FI96523C - Menetelmä ja reaktori energian ja kemikaalien talteenottamiseksi jäteliemestä - Google Patents
Menetelmä ja reaktori energian ja kemikaalien talteenottamiseksi jäteliemestä Download PDFInfo
- Publication number
- FI96523C FI96523C FI910543A FI910543A FI96523C FI 96523 C FI96523 C FI 96523C FI 910543 A FI910543 A FI 910543A FI 910543 A FI910543 A FI 910543A FI 96523 C FI96523 C FI 96523C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- reactor
- oxygen
- chemicals
- gas
- frequency sound
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/12—Combustion of pulp liquors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/485—Entrained flow gasifiers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/80—Other features with arrangements for preheating the blast or the water vapour
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/82—Gas withdrawal means
- C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2200/00—Details of gasification apparatus
- C10J2200/15—Details of feeding means
- C10J2200/152—Nozzles or lances for introducing gas, liquids or suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paper (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
1 9652.'
Menetelmä ja reaktori energian ja kemikaalien talteenottamiseksi jäteliemestä.- Sätt och reaktor för utvinning av energi och kemikalier ur avlut
Esillä oleva keksintö tarkoittaa menetelmää talteenotettaessa massan valmistuksen jäteliemestä energiaa ja kemikaaleja/ joka menetelmä käsittää jäteliemien termisen hajottamisen reaktorissa paineessa, joka on atmosfäärin paineesta noin 150 bar paineeseen, ja lämpötilassa noin 500 - 1500 °C, niin että muodostuu kaasua, joka on energiapitoista käytettäväksi polttoaineena tai käyttökelpoista raaka-aineena kemikaalien valmistamiseksi, sekä kiinteätä ja/tai sulaa epäorgaanista ainetta. Keksintö tarkoittaa myös reaktoria tämän menetelmän toteuttamiseksi.
Fossiilisten polttoaineiden, kuten hiilen, öljyn ja luonnon-kaasun polttaminen muodostaa vaihtoehtoisen lämmön tuottamistavan ydinvoiman rinnalla. Vaihtoehdot käsittävät myös biomassa-polttoaineita, ja tällöin etenkin selluteollisuuden jäte-liemien polttamisen. Sulfaattimassateollisuuden jäteliemien polttamisen yhteydessä pyritään kahteen osatavoitteeseen, toisaalta on liuennut orgaaninen puuaines poltettava niin että sen palamislämpö muuttuu hyödylliseksi lämpöenergiaksi, ja toisaalta on jäteliemen epäorgaaniset kemikaalit otettava talteen ja saatettava aktiiviseen muotoon. Kun rikkeä on otettava talteen sulfidimuodossa, vaaditaan alistökiömetriset olosuhteet, samalla kun energian talteenottaminen vaatii ylistökiömetrisen suhteen. Tällöin muodostuu siis kaksi ristiriitaista prosessia, joiden on tapahduttava samanaikaisesti yhteisessä tilassa, joka johtaa optimointiongelmiin tavanomaisella soodakattilateknii-kalla. Tähän saakka ongelmaa on yritetty ratkaista soodakattilan eri prosessitasoilla, jolloin pohjalla vallitsevat alistökiömetriset olot ja yläosassa ylistökiömetrinen suhde. Soodakattilan optimointiongelma merkitsee mm. sitä, että talteen otettavat kemikaalit esim. sulfaattimassan valmistuksesta si-
Otf Π9 ' 2 -7 W L·. ^ sältävät määrätyn määrän hapettunutta rikkeä natriumsulfaatin, natriumsulfiitin ja natriumtiosulfaatin muodossa. Tämä johtuu vaikeudesta ylläpitää hallittuja oloja kattilan alaosassa. Tämän lisäksi esiintyy määrättyä hiukkasten mukana kulkeutumista pohjan alueelta. Hiukkaset sisältävät natriumia ja rikkeä, joka hapettuu ylempänä kattilassa muodostaen natriumsulfaattia, joka erottuu ja palautuu kemikaalikiertoon. Hapettunut rikki ei keittoprosessissa ole kemiallisesti aktiivista, jolloin se tulee painolastiksi kemikaalikierrossa.
Ruotsalaisessa patentissa 8502731-6 kuvataan menetelmää, joka muodostaa vaihtoehdon soodakattilatekniikälle, ja joka perustuu kaasutustekniikkaan, jossa ensimmäisessä osaprosessissa musta-lipeän orgaaniset aineet kaasuuntuvat pääsiassa aineiksi CO, CO2, H2 ja H2S paineistetussa reaktorissa ns. "flash-pyrolyysin" avulla, jolloin saatu jäännös muodostuu pääasiassa jäteliemen epäorgaanisista komponenteista kiinteässä tai sulassa muodossa. Orgaanisen materiaalin sellaisessa kaasutuksessa saadaan normaalisti jokin määrä jäännöshiiltä, jolloin jäännöshiilen määrä riippuu useammasta tekijästä, mm. reaktilämpötilasta, il-ma/polttoaine-suhteesta sekä polttoaineen ruiskutustekniikas-ta. Kaasutuksessa saatu kaasu johdetaan edelleen puhdistukseen ja sitä voidaan sen jälkeen käyttää polttoaineena. Koska kaasutukseen syötetään hapetusilmaa, syötetään myös typpeä, joka muodostaa painolastia, ja hapetusilman määrä on tällöin minimoitava. Liian voimakkaasti alistökiömetrisessä kaasutuksessa muodostuu kuitenkin erittäin helposti hiilijäämää ("char")· Tunnetun reaktorin laite ja prosessitekninen rakenne on ennen kaikkea oleellinen termodynaamisten olosuhteiden osalta, joihin kuuluvat reaktioaika, lämpötila, pyörteisyys ja materiaalin hienoksi jakautuminen, niin että muodostuu mahdollisimman suuri • reaktiopinta. Alhainen ilma/polttoaine-suhde merkitsee täydel liseen palamisprosessiin verrattuna myös erityisiä vaikeuksia suuren pyörteisyyden ylläpitämiseksi reaktiovyöhykkeessä. Syntyy helposti virtausolosuhteita, jotka muodostavat laminaarisia kalvoja tai ohuita hapetusilman kerroksia hiukkasten ympärille, ja edellä mainittujen parametrien optimointi on hyvin vaikea.
il in mm imi: ! 1 3 9Γ9-
Kaasutuskairanion suuremmalla paineella kaasun tiheys kasvaa, jolloin syntyy yhä enemmän rajoituksia kaasutuskairanion pyörtei-syyden osalta. Siten lämpötila sekä hapetus- eli reaktiotapah-tumat vaihtelevät.
Lähtökohdat palamisprosessin ja kaasutusprosessin optimointia varten ovat siis täysin erilaiset. Tämä pätee ennen kaikkea silloin, kun kaasutusvaihe käsittää useita osavaiheita, ts. varsinaisen orgaanisen aineen kaasutuksen lisäksi myös erittäin vaikeasti optimoitavan kemikaalien talteen ottamisen.
SE 458 799 kuvaa juoksevien polttoaineiden polttamista, jotka dispergoituvat palamisilmaan ja joihin kohdistetaan matalataa-juinen ääni. Polttoaineen palaminen tapahtuu väistämättä ilman ylimäärällä ja se eroaa siis oleellisesti termisestä hajoamisprosessista, jossa aineen terminen hajoaminen tapahtuu rajoitetulla ilman syötöllä (kaasutus) tai vailla ilman syöttöä (pyrolyysi). Mainitussa patenttijulkaisussa ei mainita eikä viitata matalataajuisen äänen käyttämiseen olemukseltaan niin erilaisessa tekniikassa, kuin energian ja kemikaalien talteenotossa niin toisenlaisten vaiheiden kautta kuin endotermi-sessä hajoamistapahtumassa siihen kuuluvine ominaisine opti-mointiongelmineen.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on parantaa tunnettua termistä hajottamistekniikkaa siten, että reaktiovaiheet voimistuvat ja että saavutetaan optimaaliset olosuhteet talteenot-toprosessia varten.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista, että jäteliemien terminen hajottaminen suoritetaan kohdistamalla matalataajuista ääntä, syöttämättä tai syöttämällä happea tai happipitoista kaasua määränä, joka on pienempi kuin termisessä hajoamisessa muodostuneiden aineiden täydellistä hapettamista varten stökiömetrisesti vaadittu määrä.
Keksinnön avulla edistetään talteenottoprosessia, jolla on 4 9652/ erittäin suuret vaatimukset pitkälle viedylle prosessin optimoinnille. Keksinnön mukainen tapa mahdollistaa a) lämpötilan ja kaasutus- tai hajottamisasteen ohjaamisen toisistaan riippumatta, b) edistyksellisen sekä makro- että mikropyörteisyyden, joka luo jatkuvasti uusia reaktiopintoja, c) hitaimman reaktio-vaiheen, nimittäin jäännöskoksin loppuhapettamisen voimistumisen, d) suurimman mahdollisen hiilen muuntamisen, e) suurimman mahdollisen riken pelkistymistehokkuuden, f) kaasun valmistamisen suurimmalla mahdollisella energiasisällöllä polttamistar-koituksiin, sekä g) reaktorin paineistamisen välille 1 - 150 bar (abs), edullisesti välille 20 - 40 bar (abs) hyvien käyttöominaisuuksien säilyessä.
Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin viitaten piirustukseen, jossa kaaviollisesti esitetään kaasutusreaktorin suoritusmuoto keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.
Piirustukseen viitaten merkitään viitenumerolla 1 pystysuuntaista kaasutusreaktoria, joka sisältää tiilin vuoratun kaasu-tuskammion 2 sekä sen alla olevan jäähdytyskammion 3. Jäteliemen syöttöjohto 4 on liitetty reaktorin yläpäähän ja sen sisäänmeno 5 sijaitsee kaasutuskammiossa. Hajottamisväliainetta, kuten höyryä tai kaasua, esim. ilmaa, syötetään johdon 24 kautta, joka on sovitettu jäteliemijohdon 4 kanssa päättymään samaan kohtaan. Reaktorin 1 ylin osa on varustettu aukolla 6, jonka sulkee siitä ulkoneva osa 7, jonka läpi mainittu jäteliemijohto 4 ulottuu. Kaasun, kuten hapen, happipitoisen kaasun tai palautetun palamiskaasun syöttöjohto 8 on liitetty tangentiaalisesti osan 7 vaippaan. Tämä kaasu voi edullisesti olla esilämmitetty ennalta määrättyyn korkeaan lämpötilaan, vastaten esim. reaktorin käyttölämpötilaa. Happea tai happipitoista kaasua voidaan . myös syöttää toisen johdon 9 kautta, joka on liitetty kaasutus-kammioon 2 ennalta määrätyn etäisyyden päässä sisäänmenosta 5 sijaitsevassa kohdassa, jolloin polttimeen syötetään happea tai muuta happipitoista kaasua johdon 11 kautta. Polttimelle voidaan johdon 12 kautta syöttää polttoainetta, joka voi käsittää esim. palautettua palamiskaasua. Vaihtoehtoisesti tai tämän lisäksi « I H* UH |;im ' ! 9652·' 5 voidaan osaa kaasutuskaminiossa 2 syntyvää energiapitoista kaasua käyttää palamiskaasuna, niin että ylläpidetään endotermistä hajoamista. Kaasutuskaminiossa 2 on ulotuslo 13, joka päättyy jäähdytyskammioon 3. Johto 14 muodostuneen viherlipeän 15 ulos johtamista varten on liitetty reaktorin pohjaan, kun taas johto 16 talteen otetun palamiskaasun ulos johtamiseksi on liitetty reaktoriin jäähdytyskammion 3 kohdassa, joka sijaitsee siinä olevan nestepinnan yläpuolella. Lisäksi on johto 17 liitetty reaktorin pohjaosaan nesteen lisäämistä ja viherlipeän kierrätystä varten.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti reaktori käsittää lisäksi äänigeneraattorielimen 18, joka kehittää ja ylläpitää kaasutus-kammiossa 2 matalataajuista ääntä, niin että sisäänmenosta 5 ruiskutettuun hienojakoiseen jäteliemeen ja läsnäolevaan kaasuun sekä hienonnettuihin aineisiin kohdistuu matalataajuisen äänen vaikutus. Esitetyssä suoritusmuodossa mainittu ääni-generaattorielin käsittää putken muotoisen resonaattorin 19, jonka pituus on sopivasti neljännes kehitetyn äänen aallonpituudesta, sekä syöttöyksikön 20, joka on järjestetty resonaattorin toiseen päähän muodostaen matalataajuisen generaattorin, jolloin syöttöyksikkö 20 on liitetty käyttökaasun, kuten esim. ilman syöttöjohtoon 21. Generaattori voi muodostua infraääni-generaattorista, joka on esim. sitä tyyppiä, jota on selitetty julkaisussa US 4.359.962. Keksinnön tarkoitukseen voidaan kuitenkin käyttää minkä tyyppistä matalataajuisen äänen generaatto-rielimiä tahansa, mukaan lukien matalataajuisia äänipulsseja aikaansaavia elimiä. Resonaattori 19 liittyy 90* mutkaan 22 ja päättyy diffuusoriin 23, joka mutkan 22 kanssa sisältyy neljän-nesaaltogeneraattoriin. Diffuusori 23 sijaitsee mainitun osan 7 sisäpuolella ja osan 7 vaippa ympäröi sitä. Haluttaessa voidaan reaktori varustaa useammalla äänigeneraattorielimellä, jotka syöttävät matalataajuista ääntä kaasutuskammion 2 eri kohdissa.
Infraäänen suuri heijastuvuus mahdollistaa suuren tilan täyttämisen äänellä yhdellä ainoalla inf«äänigeneraattorilla. Äänikatveita ei muodostu ja äänen taso on muuttumaton ja se 6 O ·< Π O '/ ^ L . , · esiintyy samanaikaisesti kaasutuskammion kaikissa osissa. Reaktori käsittää säätölaitteiston, joka pitää koko järjestelmän -resonanssiputken sekä kaasutuskammion - resonanssissa myös muuttuneissa käyttöolosuhteissa, kuten esim. lämpötilan ja paineen muuttuessa. Infraääni saattaa kaasun ja siinä olevat hienonnetut kiinteät hiukkaset värähtelemään, ja jaksolliset kaasun muutokset - tihentymät ja vastaavasti ohentumat mahdollistavat hienonnettujen materiaalihiukkasten tai -pisaroiden ja ympäröivän kaasun kosketuksen merkittävän lisäämisen matalataajuisen äänen vaikutuksesta hyvin kehittyneen sekä makro- että miropyörteisyyden ansiosta. Tällöin kemiallisia reaktioita varten avautuu jatkuvasti uusia kohteita. Matalataa-juisen äänen kohdistaminen kaasutusprosessiin mahdollistaa lämpötilan ja kaasutusasteen ohjaamisen toisistaan riippumatta.
Matalataajuinen äänigeneraattori voidaan sijoittaa muuhun kuin esitettyyn kohtaan, esim. kaasutuskammion 2 sivuseinille tai pohjaan.
Käsiteltäessä esim. selluteollisuuden sulfaattijäteliemiä on talteen otettava sekä orgaaniset että epäorgaaniset ainesosat, nimittäin toisaalta sulfaattikeiton aikana irronnut puuligniini ja toisaalta natrium- ja rikkiyhdisteiden muodossa olevat keittokemikaalit. Rikki on otettava talteen sulfidimuodossa ja prosessi vaatii pitkälle vietyjä alistökiömetrisiä (pelkistäviä) olosuhteita lämpötila-alueella, joka riippuu jäteliemen kaasutukseen käytetystä menetelmästä. Nämä menetelmät käsittävät tällä hetkellä kuivan menetelmän, jossa toimitaan lämpötila-alueella 500 - 800 °C, ja joka pääasiassa merkitsee sitä että muodostetussa kaasussa natrium muodostaa kinteässä muodossa olevaa Na2C03:a ja rikki H2S:a; sulamenetelmän, jossa toimitaan lämpötila-alueella 800 - 1000 °C, ja joka merkitsee sitä että muodostuu sulia Na2C03- ja Na2S-pisaroita sekä kaasua, joka sisältää pinempiä määriä H2S:a; sekä kaustisointivapaan sula-menetelmän, jossa toimitaan lämpötila-alueella 1000 - 1500 °C ja joka merkitsee epäorgaanisen aineen välitöntä muuntamista Na2S- ja NaOH-muodossa oleviksi aktiivisiksi keittokemikaaleik-
I lliillKhifl:: I
9652:- 7 si. Talteen otetut kemikaalit käytetään uudelleen massan valmistamisprosessissa ja valmistettua kaasua voidaan käyttää energian tuottamiseen. Valmistettua kaasua voidaan myös käyttää kemian teollisuuden raaka-aineena, esim. ammoniakin, metanolin ja synteettisen luonnonkaasun valmistamiseksi.
Matalataajuisen äänen tai matalataajuisten pulssien käyttämisellä saadaan oleelliset parannukset kuvatussa kaasutusjärjestelmässä. Tämä johtuu matalataajuisen äänen tai jollain muulla tavalla aikaansaatujen matalataa juisten äänipulssien aikaansaamasta parannetusta materiaalin siirtymisestä laminaarien raja-kerrosten läpi. Happimolekyylin matka .sulaan pisaraan ja sen sisältämään hiileen muodostaa siirtymisilmiön, ja vaaditaan voimakasta pyörteisyyttä, joka saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä. Kaasutusprosessin hitaimman osavaiheen muodostaa jäännöskoksin loppuhapetus. Tätä vaihetta ohjaa happi- ja höyrymolekyylien siirtyminen laminaarin kaasukerroksen läpi, joka ympäröi pisaroita. Kaasufaasissa olevien reagoivien aineiden on siis siirryttävä hehkuvaan koksihiukkaseen sitä ympäröivän kaasupilven läpi. Kuvatulla termodynamiikalla parannetaan siten hiilen muuntamisastetta.
Edellä selitetyssä laitteessa terminen hajoaminen suoritetaan hapen tai happipitoisen kaasun säädetyllä syöttämisellä sellaisena määränä, joka on pienempi kuin termisessä hajoamisessa muodostuneiden aineiden stökiömetrisesti täydellistä hapettamista varten vaadittu määrä. Tämä määrä vastaa noin 20 - 80 %, edullisesti noin 30 - 60 % täydellisen hapettamisen stökiömet-risestä määrästä. Koska hapen syöttäminen on vähäisempää kuin stökiömetrisesti vaadittu määrä, varmistetaan että kaasutuksessa on pelkistävät olosuhteet, ja ettei siten muodostu oleellisiä määriä hapettunutta rikkeä natriumsulfaatin, natriumsulfiitin ja natriumtiosulfiitin muodossa.
Vaihtoehtoisesti terminen hajoaminen suoritetaan puhtaalla pyro-lyysillä, ts. vailla ilman lisäystä. Keksintöä voidaan soveltaa sekä sulfaatti- että sulfiittikeittoprosessien jäteliemiin.
Claims (7)
1. Menetelmä talteenotettaessa massan valmistuksen jäteliemestä energiaa ja kemikaaleja, joka menetelmä käsittää jäteliemien termisen hajottamisen reaktorissa paineessa, joka on atmosfäärin paineesta noin 150 bar paineeseen, ja lämpötilassa noin 500 -1500 °C, niin että muodostuu kaasua, joka on energiapitoista käytettäväksi polttoaineena tai käyttökelpoista raaka-aineena kemikaalien valmistamiseksi, sekä kiinteätä ja/tai sulaa epäorgaanista ainetta, tunnettu siitä, että jäteliemien terminen hajottaminen suoritetaan kohdistamalla matalataajuista ääntä, syöttämättä tai syöttämällä happea tai happipitoista kaasua määränä, joka on pienempi kuin termisessä hajoamisessa muodostuneiden aineiden täydellistä hapettamista varten stökiömetri-sesti vaadittu määrä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäteliemet muodostuvat sulfaattimassan valmistuksen natriumia ja rikkeä sisältävistä jäännöstuotteista.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jäteliemet muodostuvat sulfiittimassan valmistuksen jäännöstuotteista .
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matalataajuisen äänen taajuus on enintään 150 Hz, edullisesti enintään 40 Hz, ja mieluimmin enintään 20 Hz.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että happea tai happipitoista kaasua syötetään määränä, joka vastaa noin 20 - 80 %, edullisesti noin 30 - 60 % täydellisen hapettamisen stökiömetrisestä määrästä.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matalataajuinen ääni syötetään reaktoriin läheisessä yhteydessä jäteliemen syöttämiskohtaan. •I : ttt:i lift I ti M : - ; o e r o > 9
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että matalataajuinen ääni muodoste-• taan ainakin yhdellä äänigeneraattorielimellä (18). 9652? 10
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9000434 | 1990-02-07 | ||
| SE9000434A SE465731B (sv) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | Utvinning av energi och kemikalier ur massaavlutar under exponering av laagfrekvent ljud |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI910543A0 FI910543A0 (fi) | 1991-02-05 |
| FI910543A FI910543A (fi) | 1991-08-08 |
| FI96523B FI96523B (fi) | 1996-03-29 |
| FI96523C true FI96523C (fi) | 1996-07-10 |
Family
ID=20378480
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI910543A FI96523C (fi) | 1990-02-07 | 1991-02-05 | Menetelmä ja reaktori energian ja kemikaalien talteenottamiseksi jäteliemestä |
| FI923523A FI923523A0 (fi) | 1990-02-07 | 1992-08-05 | Foerfarande foer vaermesoenderdelning av kolhaltigt raomaterial och reaktor foer utfoerande av foerfarandet. |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI923523A FI923523A0 (fi) | 1990-02-07 | 1992-08-05 | Foerfarande foer vaermesoenderdelning av kolhaltigt raomaterial och reaktor foer utfoerande av foerfarandet. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5370771A (fi) |
| EP (1) | EP0595799A1 (fi) |
| JP (2) | JPH05504165A (fi) |
| AT (1) | AT400586B (fi) |
| AU (1) | AU641737B2 (fi) |
| BR (2) | BR9100401A (fi) |
| CA (2) | CA2034249C (fi) |
| DE (1) | DE4101020A1 (fi) |
| FI (2) | FI96523C (fi) |
| FR (1) | FR2657897A1 (fi) |
| NO (1) | NO175106C (fi) |
| RU (1) | RU2075501C1 (fi) |
| SE (2) | SE465731B (fi) |
| WO (1) | WO1991012301A1 (fi) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5785012A (en) * | 1992-12-15 | 1998-07-28 | Bha Group Holdings, Inc. | Acoustically enhanced combustion method and apparatus |
| US5589053A (en) * | 1995-11-03 | 1996-12-31 | Huron Tech Incorporated | Electrolysis process for removal of caustic in hemicellulose caustic |
| FR2747129A1 (fr) * | 1996-04-09 | 1997-10-10 | Drean Henri Louis Marie | Bioreacteur modulable a structures horizontales |
| FR2747130A1 (fr) * | 1996-04-09 | 1997-10-10 | Drean Henri Louis Marie | Bioreacteur polyvalent a structures verticales |
| US5667668A (en) * | 1996-07-12 | 1997-09-16 | Huron Tech Corp | Electrolysis process for removal of caustic in hemicellulose caustic |
| DE10045320A1 (de) * | 2000-09-12 | 2002-03-28 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur Regenerierung von schwefelhaltigem Reststoff und zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Zerstäubungsbrenner |
| SE0004185D0 (sv) * | 2000-11-15 | 2000-11-15 | Nykomb Synergetics B V | New process |
| EP1535982A1 (en) * | 2002-07-02 | 2005-06-01 | Sanei Kensetsu Kabushiki Kaisha | Charcoal producing method and apparatus |
| AU2002317197A1 (en) * | 2002-07-04 | 2004-01-23 | Kvaerner Power Oy | Method for treatment of spent liquor |
| DE202004004729U1 (de) * | 2004-03-24 | 2005-06-02 | Wabo - Schmiertechnik Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff |
| EP2190954A1 (de) * | 2007-09-18 | 2010-06-02 | Uhde GmbH | Vergasungsreaktor und verfahren zur flugstromvergasung |
| DE102010009721B4 (de) * | 2010-03-01 | 2012-01-19 | Thyssenkrupp Uhde Gmbh | Wasserverteilsystem und Verfahren zur Wasserverteilung in einem Vergasungsreaktor zur Durchführung eines schlackebildenden Flugstromverfahrens |
| SE535117C2 (sv) * | 2010-03-30 | 2012-04-17 | Chemrec Ab | Förgasning av sulfittjocklut |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1517155A1 (de) * | 1959-05-29 | 1969-04-24 | Billeruds Ab | Verfahren zum Vergasen alkalihaltiger Sulfitablaugen |
| US4441887A (en) * | 1981-07-31 | 1984-04-10 | Alfred University Research Foundation Inc. | Stabilized slurry and process for preparing same |
| DE3216984A1 (de) * | 1982-05-06 | 1983-11-10 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Elektrischer steckverbinder |
| SE448007B (sv) * | 1983-04-21 | 1987-01-12 | Skf Steel Eng Ab | Forfarande och anordning for atervinning av kemikalier ur massaavlut |
| SE458799B (sv) * | 1983-12-02 | 1989-05-08 | Insako Ab | Saett och anordning foer foerbraenning av fluida braenslen |
| SE448173B (sv) * | 1985-06-03 | 1987-01-26 | Croon Inventor Ab | Forfarande for utvinning av kemikalier fran cellulosaavlut genom pyrolys |
| US5059404A (en) * | 1989-02-14 | 1991-10-22 | Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. | Indirectly heated thermochemical reactor apparatus and processes |
-
1990
- 1990-02-07 SE SE9000434A patent/SE465731B/sv not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-01-15 DE DE4101020A patent/DE4101020A1/de active Granted
- 1991-01-16 CA CA002034249A patent/CA2034249C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-16 AT AT0008291A patent/AT400586B/de not_active IP Right Cessation
- 1991-01-30 BR BR919100401A patent/BR9100401A/pt unknown
- 1991-02-04 BR BR919105994A patent/BR9105994A/pt not_active Application Discontinuation
- 1991-02-04 RU SU915053212A patent/RU2075501C1/ru active
- 1991-02-04 JP JP3504806A patent/JPH05504165A/ja active Pending
- 1991-02-04 CA CA002075372A patent/CA2075372A1/en not_active Abandoned
- 1991-02-04 AU AU73210/91A patent/AU641737B2/en not_active Ceased
- 1991-02-04 SE SE9100312A patent/SE9100312L/xx not_active Application Discontinuation
- 1991-02-04 EP EP91904489A patent/EP0595799A1/en not_active Ceased
- 1991-02-04 WO PCT/SE1991/000075 patent/WO1991012301A1/en not_active Application Discontinuation
- 1991-02-05 FI FI910543A patent/FI96523C/fi active
- 1991-02-05 JP JP3014223A patent/JPH059884A/ja active Pending
- 1991-02-06 NO NO910457A patent/NO175106C/no not_active IP Right Cessation
- 1991-02-06 FR FR9101335A patent/FR2657897A1/fr not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-03-20 US US07/854,754 patent/US5370771A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-08-05 FI FI923523A patent/FI923523A0/fi not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO175106B (no) | 1994-05-24 |
| AT400586B (de) | 1996-01-25 |
| BR9105994A (pt) | 1992-11-10 |
| NO910457D0 (no) | 1991-02-06 |
| SE9000434D0 (sv) | 1990-02-07 |
| NO910457L (no) | 1991-08-08 |
| SE9100312D0 (sv) | 1991-02-04 |
| SE9100312L (sv) | 1991-08-08 |
| ATA8291A (de) | 1995-06-15 |
| WO1991012301A1 (en) | 1991-08-22 |
| CA2075372A1 (en) | 1991-08-08 |
| JPH05504165A (ja) | 1993-07-01 |
| SE9000434L (sv) | 1991-08-08 |
| FI910543A (fi) | 1991-08-08 |
| FI910543A0 (fi) | 1991-02-05 |
| US5370771A (en) | 1994-12-06 |
| FI96523B (fi) | 1996-03-29 |
| DE4101020C2 (fi) | 1992-05-21 |
| DE4101020A1 (de) | 1991-08-08 |
| NO175106C (no) | 1994-08-31 |
| SE465731B (sv) | 1991-10-21 |
| EP0595799A1 (en) | 1994-05-11 |
| BR9100401A (pt) | 1991-10-22 |
| FI923523A (fi) | 1992-08-05 |
| AU641737B2 (en) | 1993-09-30 |
| FI923523A0 (fi) | 1992-08-05 |
| CA2034249C (en) | 1995-01-17 |
| AU7321091A (en) | 1991-09-03 |
| JPH059884A (ja) | 1993-01-19 |
| FR2657897A1 (fr) | 1991-08-09 |
| RU2075501C1 (ru) | 1997-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI96523C (fi) | Menetelmä ja reaktori energian ja kemikaalien talteenottamiseksi jäteliemestä | |
| JP2680157B2 (ja) | 化学反応を行なうための方法および装置、炭素質物質を生成物ガスに転化する方法、黒液のエネルギーおよび化学的含有物を回収する方法および装置および重液炭化水素を蒸気リホーミングする方法および装置 | |
| US5486269A (en) | Gasification of carbonaceous material in a reactor having a gasification zone and a combustion zone | |
| FI82727C (fi) | Foerfarande foer foergasning av svartlut. | |
| FI81142B (fi) | Gasningsfoerfarande foer svartlut. | |
| JPS5832196B2 (ja) | 石炭類のガス化方法 | |
| CN1035959C (zh) | 纤维素废液的部分燃烧的方法 | |
| FI77277C (fi) | Kemikalieaotervinning av massaavlutar. | |
| WO2006019342A1 (en) | Partial oxidation of cellulose spent pulping liquor | |
| FI62554C (fi) | Foerfarande och anordning foer foergasning av fast kolhaltigt material | |
| ITBG20110001A1 (it) | Sistema e metodo per la produzione di syngas da materiale a base carbonica | |
| WO1997036043A1 (en) | Process for extracting chemicals and energy from cellulose spent liquor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GB | Transfer or assigment of application |
Owner name: CHEMREC AKTIEBOLAG |
|
| BB | Publication of examined application |