NO760410L - - Google Patents
Info
- Publication number
- NO760410L NO760410L NO760410A NO760410A NO760410L NO 760410 L NO760410 L NO 760410L NO 760410 A NO760410 A NO 760410A NO 760410 A NO760410 A NO 760410A NO 760410 L NO760410 L NO 760410L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- pipe
- approx
- stated
- temperature
- coal
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 62
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 21
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 20
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000013502 plastic waste Substances 0.000 claims description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 6
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 2
- -1 coats Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000037029 cross reaction Effects 0.000 description 1
- 229920006238 degradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Som et sammendrag av oppfinnelsen beror denne på
at et avlangt rør (fortrinnsvis av rustfritt stål) holdes ved en temperatur på ca. 594°C over rørlengden. Kull eller avfallsstoffer som f.eks. plastavfall fra industrien, rester eller kapp av egnede avfallsstoffer eller opprevne bildekk føres gjennom røret med jevn hastighet i vesentlig fravær av luft.og/eller oksygen, idet materialet røres eller tumles i f.eks.,en skrue-transportør. Denne røring av materialet og fordelingen av varme i røret er avpasset slik at materialet gjennomgår sjokkoppvarming slik at gasser.og damper avgis med voldsomhet fra den roterte masse og tas ut av røret- ved et vakuum på ca.
5-15 cm Hg. Gasser og damper føres derpå gjennom vanlige kjølere eller kondensatorer og vasketårn eller lignende for å kondensere oljen og separere gasser og vann. Forkullingsrestene er vanlig-vis et materiale av sotsvart-typen i form av pulver eller små
spon som også utvinnes.
Oppfinnelsen angår således generelt omdannelse av kull og lignende karbonholdige stoffer og organisk avfall til rent brensel og andre nyttige produkter, mer spesielt en ny fremgangsmåte og apparatur for fremstilling av væskeformede og gassformede hydrokarboner og en fast kullstoffrest fra kull og lignende, fra brukte bildekk, fra industriavfall som inneholder relativt store mengder plastmateriale og kapp, rester og lignende avfall.
For tiden ofres det som kjent stor oppmerksomhet
i mange industrialiserte land på avfalls- eller lagringsproblemer som oppstår ved oppsamling av store mengder brukte bildekk, industriavfall og husholdningsavfall, kapp og lignende, hvorav en stor del består av ikke-nedbrytbar plast. Tidligere ble slikt avfall hovedsakelig bortskaffet ved brenning, men ikrafttreden
av lover om luftforurensning har i mange større land nå for-hindret denne løsning.
Mange av de såkalte oljeforbrukende land er for tiden også opptatt av den høyere pris og vanskeligere tilgang på importert olje og de minkende forråd av naturgass.
På grunn av disse problemer har man blitt stadig mer interessert i å omdanne industriavfall, kapp, søppel og lignende til produkter som kan brukes for fremstilling av varme eller som råmaterialer til forskjellige industriprosesser.
Produksjon av hydrokarboner fra organisk avfall ved bruk av høye temperaturer har vært kjent i mange år. Imidlertid har de kjente metoder og apparaturer alvorlige ulemper. F.eks. fører en gradvis oppvarming av avfallet til ønsket temperatur til tverrbindingsreaksjoner avkkjemisk natur mellom reak-tanter og produkter, hvorved nyttige produkter tapes.
Ved bruk av atmosfære- og overatmosfæretrykk i oppvarmingsbeholderne gjør videre at agasser og damper langsomt diffunderer gjennom den faste råstoffmassen og forårsaker side-reaksjoner og tverr-reaksjoner mellom de dannede produkter og dette gir likeledes en omdanningsprosess med dårlig virknings-grad.
Den langvarige oppvarming av ggasser og damper
i form av produkter i oppvarmingsbeholderen frembringer rekombi-nasjoner, repolymerisasjoner og kondensasjon av en del av disse produkter til høymolekylære tjærestoffer og hydrokarboner som nedsetter utbyttet av utnyttbare stoffer. Videre vil en del av disse høymolekylære tjærestoffer og hydrokarboner danne over-flatebelegg på de inngående råstoffer og derved sperre for fri-givelse av nye gasser og damper fra uomsatt råstoff.
Med ovennevnte problemer og de tilhørende begrens-ninger ved kjente apparaturer og fremgangsmåter i minné, er det en generell hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en nyefrem-gangsmåte og apparatur for omdannelse av kull, organisk.avfall og lignende avfallsstoffer til rent brennstoff og andre nyttige hydrokarbonprodukter. Videre er det et formål å oppnå relativt store mengder gasser med høy brennverdi, olje med lavt svovel-innhold og kull med høyt karboninnhold ut fra kull og lignende karbonholdige stoffer, fra brukte bildekk og fra industrielt og husholdningsavfall og kapp, etc. ved hjelp av en kontinuerlig ett trinnsmetode som ikke krever tilførsel av damp eller oksygen og heller ikke krever svært høye temperaturer eller trykk.
En annen hovedhensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe ut fra kull og lignende karbonholdige stoffer som nevnt ovenfor høyreaktive karbonmasser med stort overflateareal, hvilke masser er i det vesentlige fri for gasser, tjærestoffer og repolymeriserte hydrokarbon-bestanddeler.
Således tilveiebringes en metode og apparatur hvorved man ut fra brukte bildekk eller industri- eller husholdningsavfall og kapp etc. karbonrester som lett kan omdannes til aktivert karbon eller brukes som røkfritt brensel eller som fyllstoff i asfalt eller andre kjemikalier.
Ovennevnte hensikter med oppfinnelsen oppnås ved kontinuerlig å føre en masse av avfallsstoffer, rester etc.
som nevnt gjennom en avlang rørformet del som holdes på en temperatur over rørlengden på ca. 425°C *il 8l5°G, fortrinnsvis på ca. 594°C, i alt vesentlig i fravær av luft og/eller oksygen, hvorunder det inngående restmaterialet og avfall røres, tumles eller lignende idet det går gjennom rørdelen, hvorunder gasser-
og damper fjernes fra et©mråde omkring utløpsenden av den rør^-formede delen ved hjelp av et vakuum på mellom ca. 5°S ^5 cm **S» fortrinnsvis ca. 12,5 cm Hg. For å øke produksjonshastigheten kan det anordnes fljere slike rørdeler (i det følgende kalt rør)
i samme oppvarmingsbeholder side om side, og/eller rørenes diameter kan økes samtidig som man sørger for å holde omtrent kon-stant temperatur i den forøkede masse som behandles.
Etter det man nå vet ser det ut til-at når man behandler bildekk, plastavfall eller andre lignende rester vil den relativt høye temperaturen ved innløpet i rørdelen (og i hele rørets lengde) og den stadige røring eller dreining/tumling av materialet som gjør at råmaterialet hele tiden utsettes for rørets oppvarmede flate eller flater bringer gass og damper til så å si å'eksplodere" fra det innførte materialet og det relativt høye vakuum som er påsatt i røret trykker disse damper og gasser hurtig ut før de kan repolymerisere, kondensere på det innførte materialet.
Ved bearbeiding av kull og lignende karbonholdig materiale synes det som om denne sjokkoppvarming forårsaker samme type av kraftig utdriving av gasser og damper fra kullet og vakuumet gjør likeledes at damper og gasser trekkes gjennom det roterende sjikt av kull i kontakt med det dannede karbon, mens produktene tappes ut fra et område i nærheten av utløpsrennen, sammenlignet med de tidligere kjente metoder hvor gasser og damper langsomt strømmet gjennom kullsjiktet og ble tappet ut med jevne mellomrom langs røret. Videre ser det Ut til at mindre mengder overgangsmetaller i kullet, som jern, kopper og nikkel, eller metallet i røret, virker som katalysator hvorved damp som produseres fra vann i kullene muligens reduseres til et metalloksyd og høyreaktiv hydrogen.som bindes til det frie karbon til metan og høyere metan-homologe.
På tegningene viser:
fig. 1 et skjematisk sideriss, delvis i snitt og delvis som blokkdiagram, og illustrerer en utførelse av apparatur for gjennomføring av oppfinnelsen i praksis,
fig. 2 viser i forstørret målestokk og delvis i snitt en alternativ utførelse av oppvarmingsbeholderén forsynt med flere rørdeler med større diameter enn ovenfor, for å øke systemets kapasitet og
fig. 3 viser et vertikalsnitt gjennom'planet 3-3 på fig. 2.
Det vises til tegningene mer detaljert, særlig
til fig. 1, hvor henvisningstallet 10 angir en utførelse- av apparatur for gjennomføring av oppfinnelsens metode, omfattende en lagringsbeholder eller -tank 12 hvorfra råmaterialet eller utgangsstoffet "M" påfylles gjennom trakten 14.
Under trakten 14 finnes et lufttett innløpskammer l6 med inntak 18 for innmating av charge i kammeret og utløp 20 for utførsel av råmaterialet. Både innløp og utløp er forsynt med et skyvespjeld eller -dør som kan beveges mellom en åpen og en lukket stilling avhengig av signaler fra automatregulator 22, overført gjennom linjene 24 og 26, respektivt. De spesielle anordninger som benyttes for regulering og kontrollering av disse sppld-dørenes bevegelse er forøvrig valgfri og kan være elektrisk, hydraulisk eller pneumatisk.
Mellom innløpskammeret 16 og automatregulatoren
22 finnes en første spylegasskanal 28 som kan være selektivt anordnet i kommunikasjon med en beholder 30 som inneholder spylegass som f.eks. nitrogen, gjennom et rør 32 forsynt med en ventil 34»
Reaktorsystemet omfatter en isolert oppvarmingsbeholder 36 som et avlangt rør 38 strekker seg gjennom og som er forsynt med innløp 40 og utløp 42. I en prototyp-apparatur er det brukt 15 cm rør av rustfritt stål.
En varmekilde som f.eks. en gass-brenner 44 er anordnet i oppvarmingsbeholderen 36 under røret 38 og avløp eller pipe 46 er påsatt på oppvarmingsbeholderen for avtak av forbrenningsprodukter.
En skruetransportør eller mateskrue 48 som drives av en elektrisk motor 50 går gjennom røret 38 fra innløpet 4P til et område i nærheten av utløpet 42 og beveger påfylt måte-riale gjennom røret med jevn hastighet under en rørende eller kjernende bevegelse slik at alle partikler eller spon og lignende av det innmatede materiale kontinuerlig utsettes for varmen fra røroverflaten.
Et' utløpsrør 52 for produkt står i forbindelse med samlerøret 54 °g med det innvendige av røret 38 i nærheten av dets utløp, idet utløpsrøret er anordnet inne i oppvarmingsbeholderen og derved oppvarmes av denne. Sagt på en noe annen måte bør produktutløpsrøret 52 holdes ved en relativt høy temperatur slik at hydrokarbonprodukter som går ut fra røret 38 som gasser og damper holder seg i denne tilstand, hvilket skal beskrives nøyere senere.
I nærheten av utløpet 42 fra røret 38 finnes et lufttett utløpskammer 56 av lignende oppbygning som innløps-kammeret 16 som ovenfor er beskrevet. Således inneholder sist-nevnte kammer innløp 58 og utløp 60 som begge er forsynt med et skyvespjeld eller -dør som kan beveges mellom en åpen og en lukket stilling avhengig av en regulator 22 som står i forbindelse med dørene gjennom regulatorlinjene 62 og 64, respektivt i
En andre spylekanal 66 strekker seg mellom utløps-kammeret 56 og automatregulatoren 22 og står selektivt i forbindelse med beholderen 30 inneholdende spylegass.
Under utløpskammeret 56 finnes en kullrést-samlebeholder -68.
Produktgjenvinningssystemet omfatter en varme-veksler 70 som inneholder et kjølemiddelinnløp 72 og kjølemiddel-utløp 74 f°r gjennomstrømning av kjølemedium. Varmeveksleren 70 omfatter også et produktinnføringsrør 76 forbundet med samle-røret 54»°g e"fc produktutførselsrør 78. forbundet med innløpet til kjøleren eller kondensatoren 80. Utløpet fra kondensatoren er forbundet gjennom røret 82 med innløpet til en væskelagrings-tank 84 med dreneringsrør 86 i bunnen og forsynt med en ventil 88 for selektivtuttapping av væskeprodukter.
Ét vakuumsystem 90 har innløpet forbundet med øvre del av væskelagringstanken gjennom røret 92 og utgangen fra vakuums yst erne t er, forbundet i via rør 94 og ventil 95 me& inngangen til gassbeholderen 96 som har utløpsrør 98 i nærheten av dens øvre ende, utstyrt med avtappingsventil 100.
Et brennstoffrør 102 er forbundet med nedre del
av gassbeholder 96 og forsynt med ventil 104 og dette brenn-stoffrøret er forbundet med brenneren 44 anbragt i nedre del av oppvarmingsbeholderen 36 under røret ^ Q.
I drift blir råmaterialet "M", som som tidligere nevnte kan være kull eller lignende karbonholdig materiale eller opprevne brukte bildekk, industrielt plastavfall, kapp eller rester og lignende, påfylles gjennom lagringstanken 12 og trakten 14.
Reguleringsautomaten 22 er justert slik åt når utgangen 20 tilhørende innløpskammeret 16 står i lukket stilling, er innløpet l8 åpent og opptar en bestemt charge råmateriale. Derpå lukker innløpet l8 og en mengde spylegass som f.éks. nitrogen innføres i innløpskammeret 16 gjennom kanalen 28 slik at all luft fortrengess fra innløpskammeret 16.
Når inntaket 18 er lukket, vil utløpet 20 fra kammeret 16 være åpent og innmatet materiale "M" går gjennom innløpet 40 til røret 38°g beveges gjennom røret ved hjelp av mateskruen 48.
Åpning og lukking av innløpet l8 og utløpet 20 og spyling av innløpskammeret 16 med spylegass som nitrogen, skjer med relativt korte mellomrom slik at det foregår en praktisk talt
kontinuerlig materialstrøm til innløpet av røret 38.
Kullresten som blir tilbake etter at gassene og dampene er avdrevet fra materialet går gjennom utløpet 42 fra røret og inn i utløpskammeret ^ >6. Utløpskammeret 56 virker på lignende måte som innløpskammeret 16 idet åpningen 60 er lukket og innløpet 58 åpen for innmating av en mengde kullrest i ut-løpskammeret, hvoretter innløpet 58 lukkes og utløpet 60 åpnes for uttømming av kullresten i beholderen 68. Utløpet 60 lukkes og når både innløp og utløp er i lukket st.illing føres spylegass gjennom utløpskammeret gjennom kanalen 66 slik at all luft drives ut fra utløpskammeret. Derpå åpnes innløpet 58 slik at en ny ladning kullrester kommer inn i utløpskammeret og man gjen-tar prosessen for tømming av kullrester i beholderen 68.. Som nevnt tidligere foregår åpning ogglukking av innløpet 58 og ut-løpet 60, spyling av utløpskammeret 56, med relativt korte tids-mellomrom slik at det i alt vesentlig foregår en kontinuerlig strømning av kullrester fra utløpet 42 i røret 38 og ned i beholderen 68.
Før driften av gpnvinningssystemet beskrives, vil det være en fordel kort å forklåre hva man antar foregår i røret 38 når det gjelder produksjon og/eller uttak av hydrokarbongasser og damper ut fra kull og lignende karbonholdig utgangsstoff som råmateriale.
Som det siden skal beskrives nøyere har man funnet at ved behandling av kull bør temperaturen i retorten 36 være minst 540°C og opptil °/80oC. Videre bør vakuumet i røret 38 være mellom ca. 5°S 12,5 cm kvikksølv. Man har også funnet at oppholdstiden for kull i røret 38 under reaksjonen bør være minst 15 minutter og at det ikke er noen øvre grense for oppholdstiden annet enn fra økonomisk synsvinkel.
Diameteren på røret 38 og den hastighet hvormed kullet transporteres gjennom røret av mateskruen 48 bør være slik at temperaturen på kullet som behandles når middeltempera-turen i retorten etter under en meter fra innløpsenden 40»Det synes således som om den plutselige temperaturøkning i kullet på opptil ikke under 540°C etter å ha beveget seg en halv meter eller så i retorten forårsaker en plutselig sjokkoppvarming av kullet som sammen med vakuumet i røret bringer damper og gasser til å "eksplodere" ut fra kullpartiklene og vakuumet fører disse gasser gjennom den roterende masse av kull før de kan repolymerisere. Man antar således at den plutselige forflyktigelse av hydrokarboner fra kullpartiklenes indre fører asfalt og tjære til partikkeloverflaten før partikkelen brytes i stykker og de flyktige stoffer avgis.
Når derimot kull gjennomgår en vanlig langsom oppvarming, vil de flyktige produktene repolymerisere til mye større og temperaturstabilere pmolekyler av fast stoff som oppfanges i de påfylte partikler.
Man har satt frem en teori om at denne sjokkoppvarming og vakuumet i røret 38 bringer vannet i kullet til å danne damp som i nærvær av et overgangsmetall som jern i kullet selv eller i røret 38 fremkaller en reduksjon av dampen til hydrogen og eventuelt et metalloksyd. Hydrogenet går gjennom den kjernede, roterende masse av kullet på grunn av vakuumet og hydrogenet binder seg til det frie kullet under dannelse av metan-gass og høyere homologe av metan. Åpenbart går oljen som be-finner seg i kullet ut i form av damp.
Man har også funnet at ved behandling av opprevne bildekk eller industrielt plastavfall eller rester og avfall av lignende art bør temperaturen i retorten eller oppvarmingsbeholderen 36 være minst 425°C, fortrinnsvis opptil 8l5°C avhengig av det ønskede mengdeforhold av produsert gass. Videre bør vakuumet i røret 38 være mellom ca. 10 og 15 cm Hg. Diameteren på røret 38 og gjennomføringshastigheten for råmaterialet gjennom røret 38 i transportøren 48, bør være avpasset slik at temperaturen på det behandlede materialet når retortens middeltempera-tur i løpet av under en meter fra innløpsenden 40.
Når det gjelder driften av produktgjenvinningssystemet, går gasser og damper som produseres og/eller avgis i rørdelen 38 gjennom produktutløpet 52 og rørene 54°g 76" og gjennom varmeveksleren 70 hvor dampene kondenseres og gassene avkjøles.
Fra kjøleren eller kondensatoren 80 går gasser og væsker gjennom røret 82 og inn i øvre endé av tanken 84 idet vann og olje forblir i tanken 84 og gassene går gjennom røret 92, vakuumsystemet 90°g røret 94°g til gasstanken 96.
Det produserte gassformede brennstoff kan gå gjennom røret 102 til brenneren 44°g brukes til oppvarming av beholderen 36 eller tappes ut gjennom utløpsrøret 98 og ventilen 100 for andre formål.
For oppstarting av systemet lukkes ventilen 95°g teknisk forbrenningsgass tilføres til gasstanken 96 gjennom røret 98 og ventilen 100. Etter at systemet imidlertid er i drift og brennstoff i gassform produseres i tilstrekkelige mengder åpnes ventilen 95°g systemet blir selvforsynt når det gjelder gassbrennstoff. Når det er nødvendig eller ønskelig å stenge systemet, kan.ventilene 95»100°g 104 stenges, slik at man får et startforråd av brennstoffgass i tanken 96* Hvis det på noe tidspunkt ikke produseres nok brenngass i systemet til å holde oppvarmingsbeholderen 36 på riktig temperatur kan tilleggsgass innføres i tanken gjennom røret 98 og ventilen 100.
Kullrestene som produseres i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte foreligger enten som små spon eller som et pulver og synes å være fri for kondensérbare hydrokarboner og i det vesentlige å bestå av høyreaktivt karbon.
Om ønsket kan dette reaktive kull også benyttes i forbindelse med andre kjente metoder for fremstilling av metan-gass. Fordi kullet som produseres i henhold til fremgangsmåten har høy egenvekt og høy porøsitet og samtidig høy reaktivitét,
er det meget egnet som utgangsstoff for fremstilling av aktivert karbon ved vanlige aktiveringsteknikker.
EKSEMPEL NR. 1
En type kull.som har vært brukt til foreliggende fremgangsmåte er levert fra Japan. Den hadde følgende analyse-verdier på vektbasis:
(Overgangsmetaller som del av aske, 1,8 fo)
Omtrent 1 tonn av dette kull ble behandlet i hen hold til den beskrevne fremgangsmåten ved en temperatur på 54-0°C og et vakuum på 10 cm Hg.
Utbyttet var 211 liter olje, 0,65 tonn karbon-rest og 34° m^ gass med følgende sammensetning:
EKSEMPEL NR. 2 '
En type asfaltkull fra USA hadde følgende analyse-verdier på vektbasis, og ble benyttet til et forsøk i henhold til oppfinnelsen:
Omtrent 1 tonn av ovenstående bituminøse kull ble behandlet ved en retortetemperatur på 594°C°g et vakuum på 12,5 cm Hg« Utbyttet var ca. 24-0 liter olje, 0,60 tonn karbon-rest og ca. 453 m^ gass med følgende sammensetning:
EKSEMPEL NR. 3
Virkning av forskjellige temperaturer.
Med ovennevnte bituminøse kull fra USA med påsatt vakuum på ca. 10 cm Hg var resultatet av å bruke forskjellige temperaturer i retorten de 'følgende:
Øvre temperaturgrense er ca. ^ Q0°C, fordi når temperaturen økes over 650°C oppnås ingen vesentlig økning av utbyttet av ønskede hydrokarboner og mellom ca. 8l5°C og 870°C syntes ådet å oppstå visse problemer med at oljen begynner å "cracke" og danne tjæreprodukter.
Virkning av forskjellige vakuum.
Man har funnet at et påsatt vakuum i røret på fra ca. 5 til 12,5 cm Hg gir det ønskede resultatet med hensyn på avgivelse og/eller produksjon av gasser og damper som suges gjennom den kjernede kullmassen. Gass- og damp-strømmen gjennom kullmassen bør være rask, nok til å unngå repolymerisering, men ikke så rask at man hindrer dannelsen av metan og høyere homologe
av metan ved omsetning mellom hydrogen og karbon.
EKSEMPEL NR. 4
Virkning av luft i røret
Virkningen av luft og/eller oksygen i røret på mengden av produserte metan og andre homologe ved en temperatur på 538°C og et vakuum på 12,5 cm Hg fremgår av følgende tabell, hvor prosentinnholdet er på volumbasis:
Som tidligere nevnt kan man i tillegg til kull og lignende karbonholdige stoffer bruke andre charge-materialer i samme apparatur og fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, inklu-sive opprevne bildekk, plast-industriavfall og kutt og rester og lignende. Eksempler på behandling av slikt avfall finnes nedenfor.
EKSEMPEL NR., 5
Selv om husholdningsavfall varierer fra by til by og fra en del av byen. til en annen er en typisk fysikalsk sammensetning av slikt husholdningsavfall, på vektbasis:
Den kjemiske sammensetning for slikt "typisk" husholdningsavfall er på vektbasis:
Med apparatur som tidligere beskrevet og en temperatur i oppvarmingsbeholderen på ca. 593°C og et vakuum på ca. 10 cm Hg og 15 cm Hg fikk man følgende oppførte utbytte på vektbasis av tilført råmateriale.
Karbonresten eller den faste rest var et svart pulverformet materiale som lignet amorft kull og besto hovedsakelig av bundet karbon og aske.
Gassen som ble dannet hadde følgende volumsammen-setning:
EKSEMPLENE NR. 6 OG NR. 7
Virkning av temperaturen på produsert gass
. Ved å forandre temperaturen i oppvarmingsbeholderen fra 593°C (eksempel nr. 5) til enten 426°C (eksempel nr. 6) eller 8l5°C (eksempel nr. 7)>kan mengdene av de forskjellige gasser som produseres varieres i betraktelig grad som det fremgår av nedenstående tabell,hhvor gass-sammensetningen er oppgitt som volumprosent.
EKSEMPEL NR. 8 OG 9
En annen type avfall som kan behandles i henhold til oppfinnelsen for fremstilling av olje, karbonrester og brennstoffgass av høy kvalitet består av plastavfall fra forskjellige fabrikker.
To forskjellige blandinger av polypropylen og polystyren behandlet ved 593°C ved et vakuum på ca. 10 cm Hg og 15 cm Hg ga de følgende gassblandinger på prosentbasis:
Gassmengden som produseres i hvert av disse eksempler var ca. 424 m^/tonn utgangsstoff og oljemengden var ca. 83 vektprosent, karbonresten utgjorde ca. 7 vektprosent av utgangsstoff et.
EKSEMPEL NR. 10
Et annet råmateriale i denne forbindelse som foreligger i store mengder i mange industriland og som byr på store avfallsproblemer er brukte bildekk.
Slike brukte bildekk ble opprevet i små biter på omkring 20 mm lengde og ca. 6 mm tykkelse, ble behandlet i den beskrevne apparatur ved en temperatur på ca. 593°^ og ved et vakuum på mellom 10 og 15 cm Hg. Man fikk følgende produkter i de angitte mengder pr. tonn utgangsstoff:
Hvis man ønsker produksjon av mer gass og mindre olje og karbonrester, bør temperaturen økes til over 593°C«Karbonrestene som ble dannet er et pulverformet sotsvart med brennverdi på ca. IO.83O kcal/kg.
Gassen som ble produsert hadde følgende volum-sammensetning:
Fordi denne gassen fremstilt av brukte bildekk inneholder over 55 volumprosent hydrokarboner med lav molekyl-vekt har den meget høy brennverdi, av samme størrelsesorden som naturgass. 1
Oljeutbyttet på vektbasis, ordnet, etter oljens kokepunktområde, var følgende:
Som tidligere nevnt er det brukt et rør av rustfritt stål med diameter 15 cm som nevnte rørdel 38, og temperaturgradienten mellom rørets ytterflate og midten av røret er ca.
6°C.
Hvis man ønsker å øke; apparaturens kapasitet kan flere rør anbringes i oppvarmingsbeholderen side om side, og/ eller rørenes diameter kan økes.
Det vises til fig. Bgog ^ som illustrerer en slik alternativ apparatur, den eneste rørdel 38 er erstattet med tre rør 138 med større diameter, anordnet i avstand fra hverandre side om side over samme gassbrenner 44* Hver av rørene 138 er forsynt med samme type innløp 140 og utløp 142 som tidligere beskrevet og de automatstyrte innløps- og utløps-kammere for utestenging av luft er de samme.
På grunn av den økede rørdiameter og ønskeligheten av å behachde høyst ca. 6°C temperaturgradient mellom rørets ytterflate og sentrum, er rørdelene forsynt med en hul aksel hvorigjennom oppvarmede gasser kan sirkuleres.
Således har hver skruetransportør 148 en hul aksel I5O med innløpsende 152 og utløp 154*Inntaksenden 152 stikker utenfor røret 138 og står i roterende forbindelse med en hul, gasstett rørstuss 156 som er forbundet med et rør 158 som igjen fører til en pumpe l60 med innløp 162 i forbindelse med oppvarmingsbeholderen 36 innvendig.
Utgangsenden 154 fra den hule akselen er forbundet med en elektrisk motor 50 °g mellom motoren og enden av rør-delen I38 finnes en rekke åpninger.eller kanaler 164 som mulig-gjør gjennomstrømning av varme gasser.
Omkring det kanalborede endeparti av den hule akselen 150, og i relativt rotasjonsforhold til akselen, er det anordnet en gasskappe 166 som er forbundet med røret 168 hvis utløp står i forbindelse med en åpning 170 i veggen til oppvarmingsbeholderen 36.
Varme gasser som således går inn i innløpet 162 til pumpen l60 strømmer gjennom røret 158 og pakningslageret 156 og inn i den hule akselen 150 slik at varme avgis til massen omkring sentrum av transportøren gjennom rørdelen 138. Gassene går ut av den hule akselen gjennom åpningene 164, røret 168
og tilbake til oppvarmingsbeholderen 36.
Det skal påpekes spesielt at det kan tenkes at andre organer for oppvarming av den hule akselen 150 som kan gi samme resultat, f .eks. en elektrisk mtxbstand i den hule . akselen.
Claims (16)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av nyttige hydrokarbonprodukter fra organisk avfallsmateriale, fra kull og lignende karbonholdige stoffer, opprevne bildekk, plastavfall fra industrien, industrirester og husholdningsavfall, karakterisert ved at man fører det tilførte materialet gjennom en avlang rørdel som holdes ved en temperatur på mellom ca. 425°C° g 3& 0°C, i fravær av oksygen, og suger ut gasser og damper fra rørdelen under et påsatt vakuum på mellom ca. 5 °g 15 cm'Hg.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det tilførte materialet røres eller tumles ved fremmating gjennom røret for å.øke kontakten mellom det tilførte materialet og rørets innside.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at temperaturgradienten radialt i rørdelen er høyst ca. 6°C.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det tilførte materialet består av opprevne bildekkpartikler og at temperaturen holdes på ca. 590°C.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4»karakterisert ved at partikkelstørrelsen ikke er over omkring 25 mm.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det tilførte råmaterialet består av biter av plastavfall og at temperaturen holdes på ca. 594°C
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det tilførte avfallsmaterialet består av husholdningsavfall og at temperaturen holdes på ca. 594 °c
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7»karakterisert v• é d at avfallet knuses og rives opp før behandling.
9» Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det tilførte materialet består av kull og at temperaturen holdes på ca. 650°C.
10. Fremgangsmåte for fremstilling av hydrokarboner fra kull og lignende karbonholdige råstoffer inneholdende vann
og hydrokarboner, karakterisert ved at man raskt oppvarmer materialet til en temperatur på mellom 540°C og 980°C i fravær av oksygen og i nærvær av et overgangsmetall som reduserer damp til hydrogen ved nevnte temperatur, for fremstilling av damp og dampformede hydrokarboner, bringer hydrogenet og de fordampede hydrokarboner til å strømme gjennom materialet og tapper ut de dannede gasser og avdampede hydrokarboner.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at det tilførte materialet røres eller tumles mens hydrogenet og de fordampede hydrokarboner strømmer gjennom materialet.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at gasser og avdampede hydrokarboner bringes til å strømme gjennom det tilførte materialet og fjernes ved et vakuum på mellom ca. 5° g 12,5 cm Hg.
13. Apparatur for produksjon av hydrokarbonprodukter fra de tilførte organiske materialer karakterisert v e d: et isolert oppvarmingskammer, minst en rørdel med et inn-løp og et utløp anordnet i kammeret, oppvarmingsorganer i kammeret for oppvarming av røret til minst ca. 425°C> organer for fremføring av råmaterialet gjennom rørdelen fra innløpet til ut-løpet med jevn hastighet og organer som oppretter et vakuum i røret og suger ut damper og gasser fra et område ved rørutløpet.
14. Apparatur som angitt i krav 13, kar akk t e-risert ved anordninger som hindrer innføring av luft i røret under fremføringen av råmaterialet gjennom røret.
15. Apparatur som angitt i krav 13, karakterisert ved organer som besørger røring eller tumling av råmaterialet ved fremføring gjennom røret, for å øke kontakten mellom råmaterialet og rørets innside.
16. Apparatur som angitt i krav 13, karakterisert ved flere rørdeler anordnet i oppvarmings-kammeret side om side i avstand fra hverandre.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US54849875A | 1975-02-10 | 1975-02-10 | |
| US55859975A | 1975-03-14 | 1975-03-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO760410L true NO760410L (no) | 1976-08-11 |
Family
ID=27068881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO760410A NO760410L (no) | 1975-02-10 | 1976-02-09 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES444715A1 (no) |
| IT (1) | IT1060486B (no) |
| NO (1) | NO760410L (no) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003279593A1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-26 | Jesus Eduardo Rodriguez Hernandez | Environmentally-friendly machine for the treatment of organic and inorganic waste |
-
1976
- 1976-01-28 ES ES444715A patent/ES444715A1/es not_active Expired
- 1976-02-09 NO NO760410A patent/NO760410L/no unknown
- 1976-02-09 IT IT4801576A patent/IT1060486B/it active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES444715A1 (es) | 1977-09-01 |
| IT1060486B (it) | 1982-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4235676A (en) | Apparatus for obtaining hydrocarbons from rubber tires and from industrial and residential waste | |
| US4126519A (en) | Apparatus and method for thermal treatment of organic carbonaceous material | |
| CA1113881A (en) | Process and apparatus for treating a comminuted solid carbonizable material | |
| US4077868A (en) | Method for obtaining hydrocarbon products from coal and other carbonaceous materials | |
| US4421524A (en) | Method for converting organic material into fuel | |
| EP0016585B1 (en) | Apparatus and method for converting organic material into fuel | |
| FI76592C (fi) | Anordning och foerfarande foer behandling av organiska kolhaltiga material med vaerme. | |
| US7056422B2 (en) | Batch thermolytic distillation of carbonaceous material | |
| EP2351812A2 (en) | Apparatus and process for thermal decomposition of any kind of organic material | |
| WO2020044248A1 (en) | A method for catalytic conversion of waste plastic into liquid fuel | |
| CN110168055B (zh) | 通过催化裂化烃类固体材料产生能量产品而不形成焦炭的方法和装置 | |
| RU2621097C2 (ru) | Устройство для термической деструкции отходов полиэтилена и полипропилена | |
| EP3031881A1 (en) | Method of pyrolytic processing of polymer waste from the recycling of food packaging and a system for carrying out such method | |
| EP3312223B1 (en) | Method for thermally decomposing polyethylene and polypropylene waste | |
| Sanner | Conversion of municipal and industrial refuse into useful materials by pyrolysis | |
| EP3918031B1 (en) | System for upgrading synthetic gas produced from waste materials, municipal solid waste or biomass | |
| RU2422478C1 (ru) | Способ переработки органических отходов и устройство для переработки органических отходов | |
| EP3169751B1 (en) | Method of continuous production of liquid and gaseous fuels from the part of organic substances in the waste | |
| NO760410L (no) | ||
| EP1838811B1 (en) | Device for pyrolyzing rubber chips and separating the gained products | |
| US5104490A (en) | Apparatus for converting waste material to gaseous and char materials | |
| US3396099A (en) | Method and apparatus for treating solid fuels and petroleum oils | |
| KR800001498B1 (ko) | 유기 공급물질로부터 탄화수소 생성물을 얻는 장치 | |
| AU2023219167A1 (en) | System for carbonizing organic material | |
| US4690732A (en) | Apparatus for shale oil retorting |