DE1067555B - Method and device for generating fuel gas by gasifying finely divided fuels - Google Patents
Method and device for generating fuel gas by gasifying finely divided fuelsInfo
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- DE1067555B DE1067555B DER16721A DER0016721A DE1067555B DE 1067555 B DE1067555 B DE 1067555B DE R16721 A DER16721 A DE R16721A DE R0016721 A DER0016721 A DE R0016721A DE 1067555 B DE1067555 B DE 1067555B
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- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/06—Continuous processes
- C10J3/08—Continuous processes with ash-removal in liquid state
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Brenngaserzeugung durch Vergasung von feinkörnigen, staubförmigen oder flüssigen Brennstoffen, bei denen die Brennstoffe und Vergasungsmittel tangential zur Schachtwand oder zu einem gedachten Kreis kleineren Durchmessers eingeführt werden, so daß die im Schacht befindlichen Stoffe eine rotierende Bewegung um die Schachtachse ausführen, und die gebildete Schlacke in flüssiger Form abgezogen wird.The invention relates to a method for generating fuel gas by gasifying fine-grained, dusty or liquid fuels where the fuels and gasifying agents are tangential be introduced to the shaft wall or to an imaginary circle of smaller diameter, so that the substances in the shaft perform a rotating movement around the shaft axis, and the formed slag is withdrawn in liquid form.
Bei diesem Verfahren wird der Brennstoff in einer Schlackenwirbelsenke oder in einem zyklonartigen Staubwirbel bei hoher Temperatur vergast. Dabei läuft der Vergasungsvorgang dort nicht vollständig ab, so daß ein Teil der fühlbaren Wärme des unfertigen Gases noch für die Vergasungsreaktion nutzbar gemacht wird. Das Gas reagiert daher noch auf dem Wege durch den Schacht mit dem mitgeführten Brennstoffrest, Es hat sich nun gezeigt, daß durch die schraubenlinienförmige Bewegung der Gassäule im Schacht die im Gas suspendierten Brennstoffe an die Wand geschleudert werden, wo eine Reduktion des Gases stattfindet. Im Kern der Gassäule jedoch erfolgt keine Nachreaktion des Gases, da er praktisch frei von Brennstoff ist. Das Gas verläßt daher den Schacht mit einem hohen Kohlensäuregehalt und niedrigem Heizwert. Man hat versucht, durch hohe Schächte den Reaktionsweg zu verlängern, erzielte damit jedoch nur einen Teilerfolg, da wohl durch Reibung die schraubenlinienförmige Bewegung der Gassäule auf dem langen Wege durch den Schacht allmählich gebremst wurde und ein Teil des Gases aus dem Inneren des Schachtes nachreagieren konnte, eine vollständige Reduktion des Gases aber nicht zu erreichen war. Nachteilig für die Nachreaktion des Gases mit dem Brennstoff ist auch die durch die Höhe des Schachtes bedingte starke Abkühlung des Gases. Die durch die Schachtwand abgeführte fühlbare Wärme des Gases geht dem Reduktionsprozeß verloren.In this process, the fuel is stored in a slag vortex or in a cyclone Dust vortex gasified at high temperature. The gasification process does not run completely there so that part of the sensible heat of the unfinished gas can still be used for the gasification reaction is made. The gas therefore reacts with the one carried while it is still on the way through the shaft Fuel residue, It has now been shown that the helical movement of the gas column in the Shaft the fuels suspended in the gas are thrown against the wall, where a reduction of the Gas takes place. In the core of the gas column, however, there is no post-reaction of the gas because it is practically free of fuel is. The gas therefore leaves the shaft with a high and low carbon dioxide content Calorific value. Attempts have been made to extend the reaction path through high shafts, but only achieved this a partial success, since the helical movement of the gas column is probably caused by friction the long way through the shaft was gradually slowed down and some of the gas from inside of the shaft was able to react, but a complete reduction of the gas could not be achieved. Another disadvantage for the post-reaction of the gas with the fuel is that due to the height of the shaft conditional strong cooling of the gas. The sensible heat of the gas dissipated through the shaft wall is lost to the reduction process.
Erfindungsgemäß werden die erwähnten Nachteile bei der Vergasung feinverteilter Brennstoffe in Schächten, in welche die Brennstoffe und Vergasungsmittel getrennt oder gemeinsam so eingeführt werden, daß sie und ihre Reaktionsprodukte um die Achse des Schachtes rotieren, dadurch vermieden, daß die schraubenlinienförmige Bewegung der gebildeten unfertigen Gase und der noch vorhandenen Brennstoffreste um die Schachtachse in eine im wesentlichen zur Schachtachse parallele Richtung umgelenkt wird und die mitgeführten Brennstoffe im Gas über den Querschnitt des Schachtes verteilt werden. Der Stoffumsatz erfolgt dann nicht nur in einer schmalen Zone an der Wand des Schachtes, sondern über den ganzen Querschnitt auf kurzem Wege durch den Schacht. Durch die Umlenkung des schraubenlinienförmigen Gas-Verfahren und VorrichtungAccording to the invention, the disadvantages mentioned in the gasification of finely divided fuels in Shafts into which the fuels and gasification agents are introduced separately or together, that they and their reaction products rotate around the axis of the shaft, thereby avoided that the helical movement of the unfinished gases formed and the remaining fuel is deflected around the shaft axis in a direction substantially parallel to the shaft axis and the fuel carried in the gas is distributed over the cross-section of the shaft. The metabolism then takes place not only in a narrow zone on the wall of the shaft, but over the entire cross-section on a short way through the shaft. By redirecting the helical gas process and device
zur Brenngaserzeugung durch Vergasungfor generating fuel gas through gasification
feinverteilter Brennstoffefinely divided fuels
Anmelder:Applicant:
Dipl.-Ing. Roman Rummel, Brühl (Bez. Köln), Dab erger Weg 29Dipl.-Ing. Roman Rummel, Brühl (Cologne district), Dab erger Weg 29
Dipl.-Ing. Roman Rummel, Brühl (Bez. Köln), ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Roman Rummel, Brühl (Cologne district), has been named as the inventor
Stroms in eine zur Achse des Schachtes parallele Richtung wird ein Wiederausschleudern des Brennstoffes vermieden. Der Reaktionsraum ist voll ausgenutzt, wodurch eine übermäßige Erhöhung des Schachtes überflüssig wird.If the current flows in a direction parallel to the axis of the shaft, the fuel is ejected again avoided. The reaction space is fully used, which leads to an excessive elevation of the shaft becomes superfluous.
Die erfindungsgemäß vorzunehmende Umwandlung der zunächst schraubenlinienförmigen Bewegung in eine parallele turbulente Strömung kann z. B. dadurch erfolgen, daß der Gaserzeugerschacht mit entsprechenden Einbauten versehen wird. Die Ausführungsform dieser Einbauten kann mannigfaltig sein, wie später an verschiedenen Beispielen gezeigt wird. Zweckmäßig wird sie so ausgebildet, daß dabei zugleich eine vorübergehende Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und damit eine Vergrößerung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gas und dem mitgeführten Brennstoff erreicht wird. Infolge der Trägheit der gegenüber den Gasmolekülen viel größeren Brennstoffteilchen erhöht sich sowohl bei der Geschwindigkeitszunahme als auch bei der Umlenkung und nachfolgenden Geschwindigkeitsabnahme der Gase die Relativgeschwindigkeit zwischen den Brennstoff teilchen und den Gasen. Sie bewirkt einen raschen Stoffaustausch, weil sie die Abführung der Reaktionsprodukte und die Heranführung reaktionsfähiger Gasbestandteile an die Brennstoffteilchen fördert.The conversion to be carried out according to the invention of the initially helical movement into a parallel turbulent flow can e.g. B. be done in that the gas generator shaft with appropriate Internals is provided. The embodiment of these internals can be varied, as later is shown in various examples. It is expediently designed so that at the same time a temporary one Increase in the flow speed and thus an increase in the relative speed between the gas and the entrained fuel is achieved. Due to the inertia of the gas molecules much larger fuel particles increases both with the increase in speed and with the deflection and subsequent decrease in speed of the gases the relative speed between the Fuel particles and the gases. It causes a rapid exchange of substances because it removes the Reaction products and the introduction of reactive gas components to the fuel particles promotes.
Gemäß der Erfindung kann auch die Umlenkung der schraubenlinienförmigen Bewegung des Gases und der Brennstoffe in eine zur Schachtachse parallele Richtung und die Verteilung der Brennstoffe über den Schachtquerschnitt durch Einführung eines der schraubenlinienförmigen Bewegung entgegengerichteten Stromes oder mehrerer derartiger Ströme von exotherm oder exotherm und endotherm mit demAccording to the invention, the deflection of the helical movement of the gas and of the fuels in a direction parallel to the shaft axis and the distribution of the fuels over the Shaft cross-section by introducing a movement in the opposite direction to the helical movement Stream or several such streams of exothermic or exothermic and endothermic with the
909 639/14-7909 639 / 14-7
Brennstoff reagierenden Vergasungsmitteln bewirkt während die Gase und der Restbrennstoff schraubenwerden,
wodurch nach einer turbulenten Durch- linienförmig aufwärts strömen. In dem Maße, wie
mischung die Umlenkung der Gase, Brennstoffe und sich aus der Asche des Brennstoffes neue Schlacke
Vergasungsmittel erfolgt. Die Durchmischung des bildet, läuft sie durch den Schlackenüberlauf 6 ab.
Brennstoffs durch gegenläufige Einführung von Ver- 5 Die rotierend aufsteigenden Gase und Brennstoffe
gasungsmitteln in tangentialer Richtung in den Brenn- strömen unter Erhöhung ihrer Geschwindigkeit durch
schacht als solche ist bekannt, jedoch wurde bei der den verjüngten Teil 7 des Schachtes,
bisher üblichen Arbeitsweise keine Umlenkung des Die Zwischenwand 8 im Hals 7 lenkt den rotierengesamten
im Schacht sich bewegenden Stromes von den Strom in die Richtung parallel zur Schachtachse,
einer kreisenden in eine axial senkrechte Richtung an- io Oberhalb des Halses erweitert sich der Schacht
gestrebt oder erzielt. Um dies zu erreichen, führt man wieder. Gas und Brennstoff verteilen sich nunmehr
vorzugsweise z. B. bei der Brenngaserzeugung die über den Querschnitt des Schachtteils 9, wobei ihre
Vergasungsmittel so in den Schacht ein, daß ihre Geschwindigkeit wieder abnimmt, und strömen gleich-Strömungsenergie
etwa gleich ist der Energie der im mäßig parallel zur Schachtachse aufwärts nach dem
Schacht rotierenden Gase und Brennstoffe. Die daraus 15 in der Zeichnung nicht dargestellten Gasausgang. Auf
resultierende Bewegung aller Stoffe im Schacht ist diesem Wege läuft die Reaktion zwischen Gas und
dann parallel zur Schachtachse gerichtet. In den Brennstoff aus. Der unvergaste, aschenreiche Brennschacht
werden unten Brennstoff und ein Teil der Stoffrest kann aus dem Gas entfernt und wieder der
vorwiegend exotherm reagierenden Vergasungsmittel Vergasung zugeführt werden.Gasifying agents reacting with fuel causes the gases and the residual fuel to spin, causing a turbulent through-flow to flow upwards. To the extent that the mixture, the diversion of the gases, fuels and new slag gasifying agent from the ashes of the fuel takes place. The mixing of the forms, it runs through the slag overflow 6. 5 The rotating, rising gases and fuels gassing agents in the tangential direction in the fuel streams while increasing their speed through the shaft is known as such, however, in the case of the tapered part 7 of the shaft,
The partition 8 in the neck 7 diverts the entire rotating flow in the shaft from the flow in the direction parallel to the shaft axis, a circling in an axially perpendicular direction an- io Above the neck, the shaft strives or achieves . To achieve this, one leads again. Gas and fuel are now preferably distributed z. B. in the fuel gas generation over the cross-section of the shaft part 9, with their gasification agent in the shaft so that their speed decreases again, and flow equal flow energy is about the same as the energy of the moderately parallel to the shaft axis up to the shaft rotating gases and fuels. The resulting 15 gas outlet, not shown in the drawing. The reaction between gas and then parallel to the shaft axis is directed to the resulting movement of all substances in the shaft. In the fuel off. The ungased, ash-rich combustion shaft becomes fuel at the bottom and some of the material residue can be removed from the gas and fed back into the predominantly exothermic gasifying agent gasification.
tangential eingeführt. Darüber wird der Rest der vor- 20 In Fig. 3 und 4 ist im Vertikalschnitt und im Hori-introduced tangentially. The remainder of the previous 20 In Fig. 3 and 4 is in vertical section and in the horizontal
vviegend endotherm reagierenden Vergasungsmittel zontalschnitt nach Linie C-D ein Gaserzeuger darge-predominantly endothermic gasifying agents zontal section along line CD a gas generator
entgegengesetzt dem schraubenlinienförmigen Gas- stellt, bei dem — wie in Fig. 1 und 2 ■—■ dieGeschwin-opposite to the helical gas position, in which - as in Fig. 1 and 2 ■ - ■ the speed
nnd Brennstoffstrom eingeblasen. Durch Regelung von digkeit der Gase mit den mitgeführten Brennstoffenand injected fuel flow. By regulating the doneness of the gases with the fuels carried
Menge und Geschwindigkeit der eintretenden Ver- im Schacht vorübergehend erhöht und deren rotierendeThe amount and speed of the incoming contamination in the shaft temporarily increased and their rotating
gasungsmittel wird unter inniger Durchmischung 25 Bewegung hierbei umgelenkt wird in die Richtunggassing agent is diverted with thorough mixing 25 movement is deflected in the direction
aller Stoffe im Schacht die rotierende Bewegung der parallel zur Schachtebene. Der untere Teil 10 desof all substances in the shaft the rotating movement of the parallel to the shaft level. The lower part 10 of the
Gassäule vernichtet. Oberhalb verläuft die Strömung Schachtes ist als Wirbelkammer ausgebildet, in dieGas column destroyed. The flow above the shaft is designed as a vortex chamber into which
der Gase und Brennstoffe im wesentlichen parallel zur Brennstoff und Vergasungsmittel durch die Leitungenthe gases and fuels essentially parallel to the fuel and gasifying agents through the lines
Schachtachse. Die Vergasungsmittel können vor- 11 tangential eingeführt werden,Shaft axis. The gasification agents can be introduced 11 tangentially,
erhitzt in den Schacht eingeführt werden. 30 Die gebildete Schlacke läuft durch eine öffnung 12heated to be introduced into the shaft. 30 The slag formed runs through an opening 12
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die im Boden des Schachtes ab. Die rotierend aufsteigen-In the method according to the invention, they are in the bottom of the shaft. The rotating ascending
Voraussetzungen für einen vollständigen Reaktions- den Gase und unvergasten Brennstoffe strömen durchRequirements for a complete reaction - the gases and non-gassed fuels flow through
ablauf zwischen Gas und Brennstoff erfüllt. Das eine ringförmige Verengung 13 des Schachtes undprocess between gas and fuel fulfilled. The one annular constriction 13 of the shaft and
Brenngas erreicht seinen optimalen Heizwert. Ferner werden durch die in dieser Verengung angeordnetenFuel gas reaches its optimal calorific value. Furthermore, they are arranged in this constriction
steht infolge der Konzentration des Reaktionsablaufes 35 Wände 14 in Richtung parallel zur Schachtachse um-is due to the concentration of the reaction sequence 35 walls 14 in the direction parallel to the shaft axis.
auf kleinstem Raum und hierdurch erzielter geringster gelenkt. Der Querschnitt des oberen Teils 15 dessteered in the smallest space and thereby achieved the least. The cross section of the upper part 15 of the
Wärmeabgabe nach außen ein Optimum an Wärme Schachtes ist beliebig erweitert; durch ihn strömenHeat dissipation to the outside an optimum of heat the shaft is expanded as required; flow through him
zur Verfügung, was ebenfalls eine Verbesserung des die Gase und Brennstoffe nunmehr gleichmäßig ver-available, which is also an improvement of the gases and fuels now evenly
Gasheizwertes zur Folge hat. teilt mit verminderter Geschwindigkeit nach dem Aus-Gas calorific value. splits at reduced speed after
Jede erwähnte Art der Durchführung des Ver- 4° gang des Schachtes, wobei die VergasungsreaktionEvery mentioned way of carrying out the passage of the shaft, with the gasification reaction
fahrens gemäß der Erfindung kann für sich allein ausläuft.driving according to the invention can expire on its own.
oder in Kombination angewendet werden, je nach Die Fig. 5 zeigt den Teil des Schachtes einesor in combination, depending on the Fig. 5 shows the part of the shaft of a
günstigstem Reaktionsablauf oder bester Wärmeaus- Schachtofens im Vertikalschnitt und Fig. 6 im Hori-the most favorable reaction sequence or the best heat shaft furnace in vertical section and FIG. 6 in the horizontal
nutzung. Entscheidend für die Wahl ist z. B. die zontalschnitt nach Linie E-F, in dem die vorüber-use. Decisive for the choice is z. B. the zontal section according to line EF, in which the temporary
Reaktionsfähigkeit des Brennstoffes, der Schlacken- 45 gehende Geschwindigkeitserhöhung und UmlenkungReactivity of the fuel, the slag- 45 increasing speed and redirection
schmelzpunkt, die Abhängigkeit der Zähigkeit der des Gas-Brennstoff-Stromes erfolgt. Der untere Teilmelting point, the dependence of the viscosity of the gas-fuel flow takes place. The lower part
Schlacke von der Temperatur und die erstrebte Zu- 20 steht mit dem oberen Teil 21 des Schachtes durchSlag from the temperature and the desired target 20 with the upper part 21 of the shaft through
sammensetzung des Gases. Das Verfahren kann auch Öffnungen 22 in Verbindung, durch welche die Gasecomposition of the gas. The method can also communicate openings 22 through which the gases
unter erhöhtem Druck ausgeführt werden. und die Brennstoffe strömen.be carried out under increased pressure. and the fuels flow.
An einer Auswahl von Ausführungsbeispielen, die 50 Fig. 7 und 8 veranschaulichen im VertikalschnittA selection of exemplary embodiments which 50 FIGS. 7 and 8 illustrate in vertical section
aus den Fig. 1 bis 11 in schematischer Darstellung und Horizontalschnitt nach Linie G-H den Schachtteil1 to 11 in a schematic representation and horizontal section along line GH the shaft part
ersichtlich sind und keinen Anspruch auf Vollständig- eines Schachtofens, in dem die an der Wand desare visible and do not claim to be complete - a shaft furnace in which the on the wall of the
keit erheben, soll der Gegenstand der Erfindung näher Schachtes im Gas mit hoher Konzentration suspen-raise speed, the subject of the invention is intended to provide a more detailed shaft in the gas with a high concentration
erläutert werden. dierten Brennstoffe über den Schachtquerschnitt ver-explained. dated fuels via the shaft cross-section
Fig. 1 und 2 zeigen im Vertikalschnitt und im 55 teilt und die rotierende Bewegung des Gases und der Horizontalschnitt nach Linie A-B einen Gaserzeuger, Brennstoffe in die Richtung parallel zur Schachtachse in dem sich ein rotierendes Schlackenbad befindet. Im umgelenkt werden. Im Schacht 30 sind Wände 31 anunteren Teil 1 des Schachtes werden die Vergasungs- geordnet, die so gekrümmt sind, daß die Brennstoffe mittel durch die Leitungen 2 und 4 und die Brenn- von der Wand in das Schachtinnere geleitet werden, stoffe durch die Leitungen 3 und 5 tangential und 60 sich dort verteilen und die Strömung der Gase und schräg nach unten in das Schlackenbad eingeführt. Brennstoffe allmählich in Richtung parallel zur Durch die Strömungsenergie dieser Stoffe werden Schachtachse umgelenkt wird.Fig. 1 and 2 show in vertical section and in 55 divides and the rotating movement of the gas and the horizontal section along line AB a gas generator, fuels in the direction parallel to the shaft axis in which there is a rotating slag bath. Im being redirected. In the shaft 30 are walls 31 on the lower part 1 of the shaft, the gasification are arranged, which are curved so that the fuels are conducted through the lines 2 and 4 and the fuel from the wall into the interior of the shaft, materials through the lines 3 and 5 tangential and 60 are distributed there and introduced the flow of gases and obliquely downward into the slag bath. Fuels gradually in the direction parallel to the shaft axis is deflected by the flow energy of these substances.
sowohl das Schlackenbad als auch alle über der Fig. 9, 10 und 11 zeigen einen Gaserzeuger imboth the slag bath and all above FIGS. 9, 10 and 11 show a gas generator in FIG
Schlacke befindlichen Stoffe (Vergasungsmittel, Brenn- Vertikalschnitt und in den Horizontalschnitten nachMaterials contained in slag (gasification agent, burning vertical section and in the horizontal sections
stoff, deren Reaktionsprodukte und Schlackentröpf- 65 den Linien K-L und M-N, bei dem die im unterensubstance, their reaction products and slag droplets 65 the lines KL and MN, in which the in the lower
chen) in schnelle Rotation um die Schachtachse ver- Raum des Schachtes rotierende Bewegung der Gasechen) in rapid rotation around the shaft axis, space of the shaft rotating movement of the gases
setzt und die festen und flüssigen Anteile oberhalb und Brennstoffe durch eine zweite Einführung vonsets and the solid and liquid fractions above and fuels by a second introduction of
des Schlackenbades an die Schachtwand geschleudert. Vergasungsmitteln in entgegengesetzter Richtungof the slag bath is thrown against the shaft wall. Gasifying agents in the opposite direction
Die Schlacke und der von ihr aufgenommene Brenn- unter inniger Mischung und Verteilung aller StoffeThe slag and the combustion it has absorbed with intimate mixing and distribution of all substances
stoff laufen an der Wand zum Schlackenbad zurück, 70 über den Schachtquerschnitt in die Richtung parallelMaterial run back on the wall to the slag bath, 70 over the shaft cross-section in the direction parallel
Claims (9)
Britische Patentschrift Nr. 607 162.Considered publications:
British Patent No. 607 162.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DER16721A DE1067555B (en) | 1955-05-25 | 1955-05-25 | Method and device for generating fuel gas by gasifying finely divided fuels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DER16721A DE1067555B (en) | 1955-05-25 | 1955-05-25 | Method and device for generating fuel gas by gasifying finely divided fuels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1067555B true DE1067555B (en) | 1959-10-22 |
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ID=7399799
Family Applications (1)
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| DER16721A Pending DE1067555B (en) | 1955-05-25 | 1955-05-25 | Method and device for generating fuel gas by gasifying finely divided fuels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1067555B (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB607162A (en) * | 1946-01-28 | 1948-08-26 | Frederick Lindley Duffield | Improved apparatus and process for the treatment of finely divided minerals or carbonaceous substances with heated gases and/or superheated steam |
-
1955
- 1955-05-25 DE DER16721A patent/DE1067555B/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB607162A (en) * | 1946-01-28 | 1948-08-26 | Frederick Lindley Duffield | Improved apparatus and process for the treatment of finely divided minerals or carbonaceous substances with heated gases and/or superheated steam |
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