения, образующихся в камере технологического аппарата.

19. Установка по п.17, отличающаяся тем, что расположение впускных устройств для теплонесущей среды предварительно определено с обеспечением возможности быстрого нагрева до предварительно определенной рабочей температуры загружаемого материала, поступающего во входное устройство технологического аппарата, и быстрого перехода в состояние пара свободной влаги на поверхностях загружаемого материала перед выходом из технологического аппарата.

20. Установка по п.17, отличающаяся тем, что вентиляционные окна в технологическом аппарате расположены на противоположной стороне аппарата, но в основном на одинаковой высоте с соответствующими впускными устройствами теплонесущей среды, и являются средствами обеспечения эффективности потока теплонесущей среды через камеру технологического аппарата.

21. Установка по п.17, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит группу впускных устройств для газа в камеру технологического аппарата, установленных с возможностью соединения с источником газа, содержащим химически активный кислород, и расположенных вдоль технологического аппарата.

22. Установка по п.21, отличающаяся тем, что расположение впускных устройств для газа в основном совпадает с расположением впускных устройств для теплонесущей среды.

23. Установка по п.17, отличающаяся тем, что впускные устройства для теплонесущей среды установлены с возможностью дальнейшего соединения с источником газа, содержащего химически активный кислород.

24. Установка по п.17, отличающаяся тем, что каждый сепаратор содержит первую перфорированную коническую поверхность, расположенную в верхней части камеры, и простирающуюся радиально и вниз, и резервуар для сбора воды под первой конической поверхностью, соединенный с первым сливным устройством для воды, по крайней мере одну полую трубу с перфорированной поверхностью, проходящую вниз от резервуара под первой перфорированной конической поверхностью и соединенную нижним концом со вторым сливным устройством для воды, сепарационный стол с перфорированной поверхностью, расположенный в нижней части камеры под по крайней мере одной полой трубой, и имеющий резервуар для сбора жидкости под перфорированной поверхностью, который соединен с третьим сливным устройством для воды.

25. Установка по п.17, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит систему регидратации, соединенную с выходным устройством технологического аппарата для приема обезвоженного материала, являющуюся средством увлажнения обезвоженного материала предварительно определенным количеством воды.

26. Способ обработки углеродсодержащих материалов, имеющих первый уровень равновесного содержания влаги, отличающийся тем, что осуществляют непосредственное контактирование материала с теплонесущей средой под давлением для разогрева материала с удалением из него влаги до второго уровня содержания влаги, более низкого, чем первый, и понижением уровня равновесного содержания влаги до значения, находящегося между первым уровнем равновесного содержания влаги и вторым уровнем, и осуществляют сепарацию выделившейся влаги от материала.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что осуществляют регидратацию материала до третьего уровня влажности, более высокого, чем второй уровень влажности, но более низкого, чем первый уровень равновесного содержания влаги.

28. Способ по п.26, отличающийся тем, что теплонесущая среда представляет собой насыщенный пар.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что материал нагревают до температуры, промежуточной между минимальной температурой, при которой структура частиц материала становится эластичной, и максимальной температурой, при которой происходит пиролиз.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что минимальная температура имеет значение в основном 400°F (204,4°С), а максимальная - в основном 500°F (260°C).

31. Способ по п.30, отличающийся тем, что материал нагревают под давлением от примерно 247 фунтов на квадратный дюйм (1699 кПа) до примерно 680 фунтов на квадратный дюйм (4678 кПа).

32. Способ по п.26, отличающийся тем, что теплонесущая среда представляет собой перегретый пар.

33. Способ по п.28, отличающийся тем, что теплонесущая среда частично состоит из горячей воды под давлением, конденсирующейся из насыщенного пара.

34. Способ по п.32, отличающийся тем, что теплонесущая среда частично состоит горячей воды под давлением, конденсирующейся из перегретого пара.

35. Способ по п.26, отличающийся тем, что осуществляют непосредственное контактирование материала с теплонесущей средой под давлением в течение времени в соновном от 5 до 1000 мин.

36. Способ по п.26, отличающийся тем, что осуществляют непосредственное контактирование материала с теплонесущей средой под давлением в течение времени в основном от 15 до 60 мин.

37. Способ по п.26, отличающийся тем, что осуществляют непосредственное контактирование материала с теплонесущей средой под давлением в течение времени от в основном 20 до 30 мин.

38. Способ по п.26, отличающийся тем, что второй уровень влажности находится в диапазоне от примерно 20% до примерно 60% от первого уровня равновесного содержания влаги.

39. Способ по п.27, отличающийся тем, что третий уровень влажности находится в диапазоне от примерно 101% до примерно 125% от второго уровня влажности.

40. Способ по п.27, отличающийся тем, что третий уровень влажности находится в диапазоне от примерно 110% до примерно 120% от второго уровня влажности.

41. Способ по п.27, отличающийся тем, что регидратацию производят в увлажняющей камере.

42. Способ по п.27, отличающийся тем, что регидратацию производят путем пульверизации обезвоженного материала водой через по крайней мере одну пульверизационную форсунку.

43. Способ по п.27, отличающийся тем, что регидратацию производят путем смешивания обезвоженного материала с влажным необработанным углеродсодержащим материалом.

44. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве, достаточном для термического окисления по крайней мере части органических летучих веществ, выделяющихся из материала.

45. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве, достаточном для прохождения реакций окисления, понижающих расход энергии на разогрев материала.

46. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве, достаточном, вызвают пассивное окисление реакционно-способных участков материала для повышения стойкости к хранению обезвоженного материала.

47. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве от в основном 0,00005 фунтов (0,02 г) кислорода на фунт (0,454 кг) обрабатываемого материала (в сухом состоянии) в основном до 0.05 фунтов (22,7 г) кислорода на фунт (0,454 кг) обрабатываемого материала (в сухом состоянии).

48. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве от в основном 0,00001 фунтов (0,0045 г) кислорода на фунт (0,454 кг) обрабатываемого материала (в сухом состоянии) до в основном 0,025 фунтов (11,35 г) кислорода на фунт (0,454 кг) обрабатываемого материала (в сухом состоянии).

49. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве от в основном 0,0005 фунтов (0,227 г) кислорода на фунт (0,454 кг) обрабатываемого материала (в сухом состоянии) до в основном 0,01 фунтов (4,54 г) кислорода на фунт (0,454 кг) обрабатываемого материала (в сухом состоянии).

50. Способ по п.26, отличающийся тем, что добавляют газ, содержащий химически активный кислород, в теплонесущую среду в количестве, достаточном для понижения уровня содержания ртути в материале.

51. Способ по п.26, отличающийся тем, что дополнительно разогревают по крайней мере часть материала посредством косвенного теплообмена.

52. Способ по п.26, отличающийся тем, что сортируют материал перед непосредственным контактированием степлонесущей средой для достижения размеров частиц материала, промежуточных между предварительно выбранными значениями верхнего и нижнего пределов диапазона размеров.

53. Способ по п.52, отличающийся тем, что размеры частиц материала распределены между верхним и нижним пределами диапазона размеров в соответствии с индексом Розена-Рэммлера для данного материала.

54. Способ по п.26, отличающийся тем, что углеродсодержащий материал представляет собой уголь.

55. Уголь, отличающийся тем, что он обезвожен с помощью способа по п.53.

56. Способ по п.26, отличающийся тем, что осуществляют вентиляцию неконденсируемых газов при нагревании материала для установления однородных температурных условий во всей массе материала.

57. Способ по п.56, отличающийся тем, что вентиляцию производят непрерывно при нагревании материала.

58. Способ по п.56, отличающийся тем, что вентиляцию производят периодически при нагревании материала.