SK2152000A3 - A method and an apparatus for upgrading a solid material - Google Patents
A method and an apparatus for upgrading a solid material Download PDFInfo
- Publication number
- SK2152000A3 SK2152000A3 SK215-2000A SK2152000A SK2152000A3 SK 2152000 A3 SK2152000 A3 SK 2152000A3 SK 2152000 A SK2152000 A SK 2152000A SK 2152000 A3 SK2152000 A3 SK 2152000A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- solid material
- heat exchange
- vessels
- heat
- heating
- Prior art date
Links
- 239000011343 solid material Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 68
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 5
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 48
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001706 oxygenating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10F—DRYING OR WORKING-UP OF PEAT
- C10F5/00—Drying or de-watering peat
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D43/00—Separating particles from liquids, or liquids from solids, otherwise than by sedimentation or filtration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B23/00—Heating arrangements
- F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
- F26B23/007—Heating arrangements using waste heat recovered from the dried product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Non-Alcoholic Beverages (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
- Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka obohacovania alebo zušľachťovania pevného materiálu.
Vynález sa týka najmä, avšak nie iba výlučne, obohacovania či zušľachťovania pevného materiálu, ktorý má nízku tepelnú vodivosť.
Vynález sa osobitne týka obohacovania či zušľachťovania pevného materiálu prostredníctvom odvádzania vody z tohoto materiálu postupom, ktorý obsahuje :
(I) zohrievanie materiálu na zvýšenú teplotu, pričom je materiál udržiavaný pod vysokým tlakom, a (II) ochladzovanie obohateného materiálu na teplotu okolia
Jedným výhodným uplatnením predmetu tohoto vynálezu je obohacovanie uhlíkatého materiálu, najmä uhlia za účelom
| zvýšenia hodnoty BTU materiálu. | (britská | tepelná jednotka) | uhlíkatého |
| Doteraiší stav techniky | |||
| V patentovom spise | US 5 290 | 523 (Koppelman) je | popisovaný |
| spôsob obohacovania | uhlia | prostredníctvom | súčasného |
| uplatňovania teploty a tlaku. |
V tomto patentovom spise je popisované tepelné odvodňovanie uhlia prostredníctvom zohrievania uhlia za podmienok, zahŕňajúcich zvýšenú teplotu a tlak, za účelom vyvolania fyzikálnych zmien v uhlí, ktorých dôsledok bude odstránenie vody z uhlia prostredníctvom žmýkajúcej reakcie.
Vo vyššie uvedenom patentovom spise je súčasne popisované udržiavanie dostatočne vysokého tlaku počas obohacovacieho procesu, takže vedľajší produkt, ktorým je voda, je prevažne v kvapalnom stave, takže nejde o paru.
Vo vyššie uvedenom patentovom spise je súčasne popisovaný celý rad možných výberov zariadení · na uskutočňovanie zušľachťovacieho procesu.
Obecne je uvedený výber založený na zohrievaní uhlia v tlakovej nádobe, ktorá je vybavená vstupom v tvare obráteného kužeľa, valcovým telesom, kužeľovitým výstupom a sústavou zvisle alebo vodorovne usporiadaných teplozmenných rúrok, umiestnených v uvedenom telese.
U jedného návrhu sú zvisle usporiadané rúrky a výstupný koniec naplnené uhlím, pričom je sem za účelom predbežného natlakovania rúrok a výstupného konca vháňaný dusík. Uhlie je zohrievané prostredníctvom výmeny tepla s olejom, ktorý je privádzaný ako teplozmenná tekutina do valcového telesa z vonkajšej strany uvedených rúrok. Ďaľšie zohrievanie je podporované prostredníctvom priamej výmeny tepla medzi uhlím a parou, ktorá pôsobí ako pracovná tekutina v náplňovom lôžku. Okrem toho potom para natlakováva rúrky a výstupný koniec na požadovaný tlak.
V dôsledku kombinácie podmienok zvýšeného tlaku a teploty v rúrkach a na výstupnom konci dochádza k odparovaniu určitej časti vody z uhlia, kde čast vody potom kondenzuje vo forme kvapaliny. Časť pary, ktorá sa vytvára pri pridávaní vody, súčasne kondenzuje vo forme kvapaliny v chladnejších oblastiach potrubia v dôsledku zvýšeného tlaku. Para, ktorá neskondenzuje, a ktorá je prebytočná natlakovanie náplňového tu dochádza k vývinu z hľadiska požiadavkov na optimálne lôžka, musí byť vypustená. Okrem toho nekondenzovateľných plynov, ako je napríklad oxid uhoľnatý (CO) alebo oxid uhličitý (C0a), ktoré musia byť takisto vypúšťané. Kvapalina je z výstupného konca pravideľne odvádzaná.
Nakoniec je po uplynutí určitej predpísanej doby nádoba odtlakovaná a horúce obohatené uhlie je odvedené cez výstupný koniec na dopravník, ktorý prepravuje uhlie na mokrý šnekový dopravník. Na horúce obohatené uhlie je rozstrekovaná voda, ako dopravník prepravuje uhlie ku šnekovému dopravníku. Uhlie je na šnekovom dopravníku ďalej ochladzované a potom je rozprestierané v tenkej vrstve na zásobnú skládku, kde sa ochladzuje pri okolitej teplote.
Podstata vynálezu
Úlohou tohoto vanálezu je vyvinúť zdokonalený spôsob obohacovania uhlia a zlepšené zariadenie jeho uskutočneniu v porovnaní s riešením podľa vyššie uvedeného patentového spisu US 5 290 523.
V súlade s prvým aspektom predmetu tohoto vynálezu bol vyvinutý spôsob obohacovania pevného materiálu, ktorý zahŕňa zohrievanie pevného materiálu na zvýšenú teplotu za účelom odstránenia vody a potom ochladzovania obohateného pevného materiálu, pričom predmetný spôsob obsahuje nasledujúce kroky :
(I) vybavenie väčším počtom nádob, obsahujúcich náplňové lôžka pevného materiálu, a jedného alebo viacej teplozmenných okruhov na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu v náplňových lôžkach v nádobách prostredníctvom výmeny tepla s teplozmennou tekutinou, a (II) riadenie spôsobu tak, že pevný materiál v prvej skupine nádob je v jednostupňovom alebo viacstupňovom cykle zohrievaný, a pevný materiál v druhej skupine nádob je v jednostupňovom alebo viacstupňovom cykle ochladzovaný, pričom riadiaci krok alebo kroky obsahujú výberové pripojovanie jedného alebo viacej teplozmenných okruhov k nádobám tak, že teplozmenná kvapalina znovu získava teplo z pevného materiálu, ktorý je podrobovaný chladiacemu cyklu v aspoň jednej z nádob v prvej skupine, a odovzdáva znovuzískané teplo pevnému materiálu, ktorý je podrobovaný zohrievaciemu cyklu v aspoň jednej z nádob v druhej skupine.
Základom vyššie uvedeného aspektu predmetu tohto vynálezu je znovuzískavanie energie z pevného materiálu, ktorý je ochladzovaný v jednej skupine nádob, a nasledovné využívanie tejto energie na zohrievanie pevného materiálu v inej skupine nádob.
U jedného uskutočnenia predmetu tohto vynálezu je usporiadaný väčší počet teplozmenných okruhov, pričom tieto teplozmenné okruhy výberové pripojujú dvojice nádob tak, že teplozmenná tekutina každého teplozmenného okruhu ochladzuje pevný materiál zohrieva pevný prostredníctvom nádob.
v jednej nádobe materiál v výmeny tepla inej s v každej dvojici, a potom nádobe v každej dvojici pevným materiálom v dvojici
Teplozmenná tekutina v jednom alebo viacerých teplozmenných okruhoch zohrieva a ochladzuje pevný materiál v dvojiciach nádob na príslušné rozdielne teploty v zohrievacom a chladiacom cykle, v dôsledku toho je pevný materiál v každej nádobe zohrievaný alebo ochladzovaný v sérii krokov prostredníctvom nasledovného pripojovania jedného alebo viacerých teplozmenných okruhov k nádobe.
Napríklad jeden teplozmenný okruh zohrieva pevný materiál v jednej nádobe z okolitej teploty na teplotu T a druhý uvedený teplozmenný okruh, ktorý je nasledovne pripojený k tejto nádobe, zohrieva pevný materiál z teploty T na vyššiu teplotu T2. Súčasne teplozmenné okruhy ochladzujú pevný materiál v ďalšej nádobe z maximálnej teploty zohrievacieho cyklu na nižšiu teplotu.
Je výhodné, ak obsahy nádob sú udržiavané pri zvýšenom tlaku počas zohrievacích a chladiacich cyklov.
Pevný materiál môže zostávať v jednej nádobe ako počas zohrievacieho cyklu, tak aj počas chladiaceho cyklu.
Alternatívne môže byť pevný materiál zohrievaný v jednej nádobe počas zohrievacieho cyklu, horúci materiál môže byť premiestnený do ďalšej nádoby a ochladzovaný v súlade s chladiacim cyklom v druhej nádobe.
Je výhodné, ak teplozmenné okruhy zohrievajú a ochladzujú pevný materiál prostredníctvom nepriamej výmeny tepla.
Spôsob podľa tohoto vynálezu je veľmi ľahko prispôsobiteľný z hľadiska zohrievacích a ochladzovacích cyklov, ktoré môžu byť uplatňované u pevného materiálu, pričom sa súčasne dosahuje výhoda využívania znovuzískavania tepla z pevného materiálu, ktorý je podrobovaný chladiacemu cyklu, pre zohrievanie pevného materiálu, ktorý je podrobovaný zohrievaciemu cyklu.
Ako príklad sa dá uviesť, že spôsob môže byť využívaný na obohacovanie pevného uhlíkatého materiálu, ako je napríklad uhlie, kombinovaným uplatňovaním tlaku a teploty, v dôsledku ktorého dochádza k odstraňovaniu vody z uhlia v dvoch stupňoch, pričom :
(I) voda je žmýkaná z uhlia a je odvádzaná ako kvapalná fádza do spodnej časti nádoby v prvom mokrom stupni, a (II) podstatná čast zvyšujúcej vody v uhlí je odstraňovaná ako parná fádza v druhom suchom stupni.
Teplozmennou tekutinou môže byť akákoľvek tekutina, vhodná pre prenos energie prostredníctvom nepriamej výmeny tepla.
Ako príklad sa dá uviesť, že teplozmennou tekutinou môže byť taká tekutina, ako je napríklad olej, ktorá má jediné skupenstvo v rozmedzí prevádzkových teplôt počas zohrievacieho a ochladzovacieho cyklu.
Ako ďaľší príklad sa dá uviesť, že teplozmennou tekutinou môže byť taká tekutina, ako je napríklad voda, ktorá má kvapalnú a plynnú fádzu v rozmedzí prevádzkových teplôt zohrievacieho a chladiaceho cyklu a pri vhodnom tlaku.
Spôsob podľa tohto vynálezu môže zahŕňať jeden alebo viacej prídavných zohrievacích stupňov na účely dokončenia zohrievacieho cyklu.
Rovnako tak môže spôsob podľa tohto vynálezu zahŕňať jeden alebo viacej prídavných chladiacich stupňov na účely dokončenia chladiaceho cyklu.
Uvedené prídavné zohrievacie stupne môžu byť uskutočňované akýmikoľvek vhodnými prostriedkami, ako je napríklad okysličovanie zohrievania v nádobách prostredníctvom privádzania plynu s obsahom kyslíka do týchto nádob.
Uvedené prídavné chladiace stupne môžu byť uskutočňované akýmikoľvek vhodnými prostriedkami, ako je napríklad priamy styk uhlia so suchým alebo vlhkým vzduchom v rovnakej alebo v inej nádobe.
Je výhodné, pokiaľ spôsob ďalej zahŕňa privádzanie pracovnej tekutiny do nádob na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu prostredníctvom priamej výmeny tepla s pevným materiálom a pre napomáhanie k natlakovaniu obsahu nádob.
V súlade s prvým aspektom predmetu tohto vynálezu bolo vyvinuté zariadenie na obohacovanie pevného materiálu, ktoré obsahuje :
(a) väčší počet nádob na uloženie náplňových lôžok pevného materiálu v podmienkach zvýšenej teploty a tlaku, (b) jeden alebo viacej teplozmenných okruhov na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu v náplňových lôžkach prostredníctvom výmeny tepla s teplozmennou tekutinou, (c) prostriedky na pripojovanie jedného alebo viacej teplozmenných okruhov k nádobám tak, že pri používaní je pevný materiál v jednej skupine nádob zohrievaný v súlade s vopred stanoveným zohrievacím cyklom prostredníctvom teplozmennej tekutiny, pričom je pevný materiál v inej skupine nádob ochladzovaný prostredníctvom teplozmennej tekutiny v súlade s vopred stanoveným ochladzovacím cyklom, pričom pri použití je jeden alebo viacej teplozmenných okruhov pripojených k nádobe tak, že každý teplozmenný okruh odoberá teplo z pevného materiálu v aspoň jednej nádobe a odovzdáva toto znovuzískané teplo pevnému materiálu v aspoň jednej ďaľšej nádobe, a (d) prostriedky na výberovú zmenu spojenia medzi jedným alebo viacej teplozmennými okruhami a nádobami na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu v nádobách v súlade so zohrievacími a chladiacimi cyklami.
Teplozmenný okruh môže mať akékoľvek vodné usporiadanie.
Je výhodné, pokiaľ teplozmenný okruh obsahuje :
(I) teplozmennú zostavu, umiestnenú v každej nádobe, a (II) prostriedky na cirkuláciu teplozmennej tekutiny cez teplozmenné zostavy v nádobách a medzi teplozmennými zostavami nádob.
Najmä je osobitne výhodné, pokiaľ teplozmenná zostava v každej nádobe obsahuje :
(I) zostavu teplozmenných dosiek, majúcu jeden alebo viacej priechodov pre teplozmennú kvapalinu, umiestnenú v nádobe, (II) vstup pre privádzanie telozmennej tekutiny do priechodu alebo priechodov, a (III) výstup pre odvádzanie teplozmennej tekutiny z priechodu alebo priechodov.
Je výhodné, pokiaľ uvedené dosky majú minimálnu tepelnú hmotnosť.
Rovnako je výhodné, aby prostriedky pre výberovú zmenu spojenia medzi teplozmenným okruhom a nádobami obsahovali vhodné riadiace prostriedky.
V súlade s druhým aspektom predmetu tohto vynálezu bol vyvinutý spôsob obohacovania pevného materiálu, ktorý obsahuje nasledujúce kroky :
(I) plnenie pevného materiálu do nádoby a vytváranie náplňového lôžka pevného materiálu v nádobe, (II) zohrievanie a tlakovanie pevného materiálu za účelom odstraňovania vody z pevného materiálu, pričom zohrievací krok obsahuje zohrievanie pevného materiálu prostredníctvom nepriamej výmeny tepla s teplozmennou tekutinou, (III) ochladzovanie pevného materiálu pri zvýšenom tlaku, a (IV) odvádzanie ochladeného obohateného pevného materiálu.
Základom vyššie uvedeného druhého aspektu predmetu tohto vynálezu je viacfunkčná nádoba, do ktorej je uložená náplň pevného materiálu, a v ktorej potom zostáva pevný materiál v náplňovom lôžku v priebehu zohrievacieho a ochladzovacieho cyklu.
Jedna významná výhoda vyššie popísaného spôsobu a zariadenia podľa tohto vynálezu pozostáva v tom, že využívanie viacfunkčných nádob minimalizuje manipuláciu s horúcim pevným materiálom v porovnaní s riešením podľa patentového spisu US 5 290 523 (Koppelman).
Ďaľšia výhoda pozostáva v tom, že viacfunkčná nádoba minimalizuje trvanie cyklu, spojeného s vyprázdňovaním, plnením, zvyšovaním tlaku a znižovaním tlaku, a to v porovnaní z vyššie uvedeným patentovým spisom.
Je veľmi výhodné, ak zohrievací krok ďalej obsahuje zohrievanie pevného materiálu prostredníctvom priamej výmeny tepla s pracovnou tekutinou.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude v ďalšom podrobnejšie vysvetlený na príkladoch jeho uskutočnenia, ktorých popis bude podaný s prihliadnutím k priloženým obrázkom výkresov, kde :
obr. 1 znázorňuje usporiadanie dvojice nádob a teplozmenného okruhu, obr. 2 znázorňuje jeden príklad sledu pripojenia jediného teplozmenného okruhu ku dvojici nádob A, B, C, D, a E.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Prvý aspekt znovuzískavania energie podľa tohto vynálezu môže byť uskutočňovaný s využitím alebo bez využitia viacfunkčnej nádoby podľa druhého aspektu predmetu tohto vynálezu.
Podobne potom viacfunkčná nádoba podľa druhého aspektu predmetu tohto vynálezu môže byť využívaná s využitím alebo bez využitia znovuzískavania energie podľa prvého aspektu predmetu tohto vynálezu.
U jedného uskutočnenia prvého aspektu predmetu tohto vynálezu potom päť nádob A. Bf C. D a E obsahuje náplňové lôžka uhlia pri zvýšenej teplote, ktoré sú v rôznych etapách zohrievacích a chladiacich cyklov podľa spôsobu obohacovania uhlia prostredníctvom odstráňovania vody z uhlia.
Zohrievací cyklus tohto spôsobu obsahuje :
(I) odovzdávanie tepla uhliu a umožnenie odstrániť vodu z uhlia ako kvapalnú fádzu v prvej mokrej etape spôsobu, a (II) odovzdávanie tepla uhliu za účelom dosiahnutia varu aspoň časti ostávajúcej vody v uhlí a jej premenu na parnú fádzu v druhej suchej etape spôsobu a potom zohrievanie uhlia na konečnú teplotu produktu.
Uhlie v každom náplňovom lôžku je zohrievané a potom ochladzované nepriamou tepelnou výmenou s teplozmennými tekutinami, ktoré sú čerpané cez teplozmenné okruhy, ktoré sú nasledovne pripojené k dvojiciam nádob. Teplozmenné okruhy pre každú dvojicu nádob obsahujú zostavu teplozmenných dosiek, vybavenú jedným alebo viacej priechodami pre teplozmennú tekutinu v každej nádobe a prostriedkami na zaistenie obehu či cirkulácie teplozmennej tekutiny cez teplozmenné sústavy v dvojici nádob.
Vyššie uvedené usporiadanie dvojice nádob a teplozmenného okruhu je znázornené na vyobrazení podľa obr. 1.
Na vyobrazení podľa obr. 1 je znázornená nádoba 3a, ktorá obsahuje náplňové lôžko uhlia, ktoré sa nachádza v zohrievacom cykle, a ďalej je tu zobrazená nádoba 3b, ktorá obsahuje náplňové lôžko uhlia, ktoré sa nachádza v chladiacom cykle.
Teplozmenné dosky v uvedených nádobách 3a a 3b sú označené vzťahovou značkou 5. Teplozmenné obehové čiže cirkulačné prostriedky zahŕňajú potrubie a čerpadlo, ktoré sú označené vzťahovými značkami 7 a 9.
Nádoby a teplozmenné okruhy môžu byť akýkoľvek vhodný typ, ako sú napríklad tlakové nádoby, ktoré sú popísané v medzinárodných patentových prihláškach PCT/AU 98/00005 o názve A Reactor, PCT/AU 98/00142 o názve Process Vessel and Method of Treating a Chargé, PCT/AU 98/00204 o názve
Liquid/Gas/Solid Separation a PCT/AU 98/00324 o názve
Enhanced Heat Transfer, a ďalej v austrálskej patentovej prihláške PO8767, pričom všetky vyššie uvedené patentové prihlášky sú na meno prihlasovateľa. Obsah týchto patentových prihlášok je tu uvádzaný vo forme odkazu.
Zohrievanie a chladenie uhlia v nádobách je ďalej podporované prostredníctvom privádzania pracovnej tekutiny do náplňového lôžka v nádobách. Táto pracovná tekutina :
(I) zohrieva a chladí uhlie prostredníctvom priamej výmeny tepla medzi uhlím a pracovnou tekutinou a medzi pracovnou tekutinou a teplozmennou tekutinou v teplozmenných okruhoch, a (II) prispieva k natlakovávaniu obsahu nádob.
Pracovné obehové okruhy pre cirkuláciu pracovnej tekutiny sú na vyobrazení podľa obr. 1 označené vztahovou značkou H.
Pripojenie teplozmenných okruhov k nádobám je zvolené tak, aby teplozmenná tekutina znovuzískavala teplo z jednej nádoby, ktorá obsahuje uhlie, prechádzajúce chladiacim cyklom, a aby potom predávala teplo druhej nádobe, ktorá obsahuje uhlie, prechádzajúce zohrievacím cyklom.
Jeden príklad sledu pripojení jediného teplozmenného okruhu k dvojici nádob A, B, c, D a E je znázornený na vyobrazení podľa obr. 2. V tomto prípade ide o príklad jednostupňového cyklu znovuzískavania či regenerácie energie.
Na vyobrazení podľa obr. 2 je znázornené, že ak nádoba A obsahuje náplňové lôžko uhlia pri konečnej požadovanej teplote produktu o veľkosti 371° C, a nádoba D obsahuje náplňové lôžko uhlia pri okolitej teplote o veľkosti 25° C, potom pripojenie teplozmenného okruhu k nádobám A a D spôsobí nasledujúce :
(I) ochladzovanie uhlia v nádobe A z teploty 371° C na teplotu 230° C, a (II) zohrievanie uhlia v nádobe D z teploty 25° C na teplotu 185° C prostredníctvom nepriamej výmeny tepla so znovuzískaným teplom z nádoby A.
Vyššie popísané teplozmenné zapojenie náplňových lôžok nádob A a B má za dôsledok, že tieto lôžka dosiahnu spoločnú vstupnú teplotu, ktorá je určená relatívnou tepelnou kapacitou a určitými tepelnými stratami.
Na vyobrazení podľa obr. 2 je rovnako znázornené, že nasledovné uskutočňovanie dodatočného ochladzovania a zohrievania nádob A a D má za dôsledok nasledujúce :
(I) d’aľšie ochladzovanie uhlia v nádobe A z teploty 230° C na okolitú teplotu, a (II) d’aľšie zohrievanie uhlia v nádobe A na konečnú požadovanú teplotu produktu o veľkosti 371° C.
Dodatočné ochladzovanie a zohrievanie môže byť uskutočňované prostredníctvom chladiča a zohrievača alebo rôznymi inými vhodnými prostriedkami.
Z vyššie uvedeného a z vyobrazenia podľa obr. 2 sa dá ľahko odvodiť, že výberové pripojenie teplozmenného okruhu, ktorý zohrieva a ochladzuje uhlie v nádobách A a D, k ďaľšej dvojici nádob A, B, C, D, a E v súlade so sledom, znázorneným v tabuľke, ktorá je súčasťou obr. 2, a výberové uskutočnenie vonkajšieho zohrievania a ochladzovania nádob, ako bolo popísané pre nádoby A a D, spôsobuje podobné zohrievanie a ochladzovanie uhlia v nádobách.
U vyššie popísaného spôsobu obohacovania pevného materiálu a u zariadení k uskutočňovaniu tohto spôsobu je možné uskutočňovať celý rad modifikácií, bez toho že by došlo k úniku od myšlienky a rozsahu predmetu tohto vynálezu.
Ako príklad sa dá uviesť, že prvý aspekt predmetu tohto vynálezu nie je obmedzený iba na jednostupňový cyklus znovuzískavania energie s piatimi reaktormi, ako bolo popísané s odkazom na vyobrazenie podľa obr. 1.
Príkladne sa môže prvý aspekt predmetu tohto vynálezu týkať dvojstupňového cyklu znovuzískavania energie s prídavným zohrievaním a ochladzovaním v troch nádobách. U takéhoto usporiadania sú zohrievacie a chladiace stupne usporiadané ako súčasné protiprúdové, takže tu existujú dve vstupné teploty, a to zvyčajne o veľkosti 240° C a 150° C.
I
Dvojstupňový cyklus znovuzískavania energie môže byť rovnako s výhodou nasledujúci. Horúca nádoba A, ktorá práve dokončila zohrievací cyklus, je pripojená k chladnejšej nádobe B a odovzdáva jej teplo, ktoré zohrieva nádobu B v druhom stupni zohrievania. Pokiaľ je dosiahnuté vyššej z dvoch vyššie uvedených vstupných teplôt, je nádoba A pripojená ku chladnej nádobe £ a odovzdáva jej teplo, ktoré zohrieva nádobu £ v prvom stupni zohrievania. A konečne pokiaľ je dosiahnuté nižšej vstupnej teploty, je nádoba A pripojená ku chladiču za účelom dokončenia chladzovania uhlia v nádobe a privádzania chladného konečného uhlia.
Nádoba B, ktorá bola zohrievaná v druhom stupni zohrievania na vyššiu vstupnú teplotu, je pripojená k okruhu pre prívod pary za účelom dokončenia zohrievacieho cyklu uhlia v nádobe. Je celkom zrejmé, že tento sled zohrievania a ochladzovania nádob s čerstvými náplňovými lôžkami uhlia sa môže opakovať.
Claims (15)
- PATENTOVÉ NÁROKYPY M&-ZQOO1. Spôsob obohacovania pevného materiálu, ktorý zahŕňa zohrievanie odstránenia pevného materiálu na zvýšenú teplotu za účelom vody a potom ochladzovania obohateného pevného materiálu, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúce kroky :(I) vybavenie väčším počtom nádob, obsahujúcich náplňové lôžka pevného materiálu, a jedného alebo viacej teplozmenných okruhov na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu v náplňových lôžkach v nádobách prostredníctvom výmeny tepla s teplozmennou tekutinou, a (II) riadenie spôsobu tak, že pevný materiál v prvej skupine nádob je v jednostupňovom alebo viacstupňovom cykle zohrievaný, a pevný materiál v druhej skupine nádob je v jednostupňovom alebo viacstupňovom cykle ochladzovaný, pričom riadiaci krok alebo kroky obsahujú výberové pripojovanie jedného alebo viacej teplozmenných okruhov k nádobám tak, že teplozmenná kvapalina znovuzískava teplo z pevného materiálu, ktorý je podrobovaný chladiacemu cyklu v aspoň jednej z nádob v prvej skupine, a odovzdáva znovuzískané teplo pevnému materiálu, ktorý je podrobovaný zohrievaciemu cyklu v aspoň jednej z nádob v druhej skupine.
- 2. Spôsob podľa nároku lvyznačujúci sa tým, že krok (II) obsahuje výberové pripojovanie dvojíc nádob tak, že teplozmenná tekutina jedného alebo viacej teplozmenných okruhov ochladzuje pevný materiál v jednej nádobe v každej dvojici, a potom zohrieva pevný materiál v druhej nádobe v každej dvojici prostredníctvom výmeny tepla s pevným materiálom v dvojici nádob.
- 3. Spôsob podľa nároku 2vyznačujúci sa tým, že teplozemnná tekutina v jednom alebo viacej teplozmenných okruhoch zohrieva a ochladzuje pevný materiál v dvojiciach nádob na príslušné rozdielne teploty v zohrievacom a chladiacom cykle, v dôsledku čoho je pevný materiál v každej nádobe zohrievaný alebo ochladzovaný v sérii krokov prostredníctvom nasledovného pripojovania jedného alebo viacej teplozmenných ,«i okruhov k nádobe.»*
- 4. Spôsob podľa nároku 3vyznačujúci sa tým, že jeden uvedený teplozmenný okruh zohrieva pevný materiál v jednej nádobe z okolitej teploty na teplotu T a druhý uvedený teplozmenný okruh, ktorý je nasledovne pripojený' k tejto nádobe, zohrieva pevný materiál z teploty T na vyššiu teplotu T .
- 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že zahŕňa udržiavanie obsahov každej nádoby pri zvýšenom tlaku počas zohrievacieho a ochladzovacieho cyklu..
- 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že zahŕňa udržovanie pevného materiálu v jednej nádobe počas ako zohrievacieho cyklu, tak aj chladiaceho cyklu.
- 7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5 vyznačujúci sa tým, že zahŕňa zohrievanie pevného materiálu v jednej nádobe počas zohrievacieho cyklu, premiestnenie horúceho pevného materiálu do inej nádoby, a ochladzovanie pevného materiálu v súlade s chladiacim cyklom v druhej nádobe.
- 8. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov v yznačujúci sa tým, že jeden alebo viacej teplozmenných okruhov zohrieva a ochladzuje pevný materiál prostredníctvom priamej výmeny tepla.
- 9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž7vyznačujúci sa t ý m, že jeden alebo viacej teplozinenných okruhov zohrieva a ochladzuje pevný materiál prostredníctvom nepriamej výmeny tepla.
- 10. Spôsob podľa nároku 9vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje privádzanie pracovnej tekutiny do nádob na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu prostredníctvom priamej výmeny tepla s pevným materiálom a pre napomáhanie k natlakovávaniu obsahu nádob.
- 11. Zariadenie na obohacovanie pevného materiálu vyznačujúce sa tým, že obsahuje :(a) väčší počet nádob na uloženie náplňových lôžok pevného materiálu v podmienkach zvýšenej teploty a tlaku, (b) jeden alebo viacej teplozmenných okruhov na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu v náplňových lôžkach prostredníctvom výmeny tepla s teplozmennou tekutinou, (c) prostriedky na pripojovanie jedného alebo viacej teplozmenných okruhov k nádobám tak, že pri používaní je pevný materiál v jednej skupine nádob zohrievaný v súlade s vopred stanoveným zohrievacím cyklom prostredníctvom teplozmennej tekutiny, pričom je pevný materiál v inej skupine nádob ochladzovaný prostredníctvom teplozmennej tekutiny v súlade s vopred stanoveným ochladzovacím cyklom, pričom pri použití je jeden alebo viacej telozmenných okruhov pripojených k nádobe tak, že každý teplozemnný okruh odoberá teplo z pevného materiálu v aspoň jednej nádobe a odovzdáva toto znovuzískané teplo pevnému materiálu v aspoň jednej ďaľšej nádobe, a (d) prostriedky pre výberovú zmenu spojenia medzi jedným alebo viacej teplozmennými okruhami a nádobami na zohrievanie a ochladzovanie pevného materiálu v nádobách v súlade so zohrievacími a chladiacimi cyklami.
- 12. Zariadenie podľa nároku 11 vyznačujúce sa tým, že teplozmenný okruh obsahuje :(I) teplozmennú sústavu, umiestnenú v každej nádobe, a (II) prostriedky na cirkuláciu teplozmennej tekutiny cez teplozmenné zostavy v nádobách a medzi teplozmennými zostavami nádob.
- 13. Zariadenie podľa nároku 12 vyznačujúce sa tým, že teplozmenná zostava v každej nádobe obsahuje :» ' (I) zostavu teplozmenných dosiek, majúcu jeden alebo viacej priechodov pre teplozmennú kvapalinu, umiestnenú v nádobe, (II) vstup pre privádzanie teplozmennej tekutiny do priechodu alebo priechodov, a (III) výstup pre odvádzanie teplozmennej tekutiny z priechodu alebo priechodov.
- 14. Spôsob obohacovania pevného materiálu, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúce kroky :(I) plnenie pevného materiálu do nádoby a vytváranie náplňového lôžka pevného materiálu v nádobe, (II) zohrievanie a tlakovanie pevného materiálu za účelom odstraňovania vody z pevného materiálu, pričom zohrievací krok obsahuje zohrievanie pevného materiálu prostredníctvom nepriamej výmeny tepla s teplozmennou tekutinou, (III) ochladzovanie pevného materiálu pri zvýšenom tlaku, a (IV) odvádzanie ochladeného obohateného pevného materiálu.
- 15. Spôsob podľa nároku 14 vyznačujúci sa tým, že zohrievací krok ďalej obsahuje zohrievanie pevného materiálu prostredníctvom priamej výmeny tepla s pracovnou tekutinou.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPO8766A AUPO876697A0 (en) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | A method and an apparatus for upgrading a solid material |
| PCT/AU1998/000689 WO1999010079A1 (en) | 1997-08-25 | 1998-08-25 | A method and an apparatus for upgrading a solid material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK2152000A3 true SK2152000A3 (en) | 2000-09-12 |
Family
ID=3803052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK215-2000A SK2152000A3 (en) | 1997-08-25 | 1998-08-25 | A method and an apparatus for upgrading a solid material |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001513431A (sk) |
| KR (1) | KR20010023326A (sk) |
| CN (1) | CN1094777C (sk) |
| AU (1) | AUPO876697A0 (sk) |
| CA (1) | CA2301768C (sk) |
| CO (1) | CO5040163A1 (sk) |
| CZ (1) | CZ301172B6 (sk) |
| GE (1) | GEP20032917B (sk) |
| HU (1) | HU224249B1 (sk) |
| PL (1) | PL338809A1 (sk) |
| SK (1) | SK2152000A3 (sk) |
| TR (1) | TR200000518T2 (sk) |
| TW (1) | TW401314B (sk) |
| UA (1) | UA50845C2 (sk) |
| WO (1) | WO1999010079A1 (sk) |
| ZA (1) | ZA987735B (sk) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPO876797A0 (en) * | 1997-08-25 | 1997-09-18 | Technological Resources Pty Limited | Heating with steam |
| KR100621713B1 (ko) | 2000-09-26 | 2006-09-13 | 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드. | 고체 물질의 품질개량 방법 및 장치 |
| CN100342364C (zh) * | 2003-03-05 | 2007-10-10 | 广达电脑股份有限公司 | 远端显示电脑画面的传送装置 |
| DE10332564A1 (de) | 2003-07-11 | 2005-01-27 | Celon Ag Medical Instruments | Chirurgische Sonde |
| US8021445B2 (en) * | 2008-07-09 | 2011-09-20 | Skye Energy Holdings, Inc. | Upgrading carbonaceous materials |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4477257A (en) * | 1982-12-13 | 1984-10-16 | K-Fuel/Koppelman Patent Licensing Trust | Apparatus and process for thermal treatment of organic carbonaceous materials |
| US4733478A (en) * | 1985-10-07 | 1988-03-29 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method of dewatering brown coal |
| US5290523A (en) * | 1992-03-13 | 1994-03-01 | Edward Koppelman | Method and apparatus for upgrading carbonaceous fuel |
| AUPO663297A0 (en) * | 1997-05-07 | 1997-05-29 | Technological Resources Pty Limited | Enhanced heat transfer |
-
1997
- 1997-08-25 AU AUPO8766A patent/AUPO876697A0/en not_active Abandoned
-
1998
- 1998-08-25 GE GEAP19985275A patent/GEP20032917B/en unknown
- 1998-08-25 CN CN98808426A patent/CN1094777C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-25 UA UA2000021105A patent/UA50845C2/uk unknown
- 1998-08-25 JP JP2000507456A patent/JP2001513431A/ja active Pending
- 1998-08-25 HU HU0002762A patent/HU224249B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1998-08-25 TR TR2000/00518T patent/TR200000518T2/xx unknown
- 1998-08-25 PL PL98338809A patent/PL338809A1/xx unknown
- 1998-08-25 CA CA002301768A patent/CA2301768C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-25 ZA ZA987735A patent/ZA987735B/xx unknown
- 1998-08-25 WO PCT/AU1998/000689 patent/WO1999010079A1/en not_active Ceased
- 1998-08-25 CO CO98048483A patent/CO5040163A1/es unknown
- 1998-08-25 CZ CZ20000457A patent/CZ301172B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-08-25 TW TW087114010A patent/TW401314B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-08-25 SK SK215-2000A patent/SK2152000A3/sk unknown
- 1998-08-25 KR KR1020007001962A patent/KR20010023326A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1268902A (zh) | 2000-10-04 |
| JP2001513431A (ja) | 2001-09-04 |
| KR20010023326A (ko) | 2001-03-26 |
| CA2301768C (en) | 2007-02-13 |
| AUPO876697A0 (en) | 1997-09-18 |
| CZ301172B6 (cs) | 2009-11-25 |
| HU224249B1 (hu) | 2005-07-28 |
| UA50845C2 (uk) | 2002-11-15 |
| PL338809A1 (en) | 2000-11-20 |
| GEP20032917B (en) | 2003-03-25 |
| ZA987735B (en) | 1999-02-25 |
| HUP0002762A3 (en) | 2001-02-28 |
| TW401314B (en) | 2000-08-11 |
| CZ2000457A3 (cs) | 2000-09-13 |
| TR200000518T2 (tr) | 2000-07-21 |
| HUP0002762A2 (hu) | 2000-12-28 |
| CO5040163A1 (es) | 2001-05-29 |
| CN1094777C (zh) | 2002-11-27 |
| WO1999010079A1 (en) | 1999-03-04 |
| CA2301768A1 (en) | 1999-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK1969099T4 (en) | Process and device for treating biomass | |
| BRPI1015138A2 (pt) | Método contínuo para a carbonização hidrotermal de biomassa | |
| US6497737B1 (en) | Heating with steam | |
| BRPI0510624A (pt) | método e aparelho para elevar termicamente materiais carbonados | |
| JP5529273B2 (ja) | バルク毛管多孔性材料を乾燥させる方法及び装置 | |
| JP6942311B2 (ja) | 水熱炭化反応を行うための装置 | |
| US3007254A (en) | Process and apparatus for drying colloidal substances such as lignite | |
| US4373574A (en) | Method and apparatus for alternately heating and cooling a heat exchanger | |
| CZ2000457A3 (cs) | Způsob obohacování pevného materiálu a zařízení k jeho provádění | |
| JPH0713469B2 (ja) | 水素貯蔵合金を利用した発電方法及び装置 | |
| EP0220013B1 (en) | Method of dewatering brown coal | |
| JPS623765B2 (sk) | ||
| JPH03503204A (ja) | 湿潤燃料から水蒸気を生成する方法および設備 | |
| AU747672B2 (en) | A method and an apparatus for upgrading a solid material | |
| MXPA00001671A (en) | A method and an apparatus for upgrading a solid material | |
| MXPA00001788A (en) | Heating with steam | |
| JPH0237367B2 (sk) | ||
| JPH0348240B2 (sk) | ||
| JPH0119838B2 (sk) | ||
| JPS62187795A (ja) | 低品位炭の脱水方法 | |
| CN120328894A (zh) | 磷石膏干燥脱水与煅烧分解一体化的脱硫系统 | |
| JPS6354758B2 (sk) |