DE1121025B - Process for smoldering carbonaceous substances - Google Patents
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Description
Verfahren zum Schwelen von kohlenstoffhaltigen Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schwelen von kohlenstoffhaltigen Stoffen, insbesondere Ölschiefer, in einer indirekt beheizten Schwelvorrichtung unter Erzeugung der für den Schwelvorgang erforderlichen Wärme durch Verbrennen des Schwelrückstandes.Process for the smoldering of carbonaceous materials The invention relates to a method for smoldering carbonaceous substances, in particular Oil shale, in an indirectly heated smoldering device producing the for the smoldering process required heat by burning the smoldering residue.
In der Technik wird bekanntlich die Schwelung in einer Retorte ausgeführt, welche sich in einem Verbrennungsschacht befindet; die Schwelrückstände werden in diesem Schacht verbrannt, und die Wärme der bei dieser Verbrennung entwickelten Gase wird auf die Schwelretorte übertragen. Eventuell kann die Feuerung mit Vorrichtungen zum Erhitzen von umlaufendem Wasser oder Dampf kombiniert werden.As is known in technology, the smoldering is carried out in a retort, which is located in a combustion shaft; the smoldering residues are in burned this shaft, and the heat developed during this combustion Gas is transferred to the smoldering retort. The furnace can possibly be equipped with devices can be combined to heat circulating water or steam.
Um die Schwelung in der Retorte durchzuführen, muß derselben. eine gewisse Wärmemenge zugeführt werden. Das geschieht hier in der Hauptsache durch Strahlung, einschließlich Gasstrahlung, und durch Konvektion. Die Wärmemenge, welche auf diese Weise der Retorte in der Zeiteinheit zugeführt wird, hängt neben der Geschwindigkeit des Durchsatzes auch von der Größe und dem Heizwert der Schwelrückstände aus der Retorte und von der Menge der eingeführten Verbrennungsluft ab. Verschiedene Brennstoffe können bei der Schwelung sehr verschiedene Mengen flüchtiger Bestandteile und außerordentlich wechselnde Gehalte an Brennbarem in den Schwelrückständen ergeben. Beispielsweise kann die Schwelung von Schiefer Rückstände (Schieferkoks) mit Heizwerten von 200 bis zu 1500 Wärmeeinheiten je Kilogramm ergeben.In order to carry out the carbonization in the retort, the same must be used. one a certain amount of heat can be supplied. This mainly happens through here Radiation, including gas radiation, and by convection. The amount of heat which in this way the retort is fed in the unit of time depends next to the speed the throughput also depends on the size and the calorific value of the smoldering residues from the Retort and the amount of combustion air introduced. Different fuels The amounts of volatile constituents and extremely varied in the smoldering process changing contents of combustibles in the smoldering residues result. For example the smoldering of slate residues (shale coke) with calorific values of 200 result in up to 1500 thermal units per kilogram.
Bei einem Schachtofen der erwähnten Bauart ist, falls die Zeitdauer für den Durchgang durch den Ofen und die Teilchengröße des Brennstoffes festgelegt sind, ein gewisser kritischer Heizwert der Schwelrückstände erforderlich, um eine zufriedenstellende Schwelung zu erhalten. Sollte der betreffende Heizwert zu niedrig sein, dann ist die Erzeugung von Wärme in dem Verbrennungsschacht zu gering, und der Retorte wird eine unzureichende Wärmemenge zugeführt. Die Schwelung bleibt dann unvollständig.In the case of a shaft furnace of the type mentioned, if the duration is for the passage through the furnace and the particle size of the fuel are, a certain critical calorific value of the smoldering residues required to a to obtain satisfactory swelling. Should the relevant calorific value be too low then the generation of heat in the combustion shaft is too low, and Insufficient amount of heat is being applied to the retort. The swelling then remains incomplete.
Andererseits ist der Schmelzpunkt der Aschebestandteile vieler Brennstoffe derartig niedrig, daß die Gefahr des Zusammenbackens bzw. Sinterns der Schwelrückstände in der Verbrennungszone besteht.On the other hand, the melting point is the ash constituent of many fuels so low that the risk of caking or sintering of the smoldering residues exists in the combustion zone.
Der Erfindung liegt nun vor allem die Aufgabe zugrunde, bituminöse Stoffe, insbesondere Schiefer, mit verhältnismäßig hohem Aschegehalt und von unregelmäßiger Zusammensetzung zu schwelen, und dabei die kaloriearmen. d. h. an brennbaren Bestandteilen armen Schwelrückstände als Wärmequelle zu benutzen. Wenn man aber versucht. diese Rückstände vollständig zu verbrennen, was an sich durchaus möglich ist, insbesondere bei so hohem Bett, daß die von unten zugeführte Luft stark vorgewärmt wird, findet man, daß die Asche wegen lokalen überhitzungen zum Sintern neigt, so daß das Brennstoffbett zu einem Kuchen zusammengebacken werden kann. Nach dem Gegenstand des deutschen Patents Nr. 847 946 bildenden Verfahren kann man das Sintern durch Kühlung des Bettes mit Kühlrohren vermeiden.The main object of the invention is to make bituminous Fabrics, especially slate, with a relatively high ash content and irregular Smoldering composition, while keeping the low calorie. d. H. of flammable components to use poor smoldering residues as a heat source. But if you try. these To completely burn residues, which in itself is quite possible, in particular with a bed so high that the air supplied from below is strongly preheated one that the ash tends to sinter due to local overheating, so that the fuel bed can be baked into a cake. According to the subject of the German Patent No. 847,946 forming method can be sintering by cooling the bed avoid with cooling pipes.
Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn Kühlrohre nach dem vorgenannten Verfahren verwendet werden, das Feuer unter Umständen sehr schwach wird oder sogar erlischt. Dies beruht unter anderem wahrscheinlich darauf, daß die Zusammensetzung der Schwelrückstände stark variieren kann, teils durch unregelmäßige Zusammensetzung des aufgegebenen Schwelmaterials, das unter Umständen mit Fremdstoffen, wie Gangart vermengt sein kann, und teils durch unregelmäßige Schwelvorgänge, wobei die Rückstände mehr oder weniger abgeschwelt werden, so daß ihr Kohlenstoffgehalt stark variiert. Die durch Aufhängungen und Gewölbebildungen des Brennstoffes im Kühlrohrgerüst verursachten Störungen der Verbrennung im Brennstoffbett üben ebenfalls eine ungünstige Wirkung aus.However, it has been found that when cooling tubes according to the foregoing Procedures are used, the fire may become very weak or even goes out. This is due, among other things, probably to the fact that the composition the smoldering residue can vary greatly, partly due to the irregular composition the abandoned smoldering material, which may contain foreign substances such as gangue can be mixed up, and partly by irregular smoldering processes, with the residues are more or less sloughed off, so that their carbon content varies greatly. Caused by suspensions and arching of the fuel in the cooling pipe frame Disturbances of the combustion in the fuel bed also have an unfavorable effect the end.
Es wurde nun gefunden. daß es bei einem Verfahren zum Schwelen von kohlenstoffhaltigen Stoffen, insbesondere ölschiefer, in einer indirekt beheizten Schwelvorrichtung unter Erzeugung der für den Schwelvorgang erforderlichen Wärme durch Verbrennen des Schwelrückstandes gelingt, alle diese Nachteile in überraschend einfacher Weise dadurch zu beseitigen, daß zur schnellen Wärmeregulierung in dem Verbrennungsraum ein brennbares Gas eingeführt und ein in Kühlrohren umlaufendes Kühlmittel gleichmäßig über die ganze Ouerschnittsfläche des Verbrennungsraunnes verteilt werden.It has now been found. that there is a process for smoldering carbonaceous substances, especially oil shale, in an indirect way heated smoldering device generating the required for the smoldering process Heat by burning the smoldering residue succeeds in surprisingly all of these disadvantages easy way to eliminate that for rapid heat regulation in the Combustion chamber introduced a combustible gas and a circulating in cooling tubes Coolant evenly over the entire cross-sectional area of the combustion chamber be distributed.
Selbst wenn Schieferkoks mit hohem Heizwert erzeugt werden sollte, ist dennoch eine Verbrennung weiteren Brennstoffs, wie es die vorliegende Erfindung vorsieht, außerordentlich wertvoll. Es hat sich in der Tat erwiesen, daß es dadurch möglich ist, die Erzeugung je Retorte und Verbrennungsschacht erheblich zu steigern.Even if shale coke with a high calorific value should be produced, is still a combustion of further fuel, as is the present invention provides extremely valuable. In fact, it has been shown to do so it is possible to increase the production per retort and combustion shaft considerably.
Mit Vorteil wird hierbei das brennbare Gas zusätzlich unmittelbar oberhalb der Vergasungskammer eingeführt.In this case, the combustible gas is advantageously also directly introduced above the gasification chamber.
Der zusätzliche Brennstoff, welcher im Rahmen der Erfindung verwendet wird, kann ganz von außerhalb oder aber ganz oder zum Teil aus dem Schwelprozeß kommen. Man kann also die Abgase aus der Schwelung für diesen Zweck verwenden, und zwar nach Kondensation der flüchtigen Bestandteile und der eventuellen Entfernung sonstiger bestimmter wertvoller Bestandteile. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren hinsichtlich seines Wärmebedarfes autonom gestaltet werden, und das ist natürlich von außerordentlichem Wert.The additional fuel used in the context of the invention can be entirely from outside or entirely or partly from the smoldering process come. So you can use the exhaust gases from the smoldering for this purpose, and after condensation of the volatile constituents and possible removal other certain valuable components. As a result, the inventive Process can be designed autonomously with regard to its heat demand, and that is of course of extraordinary value.
Es ist zwar bereits bekannt, Schwelgase zur Erhitzung des zu schwelenden Gutes zu verwenden. (» Auszüge deutsche Patentanmeldungen« P 81445 VI b.) Hierbei handelt es sich aber keineswegs um ein Verfahren, bei welchem mit Kühlmitteln gearbeitet wird. Es ist bei diesem bekannten Verfahren auch eine Vermeidung der Sinterung bzw. die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhafte schnelle Wärmeregulierung nicht möglich, abgesehen davon, daß es sich offenbar nicht um eine indirekt beheizte Schwelvorrichtung handelt.It is already known to use smoldering gases to heat the smoldering To use good. ("Excerpts from German patent applications" P 81445 VI b.) Here but it is by no means a process in which coolants are used will. In this known method, it is also important to avoid sintering or the rapid heat regulation which is particularly advantageous in the method according to the invention not possible, apart from the fact that it is apparently not indirectly heated Smoldering device acts.
Die Zufuhr des Extrabrennstoffes kann auf sehr viel verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise zusammen mit der Verbrennungsluft. Bei den Vorrichtungen für die Zufuhr des Extrabrennstoffes ist nicht nur die Konstruktion des Ofens in Betracht zu ziehen, sondern auch der Heizwert des Kokses. Sollte dieser Wert höher sein als der obenerwähnte kritische Wert, dann ist es nicht notwendig, den Extrabrennstoff dem Brennstoffbett selbst zuzuführen; vielmehr kann der Extrabrennstoff zweckmäßigerweise gerade oberhalb der Oberfläche des Brennstoffbettes hinzugesetzt werden. Um die erstrebte leichte Regulierfähigkeit zu erhalten, sollte allerdings der Extrabrennstoff direkt in das Brennstoffbett eingeführt werden, selbst wenn die Schwelrückstände einen hohen Heizwert haben sollten. Für den Fall, daß die Schwelrückstände einen sehr niedrigen Heizwert besitzen, ist es stets zweckmäßig, mindestens einen erheblichen Teil des Extrabrennstoffes in das Brennstoffbett einzuführen, um dessen Verbrennung zu erleichtern. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, den Extrabrennstoff so gleichmäßig als möglich in den brennenden Koks einzuführen. Die Zeichnung erläutert das erfindungsgemäße Verfahren an Hand einer üblichen Vorrichtung. Es handelt sich dabei jedoch lediglich um ein Beispiel, und die vorliegende Erfindung ist keineswegs darauf beschränkt.The supply of the extra fuel can be done in many different ways take place, for example together with the combustion air. With the devices for the supply of the extra fuel is not only the construction of the furnace in To take into account, but also the calorific value of the coke. Should this value be higher than the critical value mentioned above, then it is not necessary to use the extra fuel to feed the fuel bed itself; rather, the extra fuel can expediently can be added just above the surface of the fuel bed. To the The extra fuel should, however, be used to achieve the desired easy regulating ability be introduced directly into the fuel bed, even if the smoldering residue should have a high calorific value. In the event that the smoldering residues make a have a very low calorific value, it is always advisable to have at least a substantial To introduce part of the extra fuel into the fuel bed in order to burn it to facilitate. In such cases it is convenient to keep the extra fuel as uniform as possible to introduce into the burning coke. The drawing explains the invention Method using a conventional device. However, it is just a matter of is an example, and the present invention is by no means limited thereto.
In einem Verbrennungsschacht 1 befindet sich eine zylindrische Retorte 2. Ungefähr in der Mitte dieser Retorte ist ein Rohr 3 angeordnet, um die Gase abzuführen; das offene Ende dieses Rohres endet ein wenig oberhalb des untersten Teiles der Retorte. Dieser unterste Teil der Retorte ist offen und mit einer Düse 4 versehen, um Dampf einblasen zu können. Der obere Teil der Retorte ist ebenfalls offen, und hier wird der Brennstoff eingeführt, welcher nach in der Retorte erfolgter Schwelung in den unteren Teil des Verbrennungsschachtes in der Form von Koks eintritt. Hier findet nun die Verbrennung statt, worauf die Asche durch eine besondere Vorrichtung 5 am Boden des Verbrennungsschachtes ausgetragen wird. Im unteren Teil des Verbrennungsschachtes ist ein Kühlrohr 6 für umlaufendes Wasser oderDampf angeordnet. Die aus der Verbrennung herrührenden Rauchgase strömen außen um die Retorte herum und werden dann durch einen Rauchgasabzug 7 im oberen Teil des Verbrennungsschachtes abgezogen. Gerade oberhalb der Oberfläche des Brennstoffbettes ist ein Satz Brenner 8 angeordnet, durch welche hindurch gasförmiger Extrabrennstoff eingeführt werden kann. Dieser Brennersatz soll verwendet werden, wenn die Schwelrückstände einen hohen Heizwert besitzen. Auf diese Weise wird das Brennstoffbett nicht durch die Zufuhr von Extrabrennstoff belastet, während andererseits für die Schwelung eine zusätzliche Wärmemenge zugeführt wird. Sollten die Schwelrückstände einen niedrigen Heizwert haben, dann muß der Extrabrennstoff dem Brennstoffbett selbst zugeführt werden. Der Zusatz des Extrabrennstoffes kann in einem solchen Fall mittels der Rohre 9 durch den unteren Teil der Wandung des Brennstoffschachtes und,/oder mittels eines Verteilerrohres 10, welches im inneren Teil des Brennstoffbettes angeordnet ist, erfolgen.A cylindrical retort 2 is located in a combustion shaft 1. A pipe 3 is arranged approximately in the middle of this retort in order to discharge the gases; the open end of this tube ends a little above the lowest part of the retort. This lowest part of the retort is open and provided with a nozzle 4 in order to be able to inject steam. The upper part of the retort is also open, and this is where the fuel is introduced, which, after carbonisation has taken place in the retort, enters the lower part of the combustion shaft in the form of coke. This is where the incineration takes place, whereupon the ash is discharged through a special device 5 at the bottom of the incineration shaft. A cooling pipe 6 for circulating water or steam is arranged in the lower part of the combustion shaft. The flue gases resulting from the combustion flow around the outside of the retort and are then drawn off through a flue gas vent 7 in the upper part of the combustion shaft. Located just above the surface of the fuel bed is a set of burners 8 through which extra gaseous fuel can be introduced. This burner set should be used when the smoldering residues have a high calorific value. In this way, the fuel bed is not burdened by the supply of extra fuel, while on the other hand an additional amount of heat is supplied for the smoldering. If the smoldering residues have a low calorific value, then the extra fuel must be added to the fuel bed itself. In such a case, the extra fuel can be added by means of the pipes 9 through the lower part of the wall of the fuel shaft and / or by means of a distributor pipe 10 which is arranged in the inner part of the fuel bed.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005000768A1 (en) * | 2005-01-04 | 2006-07-13 | Lutzenberger, Stefan | Pyrolysis apparatus for gasifying biomass includes a funnel shaped vertical gasification chamber arranged inside a combustion chamber and which feeds a gasification residue discharge outlet at its lower end |
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- 1954-06-21 DE DES39679A patent/DE1121025B/en active Pending
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