热提升含碳材料之方法与装置

摘要

含碳材料在受压蒸汽环境进行热提升可以去除湿气和其他副产品。在处理导管中，可能使用大量水/固体分离设备以从提升载荷中尽可能去除湿气。加热媒质入口喷嘴和处理胺排出孔有计画地位于处理导管壁以使加热媒质至导管出口排出孔的短路降到最低且持续地从载荷和冷凝蒸汽中分离出热水，这样从处理导管移出的热提升材料便会在没去除自由湿气的情况下释出。在载荷提升后，载荷可增湿以提高运输和储存的稳定性。

主权项

一种热提升含碳材料的装置，包括有：一处理导管，具有用以接收该载荷之一腔体，一碳材料入口，用于传递该载荷到该腔体以及一碳材料出口，用于将一提升载荷输出到该腔体外；至少一加热媒质入口，适耦合于一加热媒质之一源头，用于在压力下将该加热媒质传递到该处理导管之腔体以直接于该载荷接触；该处理导管之至少一流动出口；及至少一液体分离器，位于该处理导管内并具有至少一个穿孔表面，该至少一个穿孔表面具有多个液体注入穿孔，该等液体注入穿孔啮合于该载荷，藉以使由载荷通过该穿孔表面流入耦合于至少一液体出口放入该腔体，进而从液体中分离该载荷。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中该加热媒质包括饱和蒸汽。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中该加热媒质包括高温蒸汽。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括复数个加热媒质入口，位于沿着该处理导管一长度之复数个位置。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括复数个流动出口，沿着该处理导管一长度之复数个位置。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括复数个液体分离器，位于该腔体内之复数个位置。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中至少一该液体分离器包括至少一可转动穿孔工作台，该可转动穿孔工作台位于该处理导管内以透过该可转动穿孔工作台的穿孔将液体导向到耦合于该液体出口之一液体储存区，以及将该载荷引导朝向该处理导管之壁面。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中至少一该液体分离器包括至少一穿孔管，自一入口与一出口之间之该腔体的至少一部分延伸，至少一该穿孔管之一中空内部部位耦合于一液体储存区。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中至少一液体分离器包括至少一穿孔圆锥，自该腔体之一纵轴延伸，该穿孔圆锥具有一顶点指向该处理导管的一入口以及一基座与一腔体壁面隔开，至少一该穿孔圆锥之一中空内部部位耦合于一液体储存区，依次耦合于至少一液体出口。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中至少一液体分离器，包括有至少一切去顶端的圆锥，该切去顶端的圆锥具有一穿孔壁，自该处理导管之一壁面向该处理导管出口处延伸并结束于围绕该腔体一纵轴之一开口；以及一环形液体储存区，位于该穿孔壁与该处理导管之该壁面之间。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括：至少一进料闸斗仓，具有一输入口适用于接收含碳材料，以及具有一输入口耦合于该处理导管之该导管入口；及至少一出料闸斗仓，具有一输入口耦合于该处理导管之该导管出口以及一出口用于将提升含碳材料传送至一储存设备。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括：至少一用于该处理导管之该腔体之气体入口，该气体入口耦合于含有活性氧的气体之一源头。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，其中至少一加热媒质入口适耦合于含有活性氧的气体之一源头。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括至少一处理导管排出孔，致能选择性地将气体该处理导管之该腔体中排出。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括一间接热交换元件，位于该处理导管之该腔体内之一预定位置以间接加热该载荷的至少一部分。如申请专利范围第1项所述之热提升含碳材料的装置，更包括一增湿系统，耦合于该导管出口用以接收提升载荷以及操作以加入预定量的湿气到该提升载荷。一种热提升含碳材料的装置，包括：大致垂直导向之一处理导管，具有一导管入口位于该处理导管之一顶端，具有一导管出口，位于该处理导管之一底部以及一腔体，自该处理导管入口延伸至该处理导管出口用于接收该载荷；复数个加热媒质入口，适耦合于一加热媒质之一源头，用以在压力下将该加热媒质传递到该处理导管之该腔体以与该载荷直接接触，该加热媒质入口系位于该处理导管之顶端和底部之间之复数个预定位置；复数个液体出口，与该处理导管之该腔体流动接触耦合且位于该处理导管之该顶端和该底部之间的复数个预定位置；复数个处理导管排出孔，用以致能选择性的使气体从该处理导管之该腔体排出，并位于该处理导管之该顶端与该底部之复数个预定位置；及复数个液体分离器，位于该腔体内之复数个预定位置上，每该液体分离器具有一液体收集腔耦合于至少一该复数个液体出口以操作自液体中分离该载荷。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，其中该复数个处理导管排出孔的位置为预定的，使得在该处理导管之该腔体中产生的比水轻的非冷凝气体从该处理导管之该腔体的上层去除，使得在该处理导管之该腔体产生的比水重的非冷凝气体从该处理导管的下层去除。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，其中该复数个加热媒质入口的位置为预定的，使得进入该导管入口之载荷材料系迅速加热到一预定导管工作温度而进入该导管出口之载荷材料表面的自由湿气系转化为气态。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，其中该复数个处理导管排出孔的位置系位于对应之加热媒质入口的反侧且与之同高，使得通过该处理导管之该腔体的该加热媒质的流动效率提高。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，更包括有复数个该处理导管之该腔体之气体入口，耦合于含活性氧的气体之一源头且位于沿着该处理导管长度的复数个位置。如申请专利范围第21项所述之热提升含碳材料的装置，其中该复数个气体入口的复数个位置与复数个加热媒质入口的完全相同。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，其中该复数个加热媒质入口更适耦合于含有活性氧的气体之一源头。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，其中该复数个液体分离器包括：一第一穿孔圆锥表面，位于该腔体的一顶部且幅射向外向下延伸，以及一收集腔体，位于该第一穿孔圆锥表面下面与一第一液体出口流动接触；至少一中空管，具有一穿孔平面，在该腔体中向下延伸位于该第一圆锥表面下方并具有一底端与一第二液体出口流动接触；及一分离工作台，具有一穿孔表面于该腔体之一底部，位于至少一该中空管之下方且具有一收集腔在该穿孔表面下方与一第三液体出口流动接触。如申请专利范围第17项所述之热提升含碳材料的装置，更包括一增湿系统，耦合于该导管出口以接收提升载荷以及操作以加入一预定量的湿气到该提升载荷。一种热提升含碳材料的方法，该含碳材料具有第一平衡湿度，该方法包括：在压力下直接以一加热媒质与该载荷接触以加热该载荷，驱动该载荷中之湿气使其达到低于该第一平衡湿度之一第二平衡湿度，以及降低该载荷之一平衡湿度值到该第一平衡湿度与该第二平衡湿度之间；及将该载荷中驱动之湿气分开。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括：增湿该载荷到比该第二平衡湿度高但比该载荷的该第一平衡湿度低的一第三湿度。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，其中该加热媒质包括饱和蒸汽。如申请专利范围第28项所述之热提升含碳材料的方法，其中该载荷被加热到载荷颗粒的结构变为弹性的一最低温度与出现高温分解之一最高温度之间。如申请专利范围第29项所述之热提升含碳材料的方法，其中该最低温度系400℉，该最高温度系500℉。如申请专利范围第30项所述之热提升含碳材料的方法，其中该载荷系在压力247磅每平方英寸绝对压力至680磅每平方英寸绝对压力之间加热。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，其中该加热媒质包括高温蒸汽。如申请专利范围第28项所述之热提升含碳材料的方法，其中该加热媒质的一部分包括从该饱和蒸汽中冷凝的压缩热水。如申请专利范围第32项所述之热提升含碳材料的方法，其中该加热媒质的一部分包括从该高温蒸汽中冷凝的压缩热水。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，其中该载荷在压力下直接与该加热媒质接触的时间为5分钟至1000分钟。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，其中该载荷在压力下直接与该加热媒质接触的时间为15分钟至60分钟。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，其中该载荷在压力下直接与该加热媒质接触的时间为20分钟至约30分钟。如申请专利范围第27项所述之热提升含碳材料的方法，其中该增湿步骤发生在一加湿腔体内。如申请专利范围第27项所述之热提升含碳材料的方法，其中该增湿的步骤系藉至少一喷嘴喷洒水到该提升载荷实施。如申请专利范围第27项所述之热提升含碳材料的方法，其中该增湿的步骤系藉由将该提升载荷与非提升含碳材料一起搅拌实施。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括：加入一定量之含有活性氧的一气体于该加热媒质中，以热氧化至少一部分该载荷排出的有机挥发物。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括：加入一定量的含有活性氧的气体于该加热媒质中，以产生可接受的氧化反应，降低加热该载荷之能量输入需求。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括：加入一定量的含有活性氧的气体于该加热媒质中，以引起该载荷中反应活性部位的被动氧化，使得一提升载荷在储存时更稳定。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括加入含量介于0.00005磅氧每磅提升载荷(乾)至0.05磅氧每磅提升载荷(乾)之间的含有活性氧的一气体于该加热媒质中。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括加入含量介于0.00001磅氧每磅提升载荷(乾)至0.025磅氧每磅提升载荷(乾)之间的含有活性氧的一气体于该加热媒质中。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括加入含量介于0.0005磅氧每磅提升载荷(乾)至0.01磅氧每磅提升载荷(乾)之间的含有活性氧的一气体于该加热媒质中。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括加入一定量的含有活性氧的气体于该加热媒质中，以引起该载荷中的水银水平减少。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括透过间接热交换加热至少一部分之该载荷。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，其中该含碳材料包括煤。如申请专利范围第26项所述之热提升含碳材料的方法，更包括在加热该载荷的同时，排出非冷凝气体以保持该载荷整体温度条件的一致。如申请专利范围第50项所述之热提升含碳材料的方法，其中在加热该载荷的同时，该排出步骤是连续进行的。如申请专利范围第50项所述之热提升含碳材料的方法，其中在加热该载荷的同时，该排出步骤是周期性进行的。