HU203406B - Combined reactor apparatus and method for pressure heat-treating materials of organic carbon content - Google Patents

Description

A találmány tárgya összetett reaktor szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére, amelynek egy reaktorteret körülvevő nyomástartó edénye van, a nyomástartó edényben egymás felett elhelyezkedő gyűrű alakú reaktorövek vannak, minden egyes reaktoröv fe- 5 lett a széntartalmú anyagnak sugárirányban váltakozva befelé és kifelé történő továbbítását, valamint lefelé juttatását elősegítő keverőkarok és keverőfogak vannak, a keverőkarok függőleges forgó tengelyen vannak rögzítve. A nyomástartó edény fedelén a nedves vagy az 10 előhevített széntartalmú anyagot a reaktortérbe bevezető beömlőnyílások és az anyag haladásával ellentétesen felfelé áramló gázok távozására szolgáló kiömlőnyílások vannak, a nyomástartó edény feneke pedig termékürítő nyílással van ellátva. A nyomástartó edényben a 15 hőkezelés elősegítésére a reakciótér felett közvetlenül egy előhevíttető tér van vagy a különálló nyomástartó edényként szolgáló reakciótérhez egy előhevítő ferdekamra van csatlakoztatva. A reakciótérrel közös nyomástartó edényben lévő előhevítő tér kifelé lejtő gyűrű 20 alakú reaktorövekkel, keverőkarokkal és keverőfogakkal rendelkezik míg az előhevítő ferdekamrában szállítócsiga van. A ferdekamra felső vége a reakciótér beömlőnyílásával van összekötve, a reakciótérben az egyes reaktorövek környezetében a betáplált és a reaktorövek 25 felületén elhelyezkedő anyag fűtésére és termikus átalakításának elősegítésére fűtőberendezések pl. villamos fűtőelem vagy hőcserélő csőköteg, csőkígyó vagy pedig más hőátadó felület van.

A találmány tárgya továbbá a berendezéssel megvalósítható eljárás.

A hagyományos energiaforrások, így a kőolaj és földgáz hiánya és növekvő költségei miatt elkezdték vizsgálni a bőségesen rendelkezésre álló alternatív energiaforrásokat, mint amilyenek a lignittípusú szenek, ke vés- 35 sé bitumenes szenek a cellulóztartalmú anyagok, így a tőzeg; a cellulóztartalmú hulladékanyagok, mint a fakitermelésből és fűrészüzemi műveletekből származó fűrészpor, fakéreg, fahulladék, ágak és forgács; a különböző mezőgazdasági hulladékanyagok, így a gyapot- 40 szár, mogyoróhéj, kukoricaháncs és hasonlók, továbbá a városi szilárd szennyzagy. Sajnálatos módon ezek az alternatív anyagok eredeti állapotukban nagy energiájú tüzelőanyagként több ok miatt köz vétlenül nem használhatók. Ezért számos eljárást javasoltak arra, hogy ezeket 45 az anyagokat alkalmas módon átalakítva tüzelőanyagként lehessen használni azáltal, hogy nedvességmentesítés révén fűtőértéküket megnövelik és ugyanakkor tárolhatóságukat javítják.

Ilyen jellegű, tipikus berendezéseket és eljárásokat 50 több szabadalomban ismertetnek. így az US 4 052 168 sz. szabadalom szerint lignittípusú szeneket szabályozott hőkezelés útján kémiailag átalakítanak és így feltárt, szilárd széntartalmú stabil, időjárásálló terméket kapnak, amelynek fűtőértéke megközelíti a bitumenes szenét. Az US 4 127 391 sz. szabadalom szerint hagyományos szénmosási és szintisztítási műveletekből eredő, bitumenes hulladéktörmelékből hőkezeléssel szilárd, tömörített, koksz-szerű terméket kapnak, amit szilárd tüzelőanyagként közvetlenül fel lehet használni. Az US 60 4 129 420 sz. szabadalom szerint természetben előforduló cellulóztartalmú anyagokat, így tőzeget, valamint cellulóztartalmú hulladékot szabályozott átalakító hőkezeléssel feltárnak és így szilárd, széntartalmú vagy koksz-szerű termékeket kapnak, amelyeket szilárd tíize2 lőanyagként ömagukban vagy hagyományos tüzelőanyagokkal, így fűtőolaj-iszapokkal keverve lehet alkalmazni. Az előbb említett amerikai szabadalmakban leírt típusú, széntartalmú anyagok feltárására szolgáló reaktort és eljárást ismertet az US 4 126 519 sz. szabadalom, amely szerint folyékony zagyanyagot juttatnak egy ferde reaktorba és ezt folyamatosan felhevítik, hogy így lényegében száraz, szilárd, megnövelt fűtőértékű reakcióterméket kapjanak.

Ismeretes a DE 2 144129 sz. közzétételi iratból eljárás és berendezés ömleszthető anyagok szárítására, amelynél az anyag egy házban egymás felett elrendezett fűtőfelületeken helyezkedik el és a keletkezett gőzöket megfelelő készülékekkel eltávolítják a ház belsejéből. A gőzökkel együtt elvezetett anyagrész elkülönítése a ház belső terében történik. A gőzáramban elragadott anyagrészeket leválasztó készülékek a fűtőfelületek és a ház fala között vannak elrendezve. Az alsó fűtőfelület felett és a leválasztó készülékek alatt ferde vezetőlemezek vannak, melyek a leválasztó készülékek felületéről lehulló anyagrészeknek a mélyebben elhelyezkedő fűtőfelületre való visszavezetését szolgálják.

A DE 2 444 641 sz. közzétételi iratból megismerhető .kemence legalább egy, lényegileg vízszintes tűzténel rendelkezik, melynek középpontján egy forgatható központi tengely halad át, amelyen legalább egy, sugárirányban kifelé, a tűztér felett elhelyezkedő keverőkar van rögzítve. Van továbbá egy berendezése, amely sugárirányú áramlási komponenst hoz létre a tűztérben a 30 rostélyon kezelendő anyagban, valamint egy olyan berendezése, amely egy kerületi áramlási komponenst hoz létre az anyagban úgy, hogy a központi tengely forgásakor az anyagáramlás az egész rostélyfelületen elosztódik.

Az US 4 626 258 sz. szabadalom és az ezzel megegyező HU 200 230 lsz. szabadalom olyan összetett reaktor berendezést ismertet, amelynél egy nyomástartó edényben van kialakítva a reakciótér. A reaktor berendezés a nyomástartó edényben közvetlenül a reakciótér felett elhelyezett vagy pedig csak hozzá csatlakoztatott, előhevítő térrel is ki van egészítve. A nedves anyag előhevítése és maga a reakció gyűrű alakú, egymás alatt elhelyezkedő reaktoröveken játszódik le. A reakció lejátszódásához a reaktorteret fel kell hevíteni, ezt pedig a reaktorövek alatt lévő csőkígyókba vezetett hőleadó közeggel érik el. Tehát az ismert megoldásnál közvetítőközeges hőcsere játszódik le. Hátránya ennek a megoldásnak a nehézkes hőfokszabályozása, a közvetett fűtési rendszer jellegéből fakadóan a nagy időállandó, a hosszú visszacsatolási idő.

A találmány célja olyan reaktor és eljárás kialakítása, amelyek a nedves, nyers széntartalmú anyagok folytonos hőkezelése terén még hatékonyabbak, könnyebben kezelhetik, egyszerűbben és pontosabban szabályozha55 tók.

A találmány feladata elsősorban a fenti US 4 626 258 sz. szabadalom alapján ismertté vált berendezés és eljárás továbbfejlesztése és annak hátrányainak kiküszöbölése. A jelen találmánnyal a korábbi csupán csőkígyós fűtési megoldás helyett egy alapvetően új és hatékonyabb reaktorfűtési megoldást és ezzel együtt egy új hőkezelési eljárást fejlesztettünk ki.

A találmányi gondolat azon a felismerésen alapul, hogy a közvetlen fűtéssel egyrészt hatékonyabb hőáta65 dás valósítható meg, másrészt a fűtőgáznak vagy túlhe-23

HU 203 406 Β vített gőznek a széntartalmú anyaggal való közvetlen érintkezésével a kémiai reakciós folyamat és a termikus átalakulás lényegesen meggyorsítható. Szemben az eddig ismert fűtési eljárásokkal (pl. villamos fűtőtest, csőköteg vagy csőkígyó elhelyezése a rcaktorövek alatt), a jelen találmány szerinti megoldásban a befecskendezett forró fűtőgáz vagy túlhevített gőz közvetlenül részt vesz a reakciós folyamatban. A gáz vagy gőzt perforált felületen keresztül juttatjuk a reaktor terébe, ahol abból a hőátadás során nedvesség csapódik le. Ezt a széntartalmú anyagból kiváló nedvességgel együtt összegyűjtjük és levezetjük, a lehűlt gáznemű összetevőt pedig a felszabadult illó gázokkal együtt vezetjük ki a nyomástartó edény felső részén.

Mivel a kivezetett gáz még jelentős hőtartalommal rendelkezik, előhevítéssel vagy anélkül is alkalmas az előhevítő tér melegítésére. Magasabb hőmérsékletre hevítve pedig a reakciótér fűtésére használhatjuk fel a reaktorból távozó gázt megfelelő szűrés és kondenzálás után. így a reakciós folyamat során termelődött gáz a fűtőgázzal együtt egy recirkulációs fűtési folyamatba kerül be. Továbbá a gáznemű anyaggal történő közvetlen hőátadás a termikus hőátadás a termikus átalakítás részét is képezi, meggyorsítja a kémiai reakciót.

Természetesen nincs kizárva bármely ismert kiegészítő fűtőeszköz további alkalmazása sem a reaktortérben, pl. villamos fűtőelem, csőkígyó stb.

A kitűzött célnak megfelelően a találmány szerinti összetett reaktor szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére - amelynek egy reaktorteret körülvevő nyomástartó edénye van, a nyomástartó edényben egymás felett elhelyezkedő gyűrű alakú rcaktorövek vannak, minden egyes reakloröv felett a széntartalmú anyagnak sugárirányban váltakozva befelé és kifelé történő továbbítását, valamint lefelé juttatását elősegítő keverőkarok és keverőfogak vannak, a keverőkarok függőleges forgó tengelyen vannak rögzítve, a nyomástartó edény fedelén a nedves vagy az előhevített széntartalmú anyagot a reaktortérbe bevezető, beömlőnyílások és az anyag haladásával ellentétesen felfelé áramló gázok távozására szolgáló kiömlőnyílások vannak, a nyomástartó edény feneke pedig termékürítő nyílással van ellátva, a nyomástartó edényben a hőkezelés elősegítésére a reakciótér felett közvetlenül egy előhevítő tér van vagy a különálló nyomástartó edényként szolgáló reakciótérhez egy előhevítő ferdekamra van csatlakoztatva, a reakciótérrel közös nyomástartó edényben lévő előhevítő tér kifelé lejtő gyűrű alakú reaktorövekkel, keverőkarokkal és keverőfogakkal rendelkezik míg az előhevítő ferdekamrában szállítócsiga van, a ferdekamra felső vége a reakciótér beömlőnyílásával van összekötve, a reakciótérben az egyes reaktorövek környezetében a betáplált és a reaktorövek felületén elhelyezkedő anyag fűtésére és termikus átalakításának elősegítésére fűtőberendezések pl. villamos fűtőelem vagy hőcserélő csőköteg, csőkígyó vagy pedig más hőátadó felület van - oly módon van kialakítva, hogy a reakciótérben lévő reaktorövek felső felületének legalább egy része perforált felület, a perforált felületek szegmens alakban vannak elhelyezve, minden szegmenshez egy külső gyűrű alakú perem és egy belső ugyancsak gyűrű alakú perem tartozik, minden szegmensnél a belső perem, a külső perem, egy alsó fal, valamint egy felső perforált fal egy-egy kamrát alkot, az alsó falhoz sűrített fűtőgázt a kamrába bevezető beömlőcső csatlakozik, az egyes kamrák beömlőcsövei pedig előnyösen gyűrű alakú gyűjtőcsővel vannak összekötve.

A találmány szerinti berendezés további ismérve, hogy a gyüjtőcsövek a reaktorövek alatt vannak elhelyezve és a nyomástartó edény hengeres oldalfalán keresztül vezetett, a fűtőgázt a reakciótérbe juttató beömlőcsőhöz vannak csatlakoztatva.

Egy másik ismérv szerint a reaktorövben lévő perforált felső fal aljához illeszkedően a széntartalmú anyag kamrába jutását meggátoló porózus szerkezetű fémszita van.

A szita alsó oldalán, előnyösen szemben a beömlőcsővel a fűtőgáz eloszlását elősegítő terelőlap van, a szegmensek felső falai pedig az alsó reaktorövre irányuló anyagáramlást elősegítő nyílásokkal vannak ellátva.

A találmány szerinti berendezés célszerű kiviteli alakjánál a szegmensek külső gyűrű alakú pereme, külső széle mentén a szegmenset a reaktor belső falához rögzítő horonnyal van kialakítva.

A találmány szerinti eljárás szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére az előzőekben ismertetett berendezéssel megvalósítva, ahol

- a nyomás alatt kezelendő nedves, széntartalmú anyagot előhevítő térbe vagy előhevítő ferdekamrába juttatjuk és a reakciógázokkal való ellenáramú hőátadó érintkeztetés útján 90 ’C és260 ’C közötti hőmérsékletre előhevítjük;

- az előhevítő térben gravitációs úton lefelé haladó vagy az előhevítő ferdekamrában lévő szállítócsigával továbbítjuk az anyagot, miközben nyomás alatt eltávolítjuk belőle a nedvességet, majd

- az előhevített anyagot egy nyomástartó edénybe juttatjuk, ahol a reakciótér legfelső reaktorövén az anyagot eloszlatjuk, innen lépcsőzetesen mindig az alatta lévő reaktorövre juttatjuk és ezalatt keverőkarokkal is mozgatjuk, eközben

- az anyagot megemelt hőmérsékletre hevítjük és a benne lévő illó anyagokat elpárologtatjuk, végül

- az illó anyagot a nyomástartó edényen keresztül ellenáramban a széntartalmú anyaggal felfelé áramoltatjuk és visszavezetjük az előhevítő térbe vagy az előhevítő ferdekamrába a szilárd terméket pedig nyomás alatt alul eltávolítjuk, azon alapul, hogy a széntartalmú előhevített anyagot a reakciótérben 200 *C és 650 *C közötti hőmérsékletre hevítjük mialatt 2,07 Mpa és 20,7 Mpa között megválasztott nyomásértéken tartjuk úgy, hogy az anyag felmelegítésére szolgáló fűtőgázt vagy túltelített gőzt a perforált felülettel rendelkező kamrákba fecskendezzük, ahol a fűtőgázt vagy túltelített gőzt a reaktoröveken lévő anyaggal hőátadó érintkezésbe hozzuk, a reaktorövek valamelyikén azt megemelt hőmérsékletre hevítjük és annyi ideig ott tartjuk, míg a széntartalmú anyagban lévő illó anyagokat elpárologtatjuk és végül reakciógázok, valamint szilárd reakciótermékek keletkeznek.

A találmány szerinti eljárás alapján az előhevítő térben és a reakciótérben a nyomást 4,14 Mpa és 10,35 Mpa közötti értéken tartjuk. A perforált felületre befecskendezett fűtőgáz vagy a túlhevített gőz nyomását legalább 0,07 Mpa értékkel a reaktortérben uralkodó nyomás fölé növeljük és hőmérsékletét pedig 593 ’C és 621 ’C közötti értékre emeljük.

Végül a szilárd reakcióterméket a reaktortérből való ürítés előtt legalább 260 ’C hőmérséklet alá, előnyösen 95 ’C alá hűtjük.

HU 203 406 Β

A találmányt az alábbiakban célszerű, példaképpeni kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábra egy találmány szerinti összetett reaktor függőleges metszete, a

2. ábra az 1. ábra szerinti reaktor vízszintes metszete olyan síkban, melyben látható a perforált hőcserélők elhelyezése, a

3. ábra a 2. ábra szerinti gyűrű alakú reaktoröv részleges függőleges metszete, melynek perforált felső felülete a folyékony közeggel érintkezik, a

4. ábra a reaktor vázlatos folyamatábrája, a széntartalmú anyagok hőkezelésével járó különböző anyagáramokat feltüntetve, s végül az

5. ábra a jelen találmány egy másik kiviteli alakja szerinti, a reaktorból elválasztott előhevítő és szárító fokozattal ellátott összetett reaktor egy részének oldalirányú résznézet - részmetszete.

Az 1-3. ábrából látható, hogy a találmány egyik kiviteli alakja szerinti reaktor egy 10 nyomástartó edényből áll. A 10 nyomástartó edény domborított 12 fedélből, hengeres 14 középrészből és domborított 16 fenékből áll, amelyeket a gyűrű alakú 18 karimák gáztömören fognak össze. A reaktort egy sor 20 láb tartja lényegében álló helyzetben. A lábak a 10 nyomástartó edény középrészének alsó 18 karimájához csatlakozó 22 talpalthoz kapcsolódnak. A domború 12 fedélen van egy karimás 24 beömlőnyílás amelyen keresztül a részecskékből álló, nedves széntartalmú alapanyagot bejuttatjuk a reaktor belsejébe. A 24 beömlőnyílás közelében lévő gyűrű alakú 26 terelőlap a belépő alapanyagot a reaktorkamra kerülete felé irányítja. A 12 fedél 24 beömlőnyílással ellentétes részén levő karimás 28 kiömlőnyíláson keresztül a reakciógázok nyomás alatt távoznak a reakciótélből, melyek módját a későbbiekben részletesen ismertetjük. A 12 fedél közepén, belül egy lefelé álló, gyűrű alakú 30 agy van. A 30 agyban lévő 32 csapágyban elforgathatóan van ágyazva a forgó 34 tengely felső vége.

A 34 tengely központosán megy át a reaktor belsején, és alsó vége elforgathatóan van ágyazva a 38 csapágyban és a folyadékzáró 40 tömítésben. A 38 csapágy és a 40 tömítés a 16 fenéken kialakított, gyűrű alakú 36 agyban helyezkedik el. A forgó 34 tengely külső, kiálló végén egy vállas 42 tengelycsonk van, amely a 46 csapágyházba szerelt 44 talpcsapágyra fekszik fel.

A 34 tengelyen van rögzítve, illetve abból radiálisán kiáll egy sor, radiálisán elhelyezkedő 48 keverőkar. A 48 keverőkarok a 34 tengely mentén függőlegesen egymástól azonos távolságban vannak. Általában két, három vagy négy 48 keverőkart alkalmazhatunk a 112 előhevítő vagy szárító térben és legfeljebb hat 48 keverőkart a 114 rcakciótérben. A tipikus elrendezésben minden szinten négy egymással közelítőleg 90* szöget bezáró 48 keverőkart rögzítünk a 34 tengelyhez. A 48 keverőkarok alsó oldalához több, ferdén elhelyezkedő 50 keverőfog van rögzítve. Ezek szöghelyzete olyan, hogy a nyersanyagot a 34 tengely forgásakor a 64 reakcióövek mentén radiálisán befelé és kifelé továbbítják.

A 34 tengelyt és a rajta lévő szerelt 48 keverőkarokat az 52 motor forgatja. A motor egy állítható 54 alapzaton van. Az 52 motor kimenő tengelyén lévő hajtó 56 kúpkerék állandó kapcsolatban van a 34 tengely alsó végén rögzített, hajtott 58 kúpkerékkel. Előnyös, ha az 52 motor változtatható fordulatszámú, és így a 34 tengely forgási sebességét is szabályozni lehet.

A reaktor hőmérsékletének változásai következtében a 34 tengely hosszirányban megnyúlik és összehúződik, amiatt a 34 tengelyből kinyúló 48 keverókarok függőleges helyzete változik. Ezeknek a változásoknak a kiegyenlítése végett az 54 alapzat és a 34 tengely kinyúló vége állítható 60 emelőrudakon nyugszik. A kapcsolódó hidraulikus 62 munkahenger révén az 54 alapzat magasságát úgy változtathatjuk, hogy az 50 keverőfogak a 64 reaktorövek felső felületeihez képest megfelelő helyzetben legyenek.

Az 1. ábra szerinti kiviteli alaknál a reaktor belseje egy felső, 112 előhevítő térre vagy víztelenítő térre és egy alsó 114 reakciótérre oszlik. A 112 előhevítő tér számos egymás fölötti, ferde gyűrű alakú, 64 reaktorövből áll, melyek lefelé a 114 reakciótér kerülete felé lejtenek. A felső 112 előhevítő térnek van egy henger alakú 66 bélése, ami a 14 középrész falához képest sugárirányban belül helyezkedik el. Ehhez a 66 béléshez vannak rögzítve a ferde 64 reaktorövek. A 66 bélés a legfelső részén van egy kifelé ferde 68 bélésrész, ami megakadályozza, hogy széntartalmú alapanyag kerüljön a 66 bélés és a 14 középrész fala közötti gyűrű alakú térbe. Mintezaz 1. ábrán látható, a legfelső 64 reaktoröv kerületén a 66 béléshez kapcsolódik és felfelé, befelé a 34 tengely felé irányul. A 64 reaktoröv egy lefelé álló, kör alakú 70 terelőlapban végződik. A 70 terelőlap egy gyűrű alakú surrantót határol, amelyen át a nyersanyag lefelé, a következő gyűrű alakú 64 reaktoröv belső részére jut. A legfelső 64 reaktoröv alatti, lefelé lejtő gyűrű alakú 64 reaktorövet 72 konzolok tartják, és a 66 béléshez rögzítik. A 72 konzolok egymástól azonos szögben helyezkednek el. A második gyűrű alakú 64 reaktorövön, kerülete mentén körben számos 73 nyílás van, amelyeken át az alapanyag lépcsőzetesen a lefelé következő 64 reaktorövre jut. A leüt elrendezés szerint a nedves, széntartalmú alapanyag a 24 beömlőnyüáson bejut, a 26 terelőlap a legfelső 64 reaktoröv külső kerületéhez irányítja és ezután az 50 keverőfogak felfelé és befelé, a kör alakú 70 terelőlap feletti helyzetbe továbbítják és innen leesik lefelé, a következő 64 reaktorövre. A felülről második 64 reaktorövön lévő 50 keverőfogak az alapanyagot a 64 reaktoröv felső felülete mentén lefelé és kifelé továbbítják, majd az alapanyag a 64 reaktoröv kerületén lévő 73 nyílásokon át kiürül. Az alapanyag tovább halad lefelé, váltakozva befelé és kifelé mozogva, amint ezt az 1. ábrán a nyilak mutatják, végül az alsó 114 reaktortérbe ürül.

Az alapanyag lefelé haladó lépcsőzetes mozgása közben érintkezik a felhevített reakciógázok felfelé haladó, ellenirányú áramával. A reakciógázok az anyagot általában kb. 90 *C és kb. 260 *C (200 Έ és 500 *F) közötti hőmérsékletre hevítik fel. Az alapanyag és a felfelé áramló reakciógázok közötti jó érintkezés létrehozása végett gyűrű alakú 71 terelőlapokat helyezünk el közvetlenül a 48 keverőkarok felett, hogy a forró reakciógázáramot közvetlenül a gyűrű alakú 64 reaktorövek felső felületének közelébe irányítsák és az azokon levő alapanyaggal hőcserélő kapcsolatba jussanak. Az alapanyag előhevítése részben a reakciógáz kondenzálható részeinek, így a gőznek a beérkező hideg alapanyag felületén való lecsapódása, részben közvetlen hőcsere útján következik be. A lecsapódott folyadék és a beérkező alapanyagban lévő, a vegyileg kötött és most sza-4Ί

HU 203 406 Β baddá vált víz a ferde 64 reaktorövek mentén lefelé és kifelé lecsepeg és eltávozik a 64 reaktorövek kerületén. A 64 reaktorövek legkülső végeit a kör alakú 66 béléssel egy gyűrű alakú 74 csatorna köti össze, amelynek bemeneti vége felett egy 76 szita, például Johnson-rendszerű szila van. A bemeneti véget folyamatosan törli egy kaparóelem vagy 77 drótkefe, ami a szomszédos keverőkaron lévő legkülső 55 keverőfogón van elhelyezve. A gyűrű alakú 74 csatornák össze vannak kötve a 66 bélés és a 14 középrész fala közötti gyűrű alakú térben lévő 78 levezetőcsövekkel. A folyadék az 1. ábrán látható 80 elvezetőn át távozik a reakcióedényből.

A112 előhevítő téren át felfelé haladó és lehűlt reakciógázok végül a karimás 28 kiömlőnyíláson át távoznak a 10 nyomástartó edény 12 fedeléből.

Az előhevített és részben víztelenített alapanyag az előhevítő tér legalsó övéből és folytonosan szabályozott, megnövelt nyomás alatt lévő 114 reakciótér legfelső gyűrű alakú 82 reaktorövébe jut és itt tovább hevítjük kb. 200 ’C (400 ’F) és kb. 650 ’C (1200 ’F) közötti vagy ennél magasabb hőmérsékletre. A114 reakciótélben lévő, gyűrű alakú 82 reaktorövek lényegében vízszintesek. Minden második 82 reaktoröv kerületénél lényegében tömítetten csatlakozik a 14 középrész belső falán lévő körhenger alakú, tűzálló 84 béléshez. A 48 keveiőkarokon lévő 50 keverőfogak a 114 reakciótérben hasonlóképpen mozgatják az anyagot, a 114 reakciótéren át, lépcsőzetes módon, mint ezt az 1. ábrán a nyilak mutatják. A lényegében nedvességmentes és termikusán feltárt, szilárd reakciótennék a legalsó 82 reaktoröv közepén a kúp alakú 86 surrantóba ürül és a karimás 88 termékürítő nyíláson át távozik a 10 nyomástartó edényből.

A 10 nyomástartó edény hőveszteségének további csökkentése végett a hengeres részben és a 16 fenéken külső 90 szigetelőréteg van. A 90 szigetelőréteg bármilyen ismert típusú lehet. A középrészt célszerű továbbá egy külső 92 héjjal ellátni, ami védi az alatta levő 90 szigetelőréteget.

Az alapanyag 114 reakciótérben történő hevítése a jelen találmány egy továbbfejlesztett kiviteli alakja szerint fonó folyadék vagy hevített gáz 82 reaktorövekbe való befecskendezésével történik. A felhevített gáz vagy túlhevített gőz olyan hőmennyiséget kell, hogy tartalmazzon, ami elegendő az alapanyag kívánt hőmérsékletre való felhevítésére. Példaképpen a forró gáz tartalmazhat túlhevített gőzt, amely a reaktor 28 kiömlőnyílásán eltávozó gázok elégetéséből származik. Előnyösen a forró gáz tartalmaz legalább részben a reaktorból eltávozó gázokat, melyek nyomását és hőmérsékletét kismértékben a 114 reakciótérben uralkodó nyomás és hőmérséklet fölé emelik és a 114 reakciótérben a 82 reaktoröveken elhelyezkedő alapanyaghoz vezetik. A reaktorból eltávozó gázt normál esetben további eljárásnak vetik alá a kondenzálódó szerves anyagok eltávolítása céljából, a nedves részektől megszűrik és alkalmas hőcserélőben, kb. 650 *C (1200 ’F) hőmérsékletre vagy annál magasabbra hevítik. Általában a reaktortérbe injektált felhevített gáz hőmérséklete kb. 593 ‘C-621 *C (1100-1150 *F) közötti, ami biztosítja a 114 reakciótér 82 reaktoröveiben lévő nyersanyag kb. 426 ’C (800 ’F) feletti álékre való hevítését. A forró gáz nyomását általában kismértékben a reaktortérben levő nyomás értékét meghaladóra választják meg, mely nyomáskülönbség előnyösen kb. 0,07 Mpa (10 psi) értékű. A termelt gáz újrahevítése, vagy a gőz tálhevítése történhet a megtermelt gáz egy részének hasznosításával. A recirkulált gáz alkalmazása előnyösebb a tálhevített gőznél, ugyanis a túlhevített gőzből a reaktor 112 előhevítő térben kondenzátum csapódik le, amelyet el kell vezetni, míg a recirkulált gázban csak minimális a kondenzátum.

Látható tehát, hogy az alapanyag reaktortéren belüli hevítésére kiegészítő fűtőeszköz, úgymint villamos fűtőelem, hőcserélő csőköteg vagy hasonló szükséges. Az 1. ábrán látható találmány szerinti kiviteli alaknál egy kiegészítő csavarvonal alakú 94 csőköteg látható, mely a tűzálló 84 bélés belső fala mellett halad, és karimás 98 beömlőnyíláshoz és karimás 100 kiömlőnyíláshoz kapcsolódik a folyadékkal, úgymint széndioxiddal vagy hasonlóval való külső hőátszármaztatás céljából. Szokás szerint ilyen kiegészítő hőközlő eszköz használatára nincs szükség, ha a 82 reaktorövekbe befecskendezett fűtőfolyadék mennyisége és hőmérséklete elegendő a bennük levő alapanyag hőmérsékletének optimális szabályozására.

A találmány szerinti összetett reaktor egy előnyös kiviteli alakjánál a 114 reakciótér 82 reaktórövei hat darab 60*-os körcikk alakú 95 szegmensből állnak. Mint a 2. és 3. ábrán jól látható, mindegyik 95 szegmens egy külső gyűrű alakú 96 peremet tartalmaz, melyhez felfelé mutató gyűrű alakú 97 karima tartozik, amihez hegesztéssel egy 99 pajzs van rögzítve. Mindegyik 95 szegmens belső részét egy gyűrű alakú 101 perem képezi, melyhez egy felső perforált 102 fal és egy alsó 103 fal van hegesztve, melyek egy 104 kamrát zárnak közre. Mint a 2. ábrán látható, a felső 102 fal perforált része csak a 95 szegmens felületének egy részére terjed ki. A perforált 102 fal felülete alatt egy porózus fém 105 szita van, ami azt hivatott megakadályozni, hogy a 82 reaktoröv felső felületén elhelyezett alapanyag beessen a 104 kamrába. Az alsó 103 falhoz egy 106 beömlőcső csatlakozik, mely a sűrített fűtőgázt vezeti a 104 kamra belsejébe. Mindegyik 95 szegmens el van látva egy 106 beömlőcsővel, melyek egy gyűrű alakú 107 gyűjtőcsövön át az 1. ábrán látható karimás 108 beömlőcsőhöz csatlakoznak. Előnyösen a porózus 105 szita alsó oldalához egy 109 terelőlap van rögzítve a 106 beömlőcsővel szemben, hogy biztosítsa a beömlő gáz eloszlását a felső 102 falon. Váltakozva a 82 reaktorövek 95 szegmenseinek felső 102 falai előnyösen 113 nyílásokkal vannak ellátva, melyek lehetővé teszik, hogy az alapanyag azokon átesve az alatta levő 82 reaktorövre kerüljön. Azok a 82 reaktorövek, amelyeken az anyagáramlás radiálisán befelé történik nem szükséges, hogy tartalmazzanak ilyen 113 nyílásokat, mivel ezekről a nyersanyag a 82 reaktoröv belső 101 peremén át kerül alulra. Mint a 2. ábrán látható, a külső gyűrű alakú 96 perem előnyösen el van látva egy a külső széle menti 115 horonnyal, ami együttműködik a reaktor belső fala menti függőleges oszlopokkal abból a célból, hogy mindegyik 95 szegmensét rögzítse megfelelő helyzetében.

Noha az alsó 82 reaktorövek lényegében vízszintes helyzetűek, konstrukciós megfontolásból előnyös felfelé kissé elhajlóan kúposra készíteni őket, mivel így nagyobb szilárdság és merevség biztosítható.

A4. ábrán vázolt folyamatábra szerint a nedves széntartalmú alapanyagot a 110 tárolótartályból a 111 nyomászáró zsilipen keresztül nyomás alatt a 10 nyomástartó edény 24 beömlőnyílásába vezetjük. A nedves alapanyag a felső 112 előhevítő térben lefelé halad az előző5

HU 203 406 Β ekben leírt módon és a felfelé haladó forró gázzal való hőcserélő kapcsolatban előmelegszik kb. 93 ‘C-260 ’C (200 ‘F-500 *F) közötti hőmérsékletre. Ezután, az előhevített és részben víztelenített anyag lefelé, a reaktor alsó 114 reakcióterébe kerül, ahol felmelegszik kb. 200 ’C-650 ’C (400 T-1200 *F) hőmérsékletre miközben ellenőrzött pirolízis lejátszódása mellett elpárolog lényegében az összes maradó nedvesség, az illő szerves anyagok és a pirolízis reakciótermékei. A reaktoron belüli nyomás kb. 2,07-20,7 Mpa (300-300 psi) értékűre van megválasztva, a betáplált alapanyag fajtájától, és a reakcióval elérni kívánt reakciótermék tulajdonságaitól függően. A reaktor 112 előhevítő terében és 114reakciótérben a gyűrű alakú 64 és 82 reaktorövek száma úgy van megválasztva, hogy a reaktortérben az anyag hőkezelése közben a tartózkodási idő 1 perctől 1 óráig, vagy még hosszabb ideig biztosítható legyen. A hőkezelt szilárd reakciótermék a reaktor fenekén levő 88 termékürítő nyíláson távozik, és egy 116 hűtőben további hűtésre •kerül, míg hőmérséklete annyira lecsökken, hogy atmoszférikus viszonyok közé kerülve nem gyullad meg, vagy egyéb nem kívánt hatás nem éri. Általában a szilárd reakciótennék lehűtése kb. 260 *C (500 *F)-nál kisebb és még általánosabban kb. 150 *C (300 *F)-nál kisebb hőmérsékletre elegendő. A 88 termékürítő nyílás ürítő vezetékébe szintén be van építve egy 118 nyomászáró zsilip, amelyen a reakciótennék úgy halad át, hogy a reaktorban ne lépjen fel nyomásveszteség.

A lehűlt gázok, melyek az alapanyagból elillant anyagok és a reaktortérbe befecskendezett forró gázok keveréke, a reaktor felső végéből a karimás 28 kiömlőnyíláson 120 nyomáscsökkentő szelepen keresztül egy 122 kondenzátorba kerülnek. A 122 kondenzátorban a gáz szerves és kondenzálódó részei lecsapódnak, és eltávolíthatók. A gáz nem kondenzálódó része, ideértve a termékgázt is, távozik és felhasználható a reaktor fűtésére. Hasonlóképpen, a reaktorból a 112 előhevítő térben összegyűlt folyékony rész is egy alkalmas 124 nyomáscsökkentő szelepen át távozik, mint szennyvíz. A szennyvíz gyakran értékes oldott szerves alkotókat tartalmaz és ezek kinyerése végett további feldolgozásra kerülhet. Egy másik megoldásban az oldott szerves alkotókat tartalmazó szennyvizet közvetlenül felhasználjuk vizes zagy képzésére, ami tartalmazza az aprítou szilárd reakciótermék részeit Ezzel könnyebbé tesszük a reakciótermék elszállítását a reaktortól távoli helyre.

A4. ábra szerint a lehűlt reakciógázok a 122 kondenzátorból egy 130 kompresszorhoz jutnak, ami egy 132 előmelegítőn keresztül a kívánt hőmérsékleten és a reaktorban uralkodónál kissé nagyobb nyomáson a 107 gyűjtőcső karimás 106 beömlőcsöveihez továbbítja azokat Innen kerülnek a 114 reakciótér perforált 82 reakcióöveibe való befecskendezésre. Az alapanyag minőségétől függően a reakciógáz teljes - vagy részmennyisége kerül a fűtésnél felhasználásra. A cirkuláló gázkészlet feltöltődése után a teljes reakciógáz mennyisége felhasználható a túlhevítőben tüzelőanyag forrásként Ebből a szempontból a 112 előhevítő térből eltávolított szennyvíz teljes- vagy részmennyisége felhasználható a reaktortérbe befecskendezhető túlhevített gőz képzésére.

A folyamatába (84. ábra) a leírtakon kívül ábrázolja a kisegítő fűtőrendszert is, amely a folyékony hőátadó közegeta 114 reakciótérben levő kerületi hőcserélőkben keringteti. Mint látható, a kerületi hőcserélő rend6 szerben van egy 126 szivattyú, ami a hőátadó folyadékot egy hőcserélőn vagy 128 tüzelőberendezésen át keringteti, ahol a folyadék újra felmelegszik és a 114 reakciótérben lévő 94 csőkötegbe kerül.

Az előzőekben bemutatott és leírt reaktor és eljárás kiválóan alkalmas a korábban leüt típusú - nyers állapotukban általában viszonylag nagy nedvességtartalommal jellemezhető - széntartalmú anyagoknak vagy ezek keverékeinek kezelésére. A „széntartalmú anyag” kifejezésen a jelen szabadalmi leírásban szénben gazdag anyagokat értünk, amelyek lehetnek mind a természetben előforduló anyagok, mind pedig mezőgazdasági és erdészeti műveletek során keletkezett hulladékok, amelyeket a bevezetőben részletesen ismertettünk. Ezeknek az anyagoknak a nedvességtartalma 50 tömegszázalék alatti kell, hogy legyen és tipikusan kb. 25 tömegszázalék.

Belátható, hogy a reaktor egyes tereiben előállított hőmérséklet, az alkalmazott nyomás, valamint az egyes zónákon belüli tartózkodási idő változtatható a cellulóztartalmú anyag szükséges termikus feltárása és/vagy kémiai átalakulása érdekében attól függően, hogy milyen az alapanyag nedvességtartalma, általánosan kémiai szerkezete és széntartalma, valamint milyenek az előirányzott reakciótermék kívánt jellemzői. Eszerint az összetett reaktor 112 előmelegítő terét úgy szabályozhatjuk, hogy a szobahőmérsékletű alapanyag hőmérséklete kb. 90 ’C (200 ’F) és kb. 260 ’C (500 ’F) közötti értékűre emelkedjen, mely ezután belépve a 114 reakciótérbe tovább hevüljön kb. 650 ’C (1200 ’F) hőmérsékletre, vagy még magasabb értékre. A reaktoron belüli nyomás ugyancsak változtatható kb. 2,07 Mpa (3000 psi) és kb. 20,7 Mpa (3000 psi) közötti értéken, miközben tipikusan kb. 4,14 Mpa (600 psi) és kb. 10,35 Mpa (1500 psi) közötti értéken tartjuk.

A találmány szerinti berendezés másik előnyös kiviteli alakjánál, ami az 5. ábrán látható, az előhevítő rész egy 134 ferdekamra, amelynek a felső kimeneti végét a 136 karima köti össze a 114 reakcióteret képező, 140 összetett reaktor karimás 138 beömlőnyílásával. A 134 ferdekamra alsó végén van egy 142 beömlőnyüás, amelyen keresztül a nedves széntartalmú anyag belép és innen egy adagolócsigán vagy 144 zsilipes tartályon át, nyomás alatt a 134 ferdekamra alsó végébejut. Á széntartalmú anyagot nyomás alatt a 134 ferdekamrán át az ennek hosszában elhelyezkedő 146 szállítócsiga felfelé szállítja. A146 szállítócsiga felső vége a 134 ferdekamra felső végéhez csavarozott 148 zárósapkában, alsó vége pedig a 150 tömítőcsapágyban van csapágyazva. A 150 tömítőcsapágy egy karimára van szerelve, amely a 134 ferdekamra alsó végére van csavarozva. A 146 szállítócsiga kiálló tengely végét a 152 tengelykapcsoló kapcsolja össze a változtatható sebességű 154 villamos motorral.

A 134 ferdekamra felső végén van egy karimás 156 kiömlőnyílás, ami hasadótárcsával vagy más alkalmas nyomáselengedő szeleppel van ellátva, hogy az előre beállított nyomásszint túllépése esetén a nyomást a reaktorrendszerből elengedje. A 134 ferdekamra alsó részén van egy másik, karimás 158 kiömlőnyílás, amihez a 134 ferdekamra falában egy alkalmas perforált szita, pl. egy Johnson-rendszerű szita csatlakozik. A nem lecsapatható gázok ezen a szitán át távoznak a rendszerből. A karimás 158 kiömlőnyíláshoz a 4. ábra szerinti elrendezésben kapcsolódik a 120 nyomáscsökkentő

-611

HU 203 406 Β szelep, ami a termékgázt kezelő és hasznosító rendszerhez vezet

A134 ferdekamráhan felfelé továbbított széntartalmú anyagot a 140 összetett reaktorból a karimás 138 beömlőnyíláson át kiáramló reakciógázok ellenáramban előhevítik és részben víztelenítik. Ugyanúgy, mint az 1. ábra kapcsán leírt kiviteli alaknál, az alapanyagot részben a reakciógáz kondenzálható részeinek, így a gőznek a beérkező hideg nyersanyag felületein való lecsapódása, részben a közvetlen hócsere hevíti elő. Az alapanyagot általában kb. 90 ’C (200 ’F) és kb. 260 ’C (500 ’F) közötti hőmérsékletre hevítjük elő. A 134 ferdekamrában lévő széntartalmú anyag előhevítése és tömörítése során lecsapódott folyadékok és a felszabadult, kémiailag kötött víz lecsepeg és a ferdekamra alsó részéből a 160 nyíláson át távozik, ami a 4. ábra kapcsán korábban leírt módon alkalmas 124 nyomáscsökkentő szeleppel van ellátva, amin át szennyvízkezelés és hasznosítás végett távozik. A 134 ferdekamra falán a 160 nyílás közelében alkalmas perforált szita, pl. egy Johnsonrendszerű szita van, hogy minimálisra csökkentsük az anyag szilárd részének távozását.

Az 5. ábrán bemutatott 140 összetett reaktor felépítése hasonló az 1. ábrán látható reaktor felépítéséhez. A különbség abban áll, hogy itt a reaktor belseje egy reakcióteret határol és nincsenek benne olyan ferde 64 reaktorövek, mint az 1. ábra szerinti reaktor felső, 112 előhevítő részében. A 140 összetett reaktor hasonló szerkezetű és van egy domborított 162 fedele, amit a gyűrű alakú 166 karimák gáztömören kötnek össze a körhenger alakú 164 középrésszel. A domborított 162 fedél közepén egy gyűrű alakú 168 agy van kialakítva a 170 csapágy számára. A 170 csapágyban forog a 172 tengely felső vége. A tengely hordoz egy sor 174 keverőkart az 1. ábra kapcsán korábban leírt elrendezés szerint. Mindegyik 174 keverőkaron egy sor, ferdén elhelyezett 176 keverőfog van, amelyek az anyagot radiálisán befelé és kifelé továbbítják több, függőlegesen egymás fölött lévő 178 reaktorövön keresztül.

A korábbi elrendezéssel megegyezőig az előhevített és részben víztelenített alapanyag a 134 ferdekamra felső végéből a reaktorba jut a karimás 138 beömlőnyíláson át, amihez az alapanyagnak a legfelső 178 reaktorövön való terítése végett egy 180 surrantó csatlakozik. A174 keverőkarok forgása következtében az alapanyag lépcsőzetesen, váltakozó módon, a korábban leírtak és az 5. ábrán lévő nyilak szerint halad lefelé. Minthogy a 140 összetett reaktor alsó része lényegében azonos az 1. ábra szerinti reaktor alsó részével, ezért ennek ábrázolásától eltekintettünk. Az 1. ábra szerinti hajtási elrendezést és tartószerkezetet a 140 összetett reaktor tartására megfelelően lehet alkalmazni.

Ugyanúgy, mint az 1. ábrán látható elrendezésnél, az

5. ábra szerinti 140 összetett reaktornak is van egy henger alakú 182 bélése. Ez a 182 bélés képezi a reakciótér belső falát. A 164 középrész fala és a 182 bélés között van egy külső 184 szigetelőréteg. Hasonlóképpen a fal és a 162 domborított fedél külső felületét is el lehet látni egy 186 .szigetelőréteggel a hőveszteség csökkentése érdekében.

Az 5. ábra szerinti kiviteli alaknál a 178 reaktorövek hasonló kialakításúak, mint az 1. ábrán ismertetett megoldásnál, és részletesebben ez a 2. és 3. ábrákon látható. Az alapanyag 114 reakciótéren belüli fűtése forró gázok szabályozott hőmérsékletű és nyomású közvetlen befecskendezésével történik, mely kiegészíthető egyéb fűtőeszközzel, mint pl. az 1. ábrán vázolt csavarvonalszerű 94 csőköteggel.

Huzamos működés során az 1. és 5. ábrán látható reaktorok belső felületein nem kívánatos módon kátrány és más anyagok halmozódhatnak fel. Ilyen esetben a reaktor belsejét úgy tisztíthatjuk meg, hogy az anyag adagolását beszüntetjük és ezután, hogy az utolsó termék elhagyta a 88 termékürítő nyílást, levegőt vezetünk a reaktor belsejébe, ami oxidálja és eltávolítja a felhalmozódott szénanyagú lerakódásokat.

Az 5. ábra szerinti elrendezésben a 140 összetett reaktort előnyös módon elláthatjuk egy karimás 194 kiömlőnyílással is a reaktor domborított 162 fedél részén. Ez a kiömlőnyílás a 134 ferdekamra 156 kiömlőnyílásához hasonlóan egy alkalmas hasadótárcsához vagy nyomáselengedő rendszerhez csatlakozhat

Az 5. ábra szerinti reaktorelrendezés működési feltételei lényegében hasonlóak az 1. ábra kapcsán leírt reaktor korábban leírt működési feltételeihez, amelyek szerint feltárt kémiailag átalakított, részlegesen pirolizált terméket állítunk elő.

Az 5. ábrán ismertetett kiviteli alak szerinti összetett reaktorban a nedves fa alapanyag feltárása a kővetkezőképpen történik. A nedves alapanyag a 142 beömlőnyíláson lép be kb. 15 *C (60 *F) hőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson (5. ábra). A nedves alapanyag áthalad a 144 zsilipes tartályon és kb. 5,61 Mpa (815 psi) nyomáson és kb. 18 *C (65 *F) hőmérsékleten belép a 134 ferdekamra alsó végébe. A betáplált anyag a 146 szállítócsiga segítségével a 140 összetett reaktorban termelt gázokkal ellenáramban halad felfelé a 134 ferdekamrában. Az előmelegített anyag kb. 200 ‘C (400 *F) hőmérsékleten és kb. 5,64 Mpa (820 psi) nyomáson kerül a reaktor 138 beömlőnyílásába. A reakciógáz kb. 75 *C (170 ’F) hőmérsékleten és kb. 5,61 Mpa (815 psi) nyomáson távozik a 134 ferdekamra karimás 158 kiömlőnyflásán, míg a szennyvíz a lecsapoló 160 nyíláson keresztül kb. 200 ’C (400 *F) hőmérsékleten és kb. 5,61 Mpa (815 psi) nyomáson jut ki a rendszerből.

Az előmelegített anyag forró gázok befecskendezése folytán tovább hévül a 140 összetett reaktorban az üzemszerű kb. 400 ’C (750 *F) hőmérsékletig, miközben lépcsőzetesen lefelé halad. A reakciógázok felfelé szállnak, és ellenáramban áthaladnak az előmelegítő 134 ferdekamrán.

A termikusán feltárt szilárd végterméket lehűtjük kb. 95 ’C (200 ’F) hőmérséklet alá, majd alkalmas zárózsilipen át atmoszférikus nyomáson tároljuk.

A találmány szerinti berendezés és eljárás szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére széles kőiben alkalmazható a kevéssé bitumenes szenekből, lignittípusú szenekből, tőzegből, erdészeti és mezőgazdasági hulladékanyagokból, továbbá városi szilárd szennyzagyból való magasabb széntartalmú termikus végtermék gazdaságos előállítására.

Claims (9)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. összetett reaktor szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére, amelynek egy reaktorteretkörülvevő nyomástartó edénye (10) van, a nyomástartó edényben (10) egymás felett elhelyezkedő gyűrű alakú reaktorövek (64,82,178) vannak, minden egyes reaktoröv

   -713

   HU 203 406 Β (64,82,178) felett a széntartalmú anyagnak sugárirányban váltakozva befelé és kifelé történd továbbítását, valamint lefelé juttatását elősegítő keverőkarok (48, 174) és keverőfogak (50,176) vannak, a keverőkarok (48,174) függőleges forgó tengelyen (34,172) vannak rögzítve, a nyomástartó edény (10) fedelén (12,162) a nedves vagy az előhevített széntartalmú anyagot a reaktortérbe bevezető, beömlőnyílások (24,138) és az anyag haladásával ellentétesen felfelé áramló gázok távozására szolgáló kiömlőnyílások (28,194) vannak, a nyomástartó edény (10) feneke (16) pedig termékürítő nyílással (88) van ellátva, a nyomástartó edényben (10) közvetlenül a reakciótér (114) felett egy hőkezelést elősegítő előhevítő tér (112) van vagy a különálló nyomástartó edényként (10) szolgáló reakciótérhez (114) egy előhevítő ferdekamra (134) van csatlakoztatva, a reakciótérrel (114) közös nyomástartó edényben (10) lévő előhevítő tér (112) kifelé lejtő gyűrű alakú reaktorövekkel (64), keverőkarokkal (48) és keverőfogakkal (50) rendelkezik, míg az előhevítő ferdekamrában (134) szállítócsiga (146) van, a ferdekamra (134) felső vége a reakciótér (114) beömlőnyílásával (138) van összekötve, a reakciótérben (114) az egyes reaktorövek (82,178) környezetében a betáplált és a reaktorövek (82,178) felületén elhelyezkedő anyag fűtésére és termikus átalakításának elősegítésére fűtőberendezések pl. villamos fűtőelem vagy hőcserélő csőköteg, csőkígyó vagy pedig más hőátadó felület van, azzal jellemezve, hogy a reakciótérben (114) lévő reaktorövek (82,178) felső felületének legalább egy része perforált felület, a perforált felületek szegmens (95) alakban vannak elhelyezve, minden szegmenshez (95) egy külső gyűrű alakú perem (96) és egy belső ugyancsak gyűrű alakú perem (101) tartozik, minden szegmensnél (95) a belső perem (101), a külső perem (90) egy alsó fal (103), valamint egy felső perforált fal (102) egy-egy kamrát (104) alkot, az alsó falhoz (103) sűrített fűtőgázt a kamrába (104) bevezető beömlőcső (106) csatlakozik, az egyes kamrák (104) beömlőcsövei (106) pedig előnyösen gyűrű alakú gyűjtőcsővel (107) vannak összekötve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a gyűjtőcsövek (107) a reaktorövek (82, 178) alatt vannak elhelyezve és a nyomástartó edény (10) hengeres oldalfalán keresztül vezetett, a fűtőgázt a reakciótérbe (114) juttató beömlőcsőhöz (108) vannak csatlakoztatva.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a perforált felső fal (102) aljához illeszkedően a széntartalmú anyag kamrába (104) jutását meggátoló porózus szerkezetű fémszita (105) van.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szita (105) alsó oldalán, előnyösen szemben a beömlőcsővel (106) a fűlőgáz eloszlását elősegítő terelőlap (109) van, a szegmensek (95) felső falai (102) pedig az alsó reaktorövre (82,178) irányuló anyagáramlást elősegítő nyílásokkal (113) vannak ellátva.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a szegmensek (95) külső gyűrű alakú pereme (96) külső széle mentén a szegmcnst (95) a reaktor belső falához rögzítő horonnyal (115) van kialakítva.
6. 6. Eljárás szerves széntartalmú anyagok nyomásos hőkezelésére az 1. igénypont szerinti berendezéssel, ahol

   - a nyomás alatt kezelendő nedves, széntartalmú anyagot előhevítő térbe (112) vagy előhevítő ferdekamrába (134) juttatjuk és a reakciógázokkal való ellenáramú hőátadó érintkeztetés útján 90 *C és 260 *C közötti hőmérsékletre előhevítjük;

   - az előhevítő térben (Π2) gravitációs úton lefelé haladó vagy az előhevítő ferdekamrában (134) lévő szállítócsigával (146) továbbítjuk az anyagot, miközben nyomás alatt eltávolítjuk belőle a nedvességet, majd

   - az előhevített anyagot egy nyomástartó edénybe (10) juttatjuk, ahol a reakciótér (114) legfelső reaktorövén (82,178) az anyagot eloszlatjuk, innen lépcsőzetesen mindig az alatta lévő reaktorövre (82,178) juttatjuk és ezalatt keverőkarokkal (48, 174) is mozgatjuk, eközben

   - az anyagot megemelt hőmérsékletre hevítjük és a benne lévő illő anyagokat elpárologtatjuk, végül

   - az illó anyagot a nyomástartó edényen (10) keresztül ellenáramban a széntartalmú anyaggal felfelé áramoltatjuk és visszavezetjük az előhevítő térbe (112) vagy az előhevítő feidekamrába (134), a szilárd terméket pedig nyomás alatt alul eltávolítjuk, azzal jellemezve, hogy a széntartalmú előhevített anyagot a reakciótérben (114) 200 ’C és 650 ‘C közötti hőmérsékletre hevítjük mialatt 2,07 Mpa és 20,7 Mpa között megválasztott nyomásértéken tartjuk úgy, hogy az anyag felmelegítésére szolgáló fűtőgázt vagy túltelített gőzt a perforált felülettel rendelkező kamrákba (104) fecskendezzük, ahol a fűtőgázt vagy túltelített gőzt a rcaktoröveken (82, 178) lévő anyaggal hőátadó érintkezésbe hozzuk, a reaktorövek (82,178) valamelyikén azt megemelt hőmérsékletre hevítjük és annyi ideig ott tartjuk, míg a széntartalmú anyagban lévő illó anyagokat elpárologtatjuk és végül reakciógázok, valamint szilárd reakciótermékek keletkeznek.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előhevítő térben (112) és a reakciótérben (114) a nyomást 4,14 Mpa és 10,35 Mpa közötti értéken tartjuk.
8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a perforált felületre befecskendezett fűtőgáz vagy a túlhevített gőz nyomását legalább 0,07 Mpa értékkel a reaktortérben uralkodó nyomás fölé növeljük és hőmérsékletét pedig 593 ’C és 621 ’C közötti értékre emeljük.
9. 9. A 6-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilárd reakcióterméket a reaktortérből való ürítés előtt legalább 260 ’C hőmérséklet alá, előnyösen 95 ’C alá hűtjük.