NO840523L - PROCEDURE FOR MANUFACTURING GASFUL AND LIQUID HYDROCARBONES - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av gassformige og flytende hydrokarboner. The present invention relates to the production of gaseous and liquid hydrocarbons.

Den vellykkede,termokjemiske fremstilling av syntetiske brennstoffer fra hydrogen-defisiente karbonholdige materialer og varmdamp, ligger i reaksjonen av reaktanter, reaksjonsbetingelser, katalysatorer og er utstyrt slik at man får de ønskede produkter med optimal effektivitet. The successful, thermochemical production of synthetic fuels from hydrogen-deficient carbonaceous materials and hot steam lies in the reaction of reactants, reaction conditions, catalysts and is equipped so that the desired products are obtained with optimal efficiency.

Tidligere patenter om dette er U.S. patent nr. 3.505.204 Previous patents on this are U.S. Patent No. 3,505,204

til Edward J. Hoffman. to Edward J. Hoffman.

Sentralt i denne vellykkede operasjon er kontrollen av fremdriften av omdanningen i de forskjellige trinn, opptak og gjenvinning av svovel, utgangsmateriale og opprettholdelse av aktiviteten i de anvendte katalysatorer. Central to this successful operation is the control of the progress of the conversion in the various stages, uptake and recovery of sulphur, starting material and maintaining the activity of the used catalysts.

Det syntetiske brennstoffet betinger brennbare gassformede, flytende og faste produkter fremstilt ved omdanning av karbonholdige materialer. Disse syntetiske produkter fremstilles samtidig med ikke-brennbare produkter, spesielt karbondioksyd, men også hydrogensulfid, nitrogen og/eller ammoniakk eller andre derivater av komponentene i utgangsmaterialene. The synthetic fuel conditions combustible gaseous, liquid and solid products produced by the transformation of carbonaceous materials. These synthetic products are produced simultaneously with non-combustible products, especially carbon dioxide, but also hydrogen sulphide, nitrogen and/or ammonia or other derivatives of the components of the starting materials.

Som gassformede, syntetiske brennstoffer gjelder også hydrogen, karbonmonoksyd og metan. Flytende produkter omfatter de gradvis tyngre hydrokarboner, og også oksygenerte forbindelser med enkel eller sammensatt struktur. Disse kan oppstå ved overføring av pyrolyseprodukter og fra kjemiske kombi-nasjoner eller rekombinasjoner av andre mellomprodukter. Hydrogen, carbon monoxide and methane also apply as gaseous, synthetic fuels. Liquid products comprise progressively heavier hydrocarbons, and also oxygenated compounds with a simple or complex structure. These can arise from the transfer of pyrolysis products and from chemical combinations or recombinations of other intermediate products.

Også kjent som oljer eller tjære vil flytende produkt avhenge av den spesielle prosess som benyttes. Also known as oils or tars, the liquid product will depend on the particular process used.

Endelig er de faste restene som benevnes som kull, kull- Finally, the solid residues referred to as coal, coal-

aske eller koks. Brennbarheten er usikker, avhengig av omdanningsgraden. Ideelt er bare mineralbestanddelene ash or coke. Flammability is uncertain, depending on the degree of conversion. Ideally, only the mineral components

(asken) tilbake og dette tilsvarer 100% omdanning av de organiske eller karbonholdige materialer i utgangspunktet. (the ash) back and this corresponds to 100% conversion of the organic or carbon-containing materials in the first place.

Den endelige blanding av alle komponenter og fraksjoner The final mixture of all components and fractions

vil avhenge av prosessveien, driftsbetingelsene og andre variable størrelser. will depend on the process path, operating conditions and other variables.

Et naturlig forekommende, karbonholdig materiale så som A naturally occurring, carbonaceous material such as

kull består hovedsakelig av karbon, hydrogen og oksygen, coal consists mainly of carbon, hydrogen and oxygen,

med mindre mengder svovel og nitrogen, avhengig av opphav og askeinnhold. Hydrogen og oksygen vil delvis allerede være bundet som vann eller, vil delvis danne vann under omdanningen. with smaller amounts of sulfur and nitrogen, depending on origin and ash content. Hydrogen and oxygen will partly already be bound as water or, will partly form water during the transformation.

For enkelthets skyld kan et hydrogen-deficient, karbonholdig materiale benevnes C, for karbon. Oppgraderingen medfører tilførsel av hydrogen (H eller f^)/direkte eller indirekte. Hydrogen får man lettest fra vanndamp, som benevnes H2O(g). Hydrogen selv (som molekylært hydrogen, U.^) er verdifult For the sake of simplicity, a hydrogen-deficient, carbonaceous material can be designated C, for carbon. The upgrade entails the supply of hydrogen (H or f^)/directly or indirectly. Hydrogen is most easily obtained from water vapor, which is called H2O(g). Hydrogen itself (as molecular hydrogen, U.^) is valuable

som brennstoff, og likeledes er karbonmonoksyd (CO) og metan (CH^) og andre hydrokarboner. Oksygenerte produker så som metanol (CH^OH) kan også tjene som brennstoff. as fuel, and so are carbon monoxide (CO) and methane (CH^) and other hydrocarbons. Oxygenated products such as methanol (CH^OH) can also serve as fuel.

Dette bringer frem det hovedpoeng som ligger i benevnelsen syntetiske brennstoffer: de substituerer en eller flere vanlige brennstoffer. I enkelte tilfelle vil selve brennstoffet bestå av de samme komponenter (på den ene hånd fremstilt av "syntetisk" via termokjemisk omdanning eller på annen måte, og på den annen side kan de finnes naturlig. This brings out the main point of the term synthetic fuels: they substitute one or more conventional fuels. In some cases, the fuel itself will consist of the same components (on the one hand produced by "synthetic" via thermochemical transformation or in some other way, and on the other hand they can be found naturally.

I noen tilfelle, som f.eks. når det dreier seg om metan eller gass med høyt varmeinnhold, kan man få en full substitusjon for naturgass forutsatt at varmeinnholdet er over ca. 900Btu pr. kubikkfot og andre spesifikasjoner møtes (f.eks. fuktig-hetsinnhold, svovelinnhold og C02-innhold). I andre tilfelle så som brenning av CO og H20, eller H2alene, må brenneren konstrueres for å hindre tilbakeslag og for å sikre det viktige luft/brennstoff-forhold. Forbrenning av gasser med lavere varmeinnhold, så som CO eller CO i nitrogen (producer gas) er det interessant å registrere at varmeinnholdet basert på volumet av forbrenningsproduktene ikke er forskjellig fra gass med høyt varmeinnhold. Det er således en grad av forenelighet i forbrenningssystemene selv om mengdene og flammetemperaturene vil variere. In some cases, such as when it concerns methane or gas with a high heat content, you can get a full substitution for natural gas provided that the heat content is above approx. 900 Btu per cubic feet and other specifications are met (eg, moisture content, sulfur content, and C02 content). In other cases, such as burning CO and H20, or H2alene, the burner must be designed to prevent backfire and to ensure the important air/fuel ratio. Combustion of gases with a lower heat content, such as CO or CO in nitrogen (producer gas), it is interesting to note that the heat content based on the volume of the combustion products does not differ from gas with a high heat content. There is thus a degree of compatibility in the combustion systems, even if the quantities and flame temperatures will vary.

Karbondioksyd (C02) fremstilt som et biprodukt eller ko-produkt ved omdanningen er av økende verdi ved økt oljegjenvinning. Det betyr at karbondioksyd innblåses under trykk, informasjonene som inneholder tunge råoljer, og vil der frembringe en væskestrøm som fører til ytterligere produksjon. Carbon dioxide (C02) produced as a by-product or co-product during the conversion is of increasing value with increased oil recovery. This means that carbon dioxide is blown in under pressure, the information that contains heavy crude oils, and will there produce a liquid flow that leads to further production.

Det finnes derfor et antall bruksområder for produkter There are therefore a number of areas of use for products

for omdanning av syntetiske brennstoffer. Valg av fremstilling vil avhenge av formålet og effektiviteten i opera-sjonen. De mange prosesser som benytter vanndamp kan sammenlignes med hensyn til reaksjonsstøkiometri. for conversion of synthetic fuels. The choice of manufacture will depend on the purpose and efficiency of the operation. The many processes that use water vapor can be compared with regard to reaction stoichiometry.

Sammenligning av reaksjonsstøkiometrier. Comparison of reaction stoichiometries.

Reaksjoner som omfatter vanndamp kan symbolsk fremstilles på følgende måter i de fleste tilfelle: Reactions involving water vapor can be symbolically represented in the following ways in most cases:

Den første reaksjonen (1), som benevnes damp-gassfikasjon eller varm-gassreaksjon, vil frembringe, .en brenngass eller syntetisk gass med middels varmeinnhold. Reaksjonen er meget endoterm, og krever tilførsel av varme for å opprettholde reaksjonen. Varmen kan tilføres utenfra eller innenfra, f.eks. ved innsprøyting av oksygen, for å for-brenne en del av det karbonholdige materiale. The first reaction (1), which is called steam-gasification or hot-gas reaction, will produce a fuel gas or synthetic gas with medium heat content. The reaction is highly endothermic, and requires an input of heat to maintain the reaction. The heat can be supplied from outside or inside, e.g. by injecting oxygen, to burn a part of the carbonaceous material.

Avhengig av temperaturen og dampkonsentrasjone vil den annen reaksjon (2), som benevnes CO-skift eller karbonmonoksyd-skift, også opptre. Den begunstiges ved lavere temperaturer. Den er noe eksoterm og frigjør varme. Depending on the temperature and vapor concentrations, the second reaction (2), which is called CO shift or carbon monoxide shift, will also occur. It is favored at lower temperatures. It is somewhat exothermic and releases heat.

Det vil oppstå hydrogensulfid fremstilt under den termiske dekomponering av kull eller karbonholdige materialer. Naturlig forekommende svovel i karbonholdige materialer frigjøres i form av hydrogensulfid ved de delvis reduserende betingelser som finnes. Ved høyere temperaturer kan også sulfider og andre svovelkomponenter i asken omdannes til hydrogensulfid. Fjerning av dette kreves vanligvis for å fremstille en svovelfri brenngass eller syntesegass for vidre behandling. Hydrogen sulphide produced during the thermal decomposition of coal or carbonaceous materials will occur. Naturally occurring sulfur in carbonaceous materials is released in the form of hydrogen sulphide under the partially reducing conditions that exist. At higher temperatures, sulphides and other sulfur components in the ash can also be converted to hydrogen sulphide. Removal of this is usually required to produce a sulphur-free fuel gas or synthesis gas for further treatment.

Den annen reaksjon, CO-skiftet, kan utføres i en separat reaktor for ytterligere justering av forholdet mellom CO og H^, som skal benyttes som syntesegass for ytterligere omdanning. Fjerning av hydrogensulfid utføres vanligvis før CO-skiftet for å beskytte katalysatoren som benyttes. The second reaction, the CO shift, can be carried out in a separate reactor to further adjust the ratio between CO and H^, which is to be used as synthesis gas for further conversion. Removal of hydrogen sulphide is usually carried out before the CO shift to protect the catalyst used.

En eventuelt tilstedeværende karbondioksyd som også benevnes syregass, fjernes også som regel. Any carbon dioxide that may be present, which is also called acid gas, is also usually removed.

Den tredje eller generelle reaksjon (3) vil gå under passende betingelser med en passende katalysator og gi CO^og The third or general reaction (3) will proceed under suitable conditions with a suitable catalyst and give CO 2 and

for passende formål. Dette kan benevnes som direkte fremstilling av hydrogen fra kull-vanndamp-systemer. for appropriate purposes. This can be referred to as direct production of hydrogen from coal-water steam systems.

Ytterligere fremstilling av hydrokarboner illustreres ved følgende sekvens: Further production of hydrocarbons is illustrated by the following sequence:

Den tredje reaksjon (6) som benytter de justerte andeler CO/ E^, fremstiller metan ved anvendelse av nikkel-katalysatorer. Andre andeler og andre katalysatorer vil gi The third reaction (6), which uses the adjusted proportions of CO/E^, produces methane using nickel catalysts. Other shares and other catalysts will provide

andre produkter, så som høyere hydrokarboner. Legg other products, such as higher hydrocarbons. lay

merke til at reaksjonssekvensen benytter tre trinn. Videre er det nødvendig med avkjøling og oppvarming mellom trinnene for de forskjellige temperaturer (og trykk) nivåer som er nødvendige. Avkjøling mellom trinnene kreves også for å fjerne hydrogensulfid før CO-skiftet, og spesielt før den tredje reaksjon (6), metaneringsreaksjonen, hvor katalysatoren kan forgiftes med svovel. Selv om gjenvinning av overskuddsvarme er av markert effektivitetstap og av disse og andre grunner er det gunstigere med enkelere omdannings-veier. note that the reaction sequence uses three steps. Furthermore, cooling and heating between stages are required for the different temperature (and pressure) levels required. Cooling between steps is also required to remove hydrogen sulphide before the CO shift, and especially before the third reaction (6), the methanation reaction, where the catalyst can be poisoned with sulphur. Although the recovery of surplus heat is a marked loss of efficiency and for these and other reasons it is more favorable to use simpler conversion routes.

Fra et annet standpunkt, betrakt From another standpoint, consider

Den annen reaksjon (9) benevnes også direkte metanering. Ced disse 1/1 CO/H2 forhold, med passende katalysatorer og betingelser, er det mulig å unngå CO-skiftet. Det er fremdeles nødvendig med avkjøling mellom trinnene for å fjerne svovel, dersom ikke svovelbestandige metanerings katalysatorer kan benyttes. The second reaction (9) is also called direct methanation. With these 1/1 CO/H2 ratios, with suitable catalysts and conditions, it is possible to avoid the CO shift. Cooling between the steps is still necessary to remove sulphur, if sulphur-resistant methanation catalysts cannot be used.

Betrakt endelig reaksjonen Finally, consider the reaction

Dette benevnes ofte direkte katalytisk omdanning. This is often referred to as direct catalytic conversion.

Den finner sted i. nærvær av alkali og nikkel katalysatorer eller andre katalysatorer ved varierende trykk. Selv om omdanning kan finne sted ved lavere temperaturer, fra 370 - 650°C er hastigheten langsom. Omdanningen foregår best ved 650 - 815°C, og fortrinnsvis fra 700-750°C. It takes place in the presence of alkali and nickel catalysts or other catalysts at varying pressures. Although transformation can take place at lower temperatures, from 370 - 650°C the rate is slow. The transformation takes place best at 650 - 815°C, and preferably from 700-750°C.

For vellykket, langtids, kontinuerlig drift, er svovelkontroll nødvendig, likeledes kontroll av katalysatoraktiviteten. Dette er områder som oppfinnelsen vedrører. For successful, long-term, continuous operation, sulfur control is necessary, as is control of catalyst activity. These are areas to which the invention relates.

Legg merke til at C02og hydrogen vil metanere. Således: Note that C02 and hydrogen will methanate. Thus:

Ved å justere C02/H2forhold og/eller ved å benytte passende katalysatorer og betingelser er det mulig å oppnå de ovennevnte reaksjoner. På tilsvarende måte kan man med passende katalysatorer og betingelser få fremstilt høyere hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser. By adjusting the C02/H2 ratio and/or by using suitable catalysts and conditions, it is possible to achieve the above reactions. In a similar way, with suitable catalysts and conditions, higher hydrocarbons and/or oxygenated compounds can be produced.

Spesielle forhold med hensyn til kontroll av svovel og katalysator aktivitet er følgende: Special conditions with regard to control of sulfur and catalyst activity are the following:

Generelle sider ved oppfinnelsen General aspects of the invention

Starten av reaksjonen mellom vanndamp og kull eller andre karbonholdige materialerøkes ved nærvær av alkaliser. Reaktiviteten begunstiges ved å benytte pulverisert kull som føres i dampen som reaktanter. Alkali impregneres på kullet (fra oppløsning eller suspensjon), eller tilføres tørr, eller tilføres for seg som en oppslemming eller opp-løsning . The initiation of the reaction between water vapor and coal or other carbonaceous materials is increased by the presence of alkalis. The reactivity is favored by using pulverized coal which is carried in the steam as reactants. Alkali is impregnated on the coal (from solution or suspension), or added dry, or added separately as a slurry or solution.

Ved å tilføre varme og tillate tilstrekkelig oppholdstid under oppvarming i et forbehandlingstrinn, får man termisk nedbrytning som fører til frigjøring av hydrogensulfid og andre forbindelser som oppfanges av alkali. Bruken av natriumkarbonat eller stoffer som inneholder dette, eller natriumhydroksyd (eller natriumhydroksyd) øker opptak ved disse temperaturer. En kaliumforbindelse er ikke effektiv. By applying heat and allowing sufficient residence time during heating in a pretreatment step, thermal decomposition occurs which leads to the release of hydrogen sulfide and other compounds that are captured by alkali. The use of sodium carbonate or substances containing this, or sodium hydroxide (or sodium hydroxide) increases absorption at these temperatures. A potassium compound is not effective.

Termisk nedbrytning eller dekomponering forårsakes av til-førsel av varme, direkte eller indirekte, samtidig som man får en delvis reaksjon mellom vanndamp og det karbonholdige materialet til CO og H2. Denne reaksjonen er endoterm og forårsaker temperatursenkning dersom ikke varme tilføres. Thermal breakdown or decomposition is caused by the supply of heat, directly or indirectly, while at the same time a partial reaction is obtained between water vapor and the carbonaceous material to CO and H2. This reaction is endothermic and causes a temperature drop if no heat is added.

Innsprøytning av kull-vanndamp-alkaliblandingen på et skikt av nikkel-katalysatorpartikler, eller av en annen passende katalysator, vil frembringe omdanning til metan og karbondioksyd. Med andre katalysatorer og betingelser, kan høyere hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser fremstilles, selv hydrogen. Injection of the coal-steam-alkali mixture onto a layer of nickel catalyst particles, or of another suitable catalyst, will produce conversion to methane and carbon dioxide. With other catalysts and conditions, higher hydrocarbons and/or oxygenated compounds can be produced, even hydrogen.

Mens omdanningen While the transformation

meget eksoterm.- og frigjør varme. very exothermic.- and releases heat.

Det er nødvendig med kontroll mellom temperatur og oppholdstid i forbehandlingsdelen for å få en passende reaktor-temperatur. Som angitt er en passende temperaturreaktor i området 650-815°C. Dette vil sikre tilstrekkelig reaktivi-tet, samtidig som svovelproblemet med nikkel og andre katalysatorer reduseres. Det vil si at sulfidforgiftning reduseres ved høyere temperaturer. Samtidig så øket svovel-opptaktet i forbehandlingsdelen ved passende oppholdstider og temperaturer. Det er den optimale kombinasjon og avveining som sikrer en gunstig drift. Dette vil variere med det spesielle kull eller karbonholdige materiale og med katalysatorene. It is necessary to control the temperature and residence time in the pretreatment section in order to obtain a suitable reactor temperature. As indicated, a suitable temperature reactor is in the range 650-815°C. This will ensure sufficient reactivity, while reducing the sulfur problem with nickel and other catalysts. This means that sulphide poisoning is reduced at higher temperatures. At the same time, the uptake of sulfur in the pre-treatment section increased at suitable residence times and temperatures. It is the optimal combination and balance that ensures favorable operation. This will vary with the particular coal or carbonaceous material and with the catalysts.

Mens katalysatoren kan recykleres for å fjerne svovel ved oksydering eller reduksjon, fulgt av reaktivering om nød-vendig, i et eget regeneratorkar, kan dette utføres internt ved innsprøytning eller recyklering av damp og/eller C02som oksyderende midler, og/eller ved hydrogen eller CO som reduserende midler. Kontroll av reaktantene og produkt-preparatene vil kort sagt også opprettholde katalysatoraktiviteten. While the catalyst can be recycled to remove sulfur by oxidation or reduction, followed by reactivation if necessary, in a separate regenerator vessel, this can be done internally by injecting or recycling steam and/or C02 as oxidizing agents, and/or by hydrogen or CO as reducing agents. In short, control of the reactants and product preparations will also maintain the catalyst activity.

Medført alkali regenereres ved oppløsning i vann fulgt av innsprøytning av vanndamp og karbondioksyd. Dette omdanner sulfidet til karbonat for recyklering, frigjør H2S for ytterligere behandling, nemlig omdanning til elementært svovel, eller forbrenning til svoveloksyder fulgt av absorbsjon i kalk eller dolomitt eller tilsvarende. Det resyklerte alkali kan fordampes fra oppløsningen eller innsprøytes som en oppslemming eller oppløsning. Entrained alkali is regenerated by dissolution in water followed by injection of steam and carbon dioxide. This converts the sulphide to carbonate for recycling, releasing the H2S for further processing, namely conversion to elemental sulphur, or combustion to sulfur oxides followed by absorption in lime or dolomite or equivalent. The recycled alkali can be evaporated from the solution or injected as a slurry or solution.

Som nevnt kan nikkel eller andre katalysatorer som har reagert med svovel bli regenerert med oksygering med vanndamp, C02eller andre oksyderingsmidler, eller ved reduksjon med H2eller CO eller andre reduksjonsmidler. Dette kan oppnås ved å starte med tørr, fast form, eller ved å danne alkaliske eller sure oppløsninger. As mentioned, nickel or other catalysts that have reacted with sulfur can be regenerated by oxidation with steam, CO2 or other oxidizing agents, or by reduction with H2 or CO or other reducing agents. This can be achieved by starting with dry, solid form, or by forming alkaline or acidic solutions.

For å fjerne nikkel eller andre metallkatalysatorer som To remove nickel or other metal catalysts such as

er medført i asken, kan katalysatoren oppløses i syrer eller alkalier og viderebehandles for å få fast oksyd eller en annen form. Siden andre komponenter også kan oppløses, og derved gjøre behandlingen mere komplisert, kan man benytte magnetiske metoder. Nikkel, som er paramagnetisk, kan gjenvinnes mellom ferromagnetiske materialer (f.eks. jern) og ikke-magnetiske komponenter. is entrained in the ash, the catalyst can be dissolved in acids or alkalis and further processed to obtain solid oxide or another form. Since other components can also dissolve, thereby making the treatment more complicated, magnetic methods can be used. Nickel, which is paramagnetic, can be recovered between ferromagnetic materials (eg iron) and non-magnetic components.

Den magnetiske susceptibilitetøkes ved varmebehandling. The magnetic susceptibility is increased by heat treatment.

Klassifikasjon, flottasjon og andre ektraktive, metallurg-iske prosesser kan også være tilstrekkelige. Classification, flotation and other extractive, metallurgical processes may also be sufficient.

Hvis man har en passende konsentrasjon og mengde, kan eventuelt det nikkel-holdige materiale sendes for nikkel-raffinering og■gjenvinning. If you have a suitable concentration and amount, the nickel-containing material can possibly be sent for nickel refining and recycling.

Totaliteten av de kombinerte elementer som er nevnt utgjør denne oppfinnelsen. The totality of the combined elements mentioned constitutes this invention.

Oppfinnelsens ramme The scope of the invention

Den følgende kombinasjon av sider utgjør oppfinnelsens ramme.. Det er denne totalitet som gir oppfinnelsen. The following combination of pages forms the frame of the invention. It is this totality that gives the invention.

Pulverisert kull eller andre karbonholdige materialer med-føres eller - suspenderes i vanndamp. Dampen kan være super-• oppvarmet. Alkali tilføres ved impregnering som i Pulverized coal or other carbonaceous materials are carried along or - suspended in steam. The steam can be super-• heated. Alkali is supplied by impregnation as in

tørr form, eller i form av en oppløsning eller oppslemming. Denne blandingen oppvarmes og gis en viss oppholdstid i en forbehandlingsdel. dry form, or in the form of a solution or slurry. This mixture is heated and given a certain residence time in a pre-treatment part.

Eventuelt benyttes en pulverisert kull-vann-oppslemming eller kull-vann-alkali-oppslemming som utgangsmateriale. Dette materialet oppvarmes og vannet fordampes i en for-dampningsseksjon. Etterhvert som fordampningen skrider frem, medfører vanndampen kull (og alkali) og gir en blanding av kull (og alkali) suspendert i vanndamp. Denne føres inn i forbehandlingsdelen. If necessary, a powdered coal-water slurry or coal-water-alkali slurry is used as starting material. This material is heated and the water is evaporated in an evaporation section. As the evaporation progresses, the water vapor carries with it coal (and alkali) and gives a mixture of coal (and alkali) suspended in water vapour. This is fed into the pre-treatment section.

Alkali fanger svovelforbindelser som frigjøres i den pyrolyttiske dekomponering som følger, og samtidig økes reaksjonen mellom vanndamp og kull eller andre karbonholdige materialer. Kontroll av relative til førselshastig-heter, oppholdstid og temperatur i dette forbehandlingstrinn er nødvendig for den etterfølgende behandling. Alkali captures sulfur compounds which are released in the pyrolytic decomposition that follows, and at the same time the reaction between water vapor and coal or other carbonaceous materials is increased. Control of relative transport speeds, residence time and temperature in this pre-treatment step is necessary for the subsequent treatment.

Arbeidstrykket i systemet justeres ved den tilstand som The working pressure in the system is adjusted by the condition that

best passer for utstyret og for andre begrensninger. best fit for the equipment and for other limitations.

To hvoedprosesser følger nu som alternativer: Two main processes now follow as options:

1. I det som benevnes et ett-trinns eller direkte omdanning føres reaksjonsblandingen som forlater forbehandlingsdelen opp inn i og gjennom et fluidisert skikt av metandannende eller Fischer-Tropsch-katalysatorer. Omdanningen skjer til metan, høyere hydrokarboner, og/eller oksygenerte forbindelser, avhengig av katalysatorer og betingelser. 1. In what is termed a one-stage or direct conversion, the reaction mixture leaving the pretreatment section is fed up into and through a fluidized bed of methane-forming or Fischer-Tropsch catalysts. The conversion takes place to methane, higher hydrocarbons, and/or oxygenated compounds, depending on catalysts and conditions.

Karbondioksyd er hovedproduktet, selv om mindre mengder hydrogen også vanligvis vil opptre, og likeledes mindre mengder karbonmonoksyd, igjen avhengig av katalysatorer, aktivitet og betingelser. Carbon dioxide is the main product, although smaller amounts of hydrogen will also usually appear, and likewise smaller amounts of carbon monoxide, again depending on catalysts, activity and conditions.

Selve reaktoren er hovedsakelig adiabatisk, selv om varme selvsagt kan tilføres eller fjernes. The reactor itself is mainly adiabatic, although heat can of course be added or removed.

Kontroll av temperatur og oppholdstid i forbehandlings- Control of temperature and residence time in pretreatment

delen er vesentlig for kontroll av reaktortemperaturen og omdanningen. Dette er dels siden omdanning til hydrogen og karbonmonoksyd har en tendens til å finne sted i forbehandlingsdelen - som er endoterm og absorberer varme. Mens den generelle omdanning stort sett er termisk nøytral eller autotermal, vil ytterligere reaksjon med hydrogen og karbonmonoksyd være eksoterm og gi varme. Dette er årsaken til behovet for koordinering mellom driften av forbehandlingsdelen og selve reaktoren. the part is essential for controlling the reactor temperature and the conversion. This is partly because conversion to hydrogen and carbon monoxide tends to take place in the pretreatment section - which is endothermic and absorbs heat. While the overall transformation is largely thermally neutral or autothermal, further reaction with hydrogen and carbon monoxide will be exothermic and produce heat. This is the reason for the need for coordination between the operation of the pretreatment section and the reactor itself.

Ved høyere vanndampsmengder produseres hydrogen alternativt sammen med karbondioksyd, ved passende temperaturnivå og katalysatorer, dvs. jernoksyder, men også ved andre metanerings eller Fischer-Tropsch-katalysatorer, selv med aluminiumoksyd og silisiumforbindelser og med alkali alene. Oppholdstiden ved den gitte temperatur av reaktorprodukt-strømmen minimaliseres etterat den forlater området med det utvidede katalysatorskikt. Dette gjøres ved å eliminere oppholdsrommet og ved å benytte en sjokk-kjøler, direkte eller indirekte. At higher amounts of water vapor, hydrogen is alternatively produced together with carbon dioxide, at the appropriate temperature level and catalysts, i.e. iron oxides, but also by other methanation or Fischer-Tropsch catalysts, even with alumina and silicon compounds and with alkali alone. The residence time at the given temperature of the reactor product stream is minimized after it leaves the area with the expanded catalyst layer. This is done by eliminating the living space and by using a shock cooler, directly or indirectly.

Et system for å"fjerne faste stoffer (cykloner, filtre og/eller posefiltre) fulgt av kjøler-kondensator avslutter sekvensen. 2. I to-trinns oppdanning, gis avløpet fra forbehandlingsdelen ytterligere oppholdstid om nødvendig, i et ytterligere oppholdskar. Dette vil avhengé av graden av forbehandling. A system to "remove solids" (cyclones, filters and/or bag filters) followed by cooler-condenser completes the sequence. 2. In two-stage formation, the effluent from the pretreatment section is given additional residence time if necessary, in an additional residence vessel. This will depend of the degree of pretreatment.

Ytterligere svovelopptak vil finne sted i oppholdskaret og ytterligere alkali kan tilsettes dette punktet, enten tørt eller i form av en oppløsning eller oppslemming. Further sulfur uptake will take place in the holding vessel and further alkali can be added at this point, either dry or in the form of a solution or slurry.

Hydrogen/karbonmonoksyd/karbondioksyd forholdene kan kontrolleres i forbehandlingsdelen i oppholdskaret og/eller i etterfølgende kar ved å regulere de relative reaktant-hastigheter, temperaturer og trykk. The hydrogen/carbon monoxide/carbon dioxide ratios can be controlled in the pretreatment part in the residence vessel and/or in subsequent vessels by regulating the relative reactant rates, temperatures and pressures.

Hvis oppbakkingskar benyttes, kan det tilføres gjæroksyder eller andre CO-skiftkatalysatorer, for å regulere ytterligere H2/CO/C02forholdene. Hvis man benytter et fastskikt eller en fastkatalysator, må en cyklon eller et annet system for å fjerne det faste stoffet benyttes før katalysatorskiktet. Hvis man benytter et fluidisert skikt, er det ikke nødvendig å fjerne faste stoffer før skiktet. If backing vessels are used, yeast oxides or other CO shift catalysts can be added to further regulate the H2/CO/C02 ratios. If a solid bed or a solid catalyst is used, a cyclone or other system to remove the solid must be used before the catalyst bed. If a fluidized bed is used, it is not necessary to remove solids before the bed.

Oppbakkingskaret, bruken av jernoksyder eller tilsvarende materialer, vil også tjene til å fange.eventuelt gjenværende svovelforbindelser. Systemer for å fjerne faste stoffer og en kjøler-kondensator følger. The backing vessel, the use of iron oxides or similar materials, will also serve to trap any remaining sulfur compounds. Systems to remove solids and a cooler-condenser follow.

Ytterligere omdanning med passende metanerings eller Fischer- Further transformation with appropriate methanation or Fischer-

Tropsch katalysatorer utgjør annet trinn. Katalysatorskiktet kan være fast eller fluidisert. Et fluidisert skikt krever ikke nødvendigvis fjerning av faste stoffer før reaktoren. Reaktorproduktene er metan, høyere hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser, avhengig av katalysatorene og betingelsene. Reaksjonene er meget eksoterm og gir varme og krever enten varmefjerning mellom trinnene, resirkulering av kald produktgass eller over-føring av varme mellom trinnene. Tropsch catalysts constitute the second stage. The catalyst layer can be solid or fluidized. A fluidized bed does not necessarily require the removal of solids before the reactor. The reactor products are methane, higher hydrocarbons and/or oxygenated compounds, depending on the catalysts and conditions. The reactions are highly exothermic and generate heat and require either heat removal between the steps, recycling of cold product gas or transfer of heat between the steps.

Noe omdanning kan finne sted i oppbakkingskaret, spesielt hvis jernoksyd benyttes for opprensing. Videre behøver ikke de avkjølte gasser fra oppbakingskaret kreve oppvarming før de går inn i reaktoren for metandannelse eller Fischer-Tropsch-omdanning. For noe reaksjon vil finne Some conversion may take place in the backing vessel, especially if iron oxide is used for purification. Furthermore, the cooled gases from the backing vessel do not need to require heating before they enter the reactor for methane formation or Fischer-Tropsch conversion. Because some reaction will find

sted selve ved lave temperaturer, og forårsake oppvarming av blandingen på grunn av den eksoterme reaksjon, place itself at low temperatures, causing heating of the mixture due to the exothermic reaction,

noe som ytterligere akselererer omdanningen. which further accelerates the transformation.

Ved høyere vanndampmengder, kan første trinn ledes mot hydrogen og karbondioksyd under forbehandlingen, ved oppholdskaret og/eller ved oppbakkingskaret eller ved et annet trinn. In the case of higher amounts of water vapour, the first stage can be directed towards hydrogen and carbon dioxide during the pre-treatment, at the residence vessel and/or at the backing vessel or at another stage.

Videre vil hydrogen/karbondioksydblandingene også katalyttisk omdannes til metan, høyere hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser, på tilsvarende måter som hydrogen/ karbonmonoksydblandinger. Nærværet av vanndamp spiller også en rolle i støkiometrien for reaksjonene gjennom CO-skiftet, og er en medvirkende faktor sammen med konsentrasjonen av andre reaktanter og driftsbetingelsene og katalysatorene. Furthermore, the hydrogen/carbon dioxide mixtures will also be catalytically converted into methane, higher hydrocarbons and/or oxygenated compounds, in similar ways as hydrogen/carbon monoxide mixtures. The presence of water vapor also plays a role in the stoichiometry of the reactions through the CO shift, and is a contributing factor along with the concentration of other reactants and the operating conditions and catalysts.

Reaksjonsblandingen for annet-trinn består derfor av The reaction mixture for the second stage therefore consists of

hydrogen og både karbonmonoksyd og karbondioksyd og likeledes vanndamp og andre mindre bestanddeler. Fjerning på forhånd av karbondioksyd er ikke nødvendig. Avkjøling og kondensasjon hydrogen and both carbon monoxide and carbon dioxide and likewise water vapor and other minor constituents. Prior removal of carbon dioxide is not necessary. Cooling and condensation

for å fjerne overskudd av vann (det vil si vanndamp) før annet trinn er i virkeligheten ikke absolutt nødvendig avhengig av omdanningens retning. Komponentandelene er heller ikke nødvendigvis kritisk, siden katalysatoren er mere spesifikk overfor omdanningen. Temperaturen er heller ikke kritisk innenfor et område. Det samme gjelder trykk; men molar sammentrekning favoriseres av trykk. to remove excess water (that is, water vapour) before the second step is in reality not absolutely necessary depending on the direction of the transformation. The component proportions are not necessarily critical either, since the catalyst is more specific to the conversion. The temperature is also not critical within an area. The same applies to pressure; but molar contraction is favored by pressure.

Overskudd av vanndamp benyttes for å drive omdanningen. Surplus water vapor is used to drive the transformation.

Ved avkjøling av produktene under duggpunktet, får man en vandig kondensatfase. Denne kondensatfasen vil inneholde oppløselige biprodukter, deribland ammoniakk og nitrogenforbindelser, oppløselige svovelforbindelser og noe karbondioksyd og hydrogensulfid. Disse forbindelser vil videre omsettes eller ioniseres i oppløsningen. When the products are cooled below the dew point, a watery condensate phase is obtained. This condensate phase will contain soluble by-products, including ammonia and nitrogen compounds, soluble sulfur compounds and some carbon dioxide and hydrogen sulphide. These compounds will further react or ionize in the solution.

I tillegg vil kondensatfasen inneholde oppløst eller delvis oppløst alkali, deriblant deler av den som er blitt sulfidi-sert. In addition, the condensate phase will contain dissolved or partially dissolved alkali, including parts of it that have been sulphidised.

Endelig vil det oppstå aske eller kullaske sammen med meført eller nedbrutt metanerings eller Fischer-Tropsch katalysatorer. Finally, ash or coal ash will occur together with entrained or decomposed methanation or Fischer-Tropsch catalysts.

Hele det vandige kondensat uten faste stoffer kan resykleres til dampgeneratoren eller kokeren forutsatt at alkalien ikke forårsaker tetning av rørene under oppvarming eller faseforandring. Dette vil avhenge av konstruksjon og drift. Det gjelder spesielt for mating med oppslemming. All of the aqueous condensate without solids can be recycled to the steam generator or boiler provided that the alkali does not cause clogging of the pipes during heating or phase change. This will depend on construction and operation. This applies in particular to slurry feeding.

I alle .tilfelle er det foretrukket at tørr alkali ikke når den temperatur hvor den vil smelte sammen med metallover-flaten eller askekomponentene. In all cases, it is preferred that dry alkali does not reach the temperature where it will fuse with the metal surface or the ash components.

En eventuelt oljefase eller faser som oppstår som resultat av medført pyrolyse og/eller Fischer-Tropsch-katalysator kan også recykleres, og føres til den opprinnelige matingen, til forbehandlingsdelen, og/eller til reaktoren eller til oppholdskaret og/eller oppbakkingskaret. Any oil phase or phases that occur as a result of accompanying pyrolysis and/or Fischer-Tropsch catalyst can also be recycled, and fed to the original feed, to the pre-treatment section, and/or to the reactor or to the holding vessel and/or backing vessel.

Uomsatt eller delvis omsatt kull eller kullaske kan resykleres som tørre eller våte, faste stoffer til matningen , til forbehandlingsdelen eller til reaktorene. Eller til oppholds eller oppbakkingskaret. Unreacted or partially reacted coal or coal ash can be recycled as dry or wet solids for the feed, for the pretreatment section or for the reactors. Or for residence or the backing vessel.

Aktiviteten i metanerings eller Fischer-Tropsch katalysatoren kontrolleres på to måter: Ved innsprøytning eller resyklering av vanndamp, karbondioksyd og/eller oksyderingsmidler. The activity in the methanation or Fischer-Tropsch catalyst is controlled in two ways: By injecting or recycling steam, carbon dioxide and/or oxidizing agents.

Eventuelt ved innsprøytning eller resykerling av nycrogen og/eller karbonmonoksyd. Possibly by injection or reinsurance of nycrogen and/or carbon monoxide.

Den foretrukne fremgangsmåte avhenger av driftsbetingelsene, reaktantene og deres forhold og katalysatorene. Det kan ikke nødvendigvis forutsies på forhårid. Man må også være forsiktig slik at ikke katalysatoren deaktiveres, spesielt ved begynnelsen. The preferred method depends on the operating conditions, the reactants and their ratios, and the catalysts. It cannot necessarily be predicted ahead of time. Care must also be taken not to deactivate the catalyst, especially at the beginning.

Kontroll opprettholdes ved innsprøytning på stedet eller Control is maintained by injection on the spot or

ved bruk av et separat regenereringskar. using a separate regeneration vessel.

Aktiveringsprosedyrer kontrollerer både katalysatorens sulfidreaksjon og graden av oksydering eller reduksjon, Activation procedures control both the catalyst's sulphide reaction and the degree of oxidation or reduction,

som begge påvirker katalysatoraktiviteten, eller i virkeligheten bestemmer denne. both of which affect catalyst activity, or in fact determine it.

Bruk av svovelbestandige katalysatorer, så som molybden Use of sulphur-resistant catalysts, such as molybdenum

eller volframforbindelser, og spesielt sulfidene, reduserer behovet for svovelkontroll. or tungsten compounds, and especially the sulphides, reduce the need for sulfur control.

Drift ved høyere temperaturer spesielt 1200-1500°F, reduserer sulfiddannelsen i katalysatoren og virkningen av dette på aktiviteten. Operation at higher temperatures, particularly 1200-1500°F, reduces sulfide formation in the catalyst and its effect on activity.

Vanligvis er det nødvendig at Fischer-Tropsch katalysatoren aktiveres på stedet før matningsstrømmene startes. Selv om katalysatoren kan kjøpes pre-aktivert, tilveiebringes den vanligvis i oksydert tilstand, noe som krever delvis reduksjon med hydrogen og/eller karbonmonoksyd som reduseringsmiddel. His katalysatoren er en mere metallisk tilstand, kan det i noen tilfelle være nødvendig med delvis oksydering med oksygen, vanndamp og/eller karbondioksyd som oksyderingsmidler. Generally, it is necessary for the Fischer-Tropsch catalyst to be activated on site before the feed streams are started. Although the catalyst can be purchased pre-activated, it is usually provided in an oxidized state, which requires partial reduction with hydrogen and/or carbon monoxide as a reducing agent. If the catalyst is in a more metallic state, partial oxidation with oxygen, water vapor and/or carbon dioxide as oxidizing agents may be necessary in some cases.

Det skal bemerkes at katalysatoren har en tendens til å aktiveres etter starten hovedsakelig på grunn av nærvær av de ovennevnte gasser, spesielt hydrogen (og karbonmonoksyd). It should be noted that the catalyst tends to activate after the start mainly due to the presence of the above mentioned gases, especially hydrogen (and carbon monoxide).

En viss grad av medføring av Fischer-Tropsch katalysator A certain degree of entrainment of Fischer-Tropsch catalyst

vil finne sted på grunn av smelting eller nedbryting. Dette er mere fremtredende i begynnelsen med en frisk ladning. will take place due to melting or decomposition. This is more prominent in the beginning with a fresh charge.

Det medførte materiale kan- fraskilles asken ved magnetiske/ paramagnetiske metoder. Hovedkatalysatorkomponentene er enten magnetiske eller paramagnetiske, og i noen tilfelle ikke-magnetiske, og denne skillemåte kan benyttes. Den magnetiske susce<p>tibilitet økes ved varmebehandling. The entrained material can be separated from the ash by magnetic/paramagnetic methods. The main catalyst components are either magnetic or paramagnetic, and in some cases non-magnetic, and this distinction can be used. The magnetic susceptibility is increased by heat treatment.

Andre metoder kan også benyttes på samme måte som i ekstraktive metallurgi. Dette omfatter oppløsning i sure eller basiske media, fulgt av oksydering eller reduksjon eller andre kjemiske omdanninger, etterfulgt av endelig utfelling av katalysatorkomponentene. Ytterligere aktivering er da vanligvis nødvendig. Other methods can also be used in the same way as in extractive metallurgy. This includes dissolution in acidic or basic media, followed by oxidation or reduction or other chemical transformations, followed by final precipitation of the catalyst components. Further activation is then usually required.

Utover dette kan flere fremgangsmåter for mineralgjenvinning benyttes, så som klassifikasjon eller flottasjon. In addition to this, several methods for mineral recovery can be used, such as classification or flotation.

Endelig kan aske-katalysatorblandingen føres til passende metalIraffinering. Finally, the ash-catalyst mixture can be fed to suitable metal refining.

Effektiviteten og anvendeligheten av det ovennevnte vil avhenge av graden av nedbrytning og medføring. Det antas at i de fleste tilfelle vil være billigere å fjerne medført katalysator med asken. The effectiveness and applicability of the above will depend on the degree of degradation and entrainment. It is assumed that in most cases it will be cheaper to remove entrained catalyst with the ash.

I de forannevnte operasjoner føres alkali gjennom systemene sammen med asken og samles opp tørr eller i form av en oppslemming eller oppløsning fra kondensasjon av overskudd av vanndamp. Den tørre alkali kan i sin tur utvaskes og danne en kombinert oppslemming eller oppløsning. Denne oppslemming eller oppløsning vil inneholde alkalisulfid som resultat av opptak av svovelforbindelser. Blandingen dryppes med vanndamp og karbonmonoksyd. Sulfiddelen regenereres på denne måte. Resyklering følger som en opp-løsning eller oppslemming, eller ved fullstendig fordampning til tørr alkali. In the aforementioned operations, alkali is passed through the systems together with the ash and collected dry or in the form of a slurry or solution from the condensation of excess water vapour. The dry alkali can in turn be washed out and form a combined slurry or solution. This slurry or solution will contain alkali sulphide as a result of absorption of sulfur compounds. The mixture is dripped with water vapor and carbon monoxide. The sulphide part is regenerated in this way. Recycling follows as a solution or slurry, or by complete evaporation to dry alkali.

Hele eller deler av vannfasen kan resykleres til dampgeneratoren eller kokeren forutsatt at alkali eller andre komponenter som er tilstede ikke forårsaker tetning av rørene under fordampningen. Dette vil avhenge av konstruksjon og forbehandling. Resyklering passer spesielt for mating med oppslemming. All or part of the water phase can be recycled to the steam generator or boiler provided that alkali or other components present do not cause clogging of the tubes during evaporation. This will depend on construction and pretreatment. Recycling is particularly suitable for slurry feeding.

En eventuell oljefase (som resultat av pyrolysen eller Fisher-Tropsch-reaksjonen eller andre reaksjoner) kan også resykleres til den opprinnelige matningen, til forbehandlingsdelen eller til reaktoren. Any oil phase (as a result of the pyrolysis or the Fisher-Tropsch reaction or other reactions) can also be recycled to the original feed, to the pretreatment section or to the reactor.

Eventuelt blir oljefasen selv en produktstrøm for brensel eller raffinering. Aromatiske og sykliske komponenter som kan være tilstede bidrar til dets verdi som motorbrensel. Oksygenerte forbindelser som kan være tilstede så som alkoholer, kan også bidra til motorbrensel, og spesielt til oktantallet. Eventually, the oil phase itself becomes a product stream for fuel or refining. Aromatic and cyclic components that may be present contribute to its value as a motor fuel. Oxygenated compounds that may be present such as alcohols can also contribute to motor fuel, and especially to the octane rating.

Ureagert kull eller delvis ureagert kull eller kullaske Unreacted coal or partially unreacted coal or coal ash

kan recykleres som tørre eller våte, faste stoffer: can be recycled as dry or wet solids:

til matingen, til forbehandlingsdelen eller til reaktoren. Den resyklerte strøm kan også omfatte katalysatorer. to the feed, to the pretreatment section or to the reactor. The recycled stream may also include catalysts.

Tegningene The drawings

Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et prosessdiagram og utstyr ifølge oppfinnelsen. Figur 2a) og 2(b) er illustrasjoner i skjematisk form for alternativ matemekanisme for fremgangsmåten. Figur 3 er en illustrasjon av en modifisert form av oppfinnelsen som benytter et ytterliger trinn i prosessen. Figure 1 is a schematic illustration of a process diagram and equipment according to the invention. Figures 2a) and 2(b) are illustrations in schematic form of an alternative feeding mechanism for the method. Figure 3 is an illustration of a modified form of the invention which uses an additional step in the process.

Beskrivelse av foreliggende oppfinnelse Description of the present invention

Partikler av kull eller andre karbonholdige materialer suspenderes i vanndamp eller blandes med vanndamp, i nær- Particles of coal or other carbonaceous materials are suspended in water vapor or mixed with water vapor, in close

vær av alkali eller alkalikarbonater, hovedsakelig natriumkarbonat eller kaliumkarbonat, men fortrinnsvis førstnevnte. Mens begge har katalyttisk virkning på vanndamp-gassifisering av kull, er natriumkarbonat mer mottakelig for reaksjon med hydrogensulfid. Karbonatmineraler, så som trona og nakolitt, kan også benyttes. be of alkali or alkali carbonates, mainly sodium carbonate or potassium carbonate, but preferably the former. While both have a catalytic effect on steam gasification of coal, sodium carbonate is more susceptible to reaction with hydrogen sulfide. Carbonate minerals, such as trona and nakolite, can also be used.

Alkalikarbonatene av litium og cesium er også aktive og likeledes hydroksydene (og oksydene) av alle forannevnte forbindelser, og likeledes andre forbindelser. Den gunstigere pris for natriumkarbonat eller dets mineraler, sammen med aktiviteten ved opptak av hydrogensulfid, gjør disse til det foretrukne valg. The alkali carbonates of lithium and cesium are also active and so are the hydroxides (and oxides) of all the aforementioned compounds, and likewise other compounds. The more favorable price of sodium carbonate or its minerals, together with the activity in uptake of hydrogen sulphide, make these the preferred choice.

Kull kan innsprøytes i vanndampen eller en kull/vannoppslemming kan underkastes fordampning, slik at kullpartiklene medføres eller suspenderes i vanndampen. Coal can be injected into the water vapor or a coal/water slurry can be subjected to evaporation, so that the coal particles are entrained or suspended in the water vapor.

Alkali kan tilføres tørr., som en vannoppslemming eller impregnert på kullpartiklene (fra en oppløsning-eller oppslemming. Alkali can be supplied dry, as a water slurry or impregnated on the coal particles (from a solution or slurry.

Partikkelstørrelsen på kullet kan variere fra grovmasket til pulverisert form, men fortrinnsvis sistnevnte. Selv mikro-størrelser kan benyttes. The particle size of the coal can vary from coarse mesh to powdered form, but preferably the latter. Even micro sizes can be used.

Kull/vanndamp (eller•kull/vann) forhold kan variere. Coal/water vapor (or•coal/water) ratio can vary.

Ideelt er forholdet fra 50/50 på vektbasis til en blanding som inneholder 50% eller mere vann (eller vanndamp) enn kull. Andelene vil avhenge av sluttbruken. Ideally, the ratio is from 50/50 on a weight basis to a mixture containing 50% or more water (or water vapor) than coal. The shares will depend on the end use.

Selv om diskusjonen her vedrører kull, gjelder den alle karbonholdige materialer, både væsker og faste stoffer. Although the discussion here concerns coal, it applies to all carbonaceous materials, both liquids and solids.

Forbehandling Pretreatment

Blandingen av kull/vann/alkali oppvarmes til en temperatur hvor vesentlig omdanning finner sted. Disse temperaturer er i området 650 til 815°C eller høyere, men fortrinnsvis omkring 700 til 760°C. Oppvarming utføres ved indirekte varmeoverføring, som en rør-varmeveksler, eller annen varme-overføringsinnretning. Varmeinnholdet i vanndamp som kan benyttes -som kan være superoppvarmet - kan også bidra. The mixture of coal/water/alkali is heated to a temperature where significant transformation takes place. These temperatures are in the range of 650 to 815°C or higher, but preferably around 700 to 760°C. Heating is carried out by indirect heat transfer, such as a tube heat exchanger, or other heat transfer device. The heat content of water vapor that can be used - which can be superheated - can also contribute.

Den opprinnelige vanndamptemperatur kan i virkeligheten The original water vapor temperature can in reality

være i overkant av forannevnte temperaturer (650 - 815°C) som man oppnår ved hjelp av høytemperaturvarmeoverførings-innretninger, så som brente kjeramiske fliser eller ild-fast sten, benyttet direkte eller indirekte, eller andre porøse strukturer og innretninger. Innsprøytningen av kull og alkali (f.eks. oppslemminger) vil deretter senke temperaturen i blandingen til et akseptabelt nivå. be in excess of the aforementioned temperatures (650 - 815°C) which are achieved with the help of high-temperature heat transfer devices, such as fired ceramic tiles or refractory stone, used directly or indirectly, or other porous structures and devices. The injection of coal and alkali (eg slurries) will then lower the temperature of the mixture to an acceptable level.

Det erønskelig og sannsynligvis nødvendig til enhver tid It is desirable and probably necessary at all times

å drive under smeltepunktet for alkali. (smeltepunktet for natriumkarbonat er 8 51°C). Dette vil redusere sann-synligheten for partikkelagglommerering og sammensmelting med utstyrsoverflåtene. to drift below the melting point of alkali. (the melting point of sodium carbonate is 8 51°C). This will reduce the likelihood of particle accumulation and fusion with the equipment surfaces.

Den oppvarmede blanding tillates tilstrekkelig oppholdstid, på fra 10 sekunder til en time for å frembringe en pyrolyse og termisk frigjøring av hydrogensulfid og andre flyktige materialer. Ved disse temperaturer, eg spesielt i nærvær The heated mixture is allowed sufficient residence time, from 10 seconds to one hour, to produce a pyrolysis and thermal release of hydrogen sulfide and other volatile materials. At these temperatures, especially in the presence of

. av natriumkarbonat, tas nitrogensulfid opp av den tørre alkalien, enten som alkali impregnert på kullpartiklene eller medført alkalipartikler. Smeltet alkali vil også fange opp hydrogensulfid, dersom denne tilstand nåes. (Forangående må skilles fra virkningen av hydrogensulfid i nærvær av vandig alkalikarbonatoppløsning. I det sistnevnte tilfelle, under oppvarming, f.eks. ved koking eller nær koking, vil hydrogensulfid strippes fra oppløsningen - dvs. ikke absorberes - spesielt i nærvær av karbondioksyd). . of sodium carbonate, nitrogen sulphide is taken up by the dry alkali, either as alkali impregnated on the coal particles or entrained alkali particles. Molten alkali will also capture hydrogen sulphide, if this condition is reached. (The foregoing must be distinguished from the action of hydrogen sulphide in the presence of aqueous alkali carbonate solution. In the latter case, during heating, e.g. at boiling or near boiling, hydrogen sulphide will be stripped from the solution - i.e. not absorbed - especially in the presence of carbon dioxide).

Samtidig er der en endoterm reaksjon mellom kull og vanndamp, noe som fører til at det hovedsakelig dannes karbonmonoksyd og hydrogen (men også karbondioksyd). Denne reaksjon absorberer varme og fører til temperaturfall ■ dersom ikke ytterligere varme tilføres, noe som er formålet ved å benytte varmeoverføring. At the same time, there is an endothermic reaction between coal and water vapour, which leads to the formation mainly of carbon monoxide and hydrogen (but also carbon dioxide). This reaction absorbs heat and leads to a temperature drop ■ if no further heat is added, which is the purpose of using heat transfer.

Reaksjonen mellom karbon eller kull med vanndamp til karbonmonoksyd og hydrogen er meget endoterm, og absorberer varmen eller krever varme for å opprettholde reaksjonen. Andre reaksjoner finner også sted som enten kan være endoterm eller eksoterme - dvs. enten absorbere eller avgi varme - spesielt den pyrolyttiske dekomponering av kull. Det finner også til en viss grad sted karbonmonoksyd-skiftet eller CO-skiftet, mellom karbonmonoksyd og vanndamp slik at det dannes karbondioksyd og hydrogen, noe som favoriseres ved lavere temperaturer (ca. 535 til 650°C.) The reaction between carbon or coal with water vapor to form carbon monoxide and hydrogen is highly endothermic, and absorbs the heat or requires heat to maintain the reaction. Other reactions also take place which can be either endothermic or exothermic - i.e. either absorb or release heat - notably the pyrolytic decomposition of coal. The carbon monoxide shift or CO shift also takes place to some extent, between carbon monoxide and water vapor so that carbon dioxide and hydrogen are formed, which is favored at lower temperatures (approx. 535 to 650°C.)

Sammenstillingen av oppholdstid, tilsatt varme, temperatur og trykk og andre betingelser og kontroller vil i sin tur bestemme sammensetningen på utløpet og tilstanden. The combination of residence time, added heat, temperature and pressure and other conditions and controls will in turn determine the composition of the outlet and its condition.

De forannevnte operasjoner ansees som forbehandling. The aforementioned operations are considered pre-treatment.

Reaksjoner Reactions

Representative reaksjoner som finner sted under forbehandlingen er følgende: Representative reactions that take place during pretreatment are the following:

Direkte omdanning Direct transformation

Den resulterende reaksjonsblanding, etter forbehandlingen The resulting reaction mixture, after the pretreatment

kan innsprøytes i bunnen av et fluidisert skikt av en metanerings eller Fischer-Tropsch-katalysator, hvor den føres gjennom og ut av skiktet, og omdannes til metan og tyngre hydrokarboner og/eller oksygenforbindelser (f.eks. alkoholer), i prosessen. Ideelt er den forannevnte omdanning nesten autoterm (dvs.at den ikke krever tilsats eller fjerning av varme). Man kan også benytte uttrykket termisk nøytral. can be injected into the bottom of a fluidized bed of a methanation or Fischer-Tropsch catalyst, where it is carried through and out of the bed, and converted to methane and heavier hydrocarbons and/or oxygen compounds (e.g. alcohols) in the process. Ideally, the aforementioned transformation is almost autothermal (ie it does not require the addition or removal of heat). The expression thermally neutral can also be used.

Produktet behandles videre og skilles i respektive komponent-strømmer ved fremgangsmåte beskrevet annet sted. The product is further processed and separated into respective component streams by the method described elsewhere.

Inbefattet er sjokk/kjøling av toppgassene for å hindre tilbakedanning av produktene, fulgt av fraskilling av faste stoffer, avkjøling og delvis kondensasjon av gasser og fjerning av sur gass og gjenvinning. Det finnes også innretninger for alkalikatalysatorregenerering og gjenvinning av svovel, og for regenerering av Fischer-Tropsch-katalysatorene. Sjokk-kjøleren kan drives enten ved direkte eller indirekte varmeoverføring. I det første tilfelle kan enten flytende vann eller lav-temperaturdamp benyttes. Ytterligere konsentrasjon av vanndamp (eller vann) kan dessverre forårsake at produktsammensetningen forandres dersom man ikke får en rask sjokk-kjøling. En olje kan også benyttes. Included is shock/cooling of the top gases to prevent re-formation of the products, followed by separation of solids, cooling and partial condensation of gases and removal of sour gas and recovery. There are also facilities for alkali catalyst regeneration and sulfur recovery, and for regeneration of the Fischer-Tropsch catalysts. The shock cooler can be operated either by direct or indirect heat transfer. In the first case, either liquid water or low-temperature steam can be used. Further concentration of water vapor (or water) can unfortunately cause the product composition to change if rapid shock cooling is not achieved. An oil can also be used.

Fischer-Tropsch-katalysatoren er stort sett oksyder av gruppe VIII overgangsmetaller, hovedsakelig nikkel, kobolt og jern. Aktivering finner sted ved å tilsette reduserings-midler så som hydrogen og/eller karbonmonoksyd før star- ved temperaturer rundt 370 til 425°C. Selv-aktivering kan finne sted, siden hydrogen og karbonmonoksyd er tilstede eller kan produseres eller kan finnes som reaksjonspro-dukter. The Fischer-Tropsch catalyst is mostly oxides of Group VIII transition metals, mainly nickel, cobalt and iron. Activation takes place by adding reducing agents such as hydrogen and/or carbon monoxide before starting at temperatures around 370 to 425°C. Self-activation can take place, since hydrogen and carbon monoxide are present or can be produced or can be found as reaction products.

Wolfram og molybdenforbindelser - f. eks. sulfidene - er også aktive, spesielt for metandannelse. Sulfidformene er spesielt motstandsdyktige overfor sulfidforgiftninger. Tungsten and molybdenum compounds - e.g. the sulfides - are also active, especially for methane formation. The sulphide forms are particularly resistant to sulphide poisoning.

Sink-oksyd-baserte katalysatorer, et annet spesieltil felle av Fischer-Tropsch-katalysatorer, er selektive overfor metanolproduksjon. Zinc oxide-based catalysts, another special case of Fischer-Tropsch catalysts, are selective towards methanol production.

Representative temperaturer er 650-760°C og trykk fra atmosfæretrykk til 70 atm. Representative temperatures are 650-760°C and pressures from atmospheric pressure to 70 atm.

Ytterligere hydrogensulfid som frigjøres fra kullene har Additional hydrogen sulphide released from the coals has

en tendens til å bli oppfanget enten av alkalikarbonat eller av metalloksydkatalysatorer. I det førstnevnte tilfelle oppstår ikke problemer. I det sistnevnte tilfelle kan aktiviteten i katalysatoren reduseres, selv om dette ikke er alvorlig ved de høye driftstemperaturer som benyttes. I nærvær av hydrogen vil spesielt Gruppe VIII oksydkataly-satorer ha en tendens til å forbli aktive ved disse temperaturnivåer. a tendency to be captured either by alkali carbonate or by metal oxide catalysts. In the former case, no problems arise. In the latter case, the activity in the catalyst can be reduced, although this is not serious at the high operating temperatures used. In the presence of hydrogen, Group VIII oxide catalysts in particular will tend to remain active at these temperature levels.

Sul fiddannelse på katalysatorene kan imidlertid også mot-virkes ved tilsats av små mengder oksygen (eller luft), enten ved bunnen av reaktoren eller oppe eller nede på denne. Virkningen av vanndamp og oksygen motvirker sulfiddannelse. Karbondioksyd kan også benyttes. However, sulphide formation on the catalysts can also be counteracted by adding small amounts of oxygen (or air), either at the bottom of the reactor or above or below it. The effect of water vapor and oxygen counteracts sulphide formation. Carbon dioxide can also be used.

Reaksjoner Reactions

Representative reaksjoner som finner sted under direkte omdanning er følgende: Representative reactions that take place during direct conversion are the following:

Disse benytter nikkel ko-katalysator sammen med alkali, for å frembringe metan (CH^). Med jern ko-katalysatorer oppstår f.eks. også hydrokarbonvæsker. Fremstilling av alkohol er også mulig under anvendelse av jern, sink eller andre katalysatorer under passende betingelser. These use a nickel co-catalyst together with alkali to produce methane (CH^). With iron co-catalysts, e.g. also hydrocarbon liquids. Production of alcohol is also possible using iron, zinc or other catalysts under suitable conditions.

Vanndamp finnes i et overskudd på omtrent 50% for å drive omdanningen. Water vapor exists in an excess of approximately 50% to drive the transformation.

Elementært svovel som medføres kan omdannes som væske eller faststoff avhengig av kondensasjonstemperaturen. Elemental sulfur that is entrained can be converted as a liquid or solid depending on the condensation temperature.

Andre forbindelser Other connections

Andre forbindelser som ammoniakk (NH^) vil oppstå og kan oppløses i kondensatet, opptre som separat fase eller være blandet med gassproduktene. Dette betyr fjerning.og gjenvinning i forhold til stoffet. Til mindre konsentrasjoner må hydrogencyandi, karbonylsulfid og karbondisulfidet merkes, og dette vil også påvirke svovelkontrollen. Other compounds such as ammonia (NH^) will occur and may dissolve in the condensate, act as a separate phase or be mixed with the gas products. This means removal and recycling in relation to the substance. For smaller concentrations, hydrogen cyanide, carbonyl sulphide and carbon disulphide must be labelled, and this will also affect the sulfur control.

Naturen av forbindelsene som oppstår vil avhenge av atmos-færens tendens til å være oksyderéne eller reduserende og til arten og forholdet mellom reaktantene og likeledes andre reaksjonsbetingelser. The nature of the compounds that arise will depend on the tendency of the atmosphere to be oxidizing or reducing and on the nature and ratio of the reactants and likewise other reaction conditions.

To- trinns omdanning Two-stage conversion

Eventuelt kan reaksjonsblandingen som forlater forbehandlingsdelen førestil et ytterligere kar for å utvide oppholdstiden. Videre reaksjon finner sted, hovedsakelig til karbonmonoksyd, hydrogen og karbondioksyd. Optionally, the reaction mixture leaving the pretreatment section may introduce an additional vessel to extend the residence time. Further reaction takes place, mainly to carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide.

En eventuell ytterligere hydrogensulfid som frigjøres tas opp av overskudd av alkali som fremdeles er tilstede. Ytterligere alkali kan tilsettes reaksjonsblandingen enten som oppslemming eller som tørt pulver. Alkalipellets kan tilsettes og danne et fluidisert skikt i dette karet med innretninger for resyklering og regenerering. Any further hydrogen sulphide that is released is taken up by the excess of alkali that is still present. Additional alkali can be added to the reaction mixture either as a slurry or as a dry powder. Alkali pellets can be added and form a fluidized layer in this vessel with devices for recycling and regeneration.

Varmen som er nødvendig for å opprettholde ytterliger omdanning av kull og vanndamp til karbonmonoksyd og hydrogen - som er en meget endoterm reaksjon - kan tilføres ved reaksjon eller forbrenning av innsprøytet oksygen, enten ved bunnen eller på punkter langs karet. Innsprøytning kan følges av vanndamp f.eks. gjennom dyser. Denne dampen vil være en del av de totale tilførsler. Med tilstrekkelig varmeoverføring og oppholdstid, kan omdanning av kull stort sett utføres i forbehandlingsdelen. Dette gjør det ikke nødvendig med bruk av ytterligere kar, og spesielt elimi-nerer det behovet for innsprøytning av oksygen for å til-føre varme (ved delvis forbrenning av det karbonholdige materiale eller andre reaktanter). Nedstrømsenden av forbehandklingsdelen, eller ytterligere kar, kan videre drives adiabatisk, slik at de endoterme reaksjoner har en tendens til å nedkjøle reaksjonen (eller produkt) blandingen. The heat required to sustain further conversion of coal and water vapor to carbon monoxide and hydrogen - which is a highly endothermic reaction - can be supplied by reaction or combustion of injected oxygen, either at the bottom or at points along the vessel. Injection can be followed by water vapour, e.g. through nozzles. This steam will be part of the total supplies. With sufficient heat transfer and residence time, conversion of coal can mostly be carried out in the pretreatment section. This makes it unnecessary to use additional vessels, and in particular it eliminates the need for the injection of oxygen to add heat (by partial combustion of the carbonaceous material or other reactants). The downstream end of the pretreatment section, or additional vessels, may further be operated adiabatically, so that the endothermic reactions tend to cool the reaction (or product) mixture.

Hydrogenfremstilling Hydrogen production

Ved å benytte betraktelig overskudd av vanndamp, kan omdanningen finne sted til hydrogen og karbondioksyd. By using a considerable excess of water vapour, the conversion can take place into hydrogen and carbon dioxide.

Dette påhjelpes ved nærvær av alkali og bruk av andre katalysatorer så som jernoksyder og aluminiumoksyd/silisium-oksyd katalysatorer av kracking typen. This is helped by the presence of alkali and the use of other catalysts such as iron oxides and aluminum oxide/silicon oxide catalysts of the cracking type.

Aluminiumoksyd/silisiumoksydkatalysatorer er motstandsdyktige overfor svovelopptak og svovelforgiftning. Alumina/silica catalysts are resistant to sulfur uptake and sulfur poisoning.

Behandling av avgass Treatment of exhaust gas

Avgassene - hovedsakelig karbonmonoksyd, hydrogen og karbondioksyd, i varierende forhold, metan, hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser - sjokkavkjøles eller avkjøles til 480 - 535°C for lettere å adskille de faste stoffene gjennom en cyklonseparator. De faste stoffene er hovedsakelig aske, natriumsulfid og uomsatt natriumkarbonat eller andre stoffer. The exhaust gases - mainly carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide, in varying proportions, methane, hydrocarbons and/or oxygenated compounds - are shock cooled or cooled to 480 - 535°C to more easily separate the solids through a cyclone separator. The solids are mainly ash, sodium sulphide and unreacted sodium carbonate or other substances.

Natriumforbindelsene regenereres og resykleres ved fremgangsmåter beskrevet annet sted. Inbefattet er vann-vask og regenerering med varme (eller vanndamp) som omfatter stripping med karbondioksyd. The sodium compounds are regenerated and recycled by methods described elsewhere. This includes water washing and regeneration with heat (or steam) which includes stripping with carbon dioxide.

Sjokk-kjøleren/kjøleren kan drives ved direkte eller indirekte varmeoverføring. Når det førstnevnte benyttes, kan flytende vann eller vanndamp med lav temperatur innsprøytes i de varme gassene. Dette vil forårsake ytterliger omdanning til hydrogen gjennom CO-skift-reaksjonen og skal betraktes som en del av det totale dampbehov. Sjokk-kjøleren/kjøleren står foran syklonseparatoren. Kjøling kan sees bort fra hvis materialproblemer ikke finner sted i syklonseparatoren. The shock cooler/cooler can be operated by direct or indirect heat transfer. When the former is used, liquid water or water vapor at a low temperature can be injected into the hot gases. This will cause further conversion to hydrogen through the CO-shift reaction and should be considered as part of the total steam demand. The shock cooler/cooler is in front of the cyclone separator. Cooling can be neglected if material problems do not occur in the cyclone separator.

Som et alternativ kan de varme gassene som forlater cyklon-separatoren føres til et annet skikt av jernoksyd eller andre midler for å fremme CO-skiftreaksjonen. Alternatively, the hot gases leaving the cyclone separator may be fed to another layer of iron oxide or other means to promote the CO shift reaction.

CO + H20(g) C02+ H2(32) CO + H20(g) C02+ H2(32)

og opptak av eventuelt gjenværende H2S. Vanndamp eller karbondioksyd kan tilsettes for å føre CO-skift-reaksjonen enten til høyre eller venste for å kontrollere CO/H2/C02-forholdene. and absorption of any remaining H2S. Water vapor or carbon dioxide can be added to drive the CO shift reaction either to the right or to the left to control the CO/H2/C02 ratios.

Skiktet kan være fast eller fluidisert. Sistnevnte er foretrukket i det tilfelle at finfordelte materialer med-føres i gasstrømmen. The layer can be solid or fluidized. The latter is preferred in the event that finely divided materials are entrained in the gas flow.

Jernkatalysatoren som har reagert til sulfid kan regenereres kontinuerlig ved tilsats av oksygen eller luft sammen med matningen eller på punkter langs reaksjonskaret. Elementært svovel gjenvinnes nedstrøms. The iron catalyst that has reacted to sulphide can be continuously regenerated by adding oxygen or air together with the feed or at points along the reaction vessel. Elemental sulfur is recovered downstream.

Eventuelt kan jernoksyd med sulfid regenereres i et eget kar, under anvendelse av luft eller oksygen ved passende temperaturer,ca. 535°C, som er den samme temperatur som for H2S-adsorbsjon. Det kreves et fluidisert skikt. For operasjoner med fast skikt må to eller flere kontaktorer benyttes, og alterneres mellom adsorbsjon og regenerering. Optionally, iron oxide with sulphide can be regenerated in a separate vessel, using air or oxygen at suitable temperatures, approx. 535°C, which is the same temperature as for H2S adsorption. A fluidized bed is required. For operations with a fixed bed, two or more contactors must be used, and alternate between adsorption and regeneration.

Jernoksydkatalysatoren kan samtidig ha en katalytisk virkning, ikke bare for CO-skiftet, men for etterfølgende Fischer-Tropsch-reaksjoner som forklart i det etterfølgende. The iron oxide catalyst can at the same time have a catalytic effect, not only for the CO shift, but for subsequent Fischer-Tropsch reactions as explained below.

Avgassene fra den annen reaktor, eller avgassene fra den første syklon, føres til en annen syklonseparator for det tilfelle at finfordelt materiale er tilstede i gass-strømmen. Hvis ikke er ikke denne annen syklon nødvendig. The exhaust gases from the second reactor, or the exhaust gases from the first cyclone, are led to another cyclone separator in the event that finely divided material is present in the gas stream. If not, this second cyclone is not necessary.

Gassene sendes under enhver omstendighet til en kjøler-kondensator for å fjerne overskuddet av vann, som vil hindre ytterligere metandannelse eller Fischer-Tropsch-reaksjoner. Eventuelle væsker som fremstilles vil til en viss grad kondenseres. Eventuelt fri svovel som er tilstede fra sulfidoksydasjonen gjenvinnes sammen med det vandige kondensat. In any case, the gases are sent to a cooler-condenser to remove excess water, which will prevent further methane formation or Fischer-Tropsch reactions. Any liquids that are produced will condense to a certain extent. Any free sulfur present from the sulphide oxidation is recovered together with the aqueous condensate.

Svovel smelter for sammenlignings skyld ved ca. 120°C. For the sake of comparison, sulfur melts at approx. 120°C.

(Kokepunktet er 444.6°C). Den spesifikke vekt for det faste stoff er 2,0. (The boiling point is 444.6°C). The specific gravity of the solid is 2.0.

Omdanning av avgass Conversion of exhaust gas

Etter separasjon av kondensatfasen, og av fri svovel hvis denne er tilstede, sendes de avkjølte gasser til en om-danningsdel for omdanning til metan, høyere hydrokarboner og/eller alkoholer eller metanol etc. - avhengig av katalysatorene og betingelsene. After separation of the condensate phase, and of free sulfur if present, the cooled gases are sent to a conversion section for conversion to methane, higher hydrocarbons and/or alcohols or methanol etc. - depending on the catalysts and conditions.

Omdanningsreaksjonene som benevnes metandannende reaksjoner eller Fischer-Tropsch-reaksjoner er mellom karbonmonoksyd og hydrogen og/eller mellom karbondioksyd og hydrogen. Således kan både CO og C02være tilstede. Det er ikke nødvendig å fjerne C02ved behandling med sur gass før omdanningen. C02kan i virkeligheten tjene som oksyderingsmiddel for å kontrollere sulfid og karbiddannelse og aktivitet i katalysatoren. The conversion reactions which are called methane-forming reactions or Fischer-Tropsch reactions are between carbon monoxide and hydrogen and/or between carbon dioxide and hydrogen. Thus, both CO and C02 can be present. It is not necessary to remove C02 by treatment with acid gas before the conversion. CO2 can actually serve as an oxidizing agent to control sulfide and carbide formation and activity in the catalyst.

Avhengig av driftstrykket, vil temperaturen i kondensasjonen være 100°C eller høyere. Den vil også stå i forbindelse med nærvær av oppløste faste stoffer, væsker og gasser. Høyere temperaturer vil senke induksjonstiden for de etterfølgende eksoterme reaksjoner. Eventuelt kan en varmeveksler for forvarming eller overskuddsvarme benyttes. Depending on the operating pressure, the temperature in the condensation will be 100°C or higher. It will also be related to the presence of dissolved solids, liquids and gases. Higher temperatures will lower the induction time for the subsequent exothermic reactions. If necessary, a heat exchanger for preheating or surplus heat can be used.

De etterfølgende omdanninger er meget eksoterme, og forårsaker temperaturstigning dersom ikke varme fjernes. Temperaturer på 370-425°C er representative selv om i noen tilfelle - spesielt ved metandannelse - temperaturen kan stige til 650- 760°C. The subsequent transformations are very exothermic, and cause a rise in temperature if heat is not removed. Temperatures of 370-425°C are representative, although in some cases - especially in the case of methane formation - the temperature can rise to 650-760°C.

Av denne grunn er det nødvendig med avkjøling mellom trinnene. Alternativt kan resyklering av varmgass (eller kaldgass) benyttes, eller reaktoren selv kan fremstilles slik at den virker som varmeveksler med indre avkjøling (f.eks. med en kokende væske). For this reason, cooling is required between steps. Alternatively, recycling of hot gas (or cold gas) can be used, or the reactor itself can be manufactured so that it acts as a heat exchanger with internal cooling (e.g. with a boiling liquid).

Det forannevnte betraktes som mere fleksibel, og enten The aforementioned is considered more flexible, and either

et fast eller fluidisert skikt kan benyttes. a solid or fluidized bed can be used.

Overskuddsvarme fra kjølesystemet benyttes fortrinnsvis Surplus heat from the cooling system is preferably used

for å fremstille prosess-damp, som benyttes som en komponent i matingen eller for andre formål, spesielt for etter-følgende fjerning ved gjenvinning av sur gass. to produce process steam, which is used as a component in the feed or for other purposes, in particular for subsequent removal during acid gas recovery.

Driftstrykk Operating pressure

Et felles system for driftstrykk kan benyttes, fra en atmosfære til ca. 70 atmosfærer. Den første gassifisering favoriseres imidlertid ved lavere trykk. De avkjølte avgassene, etter utskilling etter kjøler/kondensator ( ved 100°C eller høyere) kan imidlertid komprimeres for metandannelse eller Fischer-Tropsch-omdanning, deriblant frem stilling av metanol. Representative trykk er fra 21 til 35 atmosfærer. Komprimering vil videre frembringe en temperaturøkning. A common system for operating pressure can be used, from one atmosphere to approx. 70 atmospheres. However, the first gasification is favored at lower pressures. The cooled exhaust gases, after separation after the cooler/condenser (at 100°C or higher), can however be compressed for methane formation or Fischer-Tropsch conversion, including the production of methanol. Representative pressures are from 21 to 35 atmospheres. Compression will further produce an increase in temperature.

Lavere omdanningstrykk, spesielt for fremstilling av metanol, krever spesielt aktive katalysatorer. Dette skyldes hovedsakelig at under reaksjonen finner sted en kontraksjon i gassvolum som favoriseres av høyere trykk og som hemmes av lavere trykk. Lower conversion pressures, especially for the production of methanol, require particularly active catalysts. This is mainly because during the reaction a contraction in gas volume takes place which is favored by higher pressure and which is inhibited by lower pressure.

Reaksjoner Reactions

Representative reaksjoner omfatter de følgende: Representative reactions include the following:

Andre oksygenerte forbindelser kan også oppstå, avhengig av katalysatorene og betingelsene. Other oxygenated compounds may also occur, depending on the catalysts and conditions.

Alternativt, med karbondioksyd og hydrogenreaktanter: Alternatively, with carbon dioxide and hydrogen reactants:

På en måte kan CO-skiftet ansees som medvirkende siden det binder sammen CO og HjO til C02og H2. In a way, the CO shift can be regarded as contributing since it binds together CO and HjO to C02 and H2.

Katalysatorene for metandannelse eller Fischer-Tropsch-reaksjonene kan aktiveres på stedet, noe som også utgjør en metallurgisk reduksjonsprosess. For eksempel: The catalysts for methane formation or the Fischer-Tropsch reactions can be activated on site, which also constitutes a metallurgical reduction process. For example:

Sulfiderte katalysatorer kan regenereres, eller mineraler i form av sulfider kan reduseres, dvs.: Sulphided catalysts can be regenerated, or minerals in the form of sulphides can be reduced, i.e.:

Medføring av Fischer- Tropsch- katalysator. Entrainment of Fischer-Tropsch catalyst.

Det finnes metoder for alkali eller syregjenvinning av medført katalysator (i oppløsning), fulgt av regenerering ved hydrogenering (og rekonstituering). There are methods for alkali or acid recovery of entrained catalyst (in solution), followed by regeneration by hydrogenation (and reconstitution).

Reaksjonssystemer Reaction systems

Under passende reaksjonsbetingelser, og i nærvær av passende aktive katalysatorer, omdannes kull og andre karbonholdige materialer og vanndamp direkte til hydrokarbon (og oksy-genert) gassformet og flytende brennstoff. Inbefattet er også reaktor og skiktkonfigurasjoner for å sikre fler-fasekontakt, og innretninger for å kontrollere katalysatoraktiviteten og den etterfølgende omdanning. Under suitable reaction conditions, and in the presence of suitable active catalysts, coal and other carbonaceous materials and water vapor are converted directly into hydrocarbon (and oxygenated) gaseous and liquid fuel. Also included are reactor and bed configurations to ensure multi-phase contact, and devices to control catalyst activity and subsequent conversion.

Av betydning er reaksjonene og omdanningene som på en Of importance are the reactions and transformations as on a

eller annen måte omfatter Fischer-Tropsch-reaksjoner hvor karbon monoksyd og hydrogen er reaktanter eller kan være mellemforbindelser ved reaksjoner: or otherwise include Fischer-Tropsch reactions where carbon monoxide and hydrogen are reactants or can be intermediates in reactions:

Den ovennevnte gjengivelse skal ikke være støkiometrisk. Eventuelt kan karbondioksyd være tilstede som reaktant: The above rendering shall not be stoichiometric. Optionally, carbon dioxide may be present as a reactant:

Karbonmonoksyd og hydrogen skriver seg fra reaksjonen mellom kull eller andre karbonholdige materialer (benevnt C) med damp (H20(g)): Carbon monoxide and hydrogen are formed from the reaction between coal or other carbon-containing materials (referred to as C) with steam (H20(g)):

og deres forhold kontrolleres ved ytterligere vanndamp and their ratio is checked by additional water vapor

gjennom CO-skift-reaksjonen: through the CO shift reaction:

Typen og molekylvekten på forbindelsene som fremstilles vil avhenge av den spesielle katalysator, dens aktivitet og reaksjonsbetingelsene. For eksempel er nikkel selektiv overfor metan, kobolt-katalysatorer frembringer væsker og jernkatalysatorer enda mer. Mens væsken hovedsakelig er The type and molecular weight of the compounds produced will depend on the particular catalyst, its activity and the reaction conditions. For example, nickel is selective towards methane, cobalt catalysts produce liquids and iron catalysts even more so. While the liquid is mainly

hydrokarboner (C H 9, kan også oksygenerte forbindelser hydrocarbons (CH 9, can also oxygenated compounds

mn J J mn J J

fremstilles (C H 0 ). is produced (CH 0 ).

m n p m n p

Videre kan den totale omdanning også finne sted i integrerte systemer, og man betytter en alkali ko-katalysator sammen med Fischer-Tropsch-katalysatoren, slik at kull eller andre karbonholdige materialer omdannes direkte med vanndamp til de ønskede produkter. Dette kan gjengis som: Furthermore, the total conversion can also take place in integrated systems, and one means an alkali co-catalyst together with the Fischer-Tropsch catalyst, so that coal or other carbonaceous materials are converted directly with steam to the desired products. This can be rendered as:

hvor katbonmonoksyd (CO) og hydrogen (H eller H2) kan betraktes som mellomstoffer ved reaksjonene. where carbon monoxide (CO) and hydrogen (H or H2) can be considered intermediates in the reactions.

Katalysatoren foreligger vanligvis i form av høyere oksyder, og kan. foreligge i flere oksydasjonstilstander. Aktivering finner sted ved reduksjon, vanligvis med hydrogen og/eller karbonmonoksyd. The catalyst is usually in the form of higher oxides, and can. exist in several oxidation states. Activation takes place by reduction, usually with hydrogen and/or carbon monoxide.

For katalysatorer i redusert eller metallisk tilstand, er aktivering ved oksydasjon, oksygen eller andre oksyderingsmidler, endatil karbondioksyd. For catalysts in the reduced or metallic state, activation is by oxidation, oxygen or other oxidizing agents, even carbon dioxide.

Følgende sider ved oppfinnelsen vil bli gjennomgått i det etterfølgende: 1. Multiple kontaktsystemer (Fluidiserings og medføringsbetingelser) The following aspects of the invention will be reviewed in what follows: 1. Multiple contact systems (Fluidization and entrainment conditions)

2. Temperaturkontroll. 2. Temperature control.

3. Alkalikatalysatorgjenvinning og regenerering. 3. Alkali catalyst recovery and regeneration.

4. Kontroll av sulfiddannelse i katalysatoren og karbonbelegg (Resyklering og regenerering av gruppe VIII og andre katalysatorer). 5. Gjenvinning av gruppe VIII katalysatorer (ved magnetiske metoder). 4. Control of sulphide formation in the catalyst and carbon coating (Recycling and regeneration of group VIII and other catalysts). 5. Recovery of group VIII catalysts (by magnetic methods).

Multiple kontaktsystemer Multiple contact systems

(Fluidisering og medføringsbetingelser) (Fluidization and entrainment conditions)

I en flerfase fluidiserende skikt, består skiktet av en partikkelsamling av stort sett jevn størrelse og form. In a multiphase fluidizing bed, the bed consists of a collection of particles of largely uniform size and shape.

I fluidisert tilstand utgjør partiklene en stasjonær fase med de individuelle partikler i tilfeldige bevegelser. In the fluidized state, the particles form a stationary phase with the individual particles in random movements.

Den tilfeldige bevegelse av den stasjonære fase oppnås The random movement of the stationary phase is achieved

ved hjelp av den oppadgående strøm av den medfølgende fase. Den medførende fase i sin tur fører med seg suspenderte faste eller flytende partikler, gjennom og over på toppen av den stasjonære fase. De medførte partikler kan selv utgjøre >.en eller flere adskilte faser. by means of the upward current of the accompanying phase. The entrained phase in turn carries with it suspended solid or liquid particles, through and over the top of the stationary phase. The entrained particles can themselves constitute one or more separate phases.

Den medførende fase kan være en gass eller en væske eller en kombinasjon, men er vanligvis en gass. Interaksjonen mellom den medførende fase og den stasjonære fase vil påføre en sirkulasjon eller resirkulasjon på den tilfeldige bevegelse av partiklene i skiktet. The entrained phase may be a gas or a liquid or a combination, but is usually a gas. The interaction between the entrained phase and the stationary phase will impose a circulation or recirculation on the random movement of the particles in the layer.

Den tilfeldige bevegelse av partiklene i den stasjonære fase kan benevnes "koking", og skiktet i ekspandert tilstand benevnes som "fluidisert". Partiklene i et fluidisert skikt har imidlertid strengt tatt en størrelsesfordeling som går fra meget små, gjennom mellomstørrelser til relativt store størrelser. I ekspandert tilstand vil denne størrelsesfordeling føre til opptak av medførte partikler, The random movement of the particles in the stationary phase can be called "boiling", and the layer in the expanded state is called "fluidized". The particles in a fluidized layer, however, strictly speaking, have a size distribution that goes from very small, through intermediate sizes to relatively large sizes. In the expanded state, this size distribution will lead to the uptake of entrained particles,

og skal unngås her. and should be avoided here.

I et virkelig fluidisert skikt, vil den jevne størrelse av skiktpartiklene tillate at partiklene i den medførte fase føres gjennom og ut av det ekspanderte skikt. In a truly fluidized bed, the uniform size of the bed particles will allow the particles in the entrained phase to be carried through and out of the expanded bed.

En klassifikasjon settes opp. Størrelsen og tettheten av partiklene i skikte forblir i stasjonær eller fast stilling i forhold til den vertikale aksel i reaksjonskaret. På A classification is set up. The size and density of the particles in the bed remain in a stationary or fixed position relative to the vertical axis of the reaction vessel. On

den annen side er partiklene i den medførte fase av en størrelse og tetthet (mindre og/eller mindre tette) slik at de forblir suspendert i den medførte fase eller medium og føres opp gjennom og ut av skiktet. Størrelsen av partiklene påvirker også skillelinjen. Den medførte fase kan tilføres den medførende fase før den føres inn i karet, eller kan innføres direkte i karet. on the other hand, the particles in the entrained phase are of a size and density (smaller and/or less dense) such that they remain suspended in the entrained phase or medium and are carried up through and out of the layer. The size of the particles also affects the dividing line. The entrained phase can be added to the entrained phase before it is introduced into the vessel, or can be introduced directly into the vessel.

Partiklene i det fluidiserte skiktet kan resykleres inn The particles in the fluidized bed can be recycled

og ut av skiktet fqr generering, fornyelse og andre formål. and out of the layer for generation, renewal and other purposes.

Temperaturkontroll Temperature control

Temperaturkravene for omdanningen ligger innenfor trange grenser. Ved lavere temperaturer, vil Boudouardreaksjonen The temperature requirements for the conversion lie within narrow limits. At lower temperatures, the Boudouard reaction will

C02+C=2CO .............. (61) C02+C=2CO .............. (61)

gå mot venstre og forårsake belegg av karbon på katalysator-overflåtene, som kan påvirke aktiviteten på en negativ måte. Dette kan kontrolleres ved fremgangsmåter diskutert under kontroll av sulfiddannelse på katalysatoren og karbonbelegg. move to the left and cause a coating of carbon on the catalyst surfaces, which can affect the activity in a negative way. This can be controlled by methods discussed under control of sulphide formation on the catalyst and carbon coating.

Ved høyere temperaturer - vil reforming av produktene finne sted, som frembringer en reversjon til karbonmonoksyd og hydrogen eller hindrer dannelse av deønskede produkter fra begynnelsen, selv om omdanningshastigheten økes. At higher temperatures - reforming of the products will take place, producing a reversion to carbon monoxide and hydrogen or preventing the formation of the desired products from the start, even if the rate of conversion is increased.

Det er følgelig et smalt bånd fra ca. 650 til 810°C hvor omdanningen er optimalisert. Den øvre grenseøkes ved å øke trykket som kan gå fra atmosfæretrykk til ca. 70 atmosfærer eller mere. Consequently, there is a narrow band from approx. 650 to 810°C where the conversion is optimized. The upper limit is increased by increasing the pressure, which can go from atmospheric pressure to approx. 70 atmospheres or more.

Avgassen fra reaktoren favoriseres endelig av sjokk- The exhaust from the reactor is finally favored by shock-

kjøling som hindrer omdanning til CO og H2etter at produktet forlater katalysatorskiktet. Sjokk-kjølingen kan oppnås indirekte eller direkte, hvor man i det sistnevnte tilfelle benytter vann eller avkjølte, resyklerte væsker. Forholdene og temperaturene ved direkte sjokk-kjøling må reguleres for å redusere damp-reforming av produktene. cooling that prevents conversion to CO and H2 after the product leaves the catalyst layer. The shock cooling can be achieved indirectly or directly, where in the latter case water or cooled, recycled liquids are used. The conditions and temperatures during direct shock cooling must be regulated to reduce steam reforming of the products.

Ved å kontrollere temperaturen og oppholdstiden ved den katalyttiske omdanning, kan tunge oljer og tjærer reduseres eller fjernes eller favoriseres ved passende katalysatorer og betingelser. By controlling the temperature and residence time of the catalytic conversion, heavy oils and tars can be reduced or removed or favored by appropriate catalysts and conditions.

Ved nikkel eller tilsvarende katalysatorer, er omdanningen spesifikk i forhold til metan, og det fremstilles ingen høyere hydrokarboner eller oksygenerte forbindelser (oljer eller tjærer) hvis man har tilstrekkelig oppholdstid. In the case of nickel or similar catalysts, the conversion is specific in relation to methane, and no higher hydrocarbons or oxygenated compounds (oils or tars) are produced if there is sufficient residence time.

Gjenvinning og regenerering av alkalikatalysator. Recovery and regeneration of alkali catalyst.

Ved omdanning av kull eller andre karbonholdige materialer ved gassifisering, er alkalikarbonater, spesielt benyttet som katalysatorer. Samtidig opptar alkali svovel som frigjøres hovedsakelig som hydrogensulfid under reduserende atmosfære og temperatur ved omdanningen. Dette avsnittet vedrører gjenvinning og regenerering av alkali og samtidig gjenvinning av svovel, først som hydrogensulfid. When converting coal or other carbonaceous materials by gasification, alkali carbonates are especially used as catalysts. At the same time, alkali takes up sulphur, which is released mainly as hydrogen sulphide under a reducing atmosphere and temperature during the transformation. This section concerns the recovery and regeneration of alkali and the simultaneous recovery of sulphur, initially as hydrogen sulphide.

Alkali, som vanligvis foreligger i form av natrium eller kaliumkarbonat, smelter sammen med kullpartikkeloverflåtene når den oppvarmes, og forårsaker en nedbrytning eller modifikasjon av kullstrukturen og øker reaktiviteten av kullpartiklene overfor vanndamp, oksygen eller andre reaktanter under gassifiseringen. Alkali, usually in the form of sodium or potassium carbonate, fuses with the coal particle surfaces when heated, causing a breakdown or modification of the coal structure and increasing the reactivity of the coal particles to water vapor, oxygen or other reactants during gasification.

Samtidig vil pyrolysen av kull og påvirkning av alkali forårsake frigjøring av svovel som hydrogensulfid, men også i andre former, fulgt av sulfiddannelse med alkali. Produktet, f.eks. natriumsulfid vil opptre delvis sammen med uomsatt alkali. At the same time, the pyrolysis of coal and the influence of alkali will cause the release of sulfur as hydrogen sulphide, but also in other forms, followed by sulphide formation with alkali. The product, e.g. sodium sulphide will act partly together with unreacted alkali.

Asken som dannes vil inneholde både fri alkali og alkalisulfid. Separasjonen er følgende: Blandingen bringes i kontakt med vann, fortrinnsvis varmt vann, som tilsettes eller opptrer under omdanningen (f.eks. fra overskudd av vanndamp). Fri alkali og alkalisulfid oppløses i vannfasen, sammen med andre oppløselige stoffer som kan være tilstede. De uoppløselige stoffene fraskilles. The ash that is formed will contain both free alkali and alkali sulphide. The separation is as follows: The mixture is brought into contact with water, preferably hot water, which is added or occurs during the transformation (eg from excess water vapour). Free alkali and alkali sulphide dissolve in the water phase, together with other soluble substances that may be present. The insoluble substances are separated.

Oppløsningen som inneholder oppløst fri alkali og alkalisulfid bringes i kontakt med karbondioksydgass ved høy temperatur, nær kokepunktet. Fri vanndamp kan tilsettes. Dette frembringer en reaksjon som kan fremstilles på følgende måte: Na2S + C02+ H20 — > Na2C03+ H2S ........... (62) hvor bisulfid, NaHS, også kan opptre og regenereres. The solution containing dissolved free alkali and alkali sulphide is brought into contact with carbon dioxide gas at a high temperature, close to the boiling point. Free water vapor can be added. This produces a reaction which can be prepared in the following way: Na2S + C02+ H20 — > Na2C03+ H2S ........... (62) where bisulphide, NaHS, can also appear and be regenerated.

Den regenererte alkali forblir i oppløsning, og kan konsentreres ved fordampning før den resykleres til reaksjonssystemet. Konsentrasjonen kan utføres for å fremstille en oppslemming eller tørr alkali. The regenerated alkali remains in solution, and can be concentrated by evaporation before being recycled to the reaction system. The concentration can be carried out to produce a slurry or dry alkali.

Hydrogensulfid og karbondioksyd som benyttes for stripping vil være de' viktigste,gassformede biprodukter. En kan fraskilles fra den andre ved selektiv absorbsjon (eller adsorbsjon). Graden av separasjon kan økes ved bruk av ekstraherende tilbakeløp. Hydrogen sulphide and carbon dioxide used for stripping will be the most important gaseous by-products. One can be separated from the other by selective absorption (or adsorption). The degree of separation can be increased by using extractive reflux.

Eventuelt kan hydrogensulfid/karbondioksyd-blandingen sendes til en Claus enhet, eller tilsvarende for omdannelse til Optionally, the hydrogen sulphide/carbon dioxide mixture can be sent to a Claus unit, or similar for conversion to

elementært svovel. elemental sulfur.

Andre vannoppløselige forbindelser i kondensat eller vandig oppløsning'kan kreve forbehandling eller etterbehandling. Other water-soluble compounds in condensate or aqueous solution may require pretreatment or posttreatment.

Når det dreier seg om ammoniakk, vil oppvarming av opp-løsningen, som er basisk, før den bringes i kontakt med karbondioksyd, drive av ammoniakken. Om nitrogen som finnes i de karbonholdige materialene opptrer som ammoniakk, molekylært nitrogen og/eller andre forbindelser avhenger av reaksjonsbetingelsene, og spesielt graden av reduserende/ oksyderende tilstand - dvs. nærvær av hydrogen og karbonmonoksyd som reduksjonsmiddel eller nærvær av damp og karbondioksyd (og muligens oksygen) som oksydsasjonsmidler. In the case of ammonia, heating the solution, which is basic, before it is brought into contact with carbon dioxide, will drive off the ammonia. Whether nitrogen present in the carbonaceous materials acts as ammonia, molecular nitrogen and/or other compounds depends on the reaction conditions, and in particular the degree of reducing/oxidizing state - i.e. the presence of hydrogen and carbon monoxide as a reducing agent or the presence of steam and carbon dioxide (and possibly oxygen) as oxidizing agents.

Fenolforbindelser og hydrogencyanid, som er surt, har en tendens til å forbli i oppløsning. Andre oksygenerte forbindelser vil også ha en tendens til å forbli i opp-løsning. Disse oksygenerte forbindelser kan fraskilles under fordampning eller forbli i et vandig konsentrat. Phenolic compounds and hydrogen cyanide, which are acidic, tend to remain in solution. Other oxygenated compounds will also tend to remain in solution. These oxygenated compounds can be separated during evaporation or remain in an aqueous concentrate.

I ethvert tilfelle kan de resykleres til reaktoren, In any case, they can be recycled to the reactor,

sammen med regenerert alkali, og videre omdannes i systemet. together with regenerated alkali, and further converted in the system.

Hydrogensyanid vil drives av i karbondioksyd kontraktoren, sammen med hydrogensulfid (og overskudd av karbondioksyd). Den kan fjernes selektivt og gjenvinnes ved vannvasking Hydrogen cyanide will be driven off in the carbon dioxide contractor, together with hydrogen sulphide (and excess carbon dioxide). It can be selectively removed and recovered by water washing

ved kontrollert pH, og endelig omdannes til natrium eller kaliumcyanid eller omdannes til ammoniakk etc. at controlled pH, and finally converted to sodium or potassium cyanide or converted to ammonia etc.

Karbondioksyd som gjenvinnes fra produktene fra gass-reaktoren kan delvis benyttes for strippeoperasjon for å gjenvinne alkali og fjerne H2S som fremstilles. Carbon dioxide recovered from the products of the gas reactor can be partially used for stripping operation to recover alkali and remove the H2S produced.

Kontroll av sulfiddannelse i katalysatoren og karbonbelegg (Resyklering og regenerering av gruppe VIII og andre katalysatorer) Control of sulphide formation in the catalyst and carbon coating (Recycling and regeneration of group VIII and other catalysts)

Fischer-Tropsch-katalysatorer som hovedsakelig er Gruppe' VIII overgangsmetaller påvirkes av sulfidforgiftning. Nærvær av hydrogensulfid reduserer spesielt den katalyttiske aktivitet, avhengig av driftsbetingelsene. Dette gjelder spesielt for nikkel og i mindre grad kobolt og jern. Fischer-Tropsch catalysts which are mainly Group VIII transition metals are affected by sulfide poisoning. The presence of hydrogen sulphide in particular reduces the catalytic activity, depending on the operating conditions. This applies in particular to nickel and, to a lesser extent, cobalt and iron.

Siden spesielt kull inneholder svovelforbindelser som dekomponerer eller eagerer å avgir hydrogensulfid under omdannings betingelsene, og siden hydrogensulfid kan påvirke katalysatoraktiviteten og omdanningen i negativ retning, er det ønskelig med en grad av sulfidkontroll eller katalysatorregenerering. Since coal in particular contains sulfur compounds that decompose or tend to give off hydrogen sulfide under the conversion conditions, and since hydrogen sulfide can affect catalyst activity and conversion in a negative direction, a degree of sulfide control or catalyst regeneration is desirable.

En kontrollmetode er å sirkulere katalysatoren til en regenerator hvor den bringes i kontakt med vanndamp og oksygen. Dette omdanner sulfidet i katalysatoren tilbake til oksydform, som er den aktive form. Sekvensen for regenereringen kan betraktes på følgende måte og man benytter en nikkelsulfidkatalysator som eksempel: • One control method is to circulate the catalyst to a regenerator where it is brought into contact with water vapor and oxygen. This converts the sulfide in the catalyst back into oxide form, which is the active form. The sequence for the regeneration can be considered in the following way and a nickel sulphide catalyst is used as an example: •

2NiS + 2 H20(g) 2 NiO + 2 H S ....... (63) NiS + 3/2 0- } NiO + S02<2>...(64) 2 H2S + S02> 2 H20(g) + 3/2 S2(g) ....... (65) 3 NiS + 3/2 H20(g) 3NiO + 2 H20(g) + 3/2 S2(g)...<fi6) 2NiS + 2 H20(g) 2 NiO + 2 H S ....... (63) NiS + 3/2 0- } NiO + S02<2>...(64) 2 H2S + S02> 2 H20( g) + 3/2 S2(g) ....... (65) 3 NiS + 3/2 H20(g) 3NiO + 2 H20(g) + 3/2 S2(g)...<fi6 )

Det er tilstrekkelig å si at oksygen i nærvær av vanndamp Suffice it to say that oxygen in the presence of water vapor

frembringer reaksjonen. Vanndampen kotrollerer også aktiviteten hos oksygen. Men selve vanndampen kan også virke som oksyderingsmiddel. produces the reaction. The water vapor also controls the activity of oxygen. But the water vapor itself can also act as an oxidizing agent.

Siden vanndamp allerede er tilstede i omdanningsblandingen, kan man tilsette oksygen direkte til systemet for å kontrollere sulfiddannelsen og derved unngå en separat regenerator. Since water vapor is already present in the reforming mixture, oxygen can be added directly to the system to control sulphide formation and thereby avoid a separate regenerator.

Avgassene fra regeneratoren kan sendes til gjenvinnings-systemet for svovel. The exhaust gases from the regenerator can be sent to the sulfur recovery system.

Behandling av katalysatoren med vanndamp og oksygen fjerner også eventuelle karbonbelegg på katalysatoren. Karbon omdannes hovedsakelig til karbonmonoksyd (og hydrogen, gjennom CO-skiftet), og kan også tjene til å omdanne sulfid til oksyd, samtidig som katalysatoren aktiveres. Treatment of the catalyst with water vapor and oxygen also removes any carbon deposits on the catalyst. Carbon is mainly converted to carbon monoxide (and hydrogen, through the CO shift), and can also serve to convert sulphide to oxide, at the same time as activating the catalyst.

Eventuelt kan katalysatoren regenereres direkte fra H2og/eller CO produsert eksternt (som fra kull-vanndamp eller vann-gass reaksjoner): Optionally, the catalyst can be regenerated directly from H2 and/or CO produced externally (such as from coal-water steam or water-gas reactions):

Enkelt sagt,blåses sulfidkatalysatoren med oksygen for Simply put, the sulphide catalyst is blown with oxygen

å fjerne svovel (som økes ved nærvær av fuktighet eller vanndamp), og reduseres til aktivert tilstand. Som et alternativ kan oksygen tilføres i en begrenset mengde for å kontrollere katalysatoraktiviteten uten å oksydere hydrokarbonet eller de oksygenerte produkter som vanligvis tilveiebringes. to remove sulfur (which is increased by the presence of moisture or water vapor), and is reduced to an activated state. Alternatively, oxygen may be added in a limited amount to control the catalyst activity without oxidizing the hydrocarbon or the oxygenated products usually provided.

Formålet er å kontrollere katalysatoraktiviteten uten i vesentlig grad å oksydere hydrokarbonproduktet. Oksygen kan tilføres i forbehandlingsdelen, og den kan også The purpose is to control the catalyst activity without significantly oxidizing the hydrocarbon product. Oxygen can be supplied in the pretreatment section, and it can also

reagere med kull og tilveiebringe en grad superoppvarming til reaktantene. Det kan også tilføres direkte til reaktoren. react with coal and provide a degree of superheating to the reactants. It can also be fed directly to the reactor.

En katalysator kan resykleres til en regenerator, eller to eller flere reaktorkar kan benyttes med alternering mellom reaksjon og regenerering. Konseptet kan også benyttes med fluidiserte eller faste skikt for å omsette karbonmonoksyd og hydrogen. A catalyst can be recycled into a regenerator, or two or more reactor vessels can be used alternating between reaction and regeneration. The concept can also be used with fluidized or solid layers to convert carbon monoxide and hydrogen.

Karbonbelegg kan kontrolleres ved karbondioksydnivået, eller ved resyklering av karbondioksyd. Reaksjonen er primært Boudouard-reaksjonen: Carbon coating can be controlled by the carbon dioxide level, or by recycling carbon dioxide. The reaction is primarily the Boudouard reaction:

Dette kan oppnås i selve reaksjonen eller i regeneratoren. This can be achieved in the reaction itself or in the regenerator.

Prosessdetaljer Process details

Integrasjon av de forannevnte trekk er vist i flytediagram Integration of the aforementioned features is shown in the flowchart

i fig. 1 og fig. 2 og beskrives på følgende måte: in fig. 1 and fig. 2 and is described as follows:

Direkte omdanning: Direct conversion:

I fig. 1 innsprøytes pulverisert eller finfordelt, karbonholdig materiale (f.eks. kull) og alkali (f.eks. natriumkarbonat.) i damp ved en konyensjonell blander 10 og til-føres gjennom en ledning 11 til en ventil 12. Alkali kan være impregnert på det karbonholdige materiale, eller pulverisert eller granulert alkali kan blandes med det karbonholdige materiale eller tilføres spesielt, tørt eller som en opp-løsning eller oppslemming. In fig. 1, powdered or finely divided, carbonaceous material (e.g. coal) and alkali (e.g. sodium carbonate) are injected into steam by a conventional mixer 10 and supplied through a line 11 to a valve 12. Alkali can be impregnated on the carbonaceous material, or powdered or granulated alkali may be mixed with the carbonaceous material or supplied separately, dry or as a solution or slurry.

Eventuelt kan det pulveriserte eller finfordelte, karbonholdige materiale, pluss alkali , blandes med vann i en blander 13 og danne en oppslemming og tilføres gjennom en ledning 14 til en fordamper 15 og ventilen 16. Vann- Optionally, the powdered or finely divided carbonaceous material, plus alkali, can be mixed with water in a mixer 13 to form a slurry and fed through a line 14 to an evaporator 15 and the valve 16.

knusing eller tilsvarende fremgangsmåter kan benyttes for å dele opp og suspendere mere fibrouse materialer. Oppslemmingen føres deretter gjennom en fordamper 15. crushing or similar methods can be used to divide and suspend more fibrous materials. The slurry is then passed through an evaporator 15.

Hver av ventilene 12 og 16 kan åpnes for å bruke en av materialtilførselene i resultatet. Resultatet er i ethvert tilfelle finfordelt, karbonholdig materiale og alkali medført eller suspendert i damp som utgjør strømmen 17. Strømmen 17 dannes stort sett ved trykket i reaktorsy- Each of the valves 12 and 16 can be opened to use one of the material feeds in the result. In any case, the result is finely divided, carbonaceous material and alkali entrained or suspended in steam which makes up stream 17. Stream 17 is largely formed by the pressure in the reactor

stemet og består utelukkende av luft. voiced and consists entirely of air.

Strømmen 17 føres gjennom forbehandlingsdelen 18 hvor den oppvarmes til stort sett reaktortemperaturen (ca. 700°C). Dette vil avhenge av graden av forreaksjonen som finner sted for å danne H2, CO og C02. I tillegg vil ureagert aske (som vil bli forklart i det etterfølgende) tilføres for resyklering fra et innløp 19. Oksygen eller andre oksyderende midler kan tilføres gjennom ledningen 20. Reduksjonsmidler så som hydrogen eller karbonmonoksyd The flow 17 is passed through the pre-treatment part 18 where it is heated to mostly the reactor temperature (approx. 700°C). This will depend on the extent of the pre-reaction taking place to form H2, CO and CO2. In addition, unreacted ash (which will be explained below) will be supplied for recycling from an inlet 19. Oxygen or other oxidizing agents can be supplied through line 20. Reducing agents such as hydrogen or carbon monoxide

kan også tilføres gjennom ledningen 20. Disse hjelper til med å kontrollere graden og kursen av for-reaksjonen, sammen med temperaturen. Temperaturen er i alle tilfelle under smeltepunktet for alkali.(som er 850°C for natriumkarbonat) . can also be supplied through line 20. These help control the degree and course of the pre-reaction, along with the temperature. The temperature is in all cases below the melting point for alkali (which is 850°C for sodium carbonate).

Utløpsblandingen fra forbehandlingsdelen som er strømmen The outlet mixture from the pretreatment section which is the stream

21, innsprøytes i flerfasereaktor-kontaktoren 22. Resyklert kullaske fra innløpet 19 kan også tilføres multifase reaktor-kontaktoren 22, og likeledes oksyderings eller reduksjonsmidler fra ledningen 20. Ytterligere alkali kan også tilføres på dette punkt. 21, is injected into the multiphase reactor contactor 22. Recycled coal ash from the inlet 19 can also be supplied to the multiphase reactor contactor 22, and likewise oxidizing or reducing agents from line 20. Additional alkali can also be supplied at this point.

Den viktigste siden ved forbehandlingsdelen er vist i figurene 2(a) og 2(b). I den første versjonen som er vist i figur 2(a), størmmer kull/alkali-partikler suspendert i vanndamp gjennom en direkte oppvarmet rørvarmeveksler 23, eller en annen type varmeveksler, og innsprøytes i bunnen av reaktoren eller et annet kar 24. Varmeveksleren 23 kan oppvarmes med en del av den totale matning som benyttes, ved avfallsprodukter, ved gassformede eller flytende produkter eller ved andre brennstoffer. The most important side of the pretreatment part is shown in Figures 2(a) and 2(b). In the first version shown in Figure 2(a), coal/alkali particles suspended in water vapor rush through a directly heated tube heat exchanger 23, or another type of heat exchanger, and are injected into the bottom of the reactor or another vessel 24. The heat exchanger 23 can be heated with part of the total feed used, with waste products, with gaseous or liquid products or with other fuels.

Som vist i figur 2(b), kan matningen tilføres og føres gjennom forbehandlingsdelen 18a ved hjelp av en skrue som roterer inne i et oppvarmet rør 18a. Røret 18a er oppvarmet på utsiden ved direkte oppvarming med et passende brennstoff eller på annen måte. As shown in Figure 2(b), the feed can be supplied and passed through the pre-treatment part 18a by means of a screw rotating inside a heated tube 18a. The tube 18a is heated on the outside by direct heating with a suitable fuel or in another way.

Til denne matning kan tilsettes vanndamp, alkali, eller annen katalysator. Kullet kan innsprøytes på siden av reaktoren 26, fortrinnsvis nær bunnen og superop<p>varmet damt i sin helhet eller delvis kan innsprøytes gjennom en ledning 27 fra bunnen (f.eks. gjennom en perforert plate). Deler eller all alkalien kan tilsettes sammen Steam, alkali or other catalyst can be added to this feed. The coal can be injected on the side of the reactor 26, preferably near the bottom and superheated pond in its entirety or can be partially injected through a line 27 from the bottom (eg through a perforated plate). Parts or all of the alkali can be added together

med vanndampen på bunnen. I tillegg til å gi en alternativ måte for reaktordrift, vil.dette gi en ytterligere måte for å kontrollere gassforholdet H2/CO/CC>2 som går with the water vapor at the bottom. In addition to providing an alternative way of reactor operation, this will provide a further way to control the gas ratio H2/CO/CC>2 that goes

inn i reaktoren. into the reactor.

Multifase reaktor-kontaktoren 22 er utstyrt med et ekspandert skikt av Fischer-Tropsch katalysatorpartikler. Katalysatorpartiklene er stort sett like av størrelse og form. -Typiske størrelser er 3-mm eller mindre, til 6 mm eller større. Sfæriske eller sylindriske former eller andre former kan benyttes - fortrinnsvis de førstnevnte for å redusere nedbrytning og avbrytning av hjørner. The multiphase reactor contactor 22 is equipped with an expanded layer of Fischer-Tropsch catalyst particles. The catalyst particles are mostly similar in size and shape. -Typical sizes are 3-mm or smaller, to 6-mm or larger. Spherical or cylindrical shapes or other shapes can be used - preferably the former to reduce corner breakdown and interruption.

Etter en første induksjonsperiode, vil en katalysator med tilstrekkelig mekanisk styrke (f.eks. med et keramisk underlag) flate av med bare små slitasjegrader. Skiktet er ytterligerekarakterisertmed et fast eller stasjonært skikt. After an initial induction period, a catalyst with sufficient mechanical strength (e.g. with a ceramic substrate) will flatten with only small degrees of wear. The layer is further characterized by a fixed or stationary layer.

Reaksjonsblandingen som består av kull/alkali/vanndamp går°PP gjennom og ut av det kokende skiktet. Det er dette som i virkeligheten skiller et "kokende" skikt av jevne partikler fra et "fluidisert" skikt, som har en størrelses-fordeling og som vil ha en tendens til å fange andre partikler innenfor størrelsesområdet. Men uttrykkene brukes ofte om hverandre. Oppholdstiden i reaktoren etterat skiktet er forlatt reduseres ved å redusere eller eliminere oppholdsrommet mellom toppen av det ekspanderte skikt og utløpet. The reaction mixture consisting of coal/alkali/water vapor passes °PP through and out of the boiling layer. This is what actually separates a "boiling" layer of uniform particles from a "fluidized" layer, which has a size distribution and will tend to trap other particles within the size range. But the expressions are often used interchangeably. The residence time in the reactor after the bed has been left is reduced by reducing or eliminating the space between the top of the expanded bed and the outlet.

Avhengig av behovet, sirkuleres katalysatoren fra multifase reaktor-kontaktoren 22 til en regenerator 28. Der bringes katalysatoren i kontakt med et fluidisert skikt med oksy.derende eller fluidiserende midler gjennom ledningen 20. Regeneratoren 28 har fortrinnsvis samme trykk som i systemet. Regeneratoren 28 er fortrinnsvis adiabatisk og katalysatoren innføres ved omtrent temperaturen på multifase reaktor-kontaktoren 22. Det oksyderende eller reduserende middel fra ledningen 20 kan tilføres ved en lavere temperatur eller kan være oppvarmet (eller avkjølt). Regenerasjonsreaksjonen er henholdsvis eksoterm eller endoterm. Regeneratoren 28 kan benyttes til å aktivere katalysatoren ved starten. Strømmen 30, avgassene fra generatoren 28 og som vil inneholde svoveloksyder og/eller svovel eller hydrogenoksyd, sendes til gassrensing. Dette kan bestå av en separat del, men vil fortrinnsvis omfatte svovelomdanning og gjenvinning av hydrogensulfid i enheter som benyttes ellers. Depending on the need, the catalyst is circulated from the multiphase reactor contactor 22 to a regenerator 28. There, the catalyst is brought into contact with a fluidized layer of oxidizing or fluidizing agents through the line 20. The regenerator 28 preferably has the same pressure as in the system. The regenerator 28 is preferably adiabatic and the catalyst is introduced at approximately the temperature of the multiphase reactor contactor 22. The oxidizing or reducing agent from line 20 may be supplied at a lower temperature or may be heated (or cooled). The regeneration reaction is exothermic or endothermic, respectively. The regenerator 28 can be used to activate the catalyst at the start. The stream 30, the exhaust gases from the generator 28 and which will contain sulfur oxides and/or sulfur or hydrogen oxide, is sent to gas purification. This may consist of a separate part, but will preferably include sulfur conversion and recovery of hydrogen sulphide in units that are used otherwise.

Strømmen 31 fra kontaktoren 22 omfatter avgasser og med-fører faste stoffer som forlater multifase reaktor-kontaktoren 22. Strømmen 31, med minimal oppholdstid, kan først føres gjennom sjokkavkjølingsinnretningen 32, for å senke temperaturen og hindre ytterligere reaksjon, reformering eller tilbakedanning av produktet. Typisk avkjølingstemperatur er 480°C, pluss eller minus. Sjokk-kjølingen 32 kan være direkte, med innsprøytning av vann eller olje. Eller indirekte varmeoverføring kan benyttes med vann, vanndamp eller andre medier. The stream 31 from the contactor 22 comprises exhaust gases and entrains solids that leave the multiphase reactor contactor 22. The stream 31, with minimal residence time, can first be passed through the shock cooling device 32, to lower the temperature and prevent further reaction, reformation or re-formation of the product. Typical cooling temperature is 480°C, plus or minus. The shock cooling 32 can be direct, with the injection of water or oil. Or indirect heat transfer can be used with water, steam or other media.

Avløpet fra kjøleinnretningen 32 føres til et system The drain from the cooling device 32 is led to a system

for utskillelse av faste stoffer 34, som kan bestå av en syklonseparator, et filter, en elektrostatisk utfeller og/eller et posefilter (for passende driftstemperaturer). De fleste faste stoffer samles opp her, avhengig av effektiviteten i skilleinnretningene. De fraskilte faste stoffer føres til ledningen 19, hvor deler resykleres til forbehandlingsdelen 18 og/eller til multifase reaktor-kontaktoren 22. Resten eller hovedmengden av utløpet fra for separating solids 34, which may consist of a cyclone separator, a filter, an electrostatic precipitator and/or a bag filter (for suitable operating temperatures). Most solids are collected here, depending on the efficiency of the separation devices. The separated solids are fed to the line 19, where parts are recycled to the pretreatment part 18 and/or to the multiphase reactor contactor 22. The rest or the main amount of the effluent from

systemet 34 som består av aske, alkali og alkalisulfid og eventuelt medført katalysator, føres til en blanding-kontaktor 35 for gjenvinning av alkali. De gassformede avløp 36 føres gjennom en kjøler-kondensator 37 og til en separator eller mottager 38. Lavere separatortempera-turer er foretrukket, ca. 35 - 4 5°C, for å holde tilbake ammoniakk og andre flyktige stoffer i vannfasen og å the system 34, which consists of ash, alkali and alkali sulphide and any accompanying catalyst, is fed to a mixture contactor 35 for the recovery of alkali. The gaseous effluents 36 are led through a cooler-condenser 37 and to a separator or receiver 38. Lower separator temperatures are preferred, approx. 35 - 45°C, to retain ammonia and other volatile substances in the water phase and to

holde tilbake flyktige materialer i en eventuell oljefase. Lavere temperaturer favoriserer også tilbakeholding av alkalisulfid i nærvær av karbondioksyd. retain volatile materials in any oil phase. Lower temperatures also favor retention of alkali sulfide in the presence of carbon dioxide.

Gassproduktet fra separatoren 38 består hovedsakelig av metan og andre flyktige hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser, hydrogen og karbondioksyd, avhengig av katalysatoren og driftsbetingelsene. Ved høyere reaktortemperaturer kan karbonmonoksyd finnes. Hydrogensulfid kan også finnes, avhengig av den alkali som benyttes og dens effektivitet. Gassprodukter kan benyttes som det er eller sendes til gass-rensing for fjerning av karbondioksyd (og eventuell hydrogensulfid) og dehydrering. The gas product from the separator 38 mainly consists of methane and other volatile hydrocarbons and/or oxygenated compounds, hydrogen and carbon dioxide, depending on the catalyst and the operating conditions. At higher reactor temperatures, carbon monoxide may be present. Hydrogen sulfide may also be present, depending on the alkali used and its effectiveness. Gas products can be used as is or sent to gas purification for the removal of carbon dioxide (and any hydrogen sulphide) and dehydration.

Avhengig av katalysatoren og betingelsene kan det finnes Depending on the catalyst and the conditions, it can be found

en oljefase ved separatoren 38. Denne kan resykleres i sin helhet eller delvis til multifasereaktor-kontaktoren 22. En eventuell netto som fremstilles kan benyttes for brennstoff eller for andre formål eller raffineres ytterligere. an oil phase at the separator 38. This can be recycled in its entirety or in part to the multiphase reactor contactor 22. Any net that is produced can be used for fuel or for other purposes or refined further.

Vannfasen og slammet av asken og kullaske og medført katalysator, føres fra separatoren 38 gjennom ledningen 40 og vil også inneholde alkali og alkalisulfid, pluss eventuell fri svovel som kommer til syne fra oksydasjons-reduksjonsreaksjonene. Utløpet 40 oppvarmes under trykk til ca. 120°C, som er smeltepunktet for svovel. Den oppvarmede blanding hurtigoppvarmes eller strippes (med vanndamp) for å frembringe ammoniakk eller andre flyktige stoffer som avgass som sendes til behandling". Den flytende understrømmen er flytende svovel for vasking og gjenvinning. Den vandige overstrøm sendes til blander-kontaktoren 36 sammen med slammet. Flottasjonsmetoder kan også benyttes for å fraskille svovel. ! The water phase and the sludge of the ash and coal ash and entrained catalyst are led from the separator 38 through the line 40 and will also contain alkali and alkali sulphide, plus any free sulfur that appears from the oxidation-reduction reactions. The outlet 40 is heated under pressure to approx. 120°C, which is the melting point of sulphur. The heated mixture is flash-heated or stripped (with steam) to produce ammonia or other volatiles as off-gas which are sent for treatment". The liquid underflow is liquid sulfur for washing and recovery. The aqueous overflow is sent to the mixer-contactor 36 along with the sludge. Flotation methods can also be used to separate sulphur.

Understrømmen fra blander-kontaktor 35 består av et slam av aske pluss en eventuell katalysator. Dette sendes bort som avfall eller for fraskilling og gjennvinning av katalysatorkomponentene sammen med regenerering og/eller rekonstituering. The underflow from mixer-contactor 35 consists of a sludge of ash plus any catalyst. This is sent away as waste or for separation and recycling of the catalyst components together with regeneration and/or reconstitution.

Overstrømmen 43 fra blander-kontaktoren 35, består av vannfasen som inneholder oppløst alkali og alkalisulfid. Dette sendes til kontaktoren 41 hvor det forvarmes og/eller oppvarmes med vanndamp, direkte eller indirekte. Karbondioksyd innsprøytes samtidig, og regenererer alkalisulfid og frembringer hydrogensulfid og andre frie forbindelser. Avgassene består derfor hovedsakelig av hydrogensulfid The overflow 43 from the mixer-contactor 35 consists of the water phase containing dissolved alkali and alkali sulphide. This is sent to the contactor 41 where it is preheated and/or heated with steam, directly or indirectly. Carbon dioxide is injected at the same time, and regenerates alkali sulphide and produces hydrogen sulphide and other free compounds. The exhaust gases therefore mainly consist of hydrogen sulphide

og overskudd av karbondioksyd (og vanndamp). Disse benevnes sure gasser. Disse gassene sendes til en Claus-type enhet, eller en annen enhet, for omdanning til elementært svovel. and excess carbon dioxide (and water vapour). These are called acid gases. These gases are sent to a Claus-type unit, or other unit, for conversion to elemental sulphur.

Bunnutløpet fra kontaktoren 41 er en alkalioppløsning eller oppslemming. Den resykleres enten til dampgenerering eller til matingssystemet for oppslemming eller konsentreres for alkaliinnsprøyting eller fordampes for tørr innsprøytning. The bottom outlet from the contactor 41 is an alkali solution or slurry. It is either recycled to steam generation or to the feed system for slurry or concentrated for alkali injection or evaporated for dry injection.

To- trinn Two steps

I figur 3 er de alternative matningssystemer de samme som i figur 1. Den resulterende medførende matingsblanding til-føres forbehandlingsdelen gjennom ledningen 17. Resyklert materiale fra ledningen 19, de faste stoffer fra separatoren 34, kan tilføres forbehandlingsdelen 18, og likeledes oksyderings eller reduksjonsmidler gjennom ledningen 20. Graden av svoelopptak og omdanning avhenger igjen av tilsatt varme, betingelsene og resyklering og innsprøyting. In Figure 3, the alternative feeding systems are the same as in Figure 1. The resulting entrained feed mixture is supplied to the pretreatment section through line 17. Recycled material from line 19, the solids from the separator 34, can be supplied to the pretreatment section 18, and likewise oxidizing or reducing agents through line 20. The degree of sulfur uptake and conversion again depends on added heat, the conditions and recycling and injection.

For formålet her søker man en høy grad av omdanning i forbehandlingsdelen 18. Andelene med karbonholdige materialer og vanndamp vil bestemme H2/CO/C02-f orholdet. Utløps-temperaturen holdes igjen på ca. 700 C. Frisk og resyklert katalysator tilføres foran forbehandlingsdelen 18. Også karbon monoksyd, karbondioksyd, eller andre reaktanter eller resyklerte produkter kan innsprøytes som nevnt. For the purpose here, a high degree of conversion is sought in the pretreatment section 18. The proportions of carbonaceous materials and water vapor will determine the H2/CO/C02 ratio. The outlet temperature is kept at approx. 700 C. Fresh and recycled catalyst is fed in front of the pretreatment part 18. Carbon monoxide, carbon dioxide, or other reactants or recycled products can also be injected as mentioned.

Hovedsiden med det forbehandlingsdelen 18 er vist i figur 2 og gjelder også her. Kull/alkali/dampblandingen kan oppvarmes på forhånd og innsprøytes i det etterfølgende kar i det tilfelle oppholdsdelen. The main side with the pre-treatment part 18 is shown in Figure 2 and also applies here. The coal/alkali/steam mixture can be heated in advance and injected into the subsequent vessel in that case the residence part.

Eventuelt kan kullet tilføres og fjernes gjennom forbehandlingsdelen 18 ved hjelp av en skrue som beskrevet foran. Superoppvarmet damp og alkali kan også bevege seg samtidig med kullene eller kan helt eller delvis tilsettes etter forbehandling. Dette vil også tjene til å kontrollere gassforholdet H2/CO/C02. Optionally, the coal can be supplied and removed through the pre-treatment part 18 by means of a screw as described above. Superheated steam and alkali can also move along with the coals or can be added in whole or in part after pretreatment. This will also serve to control the gas ratio H2/CO/C02.

Avløpet 21 fra forbehandlingsdelen 18 kan sendes til oppholdsdelen 45. Dette er et kar som skal gi ytterligere oppholdstid for svovelomdanning og reaksjon. Faste stoffer som resykleres fra ledningen 19 kan tilføres og ytterligere alkali innsprøytes og likeledes oksyderings eller reduksjonsmidler gjennom ledningen 20. Varme kan også tilføres eller fjernes i oppholdsdelen 45. Temperaturen påvirkes ved ytterligere omdanningsreaksjoner og virkningen av oksyderings og reduksjonsmidlene. Alle ting betraktet, bør temperaturnivået falle til ca. 370 - 480°C, men også høyere og lavere. The effluent 21 from the pre-treatment part 18 can be sent to the residence part 45. This is a vessel which will provide additional residence time for sulfur conversion and reaction. Solids that are recycled from line 19 can be supplied and additional alkali injected and likewise oxidizing or reducing agents through line 20. Heat can also be added or removed in the residence part 45. The temperature is affected by further conversion reactions and the effect of the oxidizing and reducing agents. All things considered, the temperature level should drop to approx. 370 - 480°C, but also higher and lower.

Avløpet 46 fra oppholdsdelen føres gjennom separatoren 34 for faste stoffer som består av en syklonseparator, filter, elektrostatisk utfellingsmidler og/eller posefiltre som passer for temperaturen den har. De fleste faste stoffer oppsamles her, avhengig av effektiviteten. Utløpet 19 kan delvis resykleres til forbehandlingsdelen 18 og/eller oppholdsdelen 45. Resten sendes til blander-kontaktor 47. The effluent 46 from the residence part is passed through the separator 34 for solids which consists of a cyclone separator, filter, electrostatic precipitating agents and/or bag filters suitable for the temperature it has. Most solids are collected here, depending on efficiency. The outlet 19 can be partially recycled to the pretreatment part 18 and/or the residence part 45. The rest is sent to the mixer-contactor 47.

Overløpsgassen fra separatoren 34 kan eventuelt føres gjennom oppbakkingsdelen 50. Dette kan gjøres for å få ytterligere oppholdstid, men viktigst for å få ytterligere dobbeltopptak ved å benytte jernoksyd-pellets eller andre midler. Skiktet kan være fast eller fluidisert. Ytterligere Fischer-Tropsch-reaksjoner kan finne sted på grunn av den katalyttiske natur i jernoksyd eller andre midler. Disse reaksjoner kan øke med temperaturen. Tempera-turnivåene bør være 370 til 480°C, men også høyere og lavere temperaturer kan benyttes. The overflow gas from the separator 34 can optionally be passed through the backing part 50. This can be done to obtain additional residence time, but most importantly to obtain additional double absorption by using iron oxide pellets or other means. The layer can be solid or fluidized. Additional Fischer-Tropsch reactions may occur due to the catalytic nature of iron oxide or other agents. These reactions can increase with temperature. Temperature levels should be 370 to 480°C, but higher and lower temperatures can also be used.

Avløpet fra oppbakkingsdelen 50, føres igjen til en separator 51 for faste stoffer. Deler av de faste stoffer som fjernes, strømmen 52, kan resykleres til oppbakkingsdelen 50 (eller annetsteds, f.eks. forbehandlingstrinn og/eller oppholdsdelen). Resten sendes til blander- kontaktor 47. Med drift med faste skikt er medførte faste stoffer ubetydelig. Dette vil imidlertid også avhenge av med- The drain from the backing part 50 is again led to a separator 51 for solids. Parts of the solids that are removed, the stream 52, can be recycled to the backing part 50 (or elsewhere, e.g. pretreatment step and/or the residence part). The rest is sent to mixer-contactor 47. With solid bed operation, entrained solids are negligible. However, this will also depend on co-

førte faste stoffer fra separatoren 34. Med vesentlige mengder medførte faste stoffer fra separatoren 34, vil oppbakkingsdelen 50 kreve et fluidisert skikt. entrained solids from the separator 34. With significant amounts of entrained solids from the separator 34, the backing part 50 will require a fluidized bed.

Toppavløpet fra separatoren 51, føres gjennom en kjøler-kondensator 54, og deretter til en separator 55. Lavere temperaturer favoriserer tilbakeholding av ammoniakk og andre flyktige stoffer, og tilbakeholding av alkalisulfid i nærvær av karbondioksyd. Avhengig av tidligere betingelser kan en oljefase oppstå som kan benyttes som brennstoff eller ytterligere forløp, eller resykleres (f.eks. til forbehandlingsdelen).Bunnavløpet fra separatoren 55 The top effluent from the separator 51 is passed through a cooler-condenser 54, and then to a separator 55. Lower temperatures favor the retention of ammonia and other volatile substances, and the retention of alkali sulfide in the presence of carbon dioxide. Depending on the previous conditions, an oil phase may occur which can be used as fuel or additional precursors, or recycled (e.g. to the pretreatment section). The bottom effluent from the separator 55

vil inneholde oppløste gasser, eventuelt ytterligere alkali og aske sonv-er medført og fri svovel som er frigjort på grunn av oksydasjons-reduksjonsreaksjonene. Denne strøm oppvarmes under trykk til 120°C, og hurtigoppvarmes (og will contain dissolved gases, possibly additional alkali and ash sonv-er entrained and free sulfur that is released due to the oxidation-reduction reactions. This stream is heated under pressure to 120°C, and rapidly heated (and

strippes med vanndamp om nødvendig). Avgassene vil inneholde ammoniakk og andre flyktige stoffer. Flytende svovel trekkes bort med sidestrømmen for vasking og gjenvinning. Den vandige overstrøm som inneholder eventuelt oppløst alkali eller eventuelt medført alkalisulfid, føres til blanderen-kontaktor 47. En eventuell slam av aske fjernes som en understrøm og sendes til blander-kontaktor 47. stripped with steam if necessary). The exhaust gases will contain ammonia and other volatile substances. Liquid sulfur is drawn away with the side stream for washing and recovery. The aqueous overflow, which contains any dissolved alkali or any entrained alkali sulphide, is led to the mixer-contactor 47. Any sludge of ash is removed as an underflow and sent to the mixer-contactor 47.

Flotasjon eller andre teknikker kan benyttes for å fraskille svovelen. Flotation or other techniques can be used to separate the sulphur.

Den gassformede overstrøm fra separatoren 55 sendes til The gaseous overflow from the separator 55 is sent to

en Fischer-Tropsch eller F-T reaktor 57. Med lavere temperaturer i separatoren 55, for å holde tilbake flyktige stoffer,kan det være nødvendig å oppvarme det gassformede overløpet. Hovedkomponentene i gassen er karbonmonoksyd og karbondioksyd. Sammensetningen vil avhenge av sammensetningen av innløpet og etterfølgende behandling. Dette skreddersyes til den katalysator som benyttes og den ønskede produktsammensetning i sluttproduktet. a Fischer-Tropsch or F-T reactor 57. With lower temperatures in the separator 55, to retain volatile substances, it may be necessary to heat the gaseous overflow. The main components of the gas are carbon monoxide and carbon dioxide. The composition will depend on the composition of the inlet and subsequent treatment. This is tailored to the catalyst used and the desired product composition in the final product.

Fischer-Tropsch-reaksjonene som finner sted i F-T reaktoren 57 er endoterme, og krever temperaturkontroll. F-T-reaktoren 57 kan skisseres i deler for å lette fjerning av varme fra mellomtrinnene eller i trinnene. Varmeoverføring kan være vann, kokende vann eller vanndamp, eller ved hjelp av andre medier. Resyklert kald gass kan også benyttes og innsprøytes på passende punkter. The Fischer-Tropsch reactions that take place in the F-T reactor 57 are endothermic, and require temperature control. The F-T reactor 57 can be sketched in parts to facilitate removal of heat from the intermediate or in-stages. Heat transfer can be water, boiling water or steam, or using other media. Recycled cold gas can also be used and injected at suitable points.

Skiktet i F-T-reaktoren 57 kan være fast eller fluidisert. Når det sistnevnte benyttes er det gunstig å benytte en separator 58 og faste stoffer på utløpsstrømmen 11, som er avløpet fra F-T-reaktoren 57. Eventuelt medført fast katalysator kan resykleres (strøm 59). The layer in the F-T reactor 57 can be solid or fluidized. When the latter is used, it is advantageous to use a separator 58 and solids on the outlet stream 11, which is the effluent from the F-T reactor 57. Any entrained solid catalyst can be recycled (stream 59).

Strømmen 60 som er toppstrømmen fra separatoren 58, sendes til kjøler-kondensator 62 og til separatoren 63. Avhengig av betingelsene kan en oljeaktig fase oppstå som kan benyttes som brennstoff eller som kan behandles videre eller resykleres, (f.eks. til forbehandlingsdelen). The flow 60, which is the peak flow from the separator 58, is sent to the cooler-condenser 62 and to the separator 63. Depending on the conditions, an oily phase may occur which can be used as fuel or which can be further processed or recycled (e.g. to the pre-treatment section).

Strømmen 64 som representerer en eventuell vannfase kan benyttes i blande-kontaktoren 47, eller resykleres til matning for dampfremstilling eller fremstilling av oppslemming. Hvis det finnes verdifulle, vannoppløselige komponenter, så som alkoholer, kan strømmen 14 behandles videre. Som et spesielt tilfelle, ved fremstilling av metanol, kan vann produseres som en liten bestanddel. The flow 64, which represents a possible water phase, can be used in the mixing contactor 47, or recycled for feeding for steam production or the production of slurry. If valuable water-soluble components, such as alcohols, are present, the stream 14 can be further processed. As a special case, in the production of methanol, water can be produced as a minor component.

Gassproduktet fra separatoren 63 vil inneholde de ikke-kondenserbare gasser som er fremstilt, avhengig av sammensetningen av matingen til F-T reaktoren 57, katalysatoren som benyttes og temperatur og trykk. Gasser som oppstår omfatter metan og/eller flyktige hydrokarboner og/eller flyktige, oksygenerte forbindelser, pluss karbondioksyd og vanndamp. Gassproduktet kan delvis resykleres til F-T-reaktoren 57 som resyklert, kald gass. Resten sendes til gassrensing og dehydrering. The gas product from the separator 63 will contain the non-condensable gases that have been produced, depending on the composition of the feed to the F-T reactor 57, the catalyst used and the temperature and pressure. Gases produced include methane and/or volatile hydrocarbons and/or volatile oxygenated compounds, plus carbon dioxide and water vapor. The gas product can be partially recycled to the F-T reactor 57 as recycled, cold gas. The rest is sent to gas purification and dehydration.

Understrømmen fra blander-kontaktor 4 7 vil bestå av aske pluss eventuelt medført katalysator. Dette kastes. Hvis katalysatorkomponentene er betydelige, kan gjenvinning benyttes. The underflow from mixer-contactor 4 7 will consist of ash plus any entrained catalyst. This is thrown away. If the catalyst components are significant, recycling can be used.

Strømmen 70 som er er overstrømmen fra blander-kontaktoren 4 7 består av oppløst alkali og alkalisulfid. Strømmen 70 sendes til kontaktoren 71. Forvarming kan benyttes. Vanndamp eller varme tilføres kontaktoren sammen med karbondioksyd. Karbondioksyd (og vanndamp) regenererer alkali-sulf idet og stipper hydrogensulfid. Avgassende som benevnes sure gasser, sendes til svovelgjenvinning for fjerning av H2S og omdanning til elementært svovel via en Claus eller annen enhet. The current 70 which is the overflow from the mixer-contactor 47 consists of dissolved alkali and alkali sulphide. The current 70 is sent to the contactor 71. Preheating can be used. Steam or heat is supplied to the contactor together with carbon dioxide. Carbon dioxide (and steam) regenerates the alkali sulphide and stops the hydrogen sulphide. Degassing, called acid gases, is sent to sulfur recovery for removal of H2S and conversion to elemental sulfur via a Claus or other device.

Bunnstrømmen fra kontaktoren 70 benevnes igjen alkali-oppløsning eller oppslemming. Den resykleres enten til dampfremstilling eller til matingssystemet for oppslemming, eller konsentreres for innsprøytning som alkalioppslemming eller fordampes for tørr innsprøytning. The bottom flow from the contactor 70 is again referred to as alkali solution or slurry. It is either recycled for steam production or to the feed system for slurry, or concentrated for injection as alkali slurry or evaporated for dry injection.

Oppsummering Summary

Oppfinnelsen vedrører katalyttisk omdanning av kull og andre karbonholdige materialer med vanndamp, som nevnt foran. Hovedproduktene omfatter metan, høyere hydrokarboner, hydrogen og oksygenerte forbindelser pluss karbondioksyd koprodukter. Andre produkter så som svovel og ammoniakk kan også oppstå. Det finnes innretninger for i det vesentlige å redusere overføringen av oppfinnelsen i praksis ved å kontrollere svovel og katalysatoraktiviteten og ved å detaljere andre prosesskrav. Hovedsidene er: The invention relates to the catalytic transformation of coal and other carbonaceous materials with steam, as mentioned above. The main products include methane, higher hydrocarbons, hydrogen and oxygenated compounds plus carbon dioxide co-products. Other products such as sulfur and ammonia can also occur. There are devices to substantially reduce the transfer of the invention in practice by controlling sulfur and catalyst activity and by detailing other process requirements. The main pages are:

1. Kontroll av dampmengde (damp/kullforhold) 1. Control of steam quantity (steam/coal ratio)

Middels mengder favoriserer metan Medium amounts favor methane

Teoretisk: Ca. 1/1 på vektbasis Theoretical: Approx. 1/1 on a weight basis

Faktisk: Ca. 50% over teoretisk mengde. Actually: Approx. 50% above the theoretical quantity.

Høyere mengder favoriserer hydrogen: Higher amounts favor hydrogen:

Teoretisk: Større enn ca. 1/1 Theoretical: Greater than approx. 1/1

Faktisk: Ca. 50% over teoretisk mengde. Actually: Approx. 50% above the theoretical quantity.

Lavere mengder favoriserer hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser Lower amounts favor hydrocarbons and/or oxygenated compounds

Teoretisk: Mindre enn ca. 1/1 Theoretical: Less than approx. 1/1

Faktisk: Ca. 50% over teoretisk. Actually: Approx. 50% above theoretical.

2. Innsprøytning av reaktanter 2. Injection of reactants

Tørr eller fuktig kull eller andre karbonholdige materialer sprøytes inn i våt, tørr eller overoppvarmet vanndamp. Disse andre karbonholdige materialer kan omfatte lignitt, torv, organisk avfall, gummi (dekk) treavfall, kullavfall, oljer etc. Dry or moist coal or other carbonaceous materials are injected into wet, dry or superheated steam. These other carbonaceous materials may include lignite, peat, organic waste, rubber (tyre) wood waste, coal waste, oils etc.

Superoppvarmet damp kan benyttes for å bidra til den entalpiske energi i dampen. Superheated steam can be used to contribute to the enthalpic energy in the steam.

Kull eller andre karbonholdige materialer blandes med vann og danner en oppslemming. Alkali kan tilsettes oppslemmingen. Coal or other carbonaceous materials are mixed with water to form a slurry. Alkali can be added to the slurry.

Kull eller andre karbonholdige materialer blandes med Coal or other carbonaceous materials are mixed with

vann og danner en oppslemming. Alkali kan tilsettes oppsiemmingen. water and forms a slurry. Alkali can be added to the sieving.

For fibrøse materialer kan hydroknusing benyttes. For fibrous materials, hydrocrushing can be used.

Eventuelt kan kull eller andre karbonholdige materialer (råmaterialer) beveges med en skrue-mater, med eller uten nærvær av vanndamp, alkali eller andre katalysatorer. Optionally, coal or other carbonaceous materials (raw materials) can be moved with a screw feeder, with or without the presence of steam, alkali or other catalysts.

Ytterligere (overoppvarmet) damp kan tilføres reaktoren (f.eks. på bunnen av reaktoren). Dette kan benevnes forbiført vanndamp. Additional (superheated) steam can be supplied to the reactor (eg at the bottom of the reactor). This can be called transferred water vapour.

Reaktiviteten favoriseres ved å benytte pulveriserte råmaterialer. The reactivity is favored by using powdered raw materials.

3. Tilføring av mating som oppslemming 3. Supply of feed as a slurry

Kull eller andre karbonholdige materialer blanded med vann. Alkali kan tilføres oppslemmingen. Coal or other carbonaceous materials mixed with water. Alkali can be added to the slurry.

4. Tilførsel av alkali kan være 4. Supply of alkali can be

a) impregnert på kull eller karbonholdig materiale a) impregnated on coal or carbonaceous material

b) tilført som tørt pulver eller granulat b) supplied as dry powder or granules

c) innsprøytet som oppløsning eller oppslemming til matings-blandingen eller i reaksjonsblandingen c) injected as a solution or slurry into the feed mixture or into the reaction mixture

d) tilførsel i kull-vannoppslemmingen. d) feed into the coal-water slurry.

Karbonatet, bikarbonat, hydroksyd eller oksyd form av natrium eller andre aktive metaller benyttes. Natriumkarbonat er foretrukket. Andre alkalier eller jordalkali-salter kan tilsettes. De er imidlertid ikke så effektive som alkalikarbonatene (eller bikarbonatene, oksydene, eller hydroksydene). På den annen side kan de heller ikke sies å være ugunstige ved de reaksjonsbetingelser som benyttes. The carbonate, bicarbonate, hydroxide or oxide form of sodium or other active metals are used. Sodium carbonate is preferred. Other alkalis or alkaline earth salts may be added. However, they are not as effective as the alkali carbonates (or bicarbonates, oxides, or hydroxides). On the other hand, they cannot be said to be unfavorable at the reaction conditions used either.

Alkaliandelene kan være opp til eller tilsvarende eller overstige mengde kull eller karbonholdig materiale. Foretrukne andeler er ca. 10 vektsprosent. The alkali content can be up to or equal to or exceed the amount of coal or carbonaceous material. Preferred shares are approx. 10 percent by weight.

Alkali kan innsprøytes foran eller etter forbehandling, men fortrinnsvis foran. Alkali can be injected before or after pretreatment, but preferably before.

Alkali kan eventuelt innsprøytes til den (overoppvarmede) vanndamp som går inn på bunnen av reaktoren. Dette er i " den forbiførte strøm. Alkali can optionally be injected into the (superheated) steam that enters the bottom of the reactor. This is in "the passed current".

5. Forbehandling 5. Pretreatment

Kontroll av oppholdstid i forbehandlingsdelen er for følgende formål: Control of residence time in the pre-treatment section is for the following purposes:

Pyrolytisk frigjøring av svovelforbindelser. Pyrolytic release of sulfur compounds.

Opptak av frigjorte svovelforbindelser ved reaksjon med alkali. Absorption of liberated sulfur compounds by reaction with alkali.

Delvis eller fullstendig omsetning av vanndamp med Partial or complete conversion of water vapor with

kull eller andre karbonholdige materialer, en varme-absorberende, endoterm reaksjon som påvirker ytterligere omdanning i selve reaktoren. coal or other carbonaceous materials, a heat-absorbing, endothermic reaction that affects further conversion in the reactor itself.

Indirekte tilsats av varme til forbehandlingsdelen for å kontrollere det ovennevnte. Indirect addition of heat to the pretreatment section to control the above.

Bruken av overoppvarmet damp for å kontrollere ovennevnte. The use of superheated steam to control the above.

Tilsats av oksygen foran eller i forbehandlingsdelen for å kontrollere ovennevnte. Addition of oxygen before or in the pretreatment section to control the above.

Ytterligere tilsats av vanndamp foran eller i den overoppvarmede delen for å kontrollere ovennevnte. Additional addition of water vapor ahead or in the superheated section to control the above.

Tilsats av karbondioksyd eller andre oksydasjonsmidler foran eller i den overopphetede delen for å kontrollere ovennevnte. Tilsats av hydrogen og/eller karbondioksyd foran eller i den overopphetede delen for å kontrollere ovennevnte. Addition of carbon dioxide or other oxidizing agents ahead of or in the superheated section to control the above. Addition of hydrogen and/or carbon dioxide ahead of or in the superheated section to control the above.

Temperaturen i den overopphetede delen kan variere fra The temperature in the superheated part can vary from

den opprinnelige matningstemperaturen på 370°C og opp til 650 til 815 oC. Dette vil avhenge av reaksjonsgraden som finner sted og er knyttet til oppholdstiden. Oppholdstiden vil måles i sekunder eller minutter, avhengig av reaksjonsgraden som skal oppnås og varmetilsatsen. the initial feed temperature of 370°C and up to 650 to 815 oC. This will depend on the degree of reaction that takes place and is linked to the residence time. The residence time will be measured in seconds or minutes, depending on the degree of reaction to be achieved and the amount of heat added.

Ved forbehandling og i andre punkter i reaksjonssystemet During pretreatment and at other points in the reaction system

er det foretrukket å operere med temperaturer under smeltepunktet for alkali eller aske. For natriumkarbonat er dette 850°C. it is preferred to operate at temperatures below the melting point of alkali or ash. For sodium carbonate this is 850°C.

Frisk eller resyklert katalysator kan innsprøytes foran eller etter forbehandling. Fresh or recycled catalyst can be injected before or after pretreatment.

Karbonmonoksyd, karbondioksyd eller andre reaktanter eller produkter , eller andre materialer kan innsprøytes foran eller etter forbehandling. Carbon monoxide, carbon dioxide or other reactants or products, or other materials can be injected before or after pretreatment.

Kull kan eventuelt tilføres eller beveges gjennom forbehandlingsdelen med en skrue og tilføres direkte til reaktoren, fortrinnsvis på siden nær bunnen. Vanndampen kan helt eller delvis komme sammen med kullet, på samme måte som alkali og andre katalysatorer. Coal can optionally be supplied or moved through the pretreatment section with a screw and supplied directly to the reactor, preferably on the side near the bottom. The water vapor can completely or partially come together with the coal, in the same way as alkali and other catalysts.

Deler av vanndampen kan gå forbi forbehandlingsdelen og overoppvarmes i en separat overoppvarmingsdel. Denne dampen kan tilføres på bunnen av reaktoren (f.eks. gjennom en perforert plate). Deler eller all alkali kan tilføres sammen med dampen.. Parts of the water vapor can bypass the pretreatment section and be superheated in a separate superheating section. This steam can be supplied at the bottom of the reactor (eg through a perforated plate). Parts or all of the alkali can be added together with the steam.

Det forangående gir en alternativ måte for å mate reaktoren og også en måte å kontrollere H^/CO/CC^-forholdet inn i reaktoren. The foregoing provides an alternative way to feed the reactor and also a way to control the H₂/CO/CC₂ ratio entering the reactor.

6. Bruk av multifase reaktor-kontaktor. 6. Use of multiphase reactor-contactor.

Reaktoren kan ha form av en vertikal sylinder, eller i The reactor can take the form of a vertical cylinder, or i

form av en vertikal sylinder med en XXXXX-bunn, eller andre passende former. shape of a vertical cylinder with a XXXXX base, or other suitable shapes.

Råmateriale pluss medført alkali i vanndamp kan tilføres bunnen av reaktoren, som beskrevet foran. En enkel eller flere åpninger kan benyttes. Raw material plus entrained alkali in steam can be added to the bottom of the reactor, as described above. A single or multiple openings can be used.

Eller.råmateriale, med eller uten alkali, kan tilføres Or.raw material, with or without alkali, can be supplied

på siden av bunnen av reaktoren (f.eks. gjennom en skrue) også som beskrevet foran. Dampen kan tilføres helt eller delvis sammen med kullene og/eller innsprøytes som en forbiført strøm ved eller nær bunnen av reaktoren. En fordelingsplate kan benyttes nær bunnen av reaktoren, on the side of the bottom of the reactor (e.g. through a screw) also as described above. The steam can be supplied in whole or in part together with the coals and/or injected as a bypass stream at or near the bottom of the reactor. A distribution plate can be used near the bottom of the reactor,

eller man kan benytte en enkelt eller flere innsprøytnings-åpninger. or one can use a single or several injection openings.

Resyklerte eller andre strømmer kan innsprøytes i reaktoren, deriblant frisk eller resyklert katalysator. Recycled or other streams can be injected into the reactor, including fresh or recycled catalyst.

Multifase reaktor-kontaktoren erkarakterisertpå følgende måte: Fast eller flytende reaktantfase medført i gassformet eller flytende reaktantfase. Det vil si at den tettere fase medføres eller suspenderes i den mindre tette fase. The multiphase reactor contactor is characterized as follows: Solid or liquid reactant phase entrained in gaseous or liquid reactant phase. This means that the denser phase is entrained or suspended in the less dense phase.

Et fluidisert skikt av katalysator eller annen fast fase. A fluidized bed of catalyst or other solid phase.

Temperaturkontroll i reaktor. Temperature control in reactor.

Høy nok til å redusere karbonbelegg på katalysatorfasen. Lav nok til å redusere dannelse av CO (og H^)• Område 650 til 815°C. High enough to reduce carbon deposits on the catalyst phase. Low enough to reduce formation of CO (and H^)• Range 650 to 815°C.

Reaktorkaret kan være oppvarmet eller avkjølt, men er fortrinnsvis adiabatisk. The reactor vessel can be heated or cooled, but is preferably adiabatic.

Oppholdstidene i reaktoren måles i sekunder og opp til ett minutt eller mer. Residence times in the reactor are measured in seconds and up to a minute or more.

Strømningsrommet over den ekspanderte katalysator reduseres for å hindre reformering eller ytterligere reaksjoner i avløpsgassene. The flow space above the expanded catalyst is reduced to prevent reforming or further reactions in the waste gases.

Avløpsgassene underkastes en rask avkjøling, direkte eller indirekte, for å stabilisere reaksjonsblandingen og hindre ytterligere reaksjon. Utløpstemperaturen er fortrinnsvis 480°C eller lavere, selv om den kan være høyere hvis oppholdstiden er kort nok under fraskillelse av de faste stoffer og før og under kjøling-kondensasjon. Hvis oppholdstidene er korte nok i fraskillelsen av faste stoffer under kjøling-kondensasjon av avløps-gassene for reaktoren, kan den spesielle, hurtige avkjøling fjernes. Gassavløpet fra reaktoren, eller fra hurtigkjølingen, underkastes separasjon med hensyn på faste stoffer (via syklon, filter og/eller filterpose, avhengig av temperaturen). Dette gassavløpet fra faststoffseparasjonen sendes til kjøler-kondensator, fulgt av en mottager eller separator. The waste gases are subjected to rapid cooling, directly or indirectly, to stabilize the reaction mixture and prevent further reaction. The outlet temperature is preferably 480°C or lower, although it can be higher if the residence time is short enough during separation of the solids and before and during cooling-condensation. If the residence times are short enough in the separation of solids during cooling-condensation of the waste gases for the reactor, the special rapid cooling can be removed. The gas effluent from the reactor, or from the rapid cooling, is subjected to separation with respect to solids (via cyclone, filter and/or filter bag, depending on the temperature). This gas effluent from the solids separation is sent to the cooler-condenser, followed by a receiver or separator.

De gassformede avløp fra faststoffsseparasjonen kan benyttes som sådan. The gaseous effluents from the solids separation can be used as such.

Gassavløpet fra reaktoren, eller fra hurtigkjøleren kan benyttes som sådan. The gas outlet from the reactor or from the rapid cooler can be used as such.

Reaktoren kan benyttes som en skilledel, spesielt når det dreier seg om en katalyttisk resyklering. The reactor can be used as a separator, especially when it concerns a catalytic recycling.

Indre innretninger kan benyttes i reaktoren, deriblant skruer som beveger de faste stoffer, mens de er i kontakt med den gassformede eller flytende fase. Internal devices can be used in the reactor, including screws that move the solids while they are in contact with the gaseous or liquid phase.

7. Opphold. 7. Residence.

Utvidelse av forbehandlingen, oppholdstid ved bruk av oppholdskar; oppvarmet, avkjølt, eller adiabatisk. Innsprøytning av ytterligere alkali: fortrinnsvis som tørt pulver eller granulat, men også som en oppløsning eller oppslemming. Innsprøyting av oksygen for å kontrollere reaksjoner. Extension of the pre-treatment, residence time when using a residence vessel; heated, cooled, or adiabatic. Injection of additional alkali: preferably as dry powder or granules, but also as a solution or slurry. Injection of oxygen to control reactions.

Innsprøytning eller resyklering av oksydasjonsmidler for Injection or recycling of oxidizers for

å kontrollere reaksjon og sulfiddannelse: vanndamp, karbondioksyd og andre oksydasjonsmidler. to control reaction and sulphide formation: water vapour, carbon dioxide and other oxidizing agents.

Innsprøytning eller resyklering av reduksjonsmidler for å kontrollere reaksjoner og sul fiddannelse: hydrogen og/eller karbonmonoksyd, eller andre reduksjonsmidler. Injection or recycling of reducing agents to control reactions and sulphide formation: hydrogen and/or carbon monoxide, or other reducing agents.

Opphold kan .tjene . som en - adskillingsdel,. spesielt når det dreier seg om katalysator-resyklering. Stay can .earn . as a - separation part,. especially when it comes to catalyst recycling.

Indre innretninger, så som skruer kan benyttes for å Internal devices, such as screws can be used to

bevege de faste stoffer i og/eller gjennom oppholdsdelen. move the solids in and/or through the living area.

8. Oppbakking. 8. Backing up.

Oppbakking benyttes som en utvidelse av opphold. Support is used as an extension of stay.

Det omfatter følgende: It includes the following:

Å bringe avløpsstrømmene fra forbehandling eller opphold i kontakt med jernoksyd-pellets eller andre midler i et fluidiserende skikt for ytterligere svovelopptak. Bringing the effluent streams from pretreatment or residence into contact with iron oxide pellets or other means in a fluidizing layer for further sulfur uptake.

Å bringe avgass-strømmer uten faste stoffer fra forbehandling eller opphold i kontakt med jernoksyd-pellets eller andre midler i et fast skikt for ytterligere svovelopptak. Bringing exhaust gas streams without solids from pretreatment or residence in contact with iron oxide pellets or other means in a solid layer for further sulfur uptake.

Å bringe avløpsstrømmen som ovenfor i kontakt for å justere H2/CO/C02forholdene. Bringing the effluent stream as above into contact to adjust the H2/CO/C02 ratios.

Å bringe avløpsstrømmen som ovenfor i kontakt for å frembringe metandannelse eller Fischer-Tropsch-reaksjoner å finne sted. Bringing the waste stream as above into contact to cause methane formation or Fischer-Tropsch reactions to take place.

Å regulere temperaturen for å kontrollere de ovennevnte reaksjoner. To regulate the temperature to control the above reactions.

Å regulere temperaturen internt ved tilsats av oksygen eller luf, vanndamp eller karbondioksyd, eller andre oksydasjons- To regulate the temperature internally by adding oxygen or air, water vapor or carbon dioxide, or other oxidation

midler. funds.

Å regulere temperaturen internt ved tilsats av hydrogen og/eller karbonmonoksyd eller andre reduksjonsmidler. To regulate the temperature internally by adding hydrogen and/or carbon monoxide or other reducing agents.

Indre innretninger så som skruer kan benyttes for å bevege de faste stoffer i og/eller gjennom oppbakkingen. Internal devices such as screws can be used to move the solids in and/or through the backing.

9. Mellomtrinns gassbehandling. 9. Intermediate gas treatment.

Gassavløpet fra forbehandling, opphold og/eller oppbakking kan eventuelt underkastes separasjon med hensyn på faste stoffer (via syklon, filter og/eller filterpose). Gassavløpet fra forbehandling, opphold og/eller oppbakking kan e-entuelt føres gjennom en kjøler-kondensator, fulgt av en mottaker. The gas effluent from pre-treatment, residence and/or backing can possibly be subjected to separation with respect to solids (via cyclone, filter and/or filter bag). The gas effluent from pre-treatment, residence and/or backing can optionally be passed through a cooler-condenser, followed by a receiver.

Gassavløpet fra separasjon med hensyn på faste stoffer ovenfor, kan eventuelt føres gjennom en kjøler-kondensator fulgt av en mottager. The gas effluent from separation with regard to solids above can optionally be passed through a cooler-condenser followed by a receiver.

Varm eller kald resyklert gass kan benyttes for forbehandling til reaktoren, og andre kar i systemet. Ytterligere varme kan tilsettes eller fjernes fra den resyklerte strøm. Hot or cold recycled gas can be used for pretreatment for the reactor and other vessels in the system. Additional heat can be added or removed from the recycled stream.

10. Mellomtrinns overføring av faste stoffer. 10. Intermediate transfer of solids.

De faste stoffer kan beveges mellom trinn og kar ved medføring i en gassformet eller flytende fase. Eventuelt kan den faste fase beveges ved å bruke skruer eller tilsvarende innretninger. Det samme gjelder også de resyklerte strømmer. 11. Trinn for metandannelse eller Fischer-Tropschreaksjoner. The solids can be moved between steps and vessels by entrainment in a gaseous or liquid phase. Optionally, the fixed phase can be moved by using screws or similar devices. The same also applies to the recycled streams. 11. Steps for methane formation or Fischer-Tropsch reactions.

Innsprøytning av H^/CO-blandinger eller H2/C02blandinger eller H^/CO/CO^blandinger til fluidiserte eller faste skikt av Fischer-Tropsch-katalysator eller andre katalysatorer, for å frembringe metan, høyere hydrokarboner og/ eller oksygenerte forbindelser, avhengig av katalysatorer og betingelser. Injection of H^/CO mixtures or H2/CO2 mixtures or H^/CO/CO^ mixtures into fluidized or fixed beds of Fischer-Tropsch catalyst or other catalysts, to produce methane, higher hydrocarbons and/or oxygenated compounds, depending of catalysts and conditions.

Vanndamp som allerede er tilstede eller tilsatt, kan benyttes for å påvirke reaksjonsforløpet. Water vapor that is already present or added can be used to influence the course of the reaction.

Karbondioksyd, som allerede er tilstede eller som tilsettes, kan benyttes for å dirigere reaksjonsforløpet. Videre vil vanndamp og/eller karbondioksyd samproduseres avhengig av katalysatorene og betingelsene. Med overskudd av vanndamp fremstilles fortrinnsvis hydrogen. Reaksjonstrykk er fra nær atmosfæretrykk til 70 atmosfærer eller mere. Reaksjonstemperaturen er fra nær omgivelsestemperatur Carbon dioxide, which is already present or which is added, can be used to direct the course of the reaction. Furthermore, water vapor and/or carbon dioxide will be co-produced depending on the catalysts and the conditions. With an excess of water vapor, hydrogen is preferably produced. Reaction pressure is from close to atmospheric pressure to 70 atmospheres or more. The reaction temperature is from near ambient temperature

til 650 til 815°C eller mere, men ligger fortrinnsvis på mellom 370 og 425°C. Reaksjonstemperatur og trykk og sammensetning på utgangsmaterialene og en innsprøytning av andre komponenter vil alle. påvirke omdanningsf orholdet. Reaksjonene har en tendens til å være meget eksoterme og krever bruk av varmeoverføring mellom trinnene, varme-overføring i trinnene eller resyklering av avkjølte produkter. Reaktanter og innsprøytede komponenter kan til-føres avkjølt, i størrelsesorden 90°C mer eller mindre. to 650 to 815°C or more, but is preferably between 370 and 425°C. Reaction temperature and pressure and composition of the starting materials and an injection of other components will all. affect the conversion ratio. The reactions tend to be highly exothermic and require the use of heat transfer between the steps, heat transfer within the steps or recycling of cooled products. Reactants and injected components can be supplied cooled, in the order of 90°C more or less.

Det endelige avløpet kan benyttes som det er, eller gjennomgå en faststoffseparasjon eller gå inn i en kjøler-kondensator med separator eller mottager. The final effluent can be used as is, or undergo a solids separation or enter a cooler-condenser with separator or receiver.

Reaktantene eller reaktantdelene kan kontrolleres for å frembringe både vann og karbondioksyd, sammen med hydrokarbon og/eller oksygenerte produkter. Typen og aktiviteten hos katalysatoren og likeledes driftsbetingelsene vil påvirke forløpet av omdanningen. The reactants or reactant portions can be controlled to produce both water and carbon dioxide, along with hydrocarbon and/or oxygenated products. The type and activity of the catalyst and likewise the operating conditions will affect the course of the conversion.

12. Alkaligjenvinning og regenerering. 12. Alkali recovery and regeneration.

Gjenvunne, tørre, faste stoffer, deriblant aske og alkali pluss alkalisulfid bringes i kontakt med vann, fortrinnsvis varmt vann for å oppløse overskuddet av alkalisulfid. Andre vann som inneholder alkali kan blandes med denne strøm. Dette inneholder vandig kondensatfase som inneholder medført alkali. Recovered dry solids including ash and alkali plus alkali sulfide are contacted with water, preferably hot water, to dissolve the excess alkali sulfide. Other waters containing alkali can be mixed with this stream. This contains an aqueous condensate phase containing entrained alkali.

Oppløsningen som er dannet på denne måte, kan fraskilles The solution formed in this way can be separated

fra uoppløste, faste stoffer, eller blandingen kan etter-lates som en oppslemming. from undissolved solids, or the mixture can be left as a slurry.

Oppløsningen eller oppslemmingen fremstilt på denne måte bringes i kontakt med karbondioksyd. Kontakten gjøres fortrinnsvis med en oppvarmet oppløsning eller oppslemming ved eller nær kokepunktet. Vanndamp kan tilføres for å oppvarme oppløsningen ved oppslemmingen, fortrinnsvis sammen med karbondioksyd. The solution or slurry prepared in this way is brought into contact with carbon dioxide. The contact is preferably made with a heated solution or slurry at or near the boiling point. Steam can be added to heat the solution during the slurrying, preferably together with carbon dioxide.

Dampen som tilføres ovenfor gir også en strippevirkning The steam supplied above also provides a stripping effect

for svovelforbindelsene som er omdannet eller regenerert ved påvirkning av karbondioksyd. for the sulfur compounds which have been converted or regenerated by the action of carbon dioxide.

Virkningen av karbondioksyd (og vanndamp eller vann) The effect of carbon dioxide (and water vapor or water)

tjener til å regenerere alkalisulfid til ikke-sulfidform serves to regenerate alkali sulfide to non-sulfide form

(f.eks. natriumkarbonat) (e.g. sodium carbonate)

Oppløsningen eller oppslemmingen av overskudd av alkali The solution or slurry of excess alkali

og regenerert alkali resykleres eller resirkuleres til punkter for innsprøytning eller bruk. and regenerated alkali is recycled or recycled to points of injection or use.

Oppløsningen eller oppslemmingen kan fordampes ytterligere kor å konsentrere alkali for innsprøytning. The solution or slurry can be further evaporated to concentrate alkali for injection.

Oppløsningen eller oppslemmingen, men fortrinnsvis opp-løsningen, kan resykleres til dampgeneratoren og bli en del av dampbehovet. Eventuelt kan en spesiell dampgenerator benyttes, konstruert for disse formål. 13. Gjenvinning av amoniakk og andre vannoppløselige gasser. The solution or slurry, but preferably the solution, can be recycled to the steam generator and become part of the steam requirement. If necessary, a special steam generator can be used, designed for these purposes. 13. Recovery of ammonia and other water-soluble gases.

Den vandige kondensatfase har en tendens til å inneholde ammoniakk og andre vannoppløselige gasser og deres derivater. Omfanget vil avhenge av kilden for det karbonholdige materiale, graden av forbehandlingen etc. og typen og betingelsene for omdanning,og katalysatorer. Selv karbondioksyd og hydrogensulfid vil ha en tendens til å oppløse seg i begrenset grad og kan reagere med andre komponenter eller opptre som ioniske blandinger. For eksempel reagerer ammoniakk og hydrogenoksyd og danner ammoniumsulfid, som er meget oppløselig i vann. The aqueous condensate phase tends to contain ammonia and other water-soluble gases and their derivatives. The extent will depend on the source of the carbonaceous material, the degree of pretreatment etc. and the type and conditions of conversion, and catalysts. Even carbon dioxide and hydrogen sulphide will tend to dissolve to a limited extent and may react with other components or act as ionic mixtures. For example, ammonia and hydrogen oxide react to form ammonium sulphide, which is very soluble in water.

Vannfasen oppvarmes, direkte eller indirekte (med vanndamp) for å drive av ammoniakk og andre gasser hvis oppløselighet reduseres ved høyere temperaturer. Ammoniakk absorberes selektivt for ytterligere gjenvinning og behandling. The water phase is heated, directly or indirectly (with steam) to drive off ammonia and other gases whose solubility is reduced at higher temperatures. Ammonia is selectively absorbed for further recovery and treatment.

Andre gasser som kan opptre så som hydrogencyanid kan også absorberes selektivt og behandles. Other gases that can act such as hydrogen cyanide can also be selectively absorbed and treated.

Den gjenværende vannfase, som kan inneholde alkali og/eller alkalisulfid, sendes for alkaligjenvinning og regenerering. The remaining water phase, which may contain alkali and/or alkali sulphide, is sent for alkali recovery and regeneration.

14. Deponering av ammoniakk og nitrogen. 14. Deposit of ammonia and nitrogen.

Ammoniakk og andre gasser som medføres i avgassene som forlater kondensator og separator vil ha en tendens til å bli absorbert under gjenvinning av sur gass, avhengig av den prosess som benyttes. Mens ammoniakkoppløsninger f.eks. tjener som et medium for gjenvinning av sur gass, med andre oppløsninger, vil ammoniakk ha en tendens til å bli strippet og opptre med H2S (og CO,,) ved omdanning til elementær svovel. Avhengig av aktiviteten av katalysatoren, kan nitrogen endelig fremstilles. (NH^ forbrenner til nitrogen og vann.). Ammonia and other gases entrained in the off-gases leaving the condenser and separator will tend to be absorbed during sour gas recovery, depending on the process used. While ammonia solutions e.g. serves as a medium for acid gas recovery, with other solutions, ammonia will tend to be stripped and react with H2S (and CO,,) by conversion to elemental sulfur. Depending on the activity of the catalyst, nitrogen can finally be produced. (NH^ burns to nitrogen and water.).

Under omdanning av kull eller andre karbonholdige materialer kan også molekylært nitrogen fremstilles i steden for og i tillegg til ammoniakk og andre nitrogenforbindelser. Dette vil avhenge av katalysatoren og betingelsene. During the conversion of coal or other carbonaceous materials, molecular nitrogen can also be produced instead of and in addition to ammonia and other nitrogen compounds. This will depend on the catalyst and the conditions.

15. Gjenvinning av fri svovel. 15. Recovery of free sulphur.

Eventuelt suspendert, fri svovel som kan opptre i kondensatet som et resultat av oksydasjons-reduksjons-reaksjoner gjenvinnes ved oppvarming av den vandige suspensjon over smeltepunktet for svovel (120°C). Svovel trekkes av som en separat væskefase og sendes for vasking og gjenvinning.Flotasjonsmetoder som benytter luft og andre gasser kan Any suspended, free sulfur that may appear in the condensate as a result of oxidation-reduction reactions is recovered by heating the aqueous suspension above the melting point of sulfur (120°C). Sulfur is drawn off as a separate liquid phase and sent for washing and recovery. Flotation methods that use air and other gases can

eventuelt benyttes. possibly used.

16. Kontroll av aktiviteten i metandannende eller Fischer-Tropsch-katalysatorer. 16. Control of the activity in methane-forming or Fischer-Tropsch catalysts.

Dette gjelder kontroll av sulfiddannelse, karbonbelegg og graden av oksydasjon eller reduksjon av katalysatoren på følgende måte: Innsprøyting eller resyklering av oksygen eller luft, vanndamp, karbondioksyd og/eller oksydasjonsmidler i reaksjonsblandingen. This applies to control of sulphide formation, carbon coating and the degree of oxidation or reduction of the catalyst in the following way: Injection or recycling of oxygen or air, water vapour, carbon dioxide and/or oxidizing agents in the reaction mixture.

Innsprøyting eller resyklering av hydrogen og/eller karbonmonoksyd eller andre reduksjonsmidler i reaksjonsblandingen. Injection or recycling of hydrogen and/or carbon monoxide or other reducing agents in the reaction mixture.

Sirkulasjon av katalysatoren i regeneratorkat, med resirkulering av katalysator til reaktorkar. Circulation of the catalyst in the regenerator cat, with recirculation of the catalyst to the reactor vessel.

Innsprøyting eller resyklering av luft, vanndamp, karbondioksyd og/eller andre oksydasjonsmidler i regeneratoren. Injection or recycling of air, water vapour, carbon dioxide and/or other oxidizing agents in the regenerator.

Innsprøyting eller resyklering av hydrogen og/eller karbonmonoksyd eller andre reduksjonsmidler i regeneratoren. 17. Gjenvinning og regenerering av katalysator .for metandannelse eller Fischer-Tropsch-rreaksjoner. Nedbryting og brenning av Fischer-Tropsch-katalysatorer eller andre lignende katalysatorer resulterer i medføring. Det medførte materiale samles opp i asken (og alkali) i systemet for fraskilling av tørre, faste stoffer (syklon, filter og/eller posefilter). Det samles også opp som en del av asken eller i den aske som medføres i separatoren eller mottageren etter kjøler-kondensator. Injection or recycling of hydrogen and/or carbon monoxide or other reducing agents in the regenerator. 17. Recovery and regeneration of catalyst .for methane formation or Fischer-Tropsch reactions. Decomposition and burning of Fischer-Tropsch catalysts or other similar catalysts results in entrainment. The entrained material is collected in the ash (and alkali) in the system for separating dry, solid substances (cyclone, filter and/or bag filter). It is also collected as part of the ash or in the ash carried in the separator or receiver after the cooler-condenser.

De tørre, faste stoffer og/eller slammet bringes i kontakt med sure eller basiske oppløsninger for å oppløse de opp-løselige katalysatorkomponenter. The dry solids and/or sludge are contacted with acidic or basic solutions to dissolve the soluble catalyst components.

Den resulterende oppløsning bringes i kontakt med oksydasjonsmidler så som oksygen eller luft, vanndamp eller karbondioksyd for å fjerne svovel som oksyd. The resulting solution is contacted with oxidizing agents such as oxygen or air, water vapor or carbon dioxide to remove sulfur as oxide.

Katalysatorkomponenten som utfelles på et høyere oksyda-sjonsnivå, vaskes og reduseres delvis med hydrogen og/eller karbonmonoksyd eller et annet reduksjonsmiddel for å gjenvinne aktiviteten. The catalyst component that precipitates at a higher oxidation level is washed and partially reduced with hydrogen and/or carbon monoxide or another reducing agent to regain activity.

Eventuelt bringes den resulterende oppløsning i kontakt Optionally, the resulting solution is contacted

med reduksjonsmidler så som^hydrogen og/eller karbonmonoksyd for å fjerne svovel, hovedsakelig som hydrogensulfid. Katalysatorkomponenten som utfelles ved et lavere oksydasjonstrinn, vaskes og oksyderes delvis med luft eller oksygen, vanndamp, karbondioksyd og/eller andre oksydasjonsmidler for å gjenvinne aktiviteten. with reducing agents such as hydrogen and/or carbon monoxide to remove sulphur, mainly as hydrogen sulphide. The catalyst component that precipitates at a lower oxidation step is washed and partially oxidized with air or oxygen, water vapor, carbon dioxide and/or other oxidizing agents to regain activity.

Den aktiverte katalysator resykleres til reaktoren eller regeneratoren. The activated catalyst is recycled to the reactor or regenerator.

Siden aktivering også vil finne sted i reaktoren og regeneratoren, kan den inaktive katalysator også resykleres. Ved starten kan katalysatorer på høyere oksydasjonstrinn aktiveres ved delvis reduksjon som ovenfor. Since activation will also take place in the reactor and the regenerator, the inactive catalyst can also be recycled. At the start, catalysts at higher oxidation stages can be activated by partial reduction as above.

Ved starten kan katalysatorer ved lavere oksydasjonstrinn aktiveres ved delvis oksydasjon, som ovenfor. At the start, catalysts at lower oxidation stages can be activated by partial oxidation, as above.

Også under starten er det ikke nødvendig å aktivere på stedet, siden katalysatoren kan aktiveres fra kontakt med gassformede mellomprodukter, eller fra innsprøytning av reduksjonsmidler eller oksydasjonsmidler, som beksrevet ovenfor. 18. Fraskilling av Fischer-Tropsch-katalysatorer for metandannelse. Also during the start, it is not necessary to activate on site, since the catalyst can be activated from contact with gaseous intermediates, or from the injection of reducing agents or oxidizing agents, as described above. 18. Separation of Fischer-Tropsch catalysts for methane formation.

Katalysatorkomponenter kan fraskilles fra askekomponenter Catalyst components can be separated from ash components

og andre komponenter ved forskjeller i magnetisk susceptibilitet; f.eks. magnetisk, paramagnetisk, og ikke-magnetisk. and other components by differences in magnetic susceptibility; e.g. magnetic, paramagnetic, and non-magnetic.

Askekomponenter som sådan kan fraskilles på denne måte. Dette omfatter følgende: Oppvarming av medførte, faste stoffer om nødvendig, for å øke komponentenes magnetiske susceptibilitet. Temperaturer opp til og utover temperaturer på ca. 1670°C er involvert. Bruk av kull i det medførte,* faste materiale for å frembringe varme ved forbrenning eller delvis forbrenning, som ovenfor. Justering av det magnetiske felt for å skille mellom komponenter med forskjellig magnetisk susceptibilitet. Ash components as such can be separated in this way. This includes the following: Heating of entrained solids, if necessary, to increase the components' magnetic susceptibility. Temperatures up to and beyond temperatures of approx. 1670°C is involved. Use of coal in the entrained,* solid material to generate heat by combustion or partial combustion, as above. Adjusting the magnetic field to distinguish between components with different magnetic susceptibility.

Gjentagelse av ovennevnte for suksessiv separasjon. Andre separasjonsmetoder som benyttes ved ekstraktiv metallurgi kan også benyttes: Klassifikasjon på grunn av forskjeller i tetthet og partikkelstørrelse; flottasjon etc. Repeat the above for successive separations. Other separation methods used in extractive metallurgy can also be used: Classification due to differences in density and particle size; flotation etc.

19. Svovelgjenvinning. 19. Sulfur recovery.

Hovedmengden av de frigjorte svovelforbindelser, hovedsakelig hydrogensulfid, vil opptas av alkali og vil igjen opptre under regenerering av alkali (oppløsninger eller oppslemminger) ved karbondioksyd (og vanndamp). Blandingen av hydrogensulfid og andre forbindelser som fremstilles på denne måte, pluss overskudd av karbondioksyd (og vanndamp) som benyttes sendes til en Claus-enhet eller tilsvarende enhet for omdanning til elementært svovel. For lavere konsentrasjoner kan en Stretford-enhet eller tilsvarende enhet benyttes for å skille ut hydrogensulfid og andre svovelforbindelser og ytterligere omdanne denne til elementært svovel.. The main quantity of the liberated sulfur compounds, mainly hydrogen sulphide, will be taken up by alkali and will appear again during the regeneration of alkali (solutions or slurries) by carbon dioxide (and water vapour). The mixture of hydrogen sulphide and other compounds produced in this way, plus excess carbon dioxide (and water vapour) used is sent to a Claus unit or similar unit for conversion to elemental sulphur. For lower concentrations, a Stretford unit or similar unit can be used to separate out hydrogen sulphide and other sulfur compounds and further convert this into elemental sulphur.

Under kontroll av sulfiddannelse ved tilsats av oksygen eller luft, vanndamp, karbondioksyd og/eller andre oksydasjonsmidler, kan elementært svovel opptre ved reaksjonsbetingelsene. Under the control of sulphide formation by the addition of oxygen or air, water vapour, carbon dioxide and/or other oxidizing agents, elemental sulfur can appear at the reaction conditions.

Det elementære svovel som fremstilles på denne måte oppsamles som fast eller flytende fase ved separatoren eller mottageren som følger av kjøler-kondensator på passende punkter. The elemental sulfur produced in this way is collected as solid or liquid phase at the separator or receiver following the cooler-condenser at appropriate points.

Damp eller overskuddsvarme kan fremstilles ved Claus-enheten (eller dens ekvivalent) - som et resultat av oksydasjon av hydrogensulfid som gir svovel. Steam or excess heat can be produced at the Claus unit (or its equivalent) - as a result of the oxidation of hydrogen sulphide to give sulphur.

20. Oljefase. 20. Oil phase.

Avhengig av driften av forbehandlingen og de etterfølgende reaksjoner og typen katalysator og reaksjonsbetingelser, oppholdstider etc. kan en oljefase opptre i separator eller mottaker etter kjøler-kondensator. Denne oljefasen kan bestå av pyrolyseprodukter som ikke ytterligere er omdannet og/eller kan bestå av høyere hydrokarboner og/eller oksygenerte forbindelser som skriver seg fra Fischer-Trops-reaksjoner eller andre reaksjoner. Svovel og nitrogenforbindelser f.eks. kan være oppløst i oljefasen eller en del av denne. Depending on the operation of the pretreatment and the subsequent reactions and the type of catalyst and reaction conditions, residence times, etc., an oil phase may appear in the separator or receiver after the cooler-condenser. This oil phase may consist of pyrolysis products that are not further converted and/or may consist of higher hydrocarbons and/or oxygenated compounds resulting from Fischer-Trops reactions or other reactions. Sulfur and nitrogen compounds, e.g. may be dissolved in the oil phase or part of it.

Oljefasen resykleres til passende punkter på reaksjonssekvensen, helt eller delvis; til mating, forbehandling, til flerfase reaktor-kontraktor,til opphold, til oppbakking og/eller til punktene mellom. The oil phase is recycled to appropriate points on the reaction sequence, in whole or in part; for feeding, pretreatment, for multiphase reactor-contractor, for residence, for backing and/or for the points in between.

Den del som ikke resykleres blir et sluttprodukt for brennstoff eller ytterligere raffinering. The part that is not recycled becomes an end product for fuel or further refining.

21. Kondensattemperatur. 21. Condensate temperature.

Kondensattemperaturen reguleres for å kontrollere behandlingen av hydrogensulfid og andre gasser. The condensate temperature is regulated to control the treatment of hydrogen sulphide and other gases.

Ved høyere temperaturer, nær kokepunktet for det vandige kondensat (ca. 100°C) i nærvær av medført alkali, vil hydrogensulfid ha en tendens til å forbli i gassfasen i nærvær av karbondioksyd. Andre vannoppløselige gasser, At higher temperatures, close to the boiling point of the aqueous condensate (about 100°C) in the presence of entrained alkali, hydrogen sulfide will tend to remain in the gas phase in the presence of carbon dioxide. Other water-soluble gases,

så som ammoniakk, vil imidlertid også ha en tendens til å bli strippet fra oppløsning. Ved lavere temperaturer ca. 35°C f.eks., vil hydrogensulfid ha en tendens til å forbli i oppløsning i nærvær av alkali, spesielt som alkalisulfid. Andre vannoppløselige gasser så som ammoniakk vil også ha en tendens til å forbli oppløst i det vandige kondensat. such as ammonia, however, will also tend to be stripped from solution. At lower temperatures approx. 35°C for example, hydrogen sulphide will tend to remain in solution in the presence of alkali, particularly as alkali sulphide. Other water-soluble gases such as ammonia will also tend to remain dissolved in the aqueous condensate.

22. Nitrogenkontroll. 22. Nitrogen control.

Tilsats av oksydasjonsmidler eller reduksjonsmidler og nærvær av oksyderende og reduserende reaksjoner vil ikke bare påvirke formen av svovel som fremstilles, men også påvirke formen av nitrogen. Ved å kontrollere nivået for oksydasjon-reduksjon som finner sted under forbehandling og oppblanding, og under opphold og oppbakking - som også vil påvirke svovelkontrollen - kan formen for nitro-genen som fremstilles delvis kontrolleres - deriblant produksjonen av molekylært nitrogen mot produksjon av ammoniakk etc. Det ovennevnte gjelder også komponenter som kan være tilstede, så som klor og fluor og deres forbindelser . The addition of oxidizing agents or reducing agents and the presence of oxidizing and reducing reactions will not only affect the form of sulfur produced, but also affect the form of nitrogen. By controlling the level of oxidation-reduction that takes place during pretreatment and mixing, and during residence and backing - which will also affect the sulfur control - the form of the nitrogen that is produced can be partially controlled - including the production of molecular nitrogen versus the production of ammonia etc. The above also applies to components that may be present, such as chlorine and fluorine and their compounds.

23. Resyklering av kullaske. 23. Recycling of coal ash.

Ubehandlede rester fra forbrenningen kan resykleres til reaktoren for videre omdanning. Det vil si at deler av de faste rester kan resykleres enten til forbehandlings delen eller til reaktoren. Disse kan omfatte medført katalysator. Klassifikasjonsmetoder kan benyttes for å frembringe en separasjon av uforbrente rester/akse/katalysator. Faste rester fra kjøler-kondensator-separator kan også resykleres. Som nevnt tidligere kan den oljeaktige fase resykleres for ytterligere omdanning. Untreated residues from the incineration can be recycled to the reactor for further conversion. This means that parts of the solid residues can be recycled either to the pre-treatment part or to the reactor. These may include entrained catalyst. Classification methods can be used to produce a separation of unburnt residues/axle/catalyst. Solid residues from the cooler-condenser-separator can also be recycled. As mentioned earlier, the oily phase can be recycled for further conversion.

24. Absorbsjon av mager olje. 24. Absorption of lean oil.

Temperatur, trykk, katalysator, oppholdstid og andre faktorer på virker produktsammensetningen som forlater omdanningstrinnet. Temperature, pressure, catalyst, residence time and other factors affect the product composition leaving the conversion step.

Mens vann-vasking eller vandige oppløsninger av aktive komponenter kan -benyttes for å fjerne visse typer forbindelser, kan andre typer forbindelser fjernes og samles opp ved å benytte et absorbsjonstrinn med en mager olje. Dette passer for hydrokarboner eller hydro-karbonoppløselige forbindelser. Dette trinnet kan etterfølge gass/væske-separatoren. While water washing or aqueous solutions of active components can be used to remove certain types of compounds, other types of compounds can be removed and collected using a lean oil absorption step. This is suitable for hydrocarbons or hydrocarbon-soluble compounds. This step can follow the gas/liquid separator.

25. Gjennvinning og separasjon av sur gass. 25. Recovery and separation of sour gas.

De sure gassene karbondioksyd og hydrogensulfid The acidic gases carbon dioxide and hydrogen sulphide

fremstilt på forskjellige trinn under omdanningen og/eller behandlingen kan oppsamles og fraskilles ved kjente fremgangsmåter. De sure gasser fjernes samtidig og/eller selektivt (vanligvis går selektiviteten mot hydrogensulfid) og regenereres, vanligvis ved oppvarming, stripping med damp og/eller fordampning til et lavere trykk. Oppløsninger (vanligvis vandige) eller oppløsningsmidler er de medier som benyttes. Disse metoder omfatter bruk av natrium-karbonatoppløsninger (vakuumkarbonat prosess) og varme kaliumkarbonatoppløsninger (varm karbonat eller Benfield-prosess). Av spesiell interesse er bruken av monoetanol-amin eller dietanolamin oppløsninger. Den førstnevnte reagerer imidlertid irreversibelt med kårbonylsulfid som produced at various stages during the conversion and/or treatment can be collected and separated by known methods. The acid gases are removed simultaneously and/or selectively (usually the selectivity is towards hydrogen sulphide) and regenerated, usually by heating, steam stripping and/or evaporation to a lower pressure. Solutions (usually aqueous) or solvents are the media used. These methods include the use of sodium carbonate solutions (vacuum carbonate process) and hot potassium carbonate solutions (hot carbonate or Benfield process). Of particular interest is the use of monoethanolamine or diethanolamine solutions. The former, however, reacts irreversibly with kårbonyl sulphide which

kan være tilstede. Trietanolaminoppløsninger kan benyttes og kan også benyttes for å tilføre en grad av selektivitet mellom hydrogensulfid og karbondioksyd. may be present. Triethanolamine solutions can be used and can also be used to add a degree of selectivity between hydrogen sulphide and carbon dioxide.

Selexol-prosessen (som benytter dimetyleter av propylen-glykol som oppløsningsmiddel) fjerner med hell både karbondioksyd og hydrogensulfid. Under forskjellige drifts-betingelser kan hydrogensulfid fjernes selektivt ved bruk av en dobbel syklus for selektiv fjerning. Det vil si, man benytter to trinn. The Selexol process (which uses propylene glycol dimethyl ether as a solvent) successfully removes both carbon dioxide and hydrogen sulphide. Under different operating conditions, hydrogen sulphide can be selectively removed using a double cycle for selective removal. That is, two steps are used.

Ammoniakkoppløsninger kan benyttes og under passende betingelser vil disse vise selektivitet i forhold til hydrogensulfid. Alkacid (alkazid) "M" oppløsninger vil fjerne både hydrogensulfid og karbondioksyd. "Dik"-formen fjerner hydrogensulfid selektivt. Ammonia solutions can be used and under suitable conditions these will show selectivity in relation to hydrogen sulphide. Alkacid (alkazid) "M" solutions will remove both hydrogen sulfide and carbon dioxide. The "dike" form selectively removes hydrogen sulfide.

Jernoksydpellets vil fjerne hydrogensulfid selektivt, for å danne sulfid, som kan regenereres. Iron oxide pellets will remove hydrogen sulphide selectively, to form sulphide, which can be regenerated.

Fysiske adsorberende midler kan benyttes både for hydrogensulfid og karbondioksyd;under passende betingelser vil disse være selektive. Dette omfatter molekylsikter. Spesielt skal man bemerke "steady-state adsorpsjon", som benyttes i Hypersorption-prosessen for hydrokarbon-gjenvinning, hvor et skikt som beveger seg nedover av faste adsorberende partikler bringes i kontakt med gassene som skal skilles. Et regenererings eller gjenvinningstrinn følger. Andre metoder som også kan benyttes i tillegg til faste skikt: f.eks. fluidiserte skikt og medføringssystemer. Physical adsorbents can be used for both hydrogen sulphide and carbon dioxide; under suitable conditions these will be selective. This includes molecular sieves. In particular, one should note "steady-state adsorption", which is used in the Hypersorption process for hydrocarbon recovery, where a downwardly moving layer of solid adsorbing particles is brought into contact with the gases to be separated. A regeneration or recycling step follows. Other methods that can also be used in addition to fixed layers: e.g. fluidized beds and entrainment systems.

For mere konsentrerte strømmer av hydrogensulfid, kan Claus-prosessen eller dens ekvivalenter benyttes for å fremstille elementært svovel - som på en måte er en selektiv fjerning av hydrogensulfid. For more concentrated streams of hydrogen sulphide, the Claus process or its equivalents can be used to produce elemental sulfur - which in a sense is a selective removal of hydrogen sulphide.

For mer fortynnede konsentrasjoner av hydrogensulfid, kan Stretford-prosessen eller dens ekvivalent benyttes for selektivt å fjerne omdannende hydrogensulfid til elementært svovel. For more dilute concentrations of hydrogen sulfide, the Stretford process or its equivalent can be used to selectively remove converting hydrogen sulfide to elemental sulfur.

26. C02-innsprøytning. 26. C02 injection.

Biproduktet eller karbondioksyd kan innsprøytes i oljebærende formasjoner for å øke gjenvinningen. C02oppløses (blir blandbar med oljen) og senker viskositeten og øker mobiliteten. Samtidig kan karbondioksyd øke press i formasjon og danne en drivkraft. Man må imidlertid huske at etterhvert som CO^oppløses i oljen når man et punkt hvor en annen fase dannes. Ved lavere trykk er det en annen fase enn C02~rik gassfase. Ved-høyere trykk blir det en CO^-rik flytende fase. The by-product or carbon dioxide can be injected into oil-bearing formations to increase recovery. C02 dissolves (becomes miscible with the oil) and lowers viscosity and increases mobility. At the same time, carbon dioxide can increase pressure in the formation and form a driving force. However, one must remember that as CO^ dissolves in the oil, a point is reached where another phase is formed. At lower pressures, there is a different phase than the C02~rich gas phase. At higher pressures, a CO^-rich liquid phase becomes.

Fasene som dannes og sammensetningene vil påvirke-graden av ytterligere oljegjenvinning. The phases formed and the compositions will affect the degree of further oil recovery.

Det er også en mulighet at andre faser vil opptre. F.eks. kan asfaltlignende materialer dannes som en egen fase, som er mindre oppløselig i C02~rike blandinger. There is also a possibility that other phases will occur. E.g. asphalt-like materials can be formed as a separate phase, which is less soluble in C02-rich mixtures.

Den heldige anvendelse av C02-innsprøytning avhenger derfor både av arten olje og karbondioksydandelene og trykk og temperaturene. The successful use of C02 injection therefore depends both on the type of oil and the carbon dioxide proportions and pressure and temperatures.

27. Påvirkning av hydrogensulfid i økt gjenvinning. 27. Influence of hydrogen sulphide in increased recovery.

Det er ikke nødvendig å fjerne hydrogensulfiden fra karbondioksyd for økt oljegjenvinning. Hydrogensulfid selv virker på tilsvarende måte som karbondioksyd. It is not necessary to remove the hydrogen sulphide from the carbon dioxide for increased oil recovery. Hydrogen sulphide itself acts in a similar way to carbon dioxide.

28. C02/vanninjeksjon 28. C02/water injection

Når biproduktet karbondioksyd benyttes for økt oljegjen vinning, kan vaskevannet (kondensatet) innsprøytes i den oljebærende formasjon samtidig eller alternativt med karbondioksyd. Denne kombinasjon av vanndriving (flooding) og CC>2-injeksjon øker ved noen tilfelle gjenvinningen i When the by-product carbon dioxide is used for increased oil recovery, the washing water (condensate) can be injected into the oil-bearing formation at the same time or alternatively with carbon dioxide. This combination of flooding and CC>2 injection increases the recovery in some cases

forhold til C02~injeksjon alene eller vann-injeksjon alene. compared to C02 injection alone or water injection alone.

Alaksliinnholdet i vaskevannet vil ytterligere øke olje-forskyvningen. The Alaxli content in the wash water will further increase the oil displacement.

29. Varmgass injeksjon. 29. Hot gas injection.

Hele avløpet over toppen på reaktoren kan innsprøytes i en oljebærende formasjon ved økt oljegjenvinning. Effektiviteten vil avhenge av det relative trykk og temperaturen og vil bli begrenset av utstyret. The entire effluent above the top of the reactor can be injected into an oil-bearing formation by increased oil recovery. The efficiency will depend on the relative pressure and temperature and will be limited by the equipment.

Eventuelt kan C02produktet varmes opp på nytt med varme-veksling med overskuddsvarme (dvs. kjøler-kondensatorsystemet for toppavløpet på reaktoren) for å oppnå en høyere injek-sjonstemperatur. Optionally, the C02 product can be reheated by heat exchange with excess heat (ie the cooler-condenser system for the top drain on the reactor) to achieve a higher injection temperature.

30. Injeksjon av forbrenningsprodukter. 30. Injection of combustion products.

Under visse omstendigheter kan forbrenningsproduktene fra Under certain circumstances, the combustion products from

en kullfyrt koker eller fra andre innretninger for forbrenning settes under trykk og injeseres i oljebærende formasjoner. Dette kan være i stedet for eller sammen med karbondioksyd. Forbrenningsgassene som hovedsakelig består av nitrogen med mindre mengder karbondioksyd, kan virke som en gassdrivkraft under forskyvningen. Ved høyere trykk har gassen en tendens til å oppløse seg i oljen og frembringe en blandingsdrivkraft. Forbrenningsproduktene kan inn-sprøytes samtidig eller alternativt med C02~injeksjon, eller for seg. En komplikasjon at eventuell oksygen som er tilbake i forbrenningsproduktene kan fremme veksten av bakterier i formasjonen, som kan blokkere mobiliteten av oljen (plugge porene i formasjonen). Dette er også et potensielt a coal-fired boiler or from other devices for combustion is pressurized and injected into oil-bearing formations. This can be instead of or together with carbon dioxide. The combustion gases, which mainly consist of nitrogen with smaller amounts of carbon dioxide, can act as a gas driving force during the displacement. At higher pressures, the gas tends to dissolve in the oil and produce a mixed driving force. The combustion products can be injected simultaneously or alternatively with C02~injection, or separately. A complication is that any oxygen remaining in the combustion products can promote the growth of bacteria in the formation, which can block the mobility of the oil (plug the pores in the formation). This is also a potential

problem når man benytter nitrogen fremstilt ved kryogen luftseparasjon. 31. Oksygenerte forbindelser i økt oljegjenvinning. problem when using nitrogen produced by cryogenic air separation. 31. Oxygenated compounds in increased oil recovery.

Oksygenerte forbindelser så som alkoholer kan benyttes som overflateaktive midler og på annen måte øke mobiliteten i olje og gjenvinning av denne. Oxygenated compounds such as alcohols can be used as surfactants and otherwise increase the mobility of oil and its recovery.

Bruk av jern og tilsvarende katalysatorer kan benyttes for The use of iron and corresponding catalysts can be used for

å frembringe alkoholer og andre oksygenerte forbindelser, sammen med eller i stedet for hydrokarboner. to produce alcohols and other oxygenated compounds, together with or instead of hydrocarbons.

Disse alkoholer eller oksygenerte forbindelser kan derfor injiseres i den oljebærende formasjon for å øke gjenvinningen. Disse materialer kan innsprøytes med vannfasen og i virkeligheten er de oppløselige, delvis oppløselige eller"danner emulsjon med"vann. These alcohols or oxygenated compounds can therefore be injected into the oil-bearing formation to increase recovery. These materials can be injected with the water phase and in reality are soluble, partially soluble or "emulsify with" water.

32. Høyere hydrokarboner i økt oljegjenvinning. 32. Higher hydrocarbons in increased oil recovery.

Høyere hydrokarboner og spesielt propan eller LPG-fraksjoner kan benyttes ved økt oljegjenvinning. Disse hydrokarboner har en tendens til å blande seg med tyngre oljer og øke gjenvinningen av olje. Higher hydrocarbons and especially propane or LPG fractions can be used for increased oil recovery. These hydrocarbons tend to mix with heavier oils and increase oil recovery.

33. Hydrogeneringstrinn. 33. Hydrogenation step.

Fraskillelsen av karbondioksyd fra H2/C02-blandingen vil stort sett gi ren hydrogen for andre formål. Dette omfatter hydrogen for brennstoff og for hydrogeneringsreaksjoner. The separation of carbon dioxide from the H2/CO2 mixture will mostly provide pure hydrogen for other purposes. This includes hydrogen for fuel and for hydrogenation reactions.

Fra de sistnevnte skal man spesielt legge merke til fremstilling av ammoniakk ved omsetning med nitrogen som er kryogent fraskilt fra luft, eller gjenvunnet ved C02~skub-bing av forbrenningsgasser. Of the latter, special attention should be paid to the production of ammonia by reaction with nitrogen that is cryogenically separated from air, or recovered by C02-squeezing of combustion gases.

34. Avfall. 34. Waste.

Faste reststoffer som aske kan sendes til oppbevaringsgroper eller andre tilsvarende systemer-for håndtering av fast avfall. Disse faste stoffene kan også inneholde medført katalysator og kan behandles for gjenvinning av katalysatoren som nevnt foran. Solid residues such as ash can be sent to storage pits or other similar systems for handling solid waste. These solids can also contain entrained catalyst and can be treated to recover the catalyst as mentioned above.

Store mengder av brukt katalysator kan sendes til raffinering. Large quantities of spent catalyst can be sent for refining.

Avfallsvann, dvs. vannfasen fra delvis kondensasjon av topproduktet fra reaktoren kan sendes til oppbevaringsdammer. Eventuelt kan vannfasen resykleres og frembringe reaktordamp som angitt foran. Bruken av oppbevaringsdammer passer spesielt for mindre installasjoner. Waste water, i.e. the water phase from partial condensation of the top product from the reactor can be sent to storage ponds. Optionally, the water phase can be recycled and produce reactor steam as indicated above. The use of storage ponds is particularly suitable for smaller installations.

Fordampning av vann kan akselereres ved bruk av kjøletårn eller sprøytedammer. De faste stoffer som er tilstede blir et slam på bunnen av dammen. Evaporation of water can be accelerated by the use of cooling towers or spray ponds. The solids that are present become a sludge at the bottom of the pond.

Eventuelt kan oppbevaringsdammene og slamgropene kombineres. Vannfasen kan behandles ved å tilføre kjemiske og/eller biologiske tilsatsstoffer og/eller ved tilførsel av luft. Optionally, the storage ponds and sludge pits can be combined. The water phase can be treated by adding chemical and/or biological additives and/or by supplying air.

35. Forbrenning av faste rester. 35. Incineration of solid residues.

Eventuelle uomsatte rester kan forbrennes for å støtte prosessen eller benyttes på annen måte. Any unconverted residues can be incinerated to support the process or used in another way.

De uomsatte rester kan vaskes for å fjerne alkali eller The unreacted residues can be washed to remove alkali or

andre oppløselige materialer, som ved' alkaligjenvinning. other soluble materials, as in alkali recovery.

Restene kan forbrennes i en syklon-brenner eller en ovn. Dette passer spesielt hvis alkalikomponentene er tilstede, naturlig eller tilsatt. Syklonbrennere er konstruert for drift under slagg-betingelser, som økes ved nærvær av alkalier. The residues can be incinerated in a cyclone burner or an oven. This is particularly appropriate if the alkali components are present, naturally or added. Cyclone burners are designed to operate under slag conditions, which are increased by the presence of alkalis.

Resten kan også blandes med friskt kull, som tilfører ytterligere flyktige materialer, som støtter forbrenningen. Den kan også blandes med gassformede eller flytende brennstoffer. The residue can also be mixed with fresh coal, which adds additional volatile materials, which support the combustion. It can also be mixed with gaseous or liquid fuels.

36. Fraskilling av aske/faste rester. 36. Separation of ash/solid residues.

Vasking eller ekstraksjon av aske/faste rester for å Washing or extraction of ash/solid residues to

fjerne vann-oppløselig alkali og andre vann-oppløselige komponenter kan også tjene til å fraskille aske/faste rester. Det vil si at vannbehandling vil skille ut partiklene ved tetthet og størrelse. removing water-soluble alkali and other water-soluble components can also serve to separate ash/solid residues. That is to say, water treatment will separate the particles by density and size.

Flottasjon og andre fremgangsmåter kan også benyttes. Flotation and other methods can also be used.

De ovennevnte..operasjoner ble mere effektive med mindre partikkelstørrelse, slik at man kan skille mellom de forskjellige faste rester og aske-komponentene. The above..operations became more efficient with smaller particle sizes, so that one can distinguish between the different solid residues and the ash components.

37. Anvendelse av overskuddsvarme. 37. Application of excess heat.

Alle strømmer som er avkjølt eller hvor kondensasjonen finner sted, kan benyttes til å varme opp andre strømmer, direkte eller indirekte. All streams that are cooled or where condensation takes place can be used to heat other streams, directly or indirectly.

Alle slike strømmer kan benyttes for å skape vanndamp hvor temperaturene passer for dette. All such currents can be used to create water vapor where the temperatures are suitable for this.

Strømmer som fremstilles eller ledes bort, og som har tilstrekkelige temperaturnivåer, kan benyttes for ovennevnte formål. Streams that are produced or diverted, and that have sufficient temperature levels, can be used for the above purposes.

38. Rørforing for oppslemminger. 38. Pipe lining for slurries.

Matningssystemet for oppslemminger passer for kull/vann-blandinger som transporteres ved hjelp av oppslemmings- The feed system for slurries is suitable for coal/water mixtures transported by means of slurry

rør. Kull/vannforholdet er det samme. tube. The coal/water ratio is the same.

Alkalisk vann eller brakkvann eller saltvann, kan også tilpasses. Nærvær av alkali vil selvsagt bidra til en katalyttisk aktivitet. Nærvær av salter så som natrium-klorid vil imidlertid ikke påvirke omdanningen i negativ retning. Slike salter kan også ha en liten katalytisk aktivitet. Ved lave eller moderate temperaturer vil saltene forbli inerte og ikke smelte, dissosiere eller dekomponere, forhold som blir av betydning ved høy-temperatur behandling så som forbrenning. Alkaline water or brackish water or salt water, can also be customized. The presence of alkali will of course contribute to a catalytic activity. However, the presence of salts such as sodium chloride will not adversely affect the conversion. Such salts may also have a small catalytic activity. At low or moderate temperatures, the salts will remain inert and will not melt, dissociate or decompose, conditions that become important in high-temperature treatment such as incineration.

39. Elementenheter. 39. Element units.

Mindre anlegg (for eksempel for 100-200 tonn kull pr. dag eller andre karbonholdige materialer) kan fremstilles ved hjelp av elementenheter. Disse enheter er fremstilt på forhånd og også for det meste satt sammen foran. Disse enhetene utgjør en spesiell side ved oppfinnelsen. Smaller plants (for example for 100-200 tonnes of coal per day or other carbon-containing materials) can be produced using modular units. These units are pre-made and also mostly pre-assembled. These devices constitute a special aspect of the invention.

Claims (31)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av gassformede og flytende hydrokarboner og karbondioksyd fra karbonholdige materialer,karakterisert vedat man blander pulverformet karbonholdige materialer, vanndamp og alkalikatalysator og hever temperaturen til en drifts-temperatur i området fra 650 - 815°C, hvor nevnte alkalikatalysator har et vesentlig høyere smeltepunkt enn driftstemperaturen av de blandede materialer; - tillater at tilstrekkelig oppholdstid i nevnte blandetrinn for omsetning av komponentene for å frigjøre hydrogensulfid og fremstille karbonmonoksyd, karbondioksyd<p>g hydrogen.-pg for å .oppnå alkaliopptak i sulfidform; - innsprøytning av utløpet fra nevnte blandetrinn til et fluidisert skikt av katalysator som består av Gruppe VIII overgangsmetallforbindelser ved temperaturen i området 650 - 815°C og et trykk i området fra atmosfæretrykk til 70 atmosfærer for fremstilling av karbondioksyd og hydrokarboner og faste reststoffer og ved at man - behandler avgassene og de faste, medførte stoffer fra nevnte fluidiserte skikt i en sjokk/kjøler for å stoppe reaksjonen og tilveiebringe gassformet og flytende hydrokarbon og karbondioksydprodukter.1. Process for the production of gaseous and liquid hydrocarbons and carbon dioxide from carbonaceous materials, characterized by mixing powdered carbonaceous materials, water vapor and alkali catalyst and raising the temperature to an operating temperature in the range from 650 - 815°C, where said alkali catalyst has a significant higher melting point than the operating temperature of the mixed materials; - allows sufficient residence time in said mixing step for reaction of the components to release hydrogen sulphide and produce carbon monoxide, carbon dioxide<p>g hydrogen.-pg in order to achieve alkali uptake in sulphide form; - injecting the outlet from said mixing step into a fluidized bed of catalyst consisting of Group VIII transition metal compounds at a temperature in the range 650 - 815°C and a pressure in the range from atmospheric pressure to 70 atmospheres for the production of carbon dioxide and hydrocarbons and solid residues and by one - treats the exhaust gases and the solid entrained substances from said fluidized bed in a shock/cooler to stop the reaction and provide gaseous and liquid hydrocarbon and carbon dioxide products. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det fluidiserte skikt består av en katalysator av wolfram eller molybdenforbindelser.2. Method according to claim 1, characterized in that the fluidized layer consists of a catalyst of tungsten or molybdenum compounds. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat driftstemperaturen i blandetrinnet ligger i området 700 - 760°C.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the operating temperature in the mixing stage is in the range 700 - 760°C. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat trinnet for behandling av avgasser og faste stoffer i en sjokkjøler/kjøler følges av et trinn hvor man skiller ut de faste stoffene fra gassene.4. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the step for treating exhaust gases and solids in a shock cooler/cooler is followed by a step where the solids are separated from the gases. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at et oksyderingsmiddel innsprøytes i blandetrinnet for å fjerne svovel ved oksydasjon.5. Method according to claim 1, characterized in that an oxidizing agent is injected into the mixing step to remove sulfur by oxidation. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at et reduserende middel innsprøytes i blandetrinnet for å fjerne svovel ved reduksjon.6. Method according to claim 1, characterized in that a reducing agent is injected into the mixing step to remove sulfur by reduction. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at alkalikatalysatoren regenereres ved oppløsning i vann :fulgt av innsprøytning av vanndamp og karbondioksyd.7. Method according to claim 1, characterized in that the alkali catalyst is regenerated by dissolution in water: followed by injection of water vapor and carbon dioxide. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at avgassene fraskilles for gjenvinning av karbondioksyd.8. Method according to claim 4, characterized in that the exhaust gases are separated for the recovery of carbon dioxide. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisertved at oljefaser fra avgassene resykleres for fjerning av ammoniakk og fri svovel.9. Method according to claim 5, characterized in that oil phases from the exhaust gases are recycled to remove ammonia and free sulphur. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det karbonholdige materialet foreligger i fast form i form av kull, koks, bek, lignitt, torv, gilsonitt, leonarditt, oljeskifer, tjæresand og oljesand.10. Method according to claim 1, characterized in that the carbonaceous material is present in solid form in the form of coal, coke, pitch, lignite, peat, gilsonite, leonardite, oil shale, tar sands and oil sands. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det karbonholdige materiale er et fast stoff i form av tre og treprodukter, biprodukter og avfallsstoffer og i form av plantematerialer, deriblant avlinger og avlingsprodukter og rester i form av organiske kloakkavløp og kloakkslam, og i form av dyregjødsel.11. Method according to claim 1, characterized in that the carbonaceous material is a solid substance in the form of wood and wood products, by-products and waste materials and in the form of plant materials, including crops and crop products and residues in the form of organic sewage effluents and sewage sludge, and in the form of animal manure. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det karbonholdige materiale er i flytende form i form av oljer og tjærer.12. Method according to claim 1, characterized in that the carbonaceous material is in liquid form in the form of oils and tars. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det karbonholdige materiale og alkaliske materialer blandes på forhånd og innsprøytes i vanndamp.13. Method according to claim 1, characterized in that the carbonaceous material and alkaline materials are mixed in advance and injected into steam. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det karbonholdige materiale blandes med vann og alkali og danner en oppslemming og føres gjennom en fordamper for å fremstille damp som medfører kull og alkali.14. Method according to claim 1, characterized in that the carbonaceous material is mixed with water and alkali and forms a slurry and passed through an evaporator to produce steam which carries coal and alkali. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at den fluidiserte katalysator i reaktoren resykleres til et eget regeneratorkar for regenerering eller aktivering.15. Method according to claim 1, characterized in that the fluidized catalyst in the reactor is recycled into a separate regenerator vessel for regeneration or activation. 16. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at det benyttes to eller flere reaktorkar som brukes vekselvis og fungerer delvis som reaktorer og som katalysatorregeneratorer.16. Method according to claim 1, characterized in that two or more reactor vessels are used which are used alternately and function partly as reactors and as catalyst regenerators. 17. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertv ed at oksygen, vanndamp og karbondioksyd tilsettes til blandetrinnet.17. Method according to claim 1, characterized in that oxygen, water vapor and carbon dioxide are added to the mixing step. 18. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at hydrogen og karbonmonoksyd tilsettes blandetrinnet.18. Method according to claim 1, characterized in that hydrogen and carbon monoxide are added to the mixing step. 19. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at oppholdstiden er mellom 10 sekunder og en time.19. Method according to claim 1, characterized in that the residence time is between 10 seconds and one hour. 20. Fremgangsmåte for fremstilling av gassformede og flytende hydrokarboner og karbondioksyd fra karbonholdige materialer,karakterisert vedat - blander pulveriserte, karbonholdige materialer, vanndamp og alkalikatalysator og hever temperaturen til en drifts-temperatur i området 650-815°C og hvor nevnte alkalikatalysator stort sett har et høyere smeltepunkt enn driftstemperaturen for de blandede materialer; - tillater tilstrekkelig oppholdstid i nevnte blandetrinn for omsetning av komponentene for å frigjøre hydrogensulfid og fremstille karbonmonoksyd, karbondioksyd og hydrogen og for å frembringe alkaliopptak i sulfidform; - sprøyter inn utløpet fra nevnte blandetrinn til et oppholdskar for ytterligere oppholdstid og tilsetter ytterligere alkalikatalysator til et slikt oppholdskar; - skiller ut faste stoffer og gasser fra utløpet av faste stoffer og gasser fra nevnte oppholdskar og underkaster utløpsgassene en jernoksydkatalysator i et oppbakkingskar for å regulere H2/CO/C02forholdene og å kontrollere svovelinnholdet; skiller ut faste stoffer og gasser fra oppbakkingskaret og underkaster utløpsgassene en Gruppe VIII katalysator.20. Process for the production of gaseous and liquid hydrocarbons and carbon dioxide from carbonaceous materials, characterized by - mixing powdered, carbonaceous materials, water vapor and alkali catalyst and raising the temperature to an operating temperature in the range of 650-815°C and where said alkali catalyst has largely a higher melting point than the operating temperature of the mixed materials; - allows sufficient residence time in said mixing step for reaction of the components to release hydrogen sulphide and produce carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen and to produce alkali uptake in sulphide form; - injects the outlet from said mixing step into a residence vessel for further residence time and adds additional alkali catalyst to such residence vessel; - separates solids and gases from the outlet of solids and gases from said holding vessel and subjects the outlet gases to an iron oxide catalyst in a backing vessel to regulate the H2/CO/C02 ratios and to control the sulfur content; separates solids and gases from the backing vessel and subjects the exhaust gases to a Group VIII catalyst. 21. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at bråkjølingstemperaturen er fra 480 - 535°C.21. Method according to claim 1, characterized in that the quenching temperature is from 480 - 535°C. 22. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at oksygen, vanndamp og karbon tilsettes det fluidiserte skiktet.22. Method according to claim 1, characterized in that oxygen, water vapor and carbon are added to the fluidized layer. 23. Fremgangsmåte ifølge krav 1, kcarakterisert ved at hydrogen og karbonmonoksyd tilsettes det fluidiserte skikt.23. Method according to claim 1, characterized in that hydrogen and carbon monoxide are added to the fluidized layer. 24. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at Gruppe VIII katalysatoren regenereres ved bruk av oksygen eller vanndamp.24. Method according to claim 1, characterized in that the Group VIII catalyst is regenerated using oxygen or steam. 25. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at gruppe VIII katalysatoren regenereres ved bruk av hydrogen eller karbonmonoksyd.25. Method according to claim 1, characterized in that the group VIII catalyst is regenerated using hydrogen or carbon monoxide. 26. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at de faste stoffer underkastes magnetisk separasjon for å oppsamle magnetiske metallmaterialer.26. Method according to claim 4, characterized in that the solid substances are subjected to magnetic separation in order to collect magnetic metal materials. 27. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at de faste stoffer underkastes flottasjon for å samle opp metallmaterialer.27. Method according to claim 4, characterized in that the solids are subjected to flotation to collect metal materials. 28. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 20, for fremstilling av hydrogen og karbondioksyd ved tilsats av damp i overskudd av damp/kullforholdet 1,5 til 1 opp til forhold 2,5 til 1.28. Method according to claim 1 or 20, for the production of hydrogen and carbon dioxide by adding steam in excess of the steam/coal ratio of 1.5 to 1 up to a ratio of 2.5 to 1. 29. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 20 for fremstilling av oksygenerte forbindelser ved ytterligere bruk av sink og kobberkatalysatorer.29. Process according to claim 1 or 20 for the production of oxygenated compounds with the additional use of zinc and copper catalysts. 30. Fremgangsmåte ifølge krav 28,karakterisertved at det videre omfatter et trinn hvor man benytter en aluminiumoksyd/silisiumoksydkatalysator.30. Method according to claim 28, characterized in that it further comprises a step where an aluminum oxide/silicon oxide catalyst is used. 31. Fremgangsmåte ifølge krav 29,karakterisertved at avløpsgassene underkastes en katalysator av wolfram eller molybdenforbindelser.31. Method according to claim 29, characterized in that the waste gases are subjected to a catalyst of tungsten or molybdenum compounds.