DE2627077C3 - Process for the thermal processing of ash-rich, solid, carbonate oil shale - Google Patents
Process for the thermal processing of ash-rich, solid, carbonate oil shaleInfo
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Description
2020th
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung von aschenreichen, festen, karbonatischen Ölschiefern, bei dem ölschiefer mit einem vorgewärmten, aschenhaltigen, festen Wärmeträger vermischt, bei einer Temperatur von 475 bis 5000C unter Bildung von Dampf-Gas-Gemisch und festem Rückstand thermisch zersetzt und der feste Rückstand anschließend bis. zur Bildung des aschenhaltigen, festen Wärmeträgers erwärmt wird.The invention relates to a method for thermal processing of ash-rich, solid, carbonate oil shale is mixed with the oil shale with a preheated, ash-containing solid heat carrier, at a temperature of 475-500 0 C to form vapor-gas mixture and solid residue thermally decomposed and the solid residue then up to. is heated to form the ash-containing, solid heat carrier.
Das Verfahren findet bei der Gewinnung von flüssigen und gasförmigen chemischen Produkten aus festen, karbonatischen Ölschiefern Verwendung. Die zu gewinnenden Produkte sind Rohstoffe für chemische Synthesen.The process takes place in the extraction of liquid and gaseous chemical products solid, carbonate oil shale use. The products to be obtained are raw materials for chemical Syntheses.
In der DE-PS 9 71243 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Gas und Teer bei der Brennstaubherstellung aus festen Brennstoffen beschrieben, wobei nach der Entgasung der Schwelkoks gemahlen wird und bitumöse Brennstoffe mit erhitzten feinkörnigen oder kleinstückigen Wärmeträger!!, nämlich Sand, Feinerze, kleine Kugeln oder Stücke mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 10 mm oder dergl., innig gemischt werden und diese Mischung in stetiger Bewegung gehalten wird und bei Anwendung einer 2- bis 4fachen Gewichtsmenge des auf 600 bis 9000C erhitzten Wärmeträgers und einer bei einer Stückgröße des Brennstoffes von 10 bis 30 mm wenige Minuten dauernden Wärmeübertragung ein Schwellkoks mit einem Restgehalt von 5 bis 10% an flüchtigen Anteilen erzeugt wird.In DE-PS 9 71243 a process for the production of gas and tar in the production of fuel dust from solid fuels is described, wherein after degassing the coke is ground and bituminous fuels with heated fine-grained or small-sized heat carriers !!, namely sand, fine ores, small Balls or pieces with a diameter of about 1 to 10 mm or the like., Are intimately mixed and this mixture is kept in constant motion and when using a 2 to 4 times the amount by weight of the heat transfer medium heated to 600 to 900 0 C and one piece size of the fuel from 10 to 30 mm of heat transfer lasting a few minutes, a swelling coke with a residual content of 5 to 10% of volatile components is produced.
Bei dem bekannten Verfahren wird der Wärmeträger so von dem entgasten Brennstoffrückstand abgetrennt und im Kreislauf gehalten.In the known method, the heat transfer medium is separated from the degassed fuel residue and kept in circulation.
In der US-PS 36 91 056 ist ein Verfahren für die Gewinnung von Schieferöl aus Ölschiefer beschrieben, das mit festen Wärmeträgerkörpern arbeitet, die frei von Schieferasche sind. Als Wärmeträgerkörper werden solche verwendet, die in bezug auf den Vorgang der Gewinnung der Produkte aus dem ölschiefer vom chemischen Standpunkt aus inert sind. Die Erwärmung dieser Wärmeträgerkörper aus Temperaturen zwischen eo ca. 590 bis 9000C dient insbesondere im oberen Temperaturbereich zur Zerlegung der Karbonate mit dem Ziel einer beträchtlichen Verringerung der mechanischen Festigkeit und der Erlangung einer besonders hohen Zerteilungsstufe der veraschten Rückstandes des verarbeiteten Brennstoffes. Aus diese Weise werden günstige Bedingungen für die Abtrennung der Schieferasche vom zirkulierenden Wärmeträger, beispielsweise Sand, und für die Ausleitung des veraschten Rückstandes aus dem System geschaffen. Da der Wärmeträger ein inertes Material ist, übt die bei der Erwärmung angewandte Temperatur keinen Einfluß auf seine chemische Aktivität aus. Der derart behandelte und von der Schieferasche freie Wärmeträger kann deshalb auf die flüchtigen Produkte der thermischen Zerlegung des Ölschiefers einen mit dem Ziel der vorliegenden Erfindung vergleichbaren Einfluß nicht ergeben.In US-PS 36 91 056 a method for the extraction of shale oil from oil shale is described, which works with solid heat transfer bodies that are free from shale ash. The heat transfer bodies used are those which are inert from a chemical point of view with regard to the process of extracting the products from the oil shale. The heating of this heat transfer body from temperatures between eo approx. 590 to 900 0 C is used, in particular in the upper temperature range, to break down the carbonates with the aim of considerably reducing the mechanical strength and achieving a particularly high level of division of the incinerated residue of the processed fuel. In this way, favorable conditions are created for the separation of the slate ash from the circulating heat carrier, for example sand, and for the removal of the ashed residue from the system. Since the heat transfer medium is an inert material, the temperature used during heating has no influence on its chemical activity. The heat transfer medium treated in this way and free from the shale ash can therefore not have an influence on the volatile products of the thermal decomposition of the oil shale which is comparable with the aim of the present invention.
In der DE-PS 9 74 376 ist ein Verfahren zur Entgasung von staubförmigen oder feinkörnigen Brennstoffen in zwei Stufen mittels im Kreislauf geführter feinkörniger Wärmeträger beschrieben, die mit dem Brennstoff innig gemischt und jeweils auf dem Förderweg zur ersten Stufe wieder aufgeheizt werden. Als Wärmeträger können der bei der Entgasung anfallende Koks oder Rückstand oder anderweitige Brennstoffasche, aber auch Kieselsäure, Schamotte, Tonerde, Silikate, Magnesiumoxide und dergleichen verwendet werden.DE-PS 9 74 376 describes a method for degassing dust-like or fine-grain fuels described in two stages by means of circulating fine-grained heat transfer media with the Fuel must be mixed intimately and heated up again on the conveyance path to the first stage. The coke or residue obtained during the degassing or other can be used as the heat transfer medium Fuel ash, but also silica, chamotte, clay, silicates, magnesium oxides and the like be used.
Ein mit dem eben beschriebenen Verfahren weitgehend übereinstimmendes Verfahren ist auch in der DE-PS 9 74 655 beschrieben, bei dem der als Wärmeträger dienende Entgasungsrückstand durch die Förderluft teilweise verbrannt und dadurch wieder auf 600 bis 1200°C aufgeheizt und in den Entgasungsraum eingeschleust wird.A method that largely corresponds to the method just described is also in the DE-PS 9 74 655 described in which the degassing residue serving as a heat carrier through the conveying air partially burned and thereby reheated to 600 to 1200 ° C and channeled into the degassing room will.
Bei diesen beiden bekannten Verfahren dient die Temperaturwahl für den Wärmeträger einem speziellen Zweck und richtet sich danach, bei welchen Temperaturen die Entgasung durchgeführt werden soll. Diese richtet sich wiederum vorwiegend nach der gewünschten Beschaffenheit der Entgasungsprodukte, indem beim Arbeiten mit einer hohen Entgasungstemperatur von z. B. 1000°C der vom Entgasungsgut entbundene Teer weitgehend zersetzt und in Gas übergeführt wird und die flüchtigen Bestandteile des Entgasungsgutes weitgehend ausgetrieben werden. In diesem Fall bleibt nur ein? geringe Koksmenge als Rückstand. Die Entgasung bei niedrigen Temperaluren von z. B. 6000C führt dazu, daß der vom Entgasungsgut entbundene Teer weitgehend erhalten bleibt und mit dem Entgasungsgas aus dem Entgasungsraum herausgeführt wird.In these two known methods, the temperature selection for the heat carrier serves a special purpose and depends on the temperatures at which the degassing is to be carried out. This, in turn, depends mainly on the desired nature of the degassing products by working with a high degassing temperature of z. B. 1000 ° C, the tar released from the material to be degassed is largely decomposed and converted into gas and the volatile components of the material to be degassed are largely expelled. In this case there is only one? small amount of coke as residue. The degassing at low temperatures of z. B. 600 0 C leads to the fact that the tar released from the degassing material is largely retained and is led out of the degassing chamber with the degassing gas.
Eine verhältnismäßig hohe Erwärmung des Wärmeträgers bei den beiden bekannten Verfahren — zusammen mit einer großen Menge an Wärmeträger — dient dazu, daß eine sehr hohe Entgabungstemperatur erreicht wird.A relatively high heating of the heat transfer medium in the two known processes - together with a large amount of heat transfer medium - serves to ensure that a very high discharge temperature is achieved.
In der SU-PS 2 70 684 ist ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung von Ölschiefer beschrieben, bei dem der zerkleinerte Schiefer nach Trocknung und Erwärmung in Heißrauchgasatmosphäre im Trockner auf eine Temperatur von 110 bis 1500C mit einem heißen, festen, auf eine Temperatur von 800 bis 850 C in der Feuerung vorgewärmten Wärmeträger im Reaktor vermischt wird.In SU-PS 2 70 684 a method for the thermal processing of oil shale is described in which the crushed shale after drying and heating in a hot flue gas atmosphere in the dryer to a temperature of 110 to 150 0 C with a hot, solid, to a temperature of 800 to 850 C in the furnace preheated heat transfer medium is mixed in the reactor.
In der US-PS 34 96 094 ist ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung von aschenreichem festem Karbonatbrennstoff (Ölschiefer) beschrieben, das in einer Anlage durchgeführt wird, die aus Brennstoffaufnahmebunker, drehbarem Reaktor und Feuerung besteht. Nach diesem Verfahren wird der trockene, im Aufnahmebunker mit heißen Rauchgasen auf eine Temperatur von 163 bis 219°C (wünschenswert bis auf 1900C) vorgewärmte Schiefer in einer Menge von 36 t/h gemeinsam mit einem aschenhaltigen festen, in der Feuerung auf eine Temperatur von 622 bis 691°CIn US-PS 34 96 094 a method for the thermal processing of ash-rich solid carbonate fuel (oil shale) is described, which is carried out in a system consisting of a fuel bunker, a rotating reactor and a furnace. According to this method, the dry slate, preheated in the receiving bunker with hot flue gases to a temperature of 163 to 219 ° C (desirable up to 190 0 C) in an amount of 36 t / h together with an ash-containing solid, in the furnace on one Temperature from 622 to 691 ° C
(wünschenswert bis auf 677°C) vorgewärmten Wärmeträger in einer Menge von 60 t/h dem Reaktor zugeführt. Im Reaktor Findet eine Vermischung des Schiefers mit dem aschenhaltigen festen "Värmeträger, Erwärmung und thermische Zersetzung des Schiefers unter Bildung von Dampfgasgemisch und Festrückstand statt. Zur Gewährleistung einer für den Vorgang der thermischen Zersetzung vorgesehenen Temperatur des Feststoffes von 441 bis 5100C (wünschenswert 483°C) sowie zur Beschleunigung der Ableitung des Dampigasgemisches aus dem Reaktor werden die Heißrauchgase, die eine Temperatur von 622 bis 691°C aufweisen, in einer Menge von 0,4 t/h dem Reaktor zugeleitet Die Rauchgaszufuhr an den Reaktor führt zur Erhöhung des Gehaltes an Ballaststoffen, Kohlendioxid und Stickstoff, im thermischen Zersetzungsgas.(desirable up to 677 ° C) preheated heat transfer medium in an amount of 60 t / h fed to the reactor. In the reactor, following is a mixture of the shale with the ash-containing solid "Värmeträger, heating and thermal decomposition of the shale to form steam gas mixture and solid residue instead. In order to ensure an intended for the operation of the thermal decomposition temperature of the solid 441-510 0 C (desirable 483 ° C) and to accelerate the discharge of the vapor gas mixture from the reactor, the hot smoke gases, which have a temperature of 622 to 691 ° C, are fed to the reactor in an amount of 0.4 t / h Content of dietary fiber, carbon dioxide and nitrogen in the thermal decomposition gas.
Die Verweilzeit des Dampfgasgemisches im Reaktor beträgt 1 bis 6 Minuten. Produkte des thermischen Zersetzungsvorganges sind 4,0 t/h Dampfgasgemisch und 92 Uh Gemisch des Festrückstandes der thermisehen Zersetzung von Schiefer und des aschenhaltigen festen Wärmeträgers. Danach wird das Dampfgasgemisch der Kondensation zugeführt, worauf Harz und Gas erzeugt werden.The residence time of the steam gas mixture in the reactor is 1 to 6 minutes. The products of the thermal decomposition process are 4.0 t / h steam gas mixture and 92 Uh mixture of the solid residue from the thermal decomposition of slate and the ash-containing solid heat carrier. Thereafter, the vapor gas mixture is fed to the condensation, whereupon resin and gas are generated.
Der Festrückstand wird der Feuerung zugeführt, wo seine Verbrennung und Erwärmung auf eine Temperatur von 622 bis 6910C vor sich geht. Von der gesamten Masse des vorgewärmten aschenhaltigen festen Wärmeträgers werden 60 t/h in den Reaktor zurückgeführt, während die Restmenge aus dem System ausgetragen wird.The solid residue is fed to the furnace, where combustion and heating to a temperature from 622 to 691 0 C is going on. Of the total mass of the preheated ash-containing solid heat transfer medium, 60 t / h are returned to the reactor, while the remainder is discharged from the system.
Zur Gewährleistung der ausreichenden Erwärmung des aschenhaltigen festen Wärnieträgers wird eine zusätzliche Menge von flüssigem Brennstoff (600 bis 720 kg/h) der Feuerung zugeführt.To ensure sufficient heating of the ash-containing solid heat carrier is a additional amount of liquid fuel (600 to 720 kg / h) fed to the furnace.
Einen Nachteil der beschriebenen Verfahren bildet der hohe Gehalt an schädlichen und Ballaststoffen, d. h. an Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid im Gas und eine hohe Men^e an toxischen Phenolen, die bei einer Temperatur von 350°C und höher sieden, im Harz der thermischen Zersetzung. Die chemischen Sekundärprozesse im Reaktor üben auf den Gehalt an diesen Bestandteilen einen wesentlichen Einfluß aus. Da alle diese schädlichen und Ballaststoffe sauer sind, spielen die im aschenhaltigen festen Wärmeträger enthaltenen alkalischen Verbindungen in ihrem Auffangen eine wichtige Rolle.A disadvantage of the methods described is the high content of harmful and dietary fibers, i. H. of hydrogen sulfide and carbon dioxide in the gas and a high amount of toxic phenols, which in a Boiling temperature of 350 ° C and higher, in the resin of thermal decomposition. The secondary chemical processes in the reactor exert a significant influence on the content of these constituents. Since all These harmful and fiber are acidic, play those contained in the ash-containing solid heat carrier alkaline compounds play an important role in their collection.
Nach den bekannten Verfahren verläuft die Erwärmung des aschenhaltigen festen Wärmeträgers bei relativ tiefen Temperaturen, die die Bildung von Verbindungen, die den sauren Bestandteilen in der Zusammensetzung des aschehaltigen, festen Wärmeträgers gegenüber aktiv sind, nicht gewährleistenThe heating takes place according to the known processes of the ash-containing solid heat carrier at relatively low temperatures, which leads to the formation of Compounds containing the acidic components in the composition of the ash-containing solid heat carrier are active towards, do not guarantee
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Verbrennung des Schwefelrückstandes und die Aufheizung des aschenhaltigen, festen Wärmeträgers bei Temperalurbedingungen durchzuführen, die neben der Wärmeerzeugung möglichst günstige Wirkung auf die Aktivierung des Wärmeträgers gewährleisten.The purpose of the present invention is the combustion of the sulfur residue and the heating of the ash-containing, solid heat transfer medium to be carried out at temperature conditions which, in addition to the Ensure the best possible effect on the activation of the heat transfer medium by generating heat.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur thermischen Verarbeitung von aschenreichen, festen, karbonatischen Ölschiefern anzugeben, bei dem die Menge der alkalischen, Chemosorption bewirkenden Verbindungen im aschenhaltigen, festen Wärmeträger erhöht sind und das die Möglichkeit bietet, den Gehalt an schädlichen und Ballaststoffen im Gas (z. B. Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid) und an Phenolen (schwere Phenolverbindungen), die bei einer Temperatur von 350°C und höher sieden, im Harz herabzusetzen.The invention is therefore based on the object of providing a method for the thermal processing of ash-rich, indicate solid, carbonate oil shale, in which the amount of alkaline, chemosorption causing connections in the ash-containing, solid heat transfer medium are increased and that the possibility offers, the content of harmful substances and dietary fiber in the gas (e.g. hydrogen sulfide, carbon dioxide) and Phenols (heavy phenolic compounds) that boil at a temperature of 350 ° C and higher in the resin to belittle.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der aschenhaltige, feste Wärmeträ ger vor der Vermischung mit dem aschenreichen, festen Ölschiefer auf eine Temperatur von 870 bis 9500C erwärmt wird.To achieve this object, the method of the initially indicated type according to the invention is characterized in that the ash-containing solid Wärmeträ ger is heated prior to mixing with the ash-rich, solid oil shale to a temperature of 870-950 0 C.
Durch die Erwärmung des Wärmeträger auf die erwähnte Temperatur nimmt der Zersetzungsgrad der darin enthaltenen Karbonate unter Bildung von freien Kalzium- und Magnesiumoxiden zu, die im weiteren die saueren Bestandteile aus den Zielprodukter. der thermischen Zersetzung chemisch binden.As the heat transfer medium is heated to the temperature mentioned, the degree of decomposition increases carbonates contained therein with the formation of free calcium and magnesium oxides, which in the further the acidic components from the target products. chemically bind to thermal decomposition.
Das vorliegende Verfahren zur thermischen Verarbeitung von aschenreichen, festen karbonatischen Ölschiefern wird vorzugsweise wie folgt durchgeführt und anhand von einer Zeichnung erläutert, die das Verfahrensschema darstellt.The present process for the thermal processing of ash-rich, solid carbonate Oil shale is preferably carried out as follows and explained using a drawing that shows the Process scheme represents.
Zeichnungsgemäß wird der vorzerkleinerte, aschenreiche, feste Karbonatbrennstoff, z. B. Ölschiefer, mit einer Teilchengröße von etwa 12 mm durch eine Leitung 1 kontinuierlich einem Trockner 2 zugeführt, dem durch eine Leitung 3 Rauchgase mit einer Temperatur von 800 bis 8500C von unten zugeführt werden. Im Trockner 2 wird der Ölschiefer getrocknet und auf eine Temperatur von 120 bis 150°C vorgewärmt. Gemeinsam mit dem trockenen Schiefer werden die Rauchgase aus dem Trockner 2 durch eine Leitung 5 einem Trockenbrennstoffseparator 6 zugeleitet, wo ihre Trennung stattfindet. Nach sanitärer Reinigung wird dann das Gas durch eine Leitung 7 ins Freie geleitel. Der im Separator 6 abgeschiedene trockene Schiefer wird gemeinsam mit einem in einem Separator 8 abgeschiedenen erwärmten aschenhaltigen, festen Wärmeträger durch Leitungen 9 bzw. 10 dem Reaktor 11 zugeführt. Im Reaktor 11 werden der Schiefer und der erwähnte aschenhaltige, feste Wärmeträger vermischt und während einer Zeil abgelagert, die für die thermische Zersetzung des Schiefers notwendig ist. Die Erwärmung und die thermische Zersetzung des festen Brennstoffes erfolgt im Reaktor 11 durch physikalische Wärme des aschenhaltigen, festen Wärmeträgers bei einer Temperatur von 475 bis 500'C. Die dabei entstandenen Dampfgaszersetzungsprodukte, d. h. Harz- und Wasserdämpfe sowie Schwelgas werden durch eine Leitung 12 von dem Reaktor zur Weiterverarbeitung abgeleitet.According to the drawing, the pre-shredded, ash-rich, solid carbonate fuel, e.g. B. oil shale, with a particle size of about 12 mm continuously fed through a line 1 to a dryer 2, to which flue gases at a temperature of 800 to 850 ° C. are fed from below through a line 3. The oil shale is dried in the dryer 2 and preheated to a temperature of 120 to 150.degree. Together with the dry slate, the flue gases from the dryer 2 are fed through a line 5 to a dry fuel separator 6, where they are separated. After sanitary cleaning, the gas is then routed through a line 7 to the outside. The dry slate separated in the separator 6 is fed to the reactor 11 through lines 9 and 10 together with a heated, ash-containing solid heat carrier separated in a separator 8. In the reactor 11, the slate and the ash-containing, solid heat carrier mentioned are mixed and deposited during a period which is necessary for the thermal decomposition of the slate. The heating and thermal decomposition of the solid fuel takes place in the reactor 11 by the physical heat of the ash-containing solid heat carrier at a temperature of 475 to 500.degree. The resulting vapor gas decomposition products, ie resin and water vapors as well as carbonization gas, are diverted through a line 12 from the reactor for further processing.
Nach der Kondensierung des Dampfgasgemisches wird Gas mit einem Gehalt an ungesättigten Bestandteilen von etwa 35 Vol.-%, darunter mit einem Gehalt an Äthylen von 15 bis 17Vol.-%. Harz mit einem hohen Gehalt an ungesättigten (20 Gew.-%) und aromatischen (50Gew.-%) Kohlenwasserstoffen und Benzingas mit einem Gehalt an ungesättigten Kohlenwasserstoffen von 65 Gew.-% erzeugt. Das Gemisch des Festrückstandes der thermischen Zersetzung von Schiefer, d. h. des Schwelkokses und des zirkulierenden aschehaltigen, festen Wärmeträgers wird durch eine Leitung 13 einer Feuerung 14 zugeführt, der durch eine Leitung 15 Gebläseluft von unten zugeführt wird. In der Feuerung 14 wird die organische Substanz von Schwelkoks verbrannt und die gesamte Aschenmasse durch die dabei entwickelte Wärme auf eine Temperatur von 870 bis 9WC erwärmt.After the vapor gas mixture has condensed, it becomes gas with a content of unsaturated constituents of about 35% by volume, including an ethylene content of 15 to 17% by volume. Resin with a high Content of unsaturated (20% by weight) and aromatic (50% by weight) hydrocarbons and gasoline with an unsaturated hydrocarbon content of 65% by weight. The mixture of the solid residue the thermal decomposition of shale, d. H. of the coke and the circulating ash, Solid heat carrier is fed through a line 13 to a furnace 14, which through a line 15 Fan air is supplied from below. In the furnace 14, the organic matter is made of smoldering coke burned and the entire ash mass due to the heat developed in the process to a temperature of 870 heated to 9WC.
Bei einer Vorwärmungstemperatur des Aschenrückstandes von etwa 9500C beträgt der Zersetzungsgrad von Karbonaten 95%, bei einer Temperatur von 8700C beträgt er 70%. Beim Abfall der Vorwärmungstempera-At a preheating temperature of the ash residue of about 950 0 C the degree of decomposition of carbonates is 95% at a temperature of 870 0 C it is 70%. If the preheating temperature drops
tür auf 850 bis 800°C nimmt der Zersetzungsgrad von Karbonaten entsprechend bis 44 — 25% ab, während sich die Karbonate bei einer unter 700°C liegenden Temperatur praktisch nicht zersetzen.The degree of decomposition increases to between 850 and 800 ° C Carbonates accordingly up to 44 - 25%, while the carbonates are below 700 ° C Practically does not decompose at temperature.
Ein Temperaturanstieg des Aschenrückstandes von über 950°C kann zur Verschlackung in der Feuerung führen.An increase in temperature of the ash residue of over 950 ° C can lead to slagging in the furnace to lead.
Die bei der Verbrennung von Schwelkoks entstehenden Rauchgase werden gemeinsam mit der Achse aus der Feuerung 14 durch eine Leitung 16 dem Separator 8 zugeleitet. Im Separator 8 wird der erwärmte, aschenhaltige, feste Wärmeträger in einer für die Durchführung des thermischen Zersetzungsvorganges des Brennstoffes im Reaktor !! erforderlichen Menge abgeschieden. Die Rauchgase werden gemeinsam mit dem überschüssigen Aschenrückstand durch eine Leitung 17 einem Separator 18 zugeführt, wo ihre Zerlegung erfolgt. Der im Separator 18 abgeschiedene Aschenrückstand wird durch eine Leitung 19 zur Weiterverwendung geleitet, während die Rauchgase durch die Leitung 3 dem Trockner 2 zugeführt werden.The flue gases produced when burning coke are emitted together with the axis the furnace 14 is fed through a line 16 to the separator 8. In the separator 8 the heated, Ash-containing, solid heat transfer medium in one for carrying out the thermal decomposition process of the fuel in the reactor !! required amount deposited. The flue gases are together with the excess ash residue fed through a line 17 to a separator 18, where their Disassembly takes place. The ash residue separated in the separator 18 is through a line 19 to Re-use passed, while the flue gases are fed to the dryer 2 through line 3.
1515th
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Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß als Ergebnis einer hohen Erwärmungstemperatur (870 bis 950°) des festen Wärmeträgers ein hoher Zersetzungsgrad von Karbonaten im aschenhaltigen festen Wärmeträger erreicht und in diesem Zusammenhang der Gehalt an freien Kalzium- und Magnesiumoxiden darin erhöht wird, was günstige Chemosorptionsbedingungen für sauere wie auch Ballaststoffe aus dem Dampfgasgemisch schafft.An advantage of the present process is that as a result of a high heating temperature (870 to 950 °) of the solid heat transfer medium, a high degree of decomposition of carbonates in the ash-containing solid heat transfer medium and in this context the content of free calcium and magnesium oxides it is increased, which creates favorable chemosorption conditions for acidic as well as fiber from the Creates steam gas mixture.
Die Vorwärmung des aschenhaltigen festen Wärmeträgers in der Feuerung auf die genannte Temperatur bietet die Möglichkeit, den Gehalt an saueren Verbindungen in den Endprodukten zu vermindern und den Schvvefclwasserstoffgehak im Schwelgas auf Null herabzusetzen.The preheating of the ash-containing solid heat carrier in the furnace to the specified temperature offers the possibility of reducing the content of acidic compounds in the end products and the hydrogen content in the carbonization gas to zero to belittle.
Beim Schwelen von Kuckersitschiefer in der genormten Aluminiumschwelretorte bei einer Temperatur von 510°C wurden folgende Versuchsdaten ermittelt, die die Rolle des freien Kalziumoxids in der Chemosorption von saueren Bestandteilen während der thermischen Zersetzung mit dem festen Wärmeträger bestätigen.When smoldering kuckersite slate in the standardized aluminum smoldering cake at a temperature of 510 ° C the following test data were determined that the Role of free calcium oxide in chemosorption of acidic components during thermal Confirm decomposition with the solid heat transfer medium.
AusgangsstoffRaw material
Gew.-% Gew.-%Wt% wt%
H2SH 2 S
CO2 CO 2
1. Beimischungsfreier Kuckersitschiefer1. Admixture-free cuckersite slate
2. Schiefer + CaCo3 (1 :2), kein freies
Kalziumoxid vorhanden2. Slate + CaCo 3 (1: 2), no free
Calcium oxide present
3. Kuckersitschiefer + Kuckersitschieferasche (1:2) (Gehalt an freiem Kalziumoxid im Gemisch 13,7Gew.-%)3. Kuckersitschiefer + Kuckersitschiefer ash (1: 2) (content of free calcium oxide in the mixture 13.7% by weight)
4. Kuckersitschiefer + CaO (1:0,2) (Gehalt
an freiem Kalziumoxid im Gemisch
16,7 Gew.-%)4. Kuckersitschiefer + CaO (1: 0.2) (content
of free calcium oxide in the mixture
16.7% by weight)
I B.
I.
In Verbindung mit höherer Temperatur des Wärme- Der bei der Realisierung des vorliegenden VerfahrensIn connection with the higher temperature of the heat in the implementation of the present process
trägers wird die Wärmeübertragung im Reaktor besser, 45 geschaffene positive Effekt wird im Vergleich zu den und die Notwendigkeit, eine bestimmte Menge von heißen Rauchgasen, die das Gas der thermischenthe heat transfer in the reactor is better, 45 created positive effect compared to the and the need to have a certain amount of hot flue gases, which is the gas's thermal
Zersetzung mit Ballaststoffen (CO2, N2) verunreinigen, dem Reaktor zuzuführen, fällt weg.Contaminate decomposition with dietary fiber (CO2, N2), to feed the reactor is omitted.
bekannten Verfahren durch folgende, bei der thermischen Verarbeitung von Kuckersitschiefer ermittelte Versuchsdaten bestätigt:known methods by the following, determined in the thermal processing of Kuckersitschiefer Test data confirmed:
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele angeführt, die das vorgeschlagene Verfahren veranschaulichen.For a better understanding of the present invention, specific examples are given below: which illustrate the proposed method.
Aschenreicher fester Karbonatausgangsbrennstoff: Kuckersitschiefer.Ash-rich solid carbonate starting fuel: cuckersite shale.
Der vorzerkleinerte Schiefer mit einer Teilchengröße von etwa 12 mm, mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12,0Gew.-%, einem Gehalt an organischer Substanz von 29,5Gew.-%, einem Gehalt an Kalziumkarbonat von 32,1 Gew.-% wird in einer Menge von 100 kg/h kontinuierlich dem Trockner zugeführt, dessen unterem Teil heiße Rauchgase zugeleitet werden. Der getrocknete und auf eine Temperatur von 1200C vorgewärmte Schiefer wird dem Reaktor zugeführt. Der in der Feuerung auf eine Temperatur von 9500C erwärmte aschenhaltige feste Wärmeträger wird in einer Menge von 200 kg/h ebenfalls kontinuierlich dem Reaktor zugeführt. Die Temperatur der Produkte der thermischen Zersetzung von Schiefer am Reaktoraustritt beträgt dabei 475°C.The pre-crushed slate with a particle size of about 12 mm, with a moisture content of 12.0% by weight, an organic matter content of 29.5% by weight, a calcium carbonate content of 32.1% by weight is in a An amount of 100 kg / h is continuously fed to the dryer, the lower part of which is fed with hot flue gases. The slate, which has been dried and preheated to a temperature of 120 ° C., is fed to the reactor. The heated in the furnace to a temperature of 950 0 C ash-containing solid heat carrier is present in an amount of 200 kg / h also continuously fed to the reactor. The temperature of the products of the thermal decomposition of shale at the reactor outlet is 475 ° C.
Die Ausbeute an Produkten der thermischen Zersetzung je 1 Tonne Ausgangsschiefer kennzeichnet sich durch folgende Daten:The yield of products of thermal decomposition per 1 ton of starting slate is shown through the following data:
Gehalt an saueren Bestandteilen in Endprodukten ist wie folgt:Content of acidic components in end products is as follows:
H2S in Gas
CO2InGaS
Phenole in HarzH2S in gas
CO 2 InGaS
Phenols in resin
Spuren 2,5 Vol.-% 16,0Gew.-%.Traces 2.5% by volume 16.0% by weight.
Ausgangsbrennstoff: Kuckersitschiefer mit einem Feuchtigkeitsgehall von 11,0 Gew.-%, einem Gehalt an organischer Substanz von 38,0 Gew.-%, einem Gehalt an Kalziumkarbonat von 37,8 Gew.-%.Starting fuel: Kuckersitschiefer with a moisture content of 11.0 wt .-%, a content of organic matter of 38.0% by weight, a calcium carbonate content of 37.8% by weight.
Das Verfahren wird ähnlich wie im Beispiel 1 durchgeführt.The procedure is carried out similarly to Example 1.
Die Erwärmungstemperatur des aschenhaltigen festen Wärmeträgers in der Feuerung beträgt 900° C.The heating temperature of the ash-containing solid heat carrier in the furnace is 900 ° C.
Die Temperatur der Produkte der thermischen Zersetzung von Schiefer am Reaktoraustritt beträgt 490° C.The temperature of the products of the thermal decomposition of shale at the reactor outlet is 490 ° C.
Ausbeuten an Produkten der thermischen Zersetzung je 1 Tonne Ausgangsschiefer sind wie folgt:Yields of products of thermal decomposition per 1 ton of starting slate are as follows:
Harzresin
BenzingasPetrol gas
SchwelgasCarbonization gas
VerbrennungswärmeHeat of combustion
von Gasof gas
150 kg 13 kg 33 m3 150 kg 13 kg 33 m 3
12 000kcaI/m3.12,000 kcaI / m 3 .
30 Der Gehalt an freiem Kalziumoxid im aschenhaltigen festen Wärmeträgert beträgt 42,2 Gew.-%. 30 The content of free calcium oxide in the ash-containing solid Wärmeträgert is 42.2 wt .-%.
Gehalt an saueren Bestandteilen in Endprodukten ist wie folgt:Content of acidic components in end products is as follows:
Der Gehalt an freiem Kalziumoxid im aschenhaltigen festen Wärmeträger beträgt 37,4 Gew.-%. Der Gehalt an saueren Bestandteilen in den Endprodukten ist wie folgt:The content of free calcium oxide in the ash-containing solid heat transfer medium is 37.4% by weight. The salary of acidic components in the end products is as follows:
0,0 Vol.-% 12Gew.-%.0.0% by volume, 12% by weight.
35 H2S in Gas
CO2 in Gas
Phenole in Harz 35 H2S in gas
CO 2 in gas
Phenols in resin
0,0%0.0%
2,0Vol.-%2.0% by volume
13,0Gew.-%.13.0% by weight.
CO2 in Gas
Phenole in HarzCO 2 in gas
Phenols in resin
Ausgangsbrennstoff: Kuckersitschiefer mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 10,0 Gew.-°/o, einem Gehalt an organischer Substanz von 27,0Gew.-%, einem Gehalt an Kalziumkarbonat von 34,8 Gew.-%.Starting fuel: cuckersite slate with a moisture content of 10.0% by weight, a content of organic matter of 27.0% by weight, a calcium carbonate content of 34.8% by weight.
Das Verfahren wird ähnlich wie irr·. Beispie! 1 durchgeführtThe procedure is similar to irr ·. Example! 1 carried out
Die Erwärmungstemperatur des aschenhaltigen festen Wärmeträgers in der Feuerung beträgt 870° C.The heating temperature of the ash-containing solid heat carrier in the furnace is 870 ° C.
Die Temperatur der Produkte der thermischen Zersetzung von Schiefer an deren Reaktoraustritt beträgt 475° C.The temperature of the products of thermal decomposition of shale at the reactor outlet is 475 ° C.
Ausbeuten an Produkten der thermischen Zersetzung je 1 Tonne Ausgangsschiefer sind wie folgt:Yields of products of thermal decomposition per 1 ton of starting slate are as follows:
5050
5555
Harzresin
BenzingasPetrol gas
SchwelgasCarbonization gas
VerbrennungswärmeHeat of combustion
von Gasof gas
138 kg 12 kg 35 m3 138 kg 12 kg 35 m 3
11 500 kcal/m3.11 500 kcal / m 3 .
Ausgangsbrennstoff: Ölschiefer mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 13,8Gew.-%, einem Gehalt an organischer Substanz von 17,0 Gew.-%, einem Gehalt an Kalziumkarbonat von 27,7 Gew.-%.Starting fuel: oil shale with a moisture content of 13.8% by weight, an organic content Substance of 17.0% by weight, a calcium carbonate content of 27.7% by weight.
Das Verfahren wird ähnlich wie im Beispiel 1 durchgeführt.The procedure is carried out similarly to Example 1.
Die Erwärmungstemperalur des aschenhaltigen festen Wärmeträgers beträgt 915°C.The heating temperature of the ash-containing solid heat carrier is 915 ° C.
Die Temperatur der Produkte der thermischen Zersetzung von Schiefer am Reaktoraustritt beträgt 510° C.The temperature of the products of the thermal decomposition of shale at the reactor outlet is 510 ° C.
Ausbeuten an Produkten der thermischen Zersetzung je 1 Tonne Ausgangsbrennstoff sind wie folgt:Yields of products of thermal decomposition per 1 ton of starting fuel are as follows:
Harz 73 kgResin 73 kg
Benzingas 8 kgPetrol gas 8 kg
Schwelgas 25 m3 Carbonization gas 25 m 3
VerbrennungswärmeHeat of combustion
von Gas 9500 kcal/m3.of gas 9500 kcal / m 3 .
Der Gehalt an freiem Kalziumoxid Im aschenhaltigen festen Wärmeträger beträgt 21,7 Gew.-%The content of free calcium oxide in the ash-containing solid heat transfer medium is 21.7% by weight
Gehalt an saueren Bestandteilen In Endprodukten ist wie folgt:Content of acidic components in end products is as follows:
6565
Der Gehalt an freiem Kalziumoxid im aschenhaltigen festen Wärmeträger beträgt 28,5 Gew.-%.The content of free calcium oxide in the ash-containing solid heat transfer medium is 28.5% by weight.
H2S in Gas
CO2 in Gas
Phenole in HarzH 2 S in gas
CO 2 in gas
Phenols in resin
Spurentraces
2,3Vol.-%2.3% by volume
15,0Gew.-%.15.0% by weight.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 030 207/323 1 sheet of drawings 030 207/323
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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