|
|
Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные |
Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения |
Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |
  |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => |
На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2161168
ЭФФЕКТИВНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ТОПЛИВ И ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ХЛОР И/ИЛИ ВЛАГУ
Имя изобретателя: ДИКИНСОН Норман Л. (US); КЛОСКИ Майкл К. (US); МЮРРЭЙ Роберт Г. (US)
Имя патентообладателя: ЭНЕРТЕК ЭНВАЙРОНМЕНТАЛ, ИНК. (US)
Адрес для переписки: 191186, Санкт-Петербург, а/я 230, "АРС-ПАТЕНТ", Рыбакову В.М.
Дата начала действия патента: 1996.06.05
Способ предназначен для экологически эффективной утилизации энергетических ресурсов и отходов различных производств. Способ обеспечивает улучшение структуры топлива, повышение его энергетической плотности и снижение уровня примесей применительно к низкосортным углям и/или углеродосодержащим отходам типа твердых бытовых отходов, топлива, приготовленного из отходов, или сточных вод, путем формирования из низкосортного топлива, углеродосодержащих отходов или их смеси водных суспензий с вязкостью, позволяющей проводить их дальнейшую обработку. Такая исходная суспензия нагревается под давлением (118), обычно в присутствии щелочи (109) до температуры, при которой происходят существенные преобразования на физическом и молекулярном уровнях, характеризующиеся отщеплением значительной части находившегося в низкосортных углях или углеродосодержащих отходах в связанном состоянии кислорода в виде двуокиси углерода (147). В указанных условиях твердые частицы исходной суспензии (103), в основном, утрачивают свою волокнистую и гидрофильную структуру и распадаются на более мелкие карбонизованные частицы, что приводит к образованию суспензии карбонизованного вещества с резко улучшенной реологией, т. е. позволяющей обеспечить значительно более высокие концентрации твердой фазы (и следовательно, более высокую энергетическую плотность) при приемлемой вязкости. Изобретение обеспечивает энергетическую безопасность и чистоту воздуха.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Непрерывный способ преобразования относительно низкосортного углеродосодержащего топлива в легко транспортируемое и сжигаемое, содержащий операции: приготовления суспензии исходного топлива, включающей топливо и жидкость, повышения давления в суспензии исходного топлива для поддержания ее в жидком состоянии, нагрева суспензии исходного топлива до температуры, при которой значительная часть кислорода, химически связанного в молекулах углеродосодержащего топлива, отщепляется в виде двуокиси углерода, приводя к образованию суспензии карбонизованного вещества, включающей карбонизованные частицы, полученные из топлива, и выделившийся газ, и хранения суспензии карбонизованного вещества для дальнейшего использования.
Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензия исходного топлива и суспензия карбонизованного вещества содержат воду, а способ включает операцию уменьшения содержания воды в суспензии карбонизованного вещества по сравнению с ее содержанием в суспензии исходного топлива.
Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензия исходного топлива содержит галогены, а способ включает операцию изменения содержания щелочи по меньшей мере до уровня химического эквивалента содержания галогенов, с образованием растворимых солей галогенных кислот во время операции нагревания.
Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает операцию удаления воды из суспензии карбонизованного вещества с последующей частичной осушкой карбонизованных частиц и их таблетированием.
Способ по п.1, отличающийся тем, что операция приготовления включает операции подачи твердых отходов, измельчения отходов, перемешивания отходов с водой для формирования суспензии отходов, осуществление сепарации суспензии отходов по плотности для удаления нежелательных органических и неорганических материалов, которые могут присутствовать в суспензии отходов и последующего удаления части воды из суспензии отходов для формирования тем самым суспензии исходного топлива, содержащего топливо и воду.
Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает операцию отделения выделившегося газа по мере его образования из суспензии карбонизованного вещества.
Способ по п.1, отличающийся тем, что операция приготовления суспензии исходного топлива включает добавление ископаемого топлива и еще одного, относительно низкосортного углеродосодержащего топлива.
Способ по п.6, отличающийся тем, что он включает операции промывки карбонизованных частиц, выделенных из суспензии карбонизованного вещества, водой, свободной от солей галогенных кислот и других нежелательных примесей с последующим приготовлением суспензии из промытых карбонизованных частиц и воды, свободной от солей галогенных кислот и других нежелательных примесей.
Способ по п.6, отличающийся тем, что он включает операцию размалывания по меньшей мере части карбонизованных частиц.
Способ по п. 1, отличающийся тем, что он включает операцию подачи пара в суспензию исходного топлива для прямого нагрева суспензии и разбавления ее водой, конденсированной из пара при ступенчатом уменьшении давления в суспензии карбонизованного вещества, с рекуперацией пара на каждой ступени уменьшения давления, ступенчатым повышением давления в суспензии и ступенчатом смешивании рекуперированного пара с суспензией исходного топлива.
Способ по п.1, отличающийся тем, что операция приготовления включает добавление к жидкости первого углеродосодержащего топлива, содержащего хлор, и второго углеродосодержащего топлива, содержащего щелочь, с осуществлением реакции между хлором и щелочью на операции нагрева.
Способ по п. 11, отличающийся тем, что первое топливо содержит по меньшей мере один тип твердых бытовых отходов и топливо, извлеченное из отходов, а второе топливо содержит топливо на основе биомассы, полученное переработкой продуктов сельского и лесного хозяйства.
Способ по п.1, отличающийся тем, что операция нагрева предусматривает добавление предварительно нагретой текучей среды к находящейся под давлением суспензии исходного топлива.
Способ по п.13, отличающийся тем, что операция добавления предусматривает образование противотока суспензии исходного топлива и текучей среды при непосредственном контакте между ними внутри емкости и извлечения по меньшей мере части текучей среды из суспензии исходного топлива после того, как текучая среда охладится.
Способ по п.1, отличающийся тем, что вязкость суспензий уменьшается по мере возрастания их температуры, и предусматривающий операцию пошагового удаления из суспензий жидкости, находящейся в газообразном или жидком состоянии для уменьшения объема нагреваемой жидкости при поддержании вязкости суспензий в пределах заданного диапазона.
Непрерывный способ преобразования относительно низкосортного углеродосодержащего топлива в легко транспортируемое и сжигаемое, содержащий операции: приготовления суспензии исходного топлива, включающей топливо и воду, нагрева суспензии исходного топлива до температуры реакции, достаточной для возникновения реакции выделения двуокиси углерода из кислорода, химически связанного в молекулах углеродосодержащего топлива, чтобы преобразовать углеродосодержащее топливо в карбонизованные частицы, суспензированные в воде от суспензии исходного топлива, при этом операция нагрева включает повышение температуры суспензии исходного топлива до того, как реакция завершится, с использованием тепла, извлеченного из суспензии карбонизованного вещества, в котором реакция уже завершилась, охлаждая тем самым суспензию карбонизованного вещества, повышения давления в суспензии исходного топлива для поддержания ее в жидком состоянии при повышении ее температуры до температуры реакции, выведения газа, выделившегося из суспензии карбонизованного вещества во время реакции, удаления достаточного количества воды, включающей нежелательные примеси, присутствующие в суспензии карбонизованного вещества для формирования продукта, содержащего мокрые карбонизованные частицы, перемешивания продукта с водой, свободной от нежелательных примесей, для формирования продукта на базе суспензии карбонизованного вещества, и хранения суспензии карбонизованного вещества для дальнейшего использования.
Непрерывный способ преобразования относительно низкосортного углеродосодержащего топлива в легко транспортируемое и сжигаемое, содержащий операции: приготовления суспензии исходного топлива, включающей топливо и воду, повышения давления и температуры суспензии исходного топлива в несколько шагов до достижения окончательных значений температуры и давления таким образом, что суспензия остается в жидком состоянии и возникает реакция, преобразующая кислород, химически связанный в молекулах углеродосодержащего топлива, в двуокись углерода с соответствующим формированием суспензии карбонизованного вещества, содержащей карбонизованные частицы, воду и нежелательные примеси в воде, осуществления пошагового снижения температуры и давления суспензии карбонизованного вещества, достаточного для преобразования на каждом шаге части воды, имеющейся в суспензии, в пар, использования пара, выделяющегося при пошаговом снижении температуры и давления для нагрева суспензии исходного топлива во время указанных шагов путем инжектирования пара в суспензию исходного топлива с пошаговым нагревом суспензии и рециркуляцией воды из суспензии карбонизованного вещества в суспензию исходного топлива, последующего концентрирования суспензии карбонизованного вещества путем удаления из нее воды, включающей нежелательные примеси, до получения продукта, содержащего, в основном, мокрые карбонизованные частицы, повторного образования суспензии мокрых карбонизованных частиц с водой, свободной от нежелательных примесей, для формирования прокачиваемого продукта на базе суспензии карбонизованного вещества, и хранения суспензии карбонизованного вещества для дальнейшего использования.
Непрерывный способ преобразования относительно низкосортного углеродосодержащего топлива в легко транспортируемое и сжигаемое, содержащий операции: обеспечения вертикального червячного конвейера, установленного внутри окружающего его вертикального цилиндрического корпуса, приготовления суспензии исходного топлива, включающей углеродосодержащее топливо и воду в количестве, обеспечивающем возможность транспортирования суспензии вертикально вверх посредством червячного конвейера, транспортирования суспензии вертикально вверх посредством червячного конвейера, подачу текучей среды с температурой, превышающей температуру суспензии исходного топлива, обеспечения контакта между суспензией топлива, транспортируемой посредством червячного конвейера, с текучей средой путем создания потока текучей среды, текущего вниз внутри корпуса и через суспензию исходного топлива, транспортируемую вверх для осуществления тем самым нагрева суспензии исходного топлива, отщепления двуокиси углерода и формирования суспензии карбонизованного вещества, содержащей карбонизованные частицы и воду, удаление текучей среды из корпуса после прохождения ею по меньшей мере части высоты корпуса, концентрирования суспензии карбонизованного вещества путем удаления из нее воды до получения продукта, содержащего мокрые карбонизованные частицы, повторного образования суспензии мокрых карбонизованных частиц с водой, свободной от нежелательных примесей, для формирования продукта на базе суспензии карбонизованного вещества, и хранения суспензии карбонизованного вещества для дальнейшего использования.
Способ по п.18, отличающийся тем, что текучая среда состоит из воды, а способ включает операции по изменению давления в суспензии исходного топлива по ходу ее транспортирования вверх внутри корпуса для создания градиента давления, заставляющего текучую среду стекать вниз.
Способ по п.19, отличающийся тем, что он включает операцию удаления по меньшей мере части текущей вниз текучей среды из корпуса выше той его части, где создан градиент давления в текучей среде.
Способ по п.20, отличающийся тем, что он включает операцию извлечения суспензии карбонизованного вещества из корпуса, передачи тепла от суспензии к воде для снижения температуры суспензии карбонизованного вещества и нагрева воды и использования воды в качестве текучей среды, стекающей вниз внутри корпуса.
Способ по п.18, отличающийся тем, что он включает операции взаимно параллельной установки первого и второго червячных конвейеров внутри корпуса с переналожением витков шнеков и приведения конвейеров во вращение в противоположных направлениях для перемещения суспензии исходного топлива вверх по высоте корпуса.
Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает операцию окисления карбонизованных частиц в жидкой фазе с выделением из них низкомолекулярных органических соединений, проводимую по завершении операции хранения.
Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает операцию получения из карбонизованных частиц по завершении операции хранения по меньшей мере одного вещества из группы, включающей активированный уголь, сажу, углеволокна, продукты синтеза и таблетированные карбонизованные частицы.
Версия для печати
Дата публикации 06.11.2006гг
Created/Updated: 25.05.2018