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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2161168

OFEN zum Behandeln von Abfällen

Die effiziente Nutzung von Treibstoffen und Abfälle, die Chlor und / oder Feuchtigkeit

Name des Erfinders: Norman L. DICKINSON (US); Kloska Michael K. (US); Robert G. Murray (US)
Der Name des Patentinhabers: ENERTEK ENVAYRONMENTAL, INC. (US)
Korrespondenzanschrift: 191186, St. Petersburg, und / I 230 "ARS-Patent", VM Rybakov
Startdatum des Patents: 1996.06.05

Das Verfahren ist für ökoeffiziente Nutzung der Energieressourcen und verschiedene Abfallprodukte bestimmt. Das Verfahren stellt eine verbesserte Kraftstoffstruktur, seine Energiedichte und reduziert Verunreinigungsgrad in Bezug auf minderwertigen Kohlen zu erhöhen und / oder kohlehaltige Abfälle wie zum festen Abfällen hergestellt Brennstoffe aus Abfall oder Abwasser durch die Bildung von minderwertiger Brennstoff, kohlenstoffhaltiger Abfälle oder Mischungen davon Wasser Schlämme mit einer Viskosität, die sie zur Durchführung der weiter~~POS=TRUNC ermöglicht. Diese Ausgangssuspension wird unter Druck (118) erhitzt, typischerweise in Gegenwart einer Base (109) auf eine Temperatur, bei der es signifikante Änderungen in den physikalischen und molekularen Ebenen, gekennzeichnet durch große Teile zu spalten sind in minderwertigen Kohlen oder kohlenstoffhaltiger Abfälle in einem gebundenen Sauerstoff Zustand in Form von Kohlendioxid (147). Unter diesen Bedingungen, verlieren die Feststoffe der Ausgangssuspension (103) im wesentlichen ihre faserige und hydrophile Struktur und zerfallen in kleinere karbonisierten Partikel, die mit dramatisch verbesserter Rheologie zur Bildung der char Aufschlämmung führt, dh. E. unterstützen können deutlich höhere Konzentrationen solide (und damit höhere Energiedichte) mit einer akzeptablen Viskosität. Gegenstand der Erfindung ist die Energiesicherheit und Luftqualität.

Beschreibung Zeichnungen Formel

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens der Erfindung, wobei die niedrigen Kohlen und / oder kohlenstoffhaltigen Abfälle in Form einer Suspension verd durch indirekten Wärmeaustausch unter Druck erhitzt und umgewandelt Aufschlämmung Brennstoff mit hoher Energiedichte und einen geringen Chlorgehalt verkohlen.

Fig. 2 ist ein Diagramm einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung, wobei die niedrigen Kohlen und / oder kohlenstoffhaltigen Abfälle in Form einer verdünnten Aufschlämmung unter Druck und der Vorphase direkte Beheizung mit einem gestuften explosive Freisetzung von Dampf aus dem char Aufschlämmung und in eine Schlammbrennstoff auf der Basis von carbonisierten Materials mit einer hohen Umwandlungs Energiedichte und einen geringen Chlorgehalt.

Fig. 3 stellt eine Variante eines Verfahrens der Erfindung, wobei die niedrigen Kohlen und / oder kohlenstoffhaltigen Abfälle in Form einer viskosen Suspension unter Druck, Wärme, mit zwei in den Reaktor zugeführt werden mechanischen Schrauben Rückfluss von Flüssigkeit und festen kohlenstoffhaltigen Stoffe, das und in ein Kraftstoffschlamm char mit hoher Energiedichte und einen geringen Chlorgehalt.

Fig. 4 - einen schematischen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Option, die durch veranschaulicht ist. 1 bezieht sich auf die Implementierung der Erfindung in Bezug auf minderwertige Kohle und / oder kohlehaltige Abfälle nicht brennbare Material schwerer als Wasser und / oder ein oder mehrere Anionen, wie Chlor, Korrosionseigenschaften, und / oder Luftschadstoffe und / oder ein oder mehrere ka IST neu eine Schlacke bei Temperaturen von Verbrennung und / oder verschmutzenden bilden. Der feste Siedlungsabfälle (MSW) als ein Beispiel betrachtet, die durch geeignete preseparirovaniya modifiziert werden kann, sondern auch aus der bestehenden Deponie abgeleitet.

Kohlenstoffhaltige Abfälle in die Anlage durch eine Rohrleitung 101 zugeführt. Make-up Wasser, Abwasser und / oder Suspension (wie unbehandelte Abwasser) serviert werden , falls erforderlich, auf Kanal 102. Kohlenstoffhaltige Abfälle mit Umlaufwasser oder Make-up - Abschnitt 103 in der anfänglichen Herstellung der Kraftstoffschlamm zerkleinert und gemischt , wie die das Gerät in dem US - Patent 4.624.417 beschrieben N verwendet werden kann, in Bezug auf eine "nasse Rückgewinnung von Ressourcen." In Abschnitt 103, schwere Trümmer Bepflanzung erfolgt und Schmutz und Kohlenstoffmaterial dispergiert sind, so können sie von getrennten Metall, Glas und anderen anorganischen Einschlüsse sein schwerer sind als Wasser. So aus dem Pflanzenmaterial über die Leitung oder Leitungen 104 abgeleiteten Abschnitt getrennt 103 auch als Wasser ausgestattet sein kann Bestandteile weniger dicht zu trennen, die Ausgangs auf einer anderen Leitung (nicht dargestellt).

Eine Suspension, bestehend im Wesentlichen aus kohlenstoffhaltigem Abfall, ist an dem Hauptknotenpunkt 105 zugeführt (wie jede geeignete Entwässerungsvorrichtung verwendet werden kann), die daraus das meiste Wasser entfernt, um eine pumpbare kohlenstoffhaltigem Schlamm zu bilden. Das abgeschiedene Wasser wird auf den Abschnitt 103 über eine Rückführung zurück Pumpe 106 des Hauptkanals 107 Hardware Abschnitt 103 und kann mit minderwertigen Kohle und / oder anderen kohlenstoffhaltigen Abfällen arbeiten , wie im Abschnitt "Stand der Technik" beschrieben, oder in einem Gemisch mit MSW oder getrennt, in Pausen zwischen den Verarbeitungs MSW.

Es wurde ein viskoses kohlenstoffhaltigem Schlamm den Abschnitt verlassen (oder Abschnitte) Herstellen einer Suspension aus rohem Brennkanal 108 hinzugefügt werden zu der alkalischen Lösung (oder Aufschlämmung) in den Kanal 109. Das Alkali in einer Menge zugesetzt wird vorbereitet, die mindestens das chemische Äquivalent säurebildenden Anionen ist in kohlenstoffhaltigem Schlamm. Alkalis sind ausgezeichnete Mittel, die Spaltung und die Neutralisierung der Säure-Anionen zu fördern. Jedoch in einigen Fällen kann das Entfernen Priorität sein ka IST neu, einschließlich Bilden Toxinen und potentiell toxischen Metallen. In solchen Fällen kann der Kanal 109 anstelle der Alkali kann Solubilisierungsmittel wirksam hinzugefügt bezüglich dieser Elemente, einschließlich, insbesondere, bestimmte Säuren oder Komplexbildnern.

Für einige leicht hydrolysierte Abfälle Alkali Additiv vor der Carbonisierung führt zu einer Erhöhung der löslichen organischen Produkte auf Kosten der festen char aufzuschlämmen, so dass in solchen Situationen oft bevorzugt sein, zu reduzieren oder den Zusatz von Alkali-Leitung 109 und neutralisieren saure Produkte an einem oder mehreren Punkten aufheben nach oder während der Carbonisierung Aufschlämmung.

Die Vorrichtung 110 der Wärmeübertragung, beispielsweise eine Pumpe liefert einen ausreichenden Druck des kohlenstoffhaltigen Schlamms durch den Mischer 11, dem Gas und der Aufschlämmung zu pumpen, wobei die Aufschlämmung mit einer Mischung aus Dampf und Gas Carbonisierung in Kontakt gebracht wird durch den Kanal fließt, 112 und / oder andere erhitzte Flüssigkeit (nicht gezeigt) . Gas-Dampf-Gemisch überträgt Wärme direkt zu der Aufschlämmung, seine Temperatur zu erhöhen. Die erhitzte Aufschlämmung und nicht kondensierte Gas kommen zusammen in Ausgleichsbehälter 113, der Restgas und Dampf trennt, die auf dem Kanal 114 abgegebenen Gases, hauptsächlich Kohlendioxid angezeigt werden, ist etwas Wert Wärme und kann in einen Ofen, Kessel zugeführt werden, oder einige eine andere Vorrichtung (nicht gezeigt) zur Rückgewinnung der Wärme. Empfänger 113 kann mit Heizmitteln und thermisch isoliert zum Speichern von fühlbarer Wärme zur Verfügung gestellt werden, und es kann einen oder mehrere Mischer und / oder Rückführungskanal 110 zu einer Pumpe (nicht gezeigt) verwaltbar sein Gleichförmigkeit der Slurry-Eigenschaften.

Parallel Abschnitt 103, oder stattdessen kann ein oder mehrere andere Arten der Vorbereitung Abschnitte für fossile Brennstoffe oder kohlehaltige Abfälle angepasst (nicht dargestellt) Slurry Verkohlung allein oder in Verbindung mit Materialien zugeführt Förderer 101 zum Beispiel minderwertige Kohle, hochwertige sein Kohle, andere fossile Brennstoffe und / oder hergestellt und / oder utilizuemaya Feinkohle unterliegen können Vorbereitung und / oder Anreicherung Schleifen, wie er üblicherweise für einen geeigneten Ausgangssuspension erfolgt. IST Feststoff durch herkömmliche Extraktion von trockenem Abfall, Boden erhalten und einfach in Wasser oder Umlaufwasserzufuhr dispergiert werden. Holzabfälle können magnetische Trennung gemahlen, unterworfen werden, um das Eisen zu trennen und es in Zellstoff. Andere fossilen Brennstoffen und / oder Abfälle wie Klärschlamm, kann nur die Auswahl der Wassergehalt erfordern. Während hochwertigen Kohlen, insbesondere können solche, die Chlor oder Substanzen, die die Schlacke bildet in ähnlicher Weise verarbeitet werden, manchmal vorteilhafter, eine Suspension auf diesen Kohlen von Ausrüstung für Gülle Verkohlung Basis zu überspringen und mit festen Zeichen mischen und / oder Suspension davon. Bei Bedarf kohlenstoffhaltigem Schlamm kann zu diesem Zweck frei von kleinen Partikeln durch Hydroclon Hydroclon oder angepasst werden. Bei Bedarf weitere signifikante Verdünnung der kohlenstoffhaltigem Schlamm zu machen, um die anorganischen Substanzen zu trennen, kann das gereinigte Schlammentwässerungsvorrichtung 105 oder ähnlichen Zweck Gerät unterziehen.

Diese weitere vorbereitete kohlenstoffhaltigem Schlamm kann direkt in den Kanal eingebracht werden oder 115 zwischen 103 Abschnitt Kanal und eine Vorrichtung 110 (nicht gezeigt) auf der Stufe der Carbonisierung oder Carbonisierung Gelenkes. Diese Suspension kann in den Empfänger 113 und den Kanal 116 oder einen Kanal 117 zur Aufnahme einer Hochdruckleitung Startgerät 118 zugeführt werden. Die Ladeeinrichtung 118 kann zu einer Klasse von Pumpen, Extrudern, Schrauben oder andere bekannte Vorrichtungen zum Unterdrucksetzen beziehen; somit möglich, eine oder mehrere solcher Vorrichtungen in Serie zu verwenden, oder in parallel. Mischer kann in der Empfangsleitung der Ladevorrichtung 118 (nicht gezeigt) installiert werden. Darüber hinaus praktisch trocken oder halbtrocken minderwertige Kohle, kohlehaltige Abfälle, hochwertige Kohlen und / oder andere fossile Brennstoffe können direkt an den Empfänger 113 über einen zusätzlichen Kanal (nicht dargestellt) hinzugefügt werden. Die Ladevorrichtung 118 wählt den kohlenstoffhaltigen Schlammes aus dem Empfänger 113 (und teilweise aus dem Kanal 117) und stellt eine ausreichende Druck es durch nachfolgende Geräte für die Anwendung von Druck zu bewegen, und die Aufschlämmung in einem flüssigen Zustand beim Erwärmen beizubehalten.

Kohlenstoffhaltigem Schlamm fließt von der Vorrichtung 118 mit der kalten Seite des Niedertemperatur-Wärmetauscher 119, wo es mittels der char Aufschlämmung aus einem Kanal 125 auf eine Temperatur nähert sich die Temperatur der Substanz indirekt erhitzt wird. Von dem Wärmetauscher 119 das erwärmte kohlenstoffhaltigem Schlamm fließt zu dem kalten Teil des Hochtemperatur-Wärmetauscher 120, wo sie indirekt mittels der char Aufschlämmung aus dem Kanal 123. Jede der Wärmetauscher 119 und 120 erwärmt wird, in Reihe oder parallel angeordnet sind aus einem einzelnen oder aus mehreren Wärmetauschmodulen bestehen. Eine Vorrichtung, die das Wasser von den erhitzten kohlenstoffhaltigen Feststoffe (nicht gezeigt) trennt, kann aus ihr für die Aufnahme von Wärme zwischen Wärmetauscher 119 und 120. In diesem Fall wird vorzugsweise das abgeschiedene Wasser wird gesendet an den entsprechenden Wärmetauscher (nicht gezeigt) montiert werden, während der teilweise dehydratisierten die Aufschlämmung fließt in den Wärmetauscher 120.

Die heiße kohlenstoffhaltigem Schlamm fließt vom Übertrager 120 mit einem Heizelement 121, das als Ergänzung oder Alternative Wärmeaustausch im Wärmeaustauscher 119 und 120. Darüber hinaus eingeführt wird, 121 die Heizeinrichtung für die Wärmeverluste und die Irreversibilität der Wärmeaustausch zu kompensieren dient, indem eine direkte thermische Gleichgewicht Bereitstellung erforderlich, um die Temperatur zu einer Suspension von zu erhöhen Wert für die Karbonisierung Reaktionen. Die Wärme in dem Heizer 121 ist indirekt mit Dampf überführt (einschließlich Dampf mit Gas während der Naßoxidation des löslichen organischen Komponente bei der Reinigung frei vermischt, wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wird), einen speziellen Wärmeübertragungsflüssigkeit, einem Rohrofen, Widerstandselemente, Spiralen, durch heiße Rauchgas oder Turbinenabgasen und / oder eine andere geeignete Wärmequelle erwärmt. Alternativ kann Wärme an die Heizvorrichtung 121 direkt durch Einspritzen von Hochdruckdampf in die Suspension zugeführt werden (beispielsweise Dampf während der Naßoxidation des Reinigungsvorgangs freigesetzt - siehe Abbildung 2 ..), wobei die heißen Rauchgas von dem Brenner und / oder geringe Mengen an Luft oder Sauerstoff enthaltenden Gas.

In einigen Ausführungsformen von der Heizeinrichtung 121 zum Eingang des heißen Teil des Wärmetauschers Ausbluten 120 ausreichend, um eine Zeit in Anspruch nehmen kann die Carbonisierung Reaktion zu vervollständigen. Wenn eine bestimmte kohlenstoffhaltigem Schlamm als die durch Pumpzeit vorgesehen mehr Aufenthaltsdauer bei einer höheren Temperatur erforderlich ist, der Reaktor 122 kann durch indirekten mit einem Mantel zum Heizen zu erhöhen, eingebracht werden, um die Reaktionszeit in dem Reaktor als Ergänzung oder Alternative Energieversorgung 122 zu der Aufschlämmung in Heizvorrichtung 121 kann eine heiße Flüssigkeit, die alternativ zusammen mit heiße Aufschlämmung für die Übertragung der überschüssigen Wärme direkt in den Reaktor eingespritzt werden kann. Darüber hinaus kann es in Kanal 147 zum Abführen Schwelgas aus dem Reaktor vorgesehen sein, wie sie ausgebildet ist, um das Gleichgewicht der Aufschlämmung Carbonisa Reaktionen Aufwärts Verkohlungsausbeute zu verschieben. Gasausgangskanal 147 ist heiß und hat einen signifikanten Dampfgehalt. Im Interesse der meisten der enthaltenen fühlbare und latente Wärme kann in der Regel entfernt werden, beispielsweise mittels Wärmetauscher (nicht gezeigt) oder durch beispielsweise in dem Mischer 111 einen direkten Kontakt mit dem Schlamm zu machen.

Als Ergänzung und / oder Alternative zur Zugabe von Alkalilauge Kanal 109 durch das Verbindungsstück 124 kann in den Kanal eingeführt werden, so dass der Reaktorabschnitt 122, einen Kanal oder in den Reaktor eintritt 122 (bei dieser Ausführungsform nicht gezeigt). Verdünnte char Aufschlämmung, deren Viskosität wesentlich verringert, und das Gas während der Carbonisierungsreaktion emittiert (die Zusammensetzung durch das Einspritzen von Kühlmittel verändert werden kann), fließt dann durch den Kanal 123 zu der heißen Seite des Hochtemperatur-Wärmetauscher 120, in dem sie Wärme indirekt kohlenstoffhaltigem Schlamm übertragen die durch Wärmeaustausch in dem Wärmetauscher 120 char Aufschlämmung und Schwelgas in dem Wärmetauscher 119. Das gekühlte teilweise erwärmt worden durch den Kanal 125 zu dem heißen Teil des Niedertemperatur-Wärmetauscher kommt 119. die char Aufschlämmung weiter abgekühlt durch indirekten Wärmeaustausch und / oder den direkten Kontakt abgekühlt werden kann, mit Wasser, Luft oder andere Kühlflüssigkeit (dieser Vorgang kann eine Alternative zu der Suspension in den Wärmetauschern 119, 120 gekühlt werden). Als Alternative und / oder zusätzlich zu der Einführung von Alkalikanal 109 und / oder der Kanal 124 kann in den Kanal 125 durch den Verbinder 126 eingespritzt werden.

Gekühlt in einem Wärmeaustauscher 119 die Aufschlämmung auf die gewünschte Temperatur, zusammen mit dem Schwelgas durch den Kanal 127 zu dem Druckminderer 128 zugeführt wird. Die Vorrichtung 128 kann dazu dienen, gleichzeitig die Partikelgröße in der Suspension zu verringern unter Verwendung dieser kinetische Energie freigesetzt, indem das Volumen der Suspension zu erhöhen. Der reduzierte Druck erhöht das Volumen des Schwelgas und erhöht die Ausscheidung von Dampf aus der Verdampfung von Wasser aus der Schlammmischung führt, wie es dem Separator 129 und der Gassuspension hin bewegt. Im Abscheider 129, Trennung der Gas- und Dampf, der empfängt, wie oben beschrieben, ist der Kanal 112 an den Mischer 111.

Verdünnen Sie char Slurry, vorbei an den Separator 129 fließt durch den Kanal 130 in die Vorrichtung 131 char Konzentration. Konzentrator 131 ist als eine Zentrifuge dargestellt, aber es kann ein Verdampfer, Filter, oder jede andere geeignete Vorrichtung sein, die Aufschlämmung aus dem Wasser durch den Kanal 132 von wet char entladen trennt, die in einer Leitung 133. Konzentrator 131 angezeigt wird, kann das nasse waschen angepasst char, bevor das Netz und / oder Umwälzen von Wasser aus einem Kanal 134 herzuleiten, die aus dem Waschkanal 132 mit den Folgen erfüllt.

Rezirkulierenden Wasser zusammen mit dem Niederschlag des Waschens reichert sich in der Rückführungstrommel 135, von dem es mit einer zusätzlichen Wasserpumpe 136 durch den Kanal 137 in dem Schlammvorbereitungsabschnitt 103 gepumpt wird. Jedoch ist es in der Regel erforderlich lösliches Reinigungsmittel zu entfernen, eine übermäßige Ansammlung von löslichen Verbindungen und ihre Aufhängung zu verhindern. Diese Reinigungsmittel können vor dem Entladungsbehandlung unterzogen werden, um eine bekannte Technologie in der Wasserbehandlung oder wie in U.S. Patent N beschrieben 4898107. Alternativ Reinigungsmittel kann aus der heißen Aufschlämmung in dem Kanal 123 getrennt werden, wie mit Bezug auf Figur beschrieben. 2 und Oxidation zu benetzen unterworfen Hochdruckdampf, Wärmezufuhr zu der Heizeinrichtung 121 durch direkte oder indirekte und Entfernen von Salz in Form von Kochsalzlösung zu erzeugen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform, Kanal das Wasser in der Rückführung 137 durch herkömmliche Verarbeitungsverfahren Abwasser in Reihenfolge verarbeitet werden, um den Gehalt an gelösten Materialien und deren Suspension vor der Wiederverwendung in Abschnitt 103 zu entfernen oder zu reduzieren.

Wet char durch die Leitung fallen 133 wird im Mischer 139 mit sauberen und / oder Rückführwasser aus dem Kanal 134 in einstellbaren Anteilen gemischt, um die gewünschte Viskosität der Aufschlämmung zu erhalten. Das sich ergebende Kraftstoffprodukt durch den Kanal 140 zu dem Kalibrierungseinheit strömende 141, die Teilchen mit Abmessungen, die größer als die erforderliche entfernt, wonach er (ggf. mit Wasser) durch den Kanal 142 zu dem Gerät zugeführt wird, 143, die Größe der Teilchen, aus denen die Aufschlämmung zu reduzieren mit verkleinerte Teilchen wird über Pumpe 144 zu der Aufschlämmung Rückführeinrichtung 141. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Schleife reduzieren die Partikelgröße der maximalen Partikelgröße in der Suspension zurückgeführt wird in Übereinstimmung mit der Größenbereich angegeben ist, und dann wird die Aufschlämmung durch eine Leitung 145 in den Vorratsbehälter 146 des Endprodukts entladen, wo es für die zukünftige Verwendung oder Verkauf gelagert. Das Reservoir 146 ist vorzugsweise mit einem Mischer (Mischer) oder einem Rückführungssystem vorgesehen, um die Einheitlichkeit des Produkts zu erhalten. Optional hochwertige Kohle und / oder anderen fossilen Brennstoff (trocken, halbflüssige oder als Aufschlämmung mit ausreichender Energiedichte), sondern auch flüssige Kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff kann in der fertigen enthaltenen Aufschlämmung karbonisiert Substanzen gemischt werden Reservoir 146 unter Umgehung der Verkohlung Schaltung.

Der fertige Brei wird in Tank 146 oder zur Verwendung anstelle seiner Vorbereitung gespeichert oder für den Transport durch eine Pipeline in die Tanks, Wasser oder andere Mittel anstelle von 150 152 mit oder Wärmekraftwerk zur Behandlung von Festphasen-Federung.

In einigen Fällen kann die beschriebene Schaltung Teilchengrßenverringerung kann in einer einzigen Vorrichtung kombiniert werden, die den Durchgang von zu großen Partikeln verhindert und reduziert ihre Größe auf akzeptable Werte. Manchmal jedoch mit der Schleifpartikelgrößen liegen in einem bestimmten Bereich gerechtfertigt optimale Korngrößenverteilung zu gewährleisten, ermöglicht die maximale Konzentration an Feststoffen zu erreichen, d.h. maximale Energiedichte an der angegebenen Viskosität.

Obwohl eine signifikante Verringerung der Gehalt an anorganischen Verunreinigungen in der Trennung nach der Dichte erreicht wird, durch 103 in dem Abschnitt aus, eine scharfe Reduzierung Teilchengröße resultierende Aufschlämmung Carbonisierung und / oder anschließende mechanische Zerkleinerung kann in einigen Fällen in der Freisetzung von zusätzlichen anorganischen Materials ergeben, die (aufgrund seiner getrennt werden können Dichte, andere physikalische und / oder chemische Eigenschaften), an einer beliebigen Stelle des Reaktors 122 und vorzugsweise stromaufwärts des Separators 131 mit einem Hydrozyklon, Flotation oder jede andere geeignete Vorrichtung.

Wenn der char Slurry frei von großen Partikeln ist, die die Ausrüstung nachgeschaltet verstopfen können, 141-144 die Schaltung weggelassen werden. Wenn das Einsatzmaterial große Mengen an extrahierbaren Anionen oder k sei neue LIU enthält, kann die Suspension auf eine gewünschte Viskosität in der Vorrichtung 131 eingestellt werden, anstatt unterzogen zu werden , Trennung zu vervollständigen mit wiederholt , um eine Aufschlämmung in reines Wasser zu bilden. Alternativ kann die Schaltung 141-144 Teilchengrößenverringerung vor der Nabe 131 platziert werden.

Beispiel 1
In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht Fig. 1, verdichtet RDF durch Trockenstoffrückgewinnung erzeugte Masse wurde auf eine Partikelgröße von 0,3 cm, mit Natronlauge versetzt und die wässrige Suspension bis zu einer Konzentration von 7,2 Gewichts-% und einer Viskosität von 300 cps überführt. Kalorischen Wert der Suspension auf der Grundlage der Kraftstoffquelle (RDF) betrug 310 kcal / kg der Suspension bei einem Sauerstoffgehalt von 36,2% , wenn auf das Trockengewicht berechnet.

Nachdem der Druck in der Ausgangssuspension Erhöhung IST zugeführt sie in einer kontinuierlichen Pilotanlage Kapazität von 285 kg / h, die Zentrifugal- und Membranpumpe verwendet. Vorwärmen der Aufschlämmung wurde durch drei elektrische Heizvorrichtungen mit einem flüssigen Kühlmittel, dem Druck und der Temperatur der Suspension im Reaktor und unterstützt durchgeführt. Nach dem Entfernen des char Aufschlämmungsreaktor Temperatur und sein Druck wird durch explosive Verdampfung auf Atmosphärendruck reduziert. Gebildet während explosive Verdampfungsdampf und das Gas wird in einem Kühler mit Wasserkühlung abgekühlt, das nicht-kondensierbare Gas verbrannt wird, und das Kondensat in den Vorratstank gepumpt. Der Brei nach der Entspannung dehydriert eine Filterpresse; Partikelgrößenreduktion durchgeführt unter Verwendung einer Mühle.

Das Produkt wird in einer Pilotanlage unter den beschriebenen Bedingungen erhalten wurde , mit Wasser auf einen Gesamtfeststoffgehalt von 51,8 Gewichts-% verdünnt wird, hat der Heizwert von 3670 Kcal / kg Slurry und einem Sauerstoffgehalt von 13,9% in Trockengewicht, eine scheinbare Viskosität von 500 cps, bezogen auf die . Gleichzeitig werden die beschriebenen Bedingungen bietet ein Maß an Chlor Extraktion 94%, die weiter durch Waschen in der Filterpresse erhöht wurde. Zusätzlich in dem Endprodukt, nach der Analyse war es wesentlich verringerten Gehalt an Stickstoff, Schwefel, Titan, Calcium, Natrium, Kalium und Spurenmetalle wie Quecksilber, Antimon, Arsen, Cadmium, Blei, Kobalt, Kupfer, Mangan und Zink.

Basierend auf diesen Testergebnissen wurde Computer - Modeling - Installation von 500 t / Tag durchgeführt wird , zu der Ausführungsform der Fig entspricht. 1 und wird als Rohstoff von festen Abfällen verwendet. Mit dem Einsatz von Standardverfahren und wurde bei der Auswertung der Eingangswert der Aktion einer solchen Anlage gefunden. Die geschätzte Gesamtinvestitionskosten für die Installation, mit integrierter Nass Absauganlagen Mittel beliefen sich auf 36.900.000 $ bei einer Rate von 15% Reservierung. Die betrieblichen Aufwendungen (einschließlich Wartung) im ersten Jahr wurden bei 11,4 Millionen US - Dollar geschätzt, einschließlich der Finanzierung von Investitionen, Schuldendienst und Abschreibungen. Dies entspricht 69 USD. / T MSW, aus dem Verkauf von zurückgewonnenen Wertstoffe und der fertigen Kraftstoffsuspension ohne Erlöse. Bedenkt man, dass der Verkaufspreis für Kraftstoff ist 7,73 USD. / Million kcal, Nettobetriebskosten sind bis auf 36 USD. / T MSW.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf die Verarbeitung niedrig Kohlen und / oder kohlenstoffhaltigem Abfall. Es nutzt einige der Elemente und Operationen mit Bezug auf beschrieben. 1 insbesondere vorbereitende Maßnahmen die Zugabe von Alkali oder Lösungsvermittlern, die Entfernung von anorganischen Stoffen beteiligt, die Auswahl der Wassergehalt, die Verringerung der Partikelgröße und / oder Mischen von kohlenstoffhaltigem Abfälle, niederrangigen Kohlen, andere fossile Brennstoffe und deren Mischungen.

Ferner ist , wie in Fig. 2 hergestellte viskose Aufschlämmung zu dem Kanal zugeführt wird 201. Der kohlenstoffhaltige Schlamm fließt zu dem Gasmischer 202 und der Aufschlämmung , in der es in Kontakt mit dem Gas-Dampf - Gemisch durch den Kanal 203 zugeführt und / oder andere erhitzte Flüssigkeiten. Gas-Dampf-Gemisch gibt die Wärme direkt zu der Aufschlämmung ab, seine Temperatur zu erhöhen. Die vorgewärmte Schlamm fließt in die erste Vorrichtung 204 steigende Fluiddruck. Die Vorrichtung 204 erhöht den Druck der Aufschlämmung auf ein Niveau im wesentlichen niedrigeren Druck Dampfmischung in dem Kanal 205, so daß die beiden Ströme in einem zweiten Mischer 206. Irgendwelche Kondensierung Gase kommen kann und Wasserdampf verd Kondensieren und die Temperatur der Aufschlämmung zu erhöhen, die mit der zweiten Druckeinheit fließt 207 . Die Vorrichtung 207 erhöht den Druck der Aufschlämmung auf ein Niveau im wesentlichen niedrigeren Druck Dampfmischung in dem Kanal 208, so daß die beiden Ströme in einem dritten Mischer 209. Irgendwelche Kondensierung Gase kommen kann und Dampf kondensierenden weiter verdünnen und die Temperatur der Aufschlämmung zu erhöhen, die an der dritten Vorrichtung 210 zugeführt wird, Druck. Die Vorrichtung 210 und unter Druck der Aufschlämmung auf einen Wert in dem Dampf-Gas-Gemischkanal 211 wesentlich niedrigerem Druck, so daß die beiden Ströme in einem vierten Mischer 212. Irgendwelche Kondensierung Gase kommen kann und Dampf kondensierenden weiter verdünnen und die Temperatur des Schlamms zu erhöhen, dass die vierte Einrichtung eintritt 213 Druck. Vorrichtung 213 unter Druck setzt in ähnlicher Weise die Aufschlämmung auf ein Niveau im wesentlichen niedrigeren Druck Dampfmischung in dem Kanal 214, so daß die beiden Ströme in einem fünften Mischer kommen kann 215. Irgendwelche Kondensierung Gase und der Dampf kondensierenden in dem Mischer 215 weiter verdünnen und die Temperatur der Aufschlämmung auf einen Wert erhöhen, für die Aufschlämmung Carbonisierung Reaktionen erforderlich.

Hot kohlenstoffhaltigem Schlamm wird aus dem Mischer 215 an die Heizvorrichtung 216, gesendet, die in 202-215 Vorrichtungen als Ergänzung oder Alternative zur direkten Wärme dient. Der Heizer 216 Wärme wird indirekt gewünschten Weise, beispielsweise unter Verwendung von Dampf aus einer externen Quelle, eines geeigneten flüssigen Kühlmittels, dem rohrförmigen Ofen, elektrische Widerstandselemente übertragen, Spiralen, erhitzt durch heiße Rauchgas oder Turbinenabgas und / oder anderen geeigneten Wärmequelle. Alternativ kann Wärme an die Heizvorrichtung 216 direkt durch Einspritzen von Hochdruckdampf von einer externen Quelle, dem heißen Rauchgas von dem Brenner und / oder geringe Mengen an Luft oder sauerstoffhaltigen Gas zu der Suspension zugeführt werden.

Obwohl Vorrichtungen 204, 207, 210 und 213 unter Druck zu setzen wurde in Fig beschrieben und gezeigt. 2 als ein diskretes Bauelement, zwei oder mehr von ihnen können getrennte Einheiten von einer einzigen Vorrichtung sein und / oder Leistung aus einer Hand erhalten. Ferner können in den Einstellungen umfassen sowohl mehr und weniger als vier solcher Vorrichtungen, die als Pumpen verwendet werden können, Extrudern, Schrauben und andere bekannte Vorrichtungen oder Kombinationen davon.

Die nicht kondensierbaren Gase können aus dem Hauptstrom direkt nach den Mischern 202, 206, 209, 212 und / oder 215. Die Ausgangs nicht kondensierbaren Gase können für die Beseitigung von darin enthaltenen Restwärme in den Ofen, Boiler und / oder anderen Vorrichtungen zugeführt werden getrennt und ausgegeben werden. Ferner ist zwischen den Vorrichtungen der Druck in der erhitzten Aufschlämmung zu erhöhen, kann ihre Viskosität Dehydratisierung durchgeführt werden, daß die Aufschlämmung eine weitere Verarbeitung durchführen kann. Die Feuchtigkeitsentfernung danach zu einer Wärmerückgewinnungsvorrichtung darin eingeschlossen geführt wird und / oder es wird dem Vorbereitungsabschnitt umgeleitet (nicht dargestellt).

Je nach Einbau, Pumpen zwischen dem Heizelement 216 und dem Separator 220 und der Gassuspension kann eine ausreichende Zeit, um die Karbonisierung Reaktion zu vervollständigen. Wenn eine bestimmte kohlenstoffhaltigem Schlamm mehr Aufenthaltsdauer bei einer höheren Temperatur als die Pumpzeit erfordert bereitgestellt wird, um die Reaktionszeit zu erhöhen, kann der Reaktor 217. Der Reaktor 217 eingebracht werden kann mit Mitteln versehen sein Schwelgas zu trennen, wie es mit seiner Ausscheidung von nicht dargestellten Kanal gebildet wird. Zusätzlich oder als Alternative zu den Energieeintrag in die Heizung 121 Aufschlämmungsreaktor 122 kann für die indirekte Erwärmung mittels Heißfluid ummantelt sein, die alternativ direkt in den Reaktor für die Übertragung der zusätzlichen Wärmeenergie zusammen mit heiße Aufschlämmung injiziert werden kann. Als Ergänzung oder Alternative zu der Heizvorrichtung 216 Reaktor 217 kann für die indirekte Erwärmung mittels Heißfluid ummantelt sein, die alternativ direkt in den Reaktor für die Übertragung der zusätzlichen Wärmeenergie zusammen mit heiße Aufschlämmung injiziert werden kann.

Für einige leicht hydrolysierte Abfälle Alkali Additiv vor der Carbonisierung führt zu einer Erhöhung der löslichen organischen Produkte auf Kosten der festen char aufzuschlämmen, so dass in solchen Situationen oft bevorzugt sein, zu reduzieren oder die Alkali-Additiv im Bereich der Herstellung der Treib Suspension und neutralisieren saure Produkte an einem beseitigen oder mehr Punkte, nach oder während der Carbonisierung Aufschlämmung. Als Aufschlämmung Verkokungsprodukte den Reaktor 217 durch den Kanal 218 in den Kanal 219 des Zusatzkanals verlassen Lösung oder Suspension eines Alkali injiziert werden; Alkali kann in den Kanal und in den Reaktor eintritt 217 (bei dieser Ausführungsform nicht gezeigt) eingeführt werden.

Der Kanal 218 führt zu dem Separator Gas und Flüssigkeit 220, beispielsweise in Form von Wasserfalle gebildet. Der Separator 220 trennt die während der Carbonisierung Aufschlämmung erzeugten Gase und ein Gas in die Strömung eingebracht (und / oder durch Nassoxidation von organischen löslichen Produkten gebildet wird, wie nachstehend beschrieben) und deren Entnahmekanal 221. Der Gaskanal 221 Es ist heiß und hat einen signifikanten Dampfgehalt. Im Interesse der meisten der enthaltenen fühlbare und latente Wärme kann in der Regel beispielsweise mit Hilfe von Wärmetauschern (nicht dargestellt) oder durch direkten Kontakt mit dem Schlamm entfernt werden, beispielsweise in dem Kanal 201. Dampf kondensierbaren aus diesem Strom davon stellt eine potentiell wertvolle relativ reines Wasser.

Char Aufschlämmung nach dem Abscheider 220 strömt durch den Kanal 220 in die erste Stufe Separator 223 für die flüssige und feste Phasen trennen, wobei der obere Ausgang davon ist mit der zweiten Stufe Separators 224 verbunden, um die flüssigen und festen Phasen trennt. Wie die Separatoren 223 und 224 können verwendet werden, beispielsweise Hydrozyklon in Fig. 2. Selbstverständlich kann die Anzahl der Schritte und die Strömungsanordnung zwischen ihnen kann bei Bedarf modifiziert werden. Es ist wünschenswert, dass so viel wie möglich von festen char mit aufbereitetem Wasser (die gelöste Gase enthalten kann) durch den Bodenauslaß von Separatoren 223 und 224 zurückgezogen, die derart ausgebildet sind, dass in der oberen Ausgabeteil von dem Separator 220 die Flüssigkeit kommende angezeigt wird, das ein Produkt aus Waschen der löslichen organischen und anorganischen Verbindungen.

Es gibt auch eine andere Ursache für die Entnahme des Produkts durch den oberen Auslass der Separatoren auf der Dichtedifferenz basiert. Trotz der Beachtung der Bedingungen gegeben, um die Ausbeute an festem char zu maximieren und die Begrenzung (soweit wie möglich), um die Bildung von Gas (Kohlendioxid), Carboschlamm - ist eine Form der Pyrolyse, die bei der Bildung von geringen Mengen an flüssigen Kohlenwasserstoffen und / oder Teer führen kann. Darüber hinaus können einige besonders beständige Polymere nicht zerlegt und verbleiben (jedoch unter der Einwirkung der Temperatur in eine flüssige Form zu klicken). Diese unlöslichen Materialien mit einem relativ hohen Schmelzpunkt als die Kühlung des Produkts kann zum Verstopfen der nachfolgenden Stufen Ausrüstung führen zu müssen. Jedoch eine geringere Dichte als Wasser aufweisen, werden sie in der Waschzone und folglich die Produkte zusammen mit dem Wasser und der gelösten organischen Substanzen zur Zerstörung durch Naßoxidation mit der Erzeugung von Nutzwärme in den Prozess der Oxidation kommt.

Der Druck in der durch den oberen Auslass des Separators 224 ausgegebene Strom wird durch die Pumpe 225 erhöht, was den Fluss in den Mischer liefert 226, wo es mit dem komprimierten sauerstoffhaltigen Gas vermischt, das durch den Kanal 227 und in dem Maße eintritt, die möglich ist, oxidiert die organischen Materie in dem Strom in Kohlendioxid und Wasser. Um eine ausreichende Zeit, um die gewünschte Oxidationsgrad, einen speziellen Abschnitt des Reaktors 228. Die Oxidation frei ausreichend Wärme zu erhöhen, die Temperatur des Gemischs auf ein Niveau entsprechend der Umwandlung eines Teils des Wassers in ihm enthaltenen in Dampf zu erreichen.

Eine Mischung aus heißem Wasserdampf, Gasen und Wasser, die anorganischen Substanzen in Lösung oder Suspension (Sole) enthält, tritt in den Kanal 229 in dem Separator 230 und ein Paar von Sole. Der Separator 230 trennt den Dampf und Gase, die Ausgabe von der Drucksteuereinheit 231 und dem Kanal 214 und zugeführt werden, 215 zu dem Mischer des vorgewärmten Suspension zu erhitzen, wie bereits beschrieben. Kochsalzlösung in dem Separator 230 ausgeschieden wird aus dem Verfahren über einen Druckminderer 232 abgeführt. Es enthält große Mengen an Wärme, die entsorgt in einem geeigneten Wärmeaustauschanlagen werden müssen.

Wenn das Oxidationsmittel durch den Kanal zugeführt 227 Luft ist, die Dampfphase an dem Auslaß 230 des Separators wird signifikante Gehalte an Stickstoff aufweisen, die um die Aufschlämmung vollständig beheizt begleiten, während sie durch den Reaktor 217 zu dem Separator 220. Der Partialdruck von Leiten von Stickstoff, wobei die Partialdrücke mit gefalteten Gase freigesetzt durch Oxidation und Carbonisierung Slurry ist es notwendig, den Druck im Bereich zwischen dem Gerät 213 und den Separatoren 220 und 230 ist wesentlich größer als der Druck von gesättigtem Wasserdampf aufrechtzuerhalten. Zusätzlich mit der Bildung von Sattdampf in diesem Fall der Wärmeverlust wird höher sein als wenn assoziiert industriellen Sauerstoff. Die Wahl des Oxidationsmittel wird in der Regel durch lokale wirtschaftliche Bedingungen, insbesondere den Preis der gekauften Sauerstoff bestimmt.

Fließt aus dem unteren Ausgang 223 und Hydroclon 224 tritt in den Kanal 233 mit dem Zahnrad 234. Der Druckabfall an dem Ausgangszahnrad 234 Ergebnisse in explosive Verdampfung des Wassers aus der Aufschlämmung (gegebenenfalls zusammen mit gelösten Gasen) während der Bewegung des Gemisches in die erste Stufe Separator 235 für char Trennen und Suspension. Der Separator 235 trennt Dampf aus der Aufschlämmung und fließt durch den Kanal 211 zu dem Mischer 212, wie zuvor beschrieben. Die Suspension wird abgekühlt und teilweise als Folge der Verdampfung des enthaltenen Wassers stärker konzentriert werden in sie aus dem Boden des Separators 235 mit dem zweiten Getriebe 236 kommt.

Der Druckabfall an dem Ausgangszahnrad 236 Ergebnisse in explosive Verdampfung eines weiteren Teils des Wassers aus der Aufschlämmung (gegebenenfalls zusammen mit gelösten Gasen) in der Mischung fließt zur zweiten Stufe Separator 237 für char und Suspensionen zu trennen. Der Separator 237 trennt Dampf aus der Aufschlämmung und fließt durch den Kanal 208 zu dem Mischer 209, wie zuvor beschrieben. Die Suspension wird abgekühlt und teilweise als Folge der Verdampfung des enthaltenen Wassers stärker konzentriert werden in sie aus dem Boden des Separators 237 mit dem dritten Getriebeeinheit 238 kommt.

Der Druckabfall an dem Ausgangszahnrad 238 Ergebnisse in explosive Verdampfung eines weiteren Teils des Wassers aus der Aufschlämmung (gegebenenfalls zusammen mit gelösten Gasen) in dem Gemisch fließt zum Abscheider der dritten Stufe 239 für char und Suspensionen zu trennen. Der Separator 239 trennt Dampf aus der Aufschlämmung und fließt durch den Kanal 205 zu dem Mischer 206, wie zuvor beschrieben. Die abgekühlte Aufschlämmung, deren Temperatur nur noch geringfügig höher ist als sein Siedepunkt bei Atmosphärendruck, und die Konzentration davon erhöht aufgrund der Abschnitt Verdampfung darin enthaltene Wasser aus dem unteren Ausgang des Separators 239 zugeführt, von dem in den Summierer 240 zeigt ferner eine kleine Menge von Dampf, wobei Aufschlämmung bei Atmosphärendruck bis zum Siedepunkt abgekühlt. Der Dampf von dem Akkumulator 240 über den Kanal 203 zum Mischen mit dem ankommenden Kanal 210 die anfängliche Aufschlämmung (Rohaufschlämmung Kraftstoff) in den Mischer 203, wie zuvor beschrieben, zugeführt werden. Wie in Fig. 2, Abscheider 235, 237 und 239 kann als eine Wasserfalle gebildet werden, deren Boden Ausgänge können mit einem Spezialbehälter (nicht gezeigt) zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Niveau der Suspension vorgesehen sein, und die Freisetzung von Wasserdampf in diese Richtung zu verhindern.

Obwohl Vorrichtungen 223, 224, 235, 237, 239 und 240 der char Aufschlämmung wurde beträchtliche Feuchtigkeit und gelösten Verbindungen entfernt wird, kann es notwendig sein, um die Aufschlämmung auf die gewünschte Viskosität weiter zu konzentrieren. Dann verdünnte Aufschlämmung wird aus dem Separator 240 durch den Kanal 241 zu dem Gerät 242 char Konzentration zugeführt wird. Konzentrator 242 ist als eine Zentrifuge dargestellt, aber es kann ein Verdampfer, Filter, oder jede andere geeignete Vorrichtung sein, die das Wasser aus der Aufschlämmung durch den Kanal 243 von wet char zurückgezogen trennt, die in einer Leitung 244. Konzentrator 242 angezeigt wird, kann das nasse waschen angepasst char vor ihrer Ausscheidung sauber und / oder recyceltem Wasser aus dem Kanal 245, die 243 durch Ausfällen in der Waschkanal auftritt.

Aufbereitetes Wasser aus Niederschlägen mit Wasch sammelt sich in der Recycling-Trommel 246, aus dem es mit einer zusätzlichen Wasserpumpe 247 durch den Kanal 248 in dem Kochabschnitt der Treib Suspension oder Recycling-Wasserbehandlung gepumpt wird (nicht dargestellt). Es kann notwendig sein, zusätzlich zu der Salzlösung über das Getriebe 232, entfernt wird lösliches Reinigungsmittel zu entfernen, beispielsweise durch die Strömungssteuerungsvorrichtung 249 eine übermäßige Ansammlung von löslichen Verbindungen und ihre Aufhängung zu verhindern. Diese Reinigungsmittel können vor dem Entladungsbehandlung unterzogen werden, um eine bekannte Technologie in der Wasserbehandlung oder wie in U.S. Patent 4.898.107 beschrieben N. Aufbereitetes Wasser aus dem Kanal 248 kann durch herkömmliche Verarbeitungsverfahren Abwasser, um in dem Kraftstoff Aufschlämmungsherstellung Abschnitt den Gehalt an gelösten Stoffen und ihre Suspension vor der Wiederverwendung zu entfernen oder zu reduzieren verarbeitet werden (nicht dargestellt).

Wet char durch die Leitung fallen 244 wird im Mischer 250 mit sauberen und / oder recycelte Wasser aus dem Kanal 245 in einstellbaren Anteilen gemischt, um die gewünschte Viskosität der Aufschlämmung zu erhalten. Ausdehnungsvolumen und hoher Geschwindigkeit aus den Aktionseinheiten 233, 235 und 237 führen zu erheblichen Fragmentierung von Partikeln. Trotzdem kann es zur weiteren Verringerung der Partikelgröße erforderlich sein. In diesem Fall wird das Kraftstoffprodukt durch den Kanal 251 an die Kalibrierungseinheit 252 zugeführt, die Teilchen mit Abmessungen, die größer als die erforderliche entfernt, wonach es fließt (wenn nötig mit Hilfe von Wasser) über einen Kanal 253 mit einer Vorrichtung 254 zur Reduzierung der Teilchengröße von denen Suspension von Teilchen mit verringerter Größe wird über Pumpe 255 zu der Aufschlämmung Rückführeinrichtung 252. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Schleife reduzieren die Partikelgröße der maximalen Partikelgröße in der Suspension wird in Übereinstimmung mit dem angegebenen Größenbereich zurückgeführt und dann die Aufschlämmung durch eine Leitung 256 in den Vorratsbehälter 257 des fertigen Produktes ausgestoßen wird, wo sie für den späteren Gebrauch oder Verkauf gelagert. Das Reservoir 257 ist vorzugsweise mit einem Mischer (Mischer) oder einem Rückführungssystem vorgesehen, um die Einheitlichkeit des Produkts zu erhalten. Optional hochwertige Kohle und / oder anderen fossilen Brennstoff (trocken, halbflüssige oder als Aufschlämmung mit ausreichender Energiedichte), sondern auch flüssige Kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff kann in der fertigen enthaltenen Aufschlämmung karbonisiert Substanzen gemischt werden Reservoir 257 unter Umgehung der Verkohlung Schaltung.

Dargestellt in Fig. 2 - Geräte 252-255 für die Partikelgrößenreduktion kann in einigen Fällen in einem einzigen Gerät kombiniert werden , die den Durchgang von zu großen Partikeln verhindert und reduziert ihre Größe auf akzeptable Werte. Manchmal jedoch mit der Schleifpartikelgrößen liegen in einem bestimmten Bereich gerechtfertigt optimale Korngrößenverteilung zu gewährleisten, ermöglicht die maximale Konzentration an Feststoffen zu erreichen, d.h. maximale Energiedichte an der angegebenen Viskosität.

Obwohl eine signifikante Verringerung der Gehalt an anorganischen Verunreinigungen in der Trennung nach der Dichte erreicht wird, erfolgt in einem Aufschlämmungs-Herstellungsabschnitt (nicht gezeigt), Reduktion drastische Teilchengrösse Aufschlämmung Carbonisierung entstehende und / oder anschließende mechanische Zerkleinerung kann in einigen Fällen zusätzliche anorganische Material in der Veröffentlichung führen dem es wird getrennt (aufgrund seiner Dichte, andere physikalische und / oder chemische Eigenschaften), an einer beliebigen Stelle des Reaktors 217 und vorzugsweise stromaufwärts des Separators 242 einen Hydrozyklon, Flotation oder jede andere geeignete Vorrichtung.

Wenn die Zeichen Slurry frei von großen Partikeln ist, dass das Gerät nachgeschalteten verstopfen können, können 252-255 Schaltung Partikelgrößenreduktion nicht angewendet werden. Wenn das Einsatzmaterial große Mengen an extrahierbaren Anionen oder k sei neue LIU enthält, kann die Aufschlämmung einfach auf die gewünschte Viskosität in der Vorrichtung 242 eingestellt werden, anstatt unterzogen zu werden , Trennung zu vervollständigen mit wiederholt , um eine Aufschlämmung in reines Wasser zu bilden. Alternativ kann die Schaltung 252-255 Teilchengrößenverringerung vor der Nabe 242 platziert werden.

Zur Erleichterung des Verständnisses in Fig. 2 zeigt den dreistufigen Druckabbau in der char Aufschlämmung. Je mehr Stufen, in denen die Gesamtdruckverringerung, je näher das System nähert sich dem Ideal (reversible) die Wärmeübertragung und die weniger Wärme von der Oxidationsstufe in dem Reaktor erforderlich ist, 228 und / oder der Heizeinrichtung 216. Die Wärme, die durch die Oxidation erzeugt wird, ist abhängig von dem wasserlöslichen organische Verbindungen, die Beschickung Eigenschaften, Temperatur und Zeit der Carbonisierung und die Auswahl des Alkali hinzuzufügen. Im Allgemeinen ist das Ziel, die Herstellung von festen char zu maximieren, die zur Minimierung der Produktion von löslichen organischen Stoffen entspricht. Je niedriger die Ausbeute an löslichen organischen Verbindungen, desto größer ist die Anzahl der Schritte, um explosive Verdampfung erforderlich das System interne Wärmebilanz zu erreichen (ohne die Unterstützung der Heizung 216). In vielen Fällen kann diese Zahl mehr als drei sein. Die Wärme, die durch die Oxidation erzeugt wird, und kann durch Variieren des Drucks eingestellt werden. Eine Erhöhung des Drucks erhöht die Wasser das Volumen als Sole entladen (dh das Wasser zu reduzieren, die in Dampf umgewandelt). Obwohl im Idealfall eine minimale Menge an Sole Wasser abgelassen ausreicht, um seinen freien Ausgang aus dem System zu gewährleisten, kann es notwendig sein, mehr Wasser zu fallen eine Wärme und / oder Wassergleichgewicht aufrechtzuerhalten. Eine andere Möglichkeit ist die Variation des Grades des Waschens zu steuern, das heißt Fraktionsstrom-Ausgang von der oberen Ausgangs Hydroclon zu den Pumpen 225. Niedrigere Raten entsprechen Waschen, höhere Konzentrationen an organischen Substanzen und Salze, und umgekehrt.

Kohlenstoffhaltigem Schlamm (Slurry Brennstoff) in dem Kanal 210 wurde als viskoses bestimmt. Da die Viskosität - eine Funktion der Konzentration, kann es als Maß für die Menge des Wassers dienen, das in anderen Worten, ein Maß für die Wärmemenge Carbonisierungstemperatur und abgekühlt wieder erhitzt werden muß, die übertragen werden müssen. In der Ausführungsform der Fig. 1, in denen der Großteil der Wärmeübertragung in den Wärmetauscher eintritt, der Viskosität ist ein wichtiger Faktor , Transferrate Bestimmung Wärme und damit die Wärmeübertragungsfläche erforderlich ist . Die Anzahl und die Kosten der Bereitstellung einer solchen Oberfläche erhöht schnell mit Viskosität. Es ist notwendig, die gegenläufigen Faktoren ausgeglichen: Je höher die Viskosität, desto geringer ist die Belastung, aber eine geringere Wärmeübertragungsrate (und möglicherweise stärkere Tendenz zur Verstopfung der Kanäle). Somit wird die Viskosität vor allem aus wirtschaftlichen Gründen gewählt.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gibt einen I / O - Zyklus, die Heizung / Kühlung ohne Wärmetauscher, wodurch die Beschränkungen des Viskositäts inhärenten dem Ausführungsbeispiel von Fig vermeiden. 1. In der Ausführungsform der Fig. 2 ist es möglich, die Konzentration der Suspension zu erhöhen, um die Karbonisierung Schritt bis zu einer Paste eingeben. Wichtig ist, dass die Viskosität während des Erhitzens mehrmals reduziert, indem die Temperatur und der Verdünnung zu erhöhen und als Ergebnis der Karbonisierung Reaktionen selbst. Dadurch wird der kostengünstigste Viskositätsstufe (Konzentration) ist oft (aber nicht immer) ist höher. Es sollte beachtet werden, dass das Verhältnis zwischen der Dauer des Erwärmens und Abkühlens in sich nicht die Kosten beeinträchtigt, wenn diese Vorgänge durchgeführt werden durch einfaches Wasser und Dampf Pumpen, wie oben Hydroclon Effizienz bei einer relativ niedrigen Viskosität.

Beispiel 2
Der zweite Computer - Modellierung , die auf die Anlage mit einer Kapazität von 500 Tonnen von festen Abfällen täglich (input) gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2: wenn es die Durchführung der Ergebnisse der experimentellen Überprüfung der Pilotanlage in Beispiel 1 verwendet Standardverfahren und wurde Eingangsbewertungswert anstelle einer solchen Anlage gefunden. Die geschätzte Gesamtinvestitionskosten für die Installation, mit integrierter Nass Absauganlagen Mittel beliefen sich auf 29.500.000 $ bei einer Rate von 15% Reservierung. Die betrieblichen Aufwendungen (einschließlich Wartung) im ersten Jahr wurden bei $ 10.500.000, einschließlich der Finanzierung von Investitionen, Schuldendienst und Abschreibungen bewertet. Dies entspricht $ 63 / Tonne MSW, ohne Erlöse aus dem Verkauf von zurückgewonnenen Wertstoffe und der fertigen Kraftstoffsuspension. Unter der Annahme , dass der Verkaufspreis von Kraftstoff ist 7,73 USD. / Million kcal, Nettobetriebskosten sind bis auf 42 USD. / T MSW.

Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung , die das Verhältnis zwischen Heizen und Kühlen minimiert und die direkte Wärmeübertragung bereitzustellen, ohne die Verwendung von Wärmeübertragungsflächen. Es nutzt einige der Elemente und Operationen mit Bezug auf beschrieben. 1 insbesondere vorbereitende Maßnahmen die Zugabe von Alkali oder Lösungsvermittlern, die Entfernung von anorganischen Stoffen beteiligt, die Auswahl der Wassergehalt, die Verringerung der Partikelgröße und / oder Mischen von kohlenstoffhaltigem Abfälle, niederrangigen Kohlen, andere fossile Brennstoffe und deren Mischungen. Das Konzept Version von Fig. 3 vorrückt kohlenstoffhaltiger Feststoffe gegen einen Druckgradienten in der Flüssigkeit durch mechanische Schraube, so dass die Wärme in der heißen Flüssigkeit in direkten Kontakt mit den kohlenstoffhaltigen Feststoffe enthielt, auf sie übertragen wird, wodurch die gewünschte Wärmeerzeugung und somit die Reaktionsmaische Karbonisierung.

Wie in Fig. 3, viskose Aufschlämmung Ausgangsbrennstoff hergestellt wird , zu dem Kanal zugeführt 301 und sein Druck wird in der Vorrichtung 302, Erhöhen des Drucks auf einen vorbestimmten Betriebswert erhöht. Als solche Pumpvorrichtung angewendet werden kann, ein Extruder, eine Schraube oder eine andere bekannte Vorrichtung oder eine Kombination dieser Vorrichtungen. Vorrichtung 302 aus dem unter Druck stehenden viskosen Aufschlämmung fließt in einen vertikalen zylindrischen Behälter 303, in dem eine vertikale Förderschnecke verwendet zwei vertikalen rotierenden Schnecken 304 und 305. Die Schrauben 304 und 305 in entgegengesetzten Richtungen drehen und angeordnet sind, um die Strömung von Fluid zwischen jedem zu begrenzen die Schraube und der angrenzenden Wand des Reaktors. Förderschnecken 304 und 305 relativ zueinander angeordnet sind, so dass eine Kante des Schraubenblatts die andere Achse fast berührt. Die Schnecken drehen sich synchron, so daß die geschlossenen Volumina zwischen benachbarten Windungen der Schrauben ausgebildet sind, zu dem oberen Ende des Reaktors 303 bewegt, wo der Druck am höchsten ist. Wie in Fig. 4 ist der Reaktor 303 hat eine Doppelzylinderform mit einem minimalen Zwischenraum zwischen den Windungen der Schrauben und Wände.

Wie zuvor erläutert, verdünnte die kohlenstoffhaltigem Schlamm Einspeisung in den Reaktor 303 durch den Kanal 301, sollte es ausreichend, so daß der Druck darin wirksam verbessert werden kann. Nach Druckbeaufschlagung verdünnte Aufschlämmung in der Vorrichtung 302 und in einen Reaktor 303 Einspeisen machte seine Kondensation durch das meiste Wasser zugegeben zum Transportieren, durch ein Sieb 344. Das Ventil 308 Drucksteuerung betriebsfähig ist, zur Aufrechterhaltung eines wesentlichen Druckdifferenz an dem Filter 344 zu entfernen, so dass der Wasserentfernung ohne erfolgt Druck in dem Reaktor zu reduzieren 303. Entnahme für den Transport von Wasser hinzugefügt erhöht die Konzentration der Aufschlämmung kohlenstoffhaltiger Feststoffe, die durch Drehen der Schraubenwicklungen 304 und 305 nach oben bewegt werden.

Eine gestrichelte Linie 306 entspricht dem Querschnitt des Reaktors 303, wobei der Rückflussflüssigkeit nach unten in Richtung der Strömung der konzentrierten Aufschlämmung aufwärts abwesend oder minimal. Sehr zu den Schlamm konzentrieren kann dadurch erreicht werden, dass der untere Abschnitt von der Schraube Spurabstand schrittweise die Linie fallend gemacht wird, so dass der Schlamm als seine Aufwärtsbewegung unter der Wirkung der rotierenden Schnecke mechanisch verdichtet. Diese dicht gepackten Aufschlämmung verhindert wirkungsFluidStrömung in dem Reaktorabschnitt 303. Oberhalb Querschnitt 306 dreht die Schraube eine größere Steigung aufweisen, so daß der mechanische Druck auf dem kohlenstoffhaltigen Feststoffschlammphase nach oben bewegt schwächt, die den Flüssigkeitsgehalt in der Aufschlämmung zu erhöhen, ermöglicht. Diese mehr verdünnten Aufschlämmung ermöglicht das Fluid eine Strömung durch ein Druckgefälle von oben nach unten in sie gerichtet zu bilden, d.h. gegen die Richtung der Partikelbewegung. Da dieser Fluidstrom 306 unter Abschnitt sein kann, sollte es aus dem Reaktor durch ein 345-Mesh-Sieb und weiter durch den Kanal 309. Das Steuerventil 310 dient dazu, entfernt werden, um sicherzustellen, dass ein vorbestimmter Druck während des Zurückziehens des Fluids im Inneren des Reaktors 303 gewährleistet ist.

Feste Kohleteilchen oberhalb der Linie 306 in der Lage, eine gewisse Menge an Wasser zu erfassen; ihre Konzentration in der Suspension reduziert wird, so dass das heiße Wasser nach unten fließen wird. Als wir den Feststoffreaktor 303 unter der Wirkung der Schrauben 304 und 305 nach oben, sie nach unten durch heißes Wasser fließt, in Kontakt gebracht werden, erwärmt werden, um dem Schlamm Verkohlung Temperatur gewünscht wird, und die Temperatur ist auf die Temperatur von heißem Wasser in der Nähe. Das Reaktorvolumen und die Schneckendrehzahl ausgewählt, ausreichend Zeit zu geben diese direkte Wärmeübertragung abzuschließen. Trotz der Beachtung geschenkt Verfahrensbedingungen Carbonisierung Suspension - ist eine Form der Pyrolyse, die bei der Bildung von geringen Mengen an flüssigen Kohlenwasserstoffen und / oder Teer führen kann. Diese unlöslichen Materialien, die einen relativ hohen Schmelzpunkt als die Kühlung des Produkts kann mit Blei der Ausrüstung zu verstopfen und die nachfolgenden Schritte können zu zusätzlichen Kosten für die mögliche Behandlung von Umlaufwasser führen. Zu verhindern, dass sie, fließen das heiße Wasser nach unten unterhalb der Linie 311 durch Ändern der Steigung der Schrauben 304 und 305 eingeschränkt werden kann, so dass ein wesentlicher Anteil der Warmwasser wird 312. Der Druck über den Kanal entfernt Steuervorrichtung 313 steuert die Strömungsrate des Heißwassers in dem Kanal 312 und dem Druck Reaktor 303 über die Leitung 311. einem dritten Filtersieb 346 zwischen den Schrauben montiert 304, 305 und dem Reaktor 303, der Ausgang aus dem Reaktor Feststoffe mit heißem Wasser zu verhindern. Die Windungen der Schrauben 304 und 305 durch die Oberfläche des Filters 346 Verkratzen Anhaftungen darauf kohlenstoffhaltigem Feststoffe zu verhindern. Ein Teil des Wassers aus der Aufschlämmung durch den Kanal 312 kann entfernt gereinigt und / oder behandelt werden , zu entfernen und / oder zu zerstören , das gebildete Harz und / oder Kohlenwasserstoffen unter Verwendung von bekannten Verfahren und / oder die Nassoxidation, wie in der Beschreibung der Figuren angedeutet . 2. Falls erforderlich, nach der Heißwasserbehandlung abgeleitet ist, kann in den Reaktor 303 durch den Kanal 343 an einem Punkt oberhalb der Linie 311 fließen, um die gewünschte Erwärmung und Konzentration der festen Teilchen bereitzustellen wieder eingeführt werden nach unten.

Oberhalb der festen kohlenstoffhaltigen Partikel 311 in der Lage, eine gewisse Menge an Wasser zu erfassen, so daß ihre Konzentration fällt, und das heiße Wasser nach unten fließt, aufweist. für die Wärmeverluste und die Irreversibilität des Wärmeaustausches, Warmwasser, Hochdruckdampf oder andere Flüssigkeiten zu kompensieren, werden in den Reaktor 303 durch den Kanal eingeführt 314. Zusätzlich kann der Reaktor durch heißes Fluid und als Ergänzung ummantelt (nicht gezeigt) für die indirekte Beheizung werden / oder Alternativen zu der Energieversorgung durch den Kanal 314.

Behavior kohlenstoffhaltigem Schlamm innerhalb des Reaktors mit zwei Schrauben hängt von der Größe des Reaktors 303 und die Schrauben 304 und 305, und die physikalischen Eigenschaften der festen und flüssigen Phasen des Schlammes. Falls der Abstand zwischen den Wänden des Reaktors und die Windungen der Schrauben 304 und 305, und praktisch keine Federung extrem konzentrierte, wird die Vorrichtung als einem Extruder handeln und das gesamte Material wird in der Bewegungsrichtung der Hohlräume zwischen den Wicklungen transportiert werden. Wenn zwischen den Schrauben und den Wänden des Reaktors dort große Spalten und die Suspension verdünnt wird, wird das Gerät die Aufschlämmung, wie sie mischen, wie es entgegen der Verschieberichtung der Hohlräume zwischen den Wicklungen fließt. Zwischen diesen beiden Prozessen gibt es einen Bereich von solchen physikalischen Parameter der Geräte, die in Kombination mit bestimmten Slurry Eigenschaften werden die gewünschten Prozessgegen Fluid und kohlenstoffhaltigem Feststoffe bereitzustellen. Diese hin- und hergehende Bewegung erfolgt, wenn die Kombination von physikalischen Parametern und Eigenschaften der Suspension einer kontinuierlichen Säule von wet kohlenstoffhaltiger Partikel in der Reaktorhöhe erzeugen wird, wenn eine ausreichende mechanische Beschränkungen Rückfluß von Feststoffen zu erzeugen. Wobei die mechanische Kraft auf den festen Teilchen handeln muss unterhalb der "Schadensschwelle" bleiben , wenn eine mechanische Kraft ( in der Regel weniger als 7 kg / cm 2, wenn sie als der Druck in der Flüssigkeit gemessen wird ) , um das Volumen des Wassers proportional ist entfernt, und ist nicht im Zusammenhang mit Diese exponentielle Abhängigkeit.

Eine vertikale Spalte von entgegengesetzt drehenden Schnecken gebildet wird, betrieben, so dass nach oben bewegt Feststoffen die gewünschte Aufschlämmung Carbonisierungstemperatur am oberen Ende des Reaktors 303. Driven Drehung der Schnecke 316 bewegt sich die horizontalen festen kohlenstoffhaltigen Partikel zusammen mit einem bestimmten Volumen von Wasser aus den Schrauben 304 und 305 erreichen, in den Behälter 307 und weiter zu dem Auslaß 347. das Volumen des Behälters 307 und die Schneckengeschwindigkeit 316, so dass ausreichend Zeit die gewünschten Aufschlämmung Carbonisierung Reaktionen abzuschließen versehen ist (die praktisch der gleiche Druck wie der Reaktor 303 ist). Um Wärmeverluste zu kompensieren und / oder zusätzlich Wärme zu dem Reaktor 303 durch den Kanal 314, Warmwasser und / oder Wasserdampf unter hohem Druck Anlegen 317. Zusätzlich durch den Kanal 318 in den Behälter eingespritzt werden, der Behälter 317 kann ummantelt werden (nicht gezeigt zur indirekten Beheizung) mittels heißer Flüssigkeit. Für bestimmte Werte von Temperatur, Druck und Beschickungsmaterial während Slurry Verkohlung kann es vorteilhaft sein, teilweise oder vollständig die Verkohlung Gas und Dampf aus dem liegenden Behälter mit Schraubenkanal 315 zu entfernen.

Für einige leicht hydrolysierte Abfälle Alkali Additiv vor der Carbonisierung führt zu einer Erhöhung der löslichen organischen Produkte auf Kosten der festen char aufzuschlämmen, so dass in solchen Situationen oft bevorzugt sein, zu reduzieren oder die Alkali-Additiv Abschnitt Aufschlämmungsherstellung beseitigen und saure Produkte an einem oder mehreren neutralisieren Punkte nach oder während der Slurry Verkohlung.

Aus dem Behälter 317 char Aufschlämmung fließt durch den Kanal 319 zu dem kalten Teil des indirekten Wärmeaustauscher 320, wo sie durch Wasser, Luft oder ein anderes kaltes Fluid aus dem Kanal kommenden 321 auf die Umgebungstemperatur abgekühlt wird. Diese Flüssigkeit jeweils auf eine Temperatur nahe der Temperatur Slurry und fließt durch den Kanal 322 zur weiteren Erwärmung im Hinblick auf seine Verwendung als heißes Wasser, Hochdruckdampf und / oder andere in den Behälter 317 durch den Kanal 318 injizierten Flüssigkeit, und / oder Reaktor 303 durch den Kanal 314. der Wärmetauscher 320 kann ein oder mehrere Wärmetauschermodule in Reihe angeordnet sind und / oder parallel.

Abkühlen auf eine geeignete Temperatur in dem Wärmetauscher 320 wird die Aufschlämmung zusammen mit Schwelgas strömt durch den Kanal 323 zu dem Druckminderer 324, der den Druck der Mischung reduziert. Die Vorrichtung 324 kann auch dazu dienen, um die Partikelgröße in der Suspension durch Erhöhung des Volumens der Suspension gelöst unter Verwendung der kinetischen Energie zu verringern. Der reduzierte Druck das Volumen der Schwelgas erhöht und erhöht die Ausscheidung von Dampf aus der Verdampfung von Wasser aus der Schlammmischung führt, wie es durch den Separator 325 und die Gassuspension bewegt sich in Richtung, in der die Trennung von Gas und Dampf, der auf dem Kanal 326. Der entladene Gas, hauptsächlich Kohlendioxid angezeigt werden, es stellt einen bestimmten Wert und die Wärme in einem Ofen, Kessel oder eine andere Vorrichtung zu dessen Abwärme zugeführt werden (nicht gezeigt). Darüber hinaus Gas und Restdampf kann auf die Nutzungseinrichtung fühlbarer und latenter Wärme geleitet werden.

Obwohl die Kanäle 307, 310, 312 und 326 der char Aufschlämmung wurde beträchtliche Feuchtigkeit und gelösten Verbindungen entfernt wird, kann es notwendig sein, um die Aufschlämmung auf die gewünschte Viskosität weiter zu konzentrieren. Dann verdünnte Aufschlämmung wird aus dem Separator 325 durch den Kanal 327 zu dem Gerät 328 char Konzentration zugeführt wird. Konzentrator 328 ist als eine Zentrifuge dargestellt, aber es kann ein Verdampfer, Filter, oder jedes andere geeignete Gerät sein, das Wasser aus dem Brei trennt. Das abgetrennte Wasser wird in den Kanal 329 ausgetragen, während die nasse char Ausgang in der Leitung 330 Concentrator 328 kann das nasse char vor dessen Ausscheidung reinigen und / oder zu recyceln Wasser aus einem Kanal 331, der auftritt, durch Ausfällen in der Waschkanal 329 zu waschen angepasst werden.

Fernwasser durch den Kanal eingespeist 248 in dem Schlammvorbereitungsabschnitt oder Recycling Wasseraufbereitung (nicht dargestellt). Es kann notwendig sein lösliches Reinigungsmittel zu entfernen, beispielsweise durch die Strömungssteuerungsvorrichtung 333, eine übermäßige Ansammlung von löslichen Verbindungen und ihre Aufhängung zu verhindern. Diese Reinigungsmittel können vor dem Entladungsbehandlung unterzogen werden, um eine bekannte Technologie in der Wasserbehandlung oder wie in U.S. Patent 4.898.107 beschrieben N. Wet char durch die Leitung fallen 330 wird im Mischer 334 mit sauberen und / oder Rückführwasser aus dem Kanal 331 in einstellbaren Anteilen gemischt, um die gewünschte Viskosität der Aufschlämmung zu erhalten. Expansionsvolumen und hoher Geschwindigkeit aus Schritten Zahnrad 328, und eine Zerkleinerungs unter der Wirkung der Schrauben 304, 305 und 316 führen zu beträchtlichen Fragmentierung von Teilchen. Trotzdem kann es zur weiteren Verringerung der Partikelgröße erforderlich sein. In diesem Fall wird das Kraftstoffprodukt durch den Kanal 335 an die Kalibrierungseinheit 336 zugeführt, die Teilchen mit Abmessungen, die größer als die erforderliche entfernt, wonach es zugeführt wird (wenn nötig mit Wasser) durch den Kanal 337 zu dem Gerät 338 die Partikelgröße davon zu reduzieren Suspension von Teilchen mit verringerter Größe wird über Pumpe 339 zu der Aufschlämmung Rückführeinrichtung 336. Aufgrund des Vorhandenseins dieser Schleife reduzieren die Partikelgröße der maximalen Partikelgröße in der Suspension wird in Übereinstimmung mit dem angegebenen Größenbereich zurückgeführt und dann die Aufschlämmung durch eine Leitung 340 in den Vorratsbehälter 341 des fertigen Produktes ausgestoßen wird, wo sie für den späteren Gebrauch oder Verkauf gelagert. Das Reservoir 341 ist vorzugsweise mit einem Mischer (Mischer) oder einem Rückführungssystem vorgesehen, um die Einheitlichkeit des Produkts zu erhalten. Optional hochwertige Kohle und / oder anderen fossilen Brennstoff (trocken, halbflüssige oder als Aufschlämmung mit ausreichender Energiedichte), sondern auch flüssige Kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff kann in der fertigen enthaltenen Aufschlämmung karbonisiert Substanzen gemischt werden Reservoir 341 unter Umgehung der Verkohlung Schaltung.

Vorrichtungen 336-339 zur Verringerung der Partikelgröße kann in einigen Fällen in einem einzigen Gerät kombiniert werden, die den Durchgang von zu großen Partikeln verhindert und reduziert ihre Größe auf akzeptable Werte. Manchmal jedoch mit der Schleifpartikelgrößen liegen in einem bestimmten Bereich gerechtfertigt optimale Korngrößenverteilung zu gewährleisten, ermöglicht die maximale Konzentration an Feststoffen zu erreichen, d.h. maximale Energiedichte an der angegebenen Viskosität.

Obwohl eine signifikante Verringerung der Gehalt an anorganischen Verunreinigungen in der Trennung nach der Dichte erreicht wird, erfolgt in dem Abschnitt um eine Aufschlämmung herzustellen (nicht gezeigt), eine scharfe Reduzierung der Größe der Partikel-Aufschlämmung Carbonisierung entstehende und / oder anschließende mechanische Zerkleinerung kann in einigen Fällen in der Freisetzung von zusätzlichen anorganischen Materials führen, wo es wird getrennt (aufgrund seiner Dichte, andere physikalische und / oder chemische Eigenschaften), an jedem Punkt des Gefäßes 317 und vorzugsweise stromaufwärts des Separators 328 einen Hydrozyklon, Flotation oder jede andere geeignete Vorrichtung.

Wenn die Zeichen Slurry frei von großen Partikeln ist, dass das Gerät nachgeschalteten verstopfen können, können 336-339 Schaltung Partikelgrößenreduktion nicht angewendet werden. Wenn das Einsatzmaterial große Mengen an extrahierbaren Anionen oder k sei neue LIU enthält, kann die Aufschlämmung einfach auf die gewünschte Viskosität in der Vorrichtung 328 eingestellt werden, anstatt unterzogen zu werden , Trennung zu vervollständigen mit wiederholt , um eine Aufschlämmung in reines Wasser zu bilden. Alternativ kann die Schaltung 336-339 Teilchengrößenverringerung vor der Nabe 328 platziert werden.

Der Vorteil der direkten Wärmeübertragung über indirekte in diesem Fall ist die Hardwarekosten aufgrund des Ausschlusses von den Wärmeübertragungsflächen zu reduzieren und die Wärmeenergie für den Betrieb im stationären Zustand erforderlich reduzieren. Einer der Vorteile der Erfindung Ausführungsbeispiel der Fig. 3 besteht darin , daß der Feststoffgehalt des Wärmetauschabschnitts 303 des Reaktors kann bei einer optimalen Konzentrationsniveau unter dem Gesichtspunkt der effizienten Transport mit sehr wenig Wirkung auf die Wärmewirkungsgrad aufrechterhalten werden.

Da die Betrachtung der oben beschriebenen Ausführungsformen hängt der thermische Gesamtwirkungsgrad der Kraftstoffverbrennung auf mehreren Faktoren, wie der Feuchtigkeitsgehalt des Kraftstoffs, das Ausmaß der Kohlenstoffverbrennung, überschüssige Luft, die Temperatur Ausgang des Rauchgas und parasitäre Verluste aufgrund von Kraftstoffversorgung, Belüftung, die Entfernung von Asche Verbrauch Energie (einschließlich Druckabfall) von der Luftverschmutzung Steuergeräte (GLC), und so weiter. g. Erdgas ist der ideale Brennstoff genannt , da es fast oder völlig frei von Feuchtigkeit ist, Kohlenstoffausbrand Grad fast gleich 100% bei Nenn überschüssige Luft, die Temperatur Ausgang aus dem Rauchgas kann mit minimalen parasitären Verluste als Rauchgas sauber genug (keine Asche, geringe Mengen an NOx und CO - Emission) minimiert werden. Aschefreies Destillat Kraftstoff, ist wahrscheinlich auf dem zweiten Platz. Es erfordert mehrere hohem Luftüberschuss für eine vollständige Verbrennung, und führt in der Regel parasitäre Verluste etwas höher als im Fall von Erdgas wegen der Notwendigkeit, die Kraftstoffpumpe zu verwenden. Für Kraftstoffe aus Rückstandsölen, im Wesentlichen frei von Feuchtigkeit, hohe Grad der Verbrennung mit mäßiger Luftüberschuss, aber Rußbläsern kann der Vorrichtung erforderlich. Die Temperatur des Rauchgases abgezogen wird, in der Regel sollte über dem Säuretaupunkt sein, erfordern Anlagen ash-Emissionen, wie baghouse zu steuern und in Abhängigkeit von dem Schwefelgehalt kann die Verwendung von Kalk oder die Verwendung von Wäschern erfordern, was bedeutet, dass die Verlustrate von gering bis mäßig.

Kohlenstoffbrennstoffe sind signifikant unterschiedlich für den Aschegehalt, Feuchtigkeitsgehalt, Schwefel und Stickstoff. Im Allgemeinen wird die effizienteste Verbrennung für den Kohlestaubbrenner erreicht, die einen hohen Grad an Verbrennungsluft zu einem moderaten Überschuß bereitzustellen. Die Temperatur der Rauchgase auf über dem Säuretaupunkt angezeigt. Parasitärer Verluste, einschließlich der Verluste , die mit Schleif- und SGC Vorrichtungen reichen von mäßig bis hoch, je nach dem Gehalt an Verunreinigungen. Außerdem erfordert Kohlenstaub mehr Verweilzeit in dem Verbrennungsprozess als Erdgas und flüssige Brennstoffe. Wenn Kohle Brennstoff in den Verbrennungskammern in mechanischen Schicht verbrannt wird, mit schwingenden oder Roste bewegen, einen hohen Grad der Verbrennung von Kohlenstoff zu erreichen, erfordert einen großen Überschuß an Luft bzw. und parasitäre Verluste höher als die für den Kohlestaubbrenner.

MSW, Masse im Falle von Verbrennungsrosten oder Wirbelbett, oder als RDF bewegen, hat die niedrigste Verbrennungseffizienz. Hohen Feuchtigkeitsgehalt und instabil in der MSW erfordert überschüssige Luft bei 100-150%, einen akzeptablen Grad der Verbrennung zu schaffen, bei viel höheren Verlusten im Zusammenhang mit Zerkleinerungsmaschinen, Feststoffförderer für Ventilatoren zur Luftversorgung, Gewebefilter, Vorrichtungen zur SGC Säure Gas, NO x, Spuren von giftigen Metallen und Dioxine. Im Zusammenhang mit dem größeren Volumen an Rauchgas, die Notwendigkeit, eine effiziente Verbrennung von Kohlenstoff und strenge Anforderungen an Gasemissionen, parasitäre Verluste Anstieg auf einen Wert fast doppelt so hoch für die gleichwertige Kohlekessel erreichen.

Mit der vorliegenden Erfindung, MSW und andere minderwertige kohlenstoffhaltiger Brennstoffe und Abfälle werden in einer einheitlichen flüssigen Kraftstoff umgewandelt , die wie Heizöl verbrannt werden kann, mit der Ausnahme , dass Asche für Produktivitäts - Tools erhöhen entfernen können müssen (obwohl das Niveau unter dem Niveau blieb typisch für einen Kohlenstaub und MSW). Darüber hinaus sind die meisten toxischen Metallen und Chlor aus dem fertigen Aufschlämmung entfernt, vereinfacht oder sogar macht es unnötig, diese Substanzen Emissionen steuern Systeme zu verwenden. Reaktivität so hoch , dass praktisch 100% Kohlenstoff Verbrennung bei Luftüberschuß wird erreicht, die nicht höher als 15%. Im Gegensatz zu der derzeitigen Praxis erfordert keine Geräte für SGC Säuregas oder NO x. Der einzige Faktor, der die Effizienz verringert, beträgt der Feuchtigkeitsgehalt etwa 50%.

Um die Indikatoren zu bewerten durch die vorliegende Erfindung erreicht wurde durchgeführt Karbonisierung Aufschlämmung Proben von RDF angewendet, Braunkohle, und ein Gemisch von 50% der Braunkohle (CU) und 50% RDF (Trockengewicht) in einer Laborumgebung und in einer kontinuierlichen Pilotanlage enthält, in den Beispielen 1 und 2 bezeichnet. Tabelle 1 zeigt die Gehaltsgrenzen (in Gewichts-% Feuchtigkeit bei Null), um die Verbrennungswärme (in trockener Form und in Suspension) und die rheologischen Eigenschaften des Treibstoffs und die endgültige karbonisierte Produkt (CP). Carbonized Produkt von Braunkohle und die Mischung BU / IST wurde in einer Laborumgebung, und von RDF erhalten - ein Pilot.

Durch Aufschlämmung Karbonisierung reduziert Sauerstoffgehalt für jeden kohlenstoffhaltigem Brennstoff erreicht, während die trockene Wärme der Verbrennung des verkohlten Produkts erhöht wurde. Kohlendioxid - Sauerstoff wurde aus den kohlenstoffhaltigen Feststoffen in einem Gas abgeleitet. In Bezug auf den Sauerstoffgehalt von RDF um 64% reduziert war (bezogen auf Trockengewicht), und der Brennwert um 72% erhöht (bezogen auf Trockengewicht). Weiterhin wird durch die vorliegende Erfindung unter Verwendung der Feststoffgehalt in dem Produkt char Aufschlämmung wurde auf 51,8 Gewichts-% erhöht, dh. E. mehr als 460% bezogen auf die Ausgangskraftstoffschlamm. Die Verbrennungswärme der Kohle Gülle belief sich auf 3670 kcal / kg Suspension. Der Feststoffgehalt in der Mischung von Lignit / RDF höher war als in der Aufschlämmung von jeder Komponente separat aufgrund der bimodalen Verteilung der Partikelgrößen - Gemisch. In separaten Experimenten die Wirksamkeit der Nassmahlung RDF char Feststoffgehalt des Ausgangsmaterials Aufschlämmung zu bewerten war 49,2 Gewichts-%, während gestattet Vermahlen der Gewichtsanteil von 51,8% bei gleicher Viskosität zu tragen.

Bei der Verarbeitung gemß der vorliegenden Erfindung beträgt die Konzentration von Chlor in dem karbonisierten IST im Fall der Zugabe von Natriumhydroxid (NaOH) wurde um 85% reduziert im Vergleich zur Basislinie IST. Wenn zu der anfänglichen Aufschlämmung von Kalk (CaO) Gehalt an Chlor zugesetzt wurde um 91% reduziert. In separaten Experimenten wurde char Produkt mit Wasser gewaschen kein Chlor und der Chlorgehalt enthielt, wurde weiter reduziert. Der Chlorgehalt in der Mischung des karbonisierten Lignit / RDF war geringer , als wenn nur LIU verwendet (im Fall der Zugabe zu der Ausgangs Aufschlämmung CaO und NaOH) aufgrund der in der Braunkohle mit dem Chloralkali Umsetzung enthalten sind .

Um die Qualität der Aufschlämmung Kraftstoff bestätigen der vorliegenden Erfindung , erhalten nach, der char Aufschlämmung , die in den Experimenten in einer Pilotanlage in den Beispielen 1 und 2 aufgeführten Verfahren hergestellt wurde, verbrannt in der Kesselsimulator für den Kohlenstaub (UE) mit einer Kapazität von 164.000 kcal / h. Zusätzlich beschrieben die Suspension von IST erhalten Methode mit 7,5% Dieselkraftstoff gemischt war (DF) und in der gleichen simulator verbrannt. Ferner ist aus der Braunkohle, RDF und einer Mischung aus 50% Lignit die Suspension unter Druck verbrannt wurden in der Pilotwirbelbettreaktor mit 50% RDF (Trockengewicht) erhalten (RSP). Verbrennungsbedingungen und Verunreinigungsgehalt im Rauchgas ohne SGC Vorrichtungen sind in Tabelle 2 gezeigt.

Die Emission von Verunreinigungen aus der Verbrennung von allen fünf Suspensionen Brennstoff war extrem niedrig. Trotz der Tatsache , dass die überschüssige Luft nur 15,0-40,3% betrug, die Emissionen von Kohlenmonoxid (CO) für Kraftstoff Suspensionen auf Basis von RDF war 67-96% unter dem Niveau in Übereinstimmung mit den neuen Standards für die Emission für kommunale Müllverbrennungsanlagen (NSCR USA, 1994 YG). Diese niedrige CO - Emissionen wurden durch die hohe Reaktivität der Aufschlämmung (hoher Gehalt an flüchtigen Komponenten , wie mit einem festen Kohlenstoff Vergleich) char erreicht, erhöhte Gleichmäßigkeit, eine verbesserte Durchmischung des Brennstoffes mit Luft.

Da Slurry Carbonisierung einen signifikanten Anteil des Chlors und Schwefel - Anion / ka neue LIU toxische Metalle extrahiert, HCL signifikant niedrigere Emissionsanforderungen, auch ohne selektive nicht - katalytische oder katalytische mindernden Verfahren. Obwohl der gemessene Gehalt an SO 2 -Emissionen für die Aussetzung des IST leicht die Anforderungen NSCR überschritten, müssen wir feststellen , dass diese Anforderungen mit dem Anteil der zulässigen Konzentration konsistent sind für Kessel, Kohle nach Supplement zum Clean Air Act (DZCHV). Zu einer Suspension auf Basis von karbonisierten Mischung Lignit / RDF - Emissionen waren 72% niedriger als bei Suspensionen auf Braunkohle basieren, und in beiden Fällen sie entsprechen DZCHV Phase II. Ohne die Verwendung von Gülle Verkohlung SO 2 -Emissionen aus der Quelle von Lignit oder Braunkohle - Gemisch / IST würden diese Anforderungen nicht erfüllen. Des Weiteren Emissionen von Quecksilber (Hg) für Kraftstoff Suspensionen auf Basis RDF char waren 95% unter dem Niveau NSCR durch Entfernung eines beträchtlichen Teils des Quecksilbers während des Betriebs und Ressourcengewinnung Slurry Carbonisierung zur Verfügung gestellt.

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Erscheinungsdatum 06.11.2006gg