[发明专利]含碳原料热提质的方法

说明书

本申请是申请日为2005年3月11日、申请号为200580014290.4、 发明名称为“含碳原料热提质的方法和装置”的专利申请的分案申 请。

技术领域

本发明主要涉及含碳原料的热提质(thermal upgrading)，含碳原料 例如次烟煤和褐煤、泥煤和各种形式的生物质燃料。更具体地，本发 明涉及通过直接与加热介质接触，从装料中去除作为热水的水分，对 含碳原料进行热提质。

背景技术

Koppelman的美国专利第5,071,447号公开了对含碳原料进行蒸汽 处理的方法和装置。在’447专利公开的系统中，蒸汽在加工容器的顶 部注入。

Koppelman的美国专利第5,769,908号涉及通过在真空下将惰性气 体注入到含碳原料中处理含碳原料，或者将蒸汽注入进含碳原料中， 以可控的方式施加或不施加真空，以更连贯地处理含碳原料的装料。

尽管据信上文引用的Koppelman的两份专利中所讲授的技术已经 在解决材料如煤的热提质领域中存在的许多问题方面得到进展，但是 在该领域中仍不断地有需求，以更可靠地确保含碳原料装料的所有表 面均达到相同的最终温度，以尽量减小提质装料所伴随的游离水分， 并更有效地从装料中去除不需要的副产物。

发明内容

因此，将含碳原料装料的能含量(energy content)提质的装置包 括：具有用于接受装料的内室(chamber)的加工容器、将装料转移至 内室的容器入口、和将提质的装料转移至内室外的容器出口。至少一 个适合与加热介质源相连的加热介质入口位于加工容器上，该加热介 质入口用于将加热介质在加压条件下转移到加工容器内室中以便与装 料直接接触。另外还提供了至少一个与加工容器内室相连并流体交通 的流体出口和至少一个液体分离器，该液体分离器具有与至少一个流 体出口相连的液体出口，其操作可将装料与液体分离。

在本发明的另一个方面，将含碳原料装料能含量提质的装置使用 基本上垂直取向的加工容器(该容器的顶端具有容器入口)、位于容器 底端的容器出口、和从容器入口延伸至容器出口的用于接受装料的内 室。多个加热介质入口适合与加热介质源连接，以便将加热介质在加 压条件下转移到加工容器内室中与装料直接接触，加热介质入口位于 容器顶端和底端之间的预定位置上。多个液体出口与加工容器内室是 流体连通的，位于容器顶部和底部之间的预定位置上。多个加工容器 通气口位于容器顶部和底部之间的预定位置上，使气体能够从加工容 器内室中选择性排出。最后，多个液体分离器位于内室内的多个预定 位置上，每个液体分离器具有与多个液体出口中的至少一个连接的液 体收集室，其操作将装料从液体中分离。

还是在本发明的再另一个方面，将具有第一平衡水分水平的含碳 原料装料的能含量提质的方法中，开始时使装料与加热介质在加压条 件下直接接触，对装料进行加热，从装料中驱除水分，达到低于第一 平衡水分水平的第二水分水平，并将装料的平衡水分水平降低至第一 个平衡水分水平和第二个水分水平之间的数值。将从装料中驱出的水 分从其中分离。

附图说明

在阅读发明内容并结合附图，可以显而易见地了解本发明的目的 和特征，其中：

图1是显示根据本发明的主加工容器顶上的进料闭锁式料斗的垂 直方向的侧视图，其中产物出料闭锁式料斗在加工容器下方；

图2是显示根据本发明的与加工容器组合在一起以连续进行装料 加工的两个进料闭锁式料斗和两个产物出料闭锁式料斗的侧视图；

图3是图1加工容器的部分横截面剖视图，其显示根据本发明原 理入口和出口喷嘴的安装方式；

图4A是图1加工容器的横截面剖视图，其显示了除根据本发明的 原理安装的固体/水分离装置以外的入口和出口喷嘴的细节；

图4B是图4A装置分离表面的多孔区域的放大视图；

图4C、4D和4E是分别在图4A的A-A、B-B和C-C处获得的图 4A容器的俯视图；和

图5是显示根据本发明的典型再水合(rehydration)装置和相关的 输入、内部和输出液流的方向和位置的示意图。

具体实施方式