DE2740079A1 - Verfahren zur trennung von feststoffen eines kohleverfluessigungsproduktes aus einer fluessigkeit durch schwerkraftabsetzung - Google Patents

Verfahren zur trennung von feststoffen eines kohleverfluessigungsproduktes aus einer fluessigkeit durch schwerkraftabsetzung

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DE2740079A1 DE19772740079 DE2740079A DE2740079A1 DE 2740079 A1 DE2740079 A1 DE 2740079A1 DE 19772740079 DE19772740079 DE 19772740079 DE 2740079 A DE2740079 A DE 2740079A DE 2740079 A1 DE2740079 A1 DE 2740079A1
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Hyman R Davis
Raymond H Long
Andre A Simone
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Lummus Co
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    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
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Description

Verfahren zur Trennung von Peststoffen eines Kohleverflüssigungsproduktes aus einer Flüssigkeit durch Schv/erkraftabsetzung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Flüssig-Fest-Trennung, insbesondere die Flüpsig-Fest-Trennung duich Schwerkraftabsetzung.
In vielen Verfahrensweisen wird die Trennung von Feststoffen fv.;: einer Flüssigkeit benötigt. So v/ird z.B. in der US-Patentschrift 3S56 675 ein verbessertes Verfahren zur Trennung von unlöslichem Material aus einem Kohleverflüssigungsprodukt beschrieben, bei dem dieses unlösliche Material durch Schwerkraftabsetzung in Anwesenheit einer Promotorflüssigkeit getrennt wird, die spezifische charakteristische Eigenschaften besitzt. In einem solchen Verfahren und ähnlichen Verfahrensweisen benötigt man verbesserte Vorrichtungen, um eine solche Schwerkraftabsetzung auszuführen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine verbesserte Trennunf von unlöslichem Material aus einem Kohleverflüssigungsprodukt
durch Schv/erkraftabsetzung zu erreichen.
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Entsprechend einem Ziel der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Trennung von Feststoffen aus einer Flüssigkeit durch Schwerkraftabsetzung vorgeschlagen, bei dem eine Flüssig-Fest-Kischung in »'■".en Schwerkraftabsetzer an einer Vielzahl von Stellen eingeleitet wird und bei der die Absetzwege der Feststoffe in dem Schv/erkraftabsetzer unterbrochen werden, indem man die Feststoffe ir Kontakt mit Auffangflächen bringt, um die Feststoffe zu vereinigen und um die Absetzgeschwindigkeit der Feststoffe zu steigern.
Entsjr = c"-end einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vird ein Schv:erkraftabsetzer vorgeschlagen, um die Fest-Flüssig-Irennung auszuführen, bei dem der Schwerkraftabsetzer mit Auff eiigillchen versehen ist, die in Bezug auf die horizontale Richtung in einem Winkel schräg aufgestellt sind, um die Wege der abseTren^-n Peststoffe zu unterbrechen. Die Auffangflächen teilen das Is.-.-. ~ ι der Schwerkraftabsetzvorrichtung in mindestens zwei Sch'.■-!■■.r .'tabsetzungszonen,und eine Vorrichtung zum Einlassen der frise'.-.en Zufuhr leitet die Feststoffe in mindestens zwei der Schver^rr^rtatsetzungszonen ein, die in einer Flüssigkeit dispergiert sind. Jede der Schwerkraftabsetzungszonen ist mit einer Auslegevorrichtung für den oben entnommenen Strom versehen, um eine in: ν esentlichen feststofffreie Flüssigkeit abzuziehen, ebenfalls ri" einer Auslaßvorrichtung für einen unten entnommenen Strcn v-ri . -ehen, um eine feststoffhaltige Flüssigkeit abzuziehen.
Die Erfiniung wird weiterhin bezüglich der beigefügten Zeichnungen
1 neigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer
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Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwerkraftabsetzvorrichtung;
Figur 2 zeigt eine vereinfachte Zeichnung der modifizierten Auslaßvorrichtungen für den oben und unten entnommenen Strom gemäß der Ausführungsform der Figur 1;
Figur 3 ist eine vereinfachte schematische Zeichnung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemä.?en C-hv/erkraftabsetzers;
Figur 4 ist eine vereinfachte schematische Darctell ..g einer weiteren Ausführungsform des Schv/erkraf ta: :-: ^:-. rs gemäß vorliegender Erfindung;
Figur 5 ist eine vereinfachte Zeichnung einer i.r.:;r"."'. Au ε führ υ ng ::- forn eines erfindungsgernäßen Schwerkraft-"::1 -.z*.
Figur 5A ist eine Teilansicht der Röhrenverbind^:~ _~r Ausführungsform gemäß Figur 5;
Figur 6 ist eine vereinfachte Zeichnung einer veiteren erfindungcgemäßen Ausführungsform;
Figur 7 zeigt eine vereinfachte v/eitere Zeichr/.:.r- r-r-äß vorliegender Erfindung und
Figur TA zeigt den Querschnitt nach der Linie A - _-_ ---r'-ß Figur 7.
Figur 1 zeigt ein Gefäß 10 zur Schwerkraftabsetr-jr.r~. das einen zylindrischen oberen Teil 11 und einen konisch geicrr.^en unteren
Teil 12 besitzt. Das Gefäß ist weiterhin mit einer "■^carr.r.en
ten Auslaßvorrichtung 13 für den oben entnomner.er. C~ror: versehcm,
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um eine im wesentlichen feststofffreie Flüssigkeit aus dem Gefäß 10 abzuziehen. Weiterhin ist das Gefäß mit einer zusammengesetzten Auslaßvorrichtung 14 für den unten entnommenen Strom versehen, um eine f^ctstoffhaltige Flüssigkeit aus dem unteren Teil des Gefäßes 10 abzuziehen.
Das Innere des Gefäßes 10 besitzt mindestens zv/ei vertikal getrennte Feststoffauffangflächen, um die Wege der sich absetzenden Feststoffe zu unterbrechen, wobei diese Auffangflächen die Gestalt von zv/ei parallel geneigten, in vertikalem Abstand von einander befindlichen Platten 14a und 14b besitzen, die an der inneren V.'-and des GefMßes befestigt sind, wobei die oberen Teile der Platten von der V/and entfernt sind, um eine obere Auslaßöffnung für den oberen Strom 15a und 15b zu bestimmen, und die ebenso von der Gefäßwand des unteren Teiles des Gefäßes entfernt sind, um eine Auslaßöffnung für den unten entnommenen Strom 16a und 16b zu bestimmen. Die parallelen Platten 14 sind in einem Winkel von 45° "bis 75° schräg bezüglich der horizontalen Richtung geneigt, wobei die Platten insbesondere in einem Winkel von etwa 45 schräg angeordnet sind. Die Platten besitzen eine elliptische Gestalt, d.h.der Umfang der Platten wird durch den Querschnitt einer geneigten Fläche mit einen senJcrechten Zylinder gebildet. Die Platten 14 sind vorzugsweise gevellt, wobei die Wellen zusätzliche Flächen ergeben, um die Feststoffe zu verbinden und um den Platten eine zusätzliche Stärke zu übertragen.
Die Platten 14 teilen das Innere des Gefäßes in eine obere Trennkamraer oder Trennzone 17a, mindestens eine Zwischentrennungszone 17b und eine untere Trennungszone 17c. Das Gefäß ist weiterhin
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mit einer Vorrichtung zum Einlassen der frischen Zufuhr versehen, um eine Mischung aus Feststoffen und Flüssigkeiten in den Schverkraftabsetzer 10 einzuleiten. Insbesondere ist jede der Trennzonen 17a, 17b und 17c rr t einer Vorrichtung zvm Einlassen der frischen Zufuhr versehen, um die Zufuhr unter Kontrolle in einen Zwischenteil einzuleiten, der jeweils mit 18a, 18b und 18c bezeichnet ist. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die frische Zufuhr ir. τ~;τ r ;ei der Trennzonen einzuleiten, wobei jede Zufuhreinleitung τ -rzugsweise in die Trennzonen 17a und 17b mündet, wobei die Ξ:ientrennungszone 17c als eine Verdichtungszone verwendet wird.
Im Betrieb wird eine Flüssig-Fest-Zufuhr in den Schwerkraftabsetzer 10 durch die linlaßvorrichtungen 18a, 18b und 13c eingeleitet und - v.'enr. ri?h die Feststoffe absetzen - streifen sie die schrägen Platte.', :" -rch ihre Absetzwege unterbrochen werden und dadurch be ir"-:" -Γά, daß sie sich verbinden und sich schneller trennen. Die ^^r.o.r.erierten Teilchen bewegen sich als Ergebnis der geneigten Oberfläche der Platte 14a zu der unteren Auslaßöffnung 16, ur. schließlich aus dem Schwerkraftabsetzer 10 durch die Auslaßöffnung 1 - durch den unten entnoranenen Strom abgezogen zu werden. Die ir." ^ ze '»and des Gefäßes 10 in dem konischen Teil 12 hat ebenso lie -l-iche Wirkung wie die schrägen Platten, nämlich die Absetz-.'-^ _-;r Feststoffe in der unteren Zone 17c zu unterbrechen.
Die im wesentlichen feststofffreie Flüssigkeit wird aus dem unteren Teil der Trer.nzone 17 abgezogen, wobei der oben entnommene Strom aus der Zcr.e ;~c mit dem oben entnommenen Strom aus der
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Zone 17b kombiniert wird, um letztlich aus dem Schwerkraftabsetzer 10 diesen durch die Auslaßöffnung 13 für den oben entnommenen Strom abzuziehen.
Die oben beschriebene Ausführungsform kann selbstverständlich innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung modifiziert werden. So müssen z.B.die schrägen Platten nicht Teile beinhalten, die von der inneren V.'and des Gefäßes getrennt sind, und in einer solchen Ausführungsform ist jede der inneren Abteilungen mit getrennten Ausgangsvorrichtungen für einen oben und unten entnommenen Strom versehen, um den oben und unten entnommenen Strom aus jeder der Zonen ohne die jeweilige Kombination abzuziehen.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei v/elcher der oben und der unten entnommene S^rom aus jeder der Zonen durch Fallrohre bzw.Steigleitungen abgezogen v/ird. Instesondere ist jede der Platten 14 mit einer Fallrcr.re 21 versehen, um den unten entnommenen Strom von dem niedrigeren Teil der Trennkamraer oberhalb der Platte aufzunehmen, wobei jede der Fallröhren 21 eine Auslaßöffnung besitzt, die sich in die nächst niedrigere Fallröhre erstreckt und wobei die niedrigste Fallröhre sich in die untere Trennungszone erstreckt, in welcher der unten entnommene Strom durch die untere Auslaßöffnung für diesen Strom entfernt wird. Ebenso ist jede der Platten 14 mit einer Steigleitung an dem oberen Teil versehen, um den oben er.tr.~-zier.en Strom aus der Kammer unterhalb der Platte aufzunehmen, wobei jede der Steigleitungen 22 eine Auslaßöffnung besitzt, die sich in die nächst höhere Steigleitung erstreckt, wobei die höchste Steigleitung sich in die oberste Trennzone entlädt, in der ein im
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wesentlichen festBtofffreier oben entnommener Strom durch die obere Auslaßöffnung entnommen wird. Auf diese Weise wird der unten entnommene Strom und der oben entnommene Strom aus jeder der Trennkammern geeigr.cX in Kanäle geführt, um irgendeine kreuzweise Bewegung dieser Ströme in eine andere Trennkammer zu vermeiden.
Obgleich die Ausführungsform gemäß Figur 2 bezüglich der Verwendung von ineinandergestellten Fallröhren und Steigleitungen beschrieben worden ist, kann die Vorrichtung selbstverständlich für jede Kammer mit Fallröhren und Steigleitungen versehen sein, die nicht ineinander geführt sind und die mit dem Eoden bzw.der Spitze der Kammern in Verbindung stehen.
Eine v/eitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Figur 3 dargestellt. Das Schv/erkraftabsetzungsgefäß 101 besitzt einen zylindrischen oberen Teil 102 und einen konisch geformten unteren Teil 103. Es ist in eine Vielzahl von getrennten Zonen oder Kammern zur Flüssig-Fest-Trennung durch geneigte feste Auffangflächen aufgeteilt, welche die Gestalt von im allgemeinen A-förmigen Platten 104 besitzen und die entgegengesetzt schräg angeordnete Teile 105 und 106 aufweisen, wobei jeder der entgegengesetzt schräg angeordneten Teile in einem V.'inkel bezüglich der Horizontalen von 45° bis 75° geneigt sind. Die A-förmigen Platten 104 bestimmen dazwischen zwei Flüssig-Fest-Trennkammern 107 und 108. Jede der getrennten Feststofftrennkamraern 107 und 108 ist mit einem Auslaß 109 bzw.110 für den unten entnommenen Strom ausgestattet, wobei der kombinierte oben entnommene Strom aus dem oberen Teil jeder der Kammern 107 und 108 abgezogen wird, wobei die Vorrichtung zum Abziehen des oben entnommenen Stromes mit dem Ee-
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zugszeichen 11 versehen ist. Die Auslaßvorrichtung 111 "besteht aus einer Vielzahl von Steigleitungen, die sich ineinander erstrecken, wie es bezüglich der Figur 2 beschrieben ist. Jede der Trennkaminern 107 und 108 ist mit einer Einlaßvcrrich^v.ng für die frische Zufuhr versehen, um eine Flüssig-Fest-Zufuhr einzuleiten, wobei diese Einlaßvorrichtungen mit den Bezugszeichen 112 und 113 versehen sind.
Im Betrieb arbeitet der Schwerkraft at set ζ er wie es bezüglich des Schwerkraftabsetzers der Figur 1 beschrieben wurde, wobei die Flüssig-Fest-Zufuhr in die Kammer 107 durch die Einlaßöffnung eingeleitet wird und wobei die Feststoffe, die sich absetzen, durch die Platte 105 aufgefangen werden, um letztlich durch Auslaßöffnung 109 für den unten entnommener. Strom abgezogen zu v;erden. Ebenso wird die Flüssig-Fest-Züfu^r, die durch die Einlaßöffnung 113 eingeführt wird, in der r.anr.er 108 getrennt, wobei die abgesetzten Feststoffe durch die Hatte '.Zo aufgefangen werden, um letztlich durch die Auslaßöffnung 110 ac gezogen zu v/erden.
Obgleich die Ausführungsform insbesondere bezüglich der Trennung des unten entnommenen Stromes, der von jeder der Kammern abgezogen wird, beschrieben wurde, kann das Abziehen des unten entnommenen Stromes auf kombinierte Weise, wie es bezüglich Figur 1 dargestellt wurde, ausgeführt werden, oder indes ζ z.T. eine Vielzahl von Fallröhren - wie es bezüglich Figur 2 beschrieb- ist - verwendet. Ebenso kann das Abziehen des oben entnommenen Stromes anders ausgeführt werden, als es insbesondere beschrieben ist. Als weitere Ausführungsform können die Auffangsflächen die Gestalt von V-förmigen Platten besitzen, wodurch die Auffangflächen die Gestalt von
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übereinander angeordneten Kegeln besitzen.
Wie es oben beschrieben wurde, ist der erfindungsgemäße Schwerkraftabsetzer insbesondere geeignet, um unlösliches Material aus eir. .τι Kohleverflüssigungsprodukt zu trennen, wobei die Schwerkraftabsetzung in Anwesenheit einer Promotorflüssigkeit ausgeführt wird,
Das Kohleverflüssigungsprodukt wird in den Schwerkraftabsetzer in Mischung mit einer Promotorflüssigkeit als reine Zufuhr eingeleitet, wobei die Promotorflüssigkeit die Eigenschaften besitzt,wie sie in der US-Patentschrift 3 856 675 beschrieben sind. Demger;ä.? ist die Promotorflüssigkeit eine solche, die eine aromatische Eigenschaft besitzt, die geringer ist als die des Verflüssigungslösungsmittels; diese Promotorflüssigkeit ist im allgemeinen eine Kohlenwasserstoffflüssigkeit, die einen Charakterisierungsfaktor (K) von mindestens etwa 9,75 und vorzugsweise mindestens etwa 11,0 besitzt, wobei dieser Charakterisierungsfaktor ein Index der aromatischen Eigenschaft / paraffinischen Eigenschaft der Kohlenwasserstoffe und Petroleumfraktionen ist, v/ie er von V/atson and Kelson, Ind. Eng. Chem. 25 880 (1936) beschrieben ist. Die Flüssigkeit, die verwendet wird, um die Trennung des unlöslichen Materials zu verstärken und zu beschleunigen, ist weiterhin charakterisiert durch eine 5 Vol.-^-Destillationstemperatur von mindestens etwa 1210C und eine 95 Vol.-%-Destillationstemperatur von mindestens etwa 177°C und höchstens 399°C . Die Promotorflüssigkeit hat vorzugsweise eine 5 Vol.-?£-Destillationstemperatur von mindestens etwa 155°C und vorzugsweise von mindestens etwa 2040C. Die 95 Vol.-^-Destillationstemperatur beträgt vorzugsweise nicht mehr als etwa 3160C. Die am meisten bevorzugte Promotorflüssig-
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keit hat eine 5 Vol.-#-Destillationstemperatur von mindestens etwa 2180C und eine 95 Vol.-#-Destillationstemperatur von höchstens etwa 26O0C.
Als repräsentative Beispiele für solche Fluss: ^ceiten kann man erwähnen: Kerosin oder Kerosinfraktionen aus paraffinischen od*r gemischten Basisroherdölen; Kitteldestillate, Leichtgasöle und Gasölfraktionen aus paraffinischen oder gemischten Basisroherdölen; Alkylbenzole mit Zriter.ketten, die 10 oder mehr Kohlenstoff atome enthalten; paraffinische Kohlenwasserstoffe mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen; V/eii'cle oder Veißölfraktionen aus Roherdölen; Alpha-Olefine mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen; vollhydrierte Naphthaline und substituierte Naphthaline; Propylenoligomere (pentamer und höher); Zetrahydronaphthalin, schwere Naphthafraktionen usw.. Die am meisten "bevorzugten Flüssigkeiten sind Kerosinfraktionen; V.'eißöle; vcllr.ydrierte Naphthaline und substituierte Naphthaline.
Die Menge der Promotorflüssigkeit, die zur Verstärkung und Beschleunigung der Abtrennung von unlöslichem Material aus dem Kohleverflüssigungspro dui:t verwendet wird, hängt von der insbesondere verwendeten Flüssigkeit ab, dem Kohleverflüssigungslösungsmittel, der als Ausgangsr.^T-;rial verwendeten Kohle und der Art der Verflüssigung. Der. Iac;:r.arj-i ist es klar, daß die Menge der verv/endeten Promotorflüssi£->eit möglichst klein sein sollte, um die Gese.mtkosten des Verfahrens zu verringern. Man hat festgestellt, daß nan - wenn man die Flüssigkeit mit kontrollierten aromatischen Eigenschaften verwendet - die gewünschte Abtrennung des unlöslichen Materials mit geringen Mengen der Promotorflüssigkeit bewirken
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kann. Im allgemeinen liegt das Gewichtsverhältnis der Promotorflüssigkeit zu der Kohlelösung im Bereich von etwa 0,2: 1 zu etwa 3,0 : 1, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,3: 1 zu etwa 1,5 : 1. V.'enn man die bevorzugte Promotorflüssigkeit gemäß vorliegender Erfindung verwendet, nämlich eine Kerosinfraktion mit einer 5 YoIf^Destillationstemperatur bzw. 95 V0l.-5S-Destillati0nster.peratur von 2180C bzw.von 260°C, so ist ein Gewichtsverhältnis vor; Promotorflüssigkeit zu Kohlelösung in der Größenordnung von 0,4: 1 bis 0,6: 1 besonders erfolgreich. Selbstverständlich können auch größere Mengen der Promotorflüssigkeit verwendet v/erden, jedoch ist die Verwendung solch größerer Mengen unwirtschaftlich. Au.^er-· dem kann die Verwendung von überschüssigen Kengen der Iromotorflüssigkeit zur Ausfällung oder Abtrennung von überschüssigen Kengen der gewünschten Kohleprodukte aus dem Kohleextrakt führe 1. Insbesondere wird, wenn die verwendete Menge der Promotorflüssi.-rkeit erhöht ist, eine größere Menge an Asche aus der Kohlelösunc abgetrennt, aber diese Abtrennung ist von einer gesteigerten Abtrennung des gewünschten Kohleproduktes aus der Kohlelösung begleitet. Das reine Kohleprodukt (das extrahierte kohlenstoffhaltige Material, ausgenommen Promotorflüssigkeit, Verflüssigungslösungsmittel und Gaszufuhr) enthält weniger als etwa 1$ unlösliche; Material, im allgemeinen weniger als 0,1$ unlösliches Material und insbesondere weniger als 0,05$ unlösliches Material in Gewichtsprozenten.
Die Schwerkraft abs etzung wird im allgemeinen bei Temperaturen vor. etwa 1490C bis etwa 3160C betrieben, vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 1770C bis etwa 26O0C und bei einem Druck von etv.-a 0 bar Überdruck bis etwa 34,5 bar Überdruck, vorzugsweise bei
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einem Druck von etwa O bar Überdruck bis etwa 20,7 bar Überdruck. Selbstverständlich kann man jedoch höhere Drücke anwenden, aber es ist für den Fachmann augenscheinlich, daß man niedrigere Drücke bevorzugt.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Figur 4 dargestellt; diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, um festes Material aus einem Kohleverflüssigungsprodukt zu irrer.r.en, v/obei das Absetzen in zwei Stufen ausgeführt
rig-jr 4 zeigt ein Schwerkraftabsetzungsgefäß 201, das eine Vielzahl von parallelen, schräg angeordneten Platten 202 besitzt, v;ie sie οT"en beschrieben sind, die das Innere des Gefäßes 201 in eine Vielzahl von Flüssig-Fest-Trennzonnen teilen. Der Schwerkraftabcetzer ist mit einer Vielzahl von Steigleitungen 203 versehen, v;ie cie e":en beschrieben sind, um den oben entnommenen Strom aus jeder ri;:3si;-rt3t-Trennzone abzuziehen, wobei dieser oben entnommene ctrerr. letztlich zu einer zusammengesetzten oben entnommenen Strornauslai? öffnung geführt wird (nicht dargestellt). Selbstverständlich kann der oben entnommene Strom aus jeder der Zonen auf eine andere Weise als durch Ineinanderreichen der Steigleitungen abgezogen werden, d.h.durch die Verwendung von getrennten Steigleitungen, Löchern in den Platten usw.
I-er £cr.v.erkraftabsetzer 201 wird derart ausgeführt, daß zv/ei Flüs- £i--Iest-Trennungsstufen vorhanden sind, wobei jede der Trennungsstufen aus zv/ei oder mehr Flüssig-Fest-Trennzonen besteht, wobei die erste Trennungsstufe mindestens zwei Trennzonen 204 und die z..xite Trennungsstufe mindestens zwei Trennzonen 205 besitzt. Die
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Trennzonen 204 und 205 sind mit Vorrichtungen zum Abführen des unten entnommenen Stromes versehen (nicht dargestellt), wie sie oben beschrieben sind, die getrennte Auslaßöffnungen, Fallröhren usw. für den unten entnommenen Strom in jeder Zone haben, wobei der unten entnommene Strom, der aus den Trennzonen 205 der zweiten Trennungsstufe abgezogen wird, getrennt ist von den unten entnommenen Strömen, die von den Trennzonen204 der ersten Trennungsstufe abgezogen v/erden.
Die Trennzonen 204 der ersten Trennungsstufe sind mit Einlaßöffnungen 207 für die frische Zufuhr versehen, u- eine frische Zufuhr des Kohleverflüssigungsproduktes und der Prorotnril"r.sigkeit einzuleiten. Die Steigleitungen in die Trenr.zoner. 205 der zweiten
mit
TrennunTsstufe sinaVZweigröhren 211 versehen, die verwendet verdcn, um einen Teil des oben entnommenen Streikes, der von den Trennzonen 204 der ersten Trennungsstufe abgezogen wird, in die Trennzonen 205 der zweiten Trennungsstufe einzuleit-:-n. Die Zv/eigröhren 211 sind weiterhin mit Einlaßröhren 212 versehen, un Promotorflüssigkeit zur Kombination mit dem oben entr.or.~er.eri Strom einzuleiten, der als Zufuhr zu den Trennzonen 205 der zv.eiten Trennungsstufe verwendet wird.
Im Betrieb wird das Kohleverflüssigungsprodv.kt in Mischung mit Promotorflüssigkeit in die Trennzonen 204 der ersten Trennungsstufe durch die Einlaßröhren 207 eingeleiteT. Ir. den Trennungsstufen 204 wird die Zufuhr in einen feststoffhaltigen unten entnommenen Strom und einen im wesentlichen festst offfreien oben entnommenen Strom getrennt. Der oben entnommene Strom wird aus den Trennungsstufen 204 durch Steigleitungen 2 C 7- ε\ ---zo^en, wobei ein
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Teil dieses oben entnommenen Stromes als frische Zufuhr in die Trennzone 205 der zweiten Trennungsstufe zusammen mit frischer Promotorflüssigkeit, die durch die Leitung 212 eingeleitet wird, eingeleitet wird. In den Trennzonen 205 der zweiten Trennungsstufe v/iru der oben entnommene Strom einer weiteren Schwerkraftabsetzung in Anwesenheit einer Promotorflüssigkeit unterworfen, wobei ein feststoffhaltiger unten entnommener Strom durch die Auslaßröhren für den unten entnommenen (nicht dargestellten) Strom abgezogen v/ird. Der oben entnommene Strom aus den oberen Trennzonen 205 der zweiten Trennungsstufe wird durch Steigleitungen in Kombination mit dem oben entnommenen Strom aus den Trennzonen 204 der ersten Trennungsstufe abgezogen.
Eine v/eitere Ausführungsform gemäß Figur 3 ist in Figur 5 dargestellt, in der die A-förmigen Platten gebogene Platten sind, die aus zvei nach oben konisch verlaufenden Teilen 301 und 302 gebildet v/erden, welche die Scheitelpunkte 303 bzw. 304 besitzen, die sich an der Gefäßwand befinden. Die konischen Teile 301 und 302 sind derart angeordnet, daß sie sich miteinander im Innern des Gefäßes oberhalb der konischen Scheitelpunkte schneiden, wobei ein gebogener oder sattelähnlicher Kreuzungspunkt 305 gebildet wird und die Scheitelpunkte 303 und 304 der konischen Teile 301 bzw. 502 um 180 C voneinander entfernt sind. Demgemäß sind die inneren Platten durch die Kreuzung zv/eier senkrecht konischer Abteilungen gebildet und das Gefäß (vorzugsweise ein zylindrisches Gefäß) ist dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt von jedem Konus von der Gefäßwand jeweils 180° entfernt ist.
Das Gefäß ist mit mindestens zwei vertikal getrennten, sich kreu-
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zender konischer Abteilungen versehen, v/obei sich dazwischen eine Flüssig-Fest-Trennabteilung oder Trennkammer 307 befindet. Die Trennkaimner 307 hat Abteilungen 307a und 307b, die zwischen den vertikal getrennten konischen Abteilungen 301 bzw.302 gebildet v/erden.
Jede der Abteilungen 307a und 307b ist mit einer Auslaßöffnung bzw.311 für den unten entnommenen Strom versehen, die sich an dem Scheitelpunkt der betreff er.ie-r. kenischen Abteilung befinden, wobei ein kombinierter oben entnommener Strom durch eine gelochte Auslaßröhre 312 für den oben entnommenen Strom abgezogen wird, die
direkt
sich durch das Gefäß erstreckt und die sich I/ unterhalb des sattelähnlichen Kreuzungspunktes der nächst höheren sich kreuzenden konischen Teile befindet. Je cc· der Abteilungen 307a und 307b ist mit einer Zufuhrvorrichtung ir. der Gestalt von gelochten Einlaßröhren 314 bzw. 315 versehen, He sich durch das Gefäß an einen dazwischen befindlichen Teil r^Ier der Abteilungen 307a und 307b erstrecken.
Jede der Ein- und Auslaßröhren kann mit der Gefäßwand durch eine geeignete bajonettartige Verbindung gemäß Figur 5A verbunden sein.
Im Betrieb arbeitet der Schverirraftabsetzer wie es bezüglich der Ausführungsform von Figur 1 t-schrieben ist, wobei die Flüssig-Fest-Zufuhr in das Abteil 3C~= durch die Zufuhrröhre 314 und in das Abteil 307b durch die Zuführröhre 315 eingeleitet wird. Die Feststoffe, die durch die Platten 301 und 302 aufgefangen werden, Averden durch die Auslaßöffni-.ngen 309 bzw.311 abgezogen. Ein feststoff freier oben entnommener Strom wird durch die AuslaPröhre abgezogen.
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Die Verwendung von konischen Teilplatten 301 und 302 bringt den Vorteil, daß alle Oberflächen zu der Abzugsöffnung des unten entnommenen Stromes an dem konischen Scheitelpunkt abgeschrägt sind, wodurch die zurückbleibenden Feststoffe minimiert werden. Zusätzlich liefert die gekrümmte Gestalt eine zusätzliche mechanische Stärke, welche die Benützung von versteifenden Elementen erübrigt.
Eine weitere Ausführungsform von Figur 3 ist in Figur 6 dargestellt.
Ein Schwerkraftabsetzungsgefäß (nicht dargestellt) gemäß Figur 6 beinhaltet vertikal getrennte horizontale Reihen von A-förmigen Platten ^02, wobei jede der horizont-alen Reihen eine Vielzahl von horizontal getrennten A-förmigen Platten beinhaltet, die sich durch öse Gefäß 401 erstrecken. Jede der A-förmigen Platten 402 besitzt vollständig sich nach unten erctreckende senkrechte Seitenv.-ände 404 und 405. Me A-förnigen Platten 402 einer horizontalen Reihe sind übereinander und in Fluchtlinie mit den entsprechenden A-förmigen Flatten der nächst niedrigeren Reihe aufgestellt, wobei die Seitenv/ände 404 und 405 von der nächst niederen Platte entfernt sind. Ein Paar der vertikal getrennten A-förmigen Platten definiert dazwischen eine Flüssig-Fest-Trennkammer 406, die ein Paar von den Feststoffauffangflächen besitzt, die durch die obere Oberfläche 407 und 408 der niedrigeren A-förmigen Platten des Paares bestimmt wird.
Jede Kaniner 406 ist mit einem Einlaß für die Flüssig-Fest-Zufuhr versehen, der die Gestalt einer gelochten Röhre 411 besitzt, die sich durch das GeffG an einem dazwischenliegenden Teil der Kanner 406 zwischen den Scheitelpunkten der A-förmigen Platten 402 er-
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streckt, welche die Kammer "bestimmen. Jede Kammer 406 ist mit einer Auslaßöffnung für den oben entnommenen Strom versehen, um einen im wesentlichen feststofffreien oben entnommenen Strom abzuziehen, wobei diese Auslafiöffnung di<? Gestalt einer gelochter. Röhre 412 besitzt, die sich durch das Gefäß am oberen Teil der Kammer 406 unmittelbar unterhalb des Scheitelpunktes der oberen A-för-igen Platte 402 der Kammer 406 erstreckt.
Der unter, e^tnou^ene Strom wird aus jeder Kammer 406 durch ländliche Kanüle 414 abgezogen, die zv/ischen den von einander entfernten Seitenvänden 404 und 405 der horizontalen nebeneinanderlie-re"·'-den A-fcrnigen Hatten 401 gebildet werden, v/obei die Kanäle 414 jeder horizontalen Reihe in vertikaler Verlängerung liegen, '-O-dvrch der unten e::tno~~ene Strom aus jeder Karger 406 jeder der horizontalen Reihen zu dem Boden des Ge?:~'?es 401 zv.n letztliche ι Abzug fliegen kann.
Obgleich ~ie Ausfiihrungsforrn bezüglich flacher Platten beschrieben ist, k:nnen die Platten ebenso gebogen sein, ü:r. die mechanische Stabilität zu steigern.
Eine v/eitere Ausfuhrungsform des Schv/erkraftabsetzers ist in Figur
Figur 7 ξ*igt ein horizontales, im allgemeinen zylindrisches Scl"iV:erl-:raftacsetziingsgefäß 501, das eine Vielzahl von sich lo'.·;:- tudinal erstreckenden, vertikal getrennten Feststoff auffangplatte:! 502 besitzt. Die Platten 502 sind bezüglich der zylindrischen ■."->.-de des Gefäßes 501 geneigt und entfernt davon angebracht.
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Die Auffangplatten 502 werden zwischen Endplatten 503 und 504 abgestützt, wobei die Endplatte 504 keine Öffnungen besitzt und die Endplatte 503 eine Vielzahl von Einlaßlöchern oder Öffnungen 505 aufweist, durch welche die Flüssig-Fest-Zufuhr in der. Zwischenbereich zwischen den Auffangplatten 502 aus einem Einlaßbinder (inlet header) oder einem Einlaßgefäß 506 eingeleitet wird. Das Gefäß 501 ist mit einer Vorrichtung zum Einlassen der Flüssig-Fest-Zufuhr in der Gestalt der Röhre 507 versehen, un die Zufuhr in das Einlaßgefäß 506 einzuleiten.
Das Gefäß 501 ist am Boden mit einer Vorrichtung zu- Ablassen eines feststoffhaltigen unten entnommenen Stromes in der Gestalt einer Vielzahl von longitudinal getrennten Auslaßröhren 508 versehen, die - wenn es erforderlich ist - mit Ablenkplatten 509 ausgestattet sein können.
Das Gefäß 501 ist an seiner Spitze mit einem Auslaß für den oben entnommenen Strom in der Gestalt einer sich longitudinal erstreckenden geschlitzten Abstreichplatte 511 versehen, die mit einer oder mehreren Auslaßröhren 512 ausgestattet ist, um den oben entnommenen Strom aus dem Gefäß 501 abzuziehen. Die Auslaßöffnung für den oben entnommenen Strom kann aus einer Vielzahl von longitudinal getrennten Auslaßröhren anstelle einer Atstreichplatte bestehen, wie sie gezeigt ist.
Der Raum zwischen den unteren Teilen der Platten 502 und der Gefäßwand definiert einen Auslaßkanal 514 für den unten entnommenen Strom, um den unten entnommenen Strom aus den Kamraerii515 zwischen die Platten 502 zum Boden des Gefäßes 501 abzuführen, von dem er
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dann abgezogen wird.
Der Raum zwischen den oberen Teilen der Platten 502 und der Gefäßwand definiert einen Auslaßkanal 516 für den oben entnommenen Strom, um den oben entnommenen Strom aus den Kammern 515 zu dem oberen Teil des Gefäßes zum Abziehen zu führen.
Selbstverständlich können für jede Kammer getrennte Auslaßöffnun-en für den unten entnommenen und / oder oben entnommenen Strom vorgesehen werden, wodurch die Kanäle unnötig werden.
Selbstverständlich können auch die Platten gekrümmt sein anstatt der beschriebenen flachen Auεführungεform.
Im Setrieb wird die Flüssig-Fest-Zufuhr in das Gefä!? 506 durch der: Einlaß 5G7 eingeleitet und fließt durch die öffnung 505 in der Platte 503 in die Flüssig-Fest-Trennkairmer 515 zwischen den Flatten 502.
Die Feststoffe, die sich in den Kammern 515 absetzen, werden vor. den Platten 502 aufgefangen und der feststoffhaltige unten entnommene Strom flie.?t durch den Auslaßkanal 514- für den unten entnommenen Strom zum Abziehen aus dem Gefäß durch die Auslaßöffnung 508.
Ein im wesentlicher feststofffreier oben entnommener Strom wird aus dem oberen Teil der Kammern 515 durch den Kanal 516 für den oben entnommenen Strom zum Abziehen aus dem Gefäß durch die Auslaßöffnung 512 abgezogen.
Obgleich die vorliegende Erfindung insbesondere dafür geeignet
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ist, die Flüssig-Fest-Trennung von festem, aus Einzelteilchen bestehendem Material aus einem Kohleverflüssigungsprodukt zu "bewirken, ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch dafür
geeignet, irgendeine andere der verschiedenen Flüssig-Festliischungen durch Schwerkraftdbsetzung zu trennen. So kann der erfindungscemäße Schwerkraftabsetzer ebenso zur Entfernung von feinsten Holzkohlefraktionen aus ölen, die bei der Pyrolyse von Kohle entstehen, fein dispergierten festen Teilchen in Kerogen destilliert aus Schiefer, Teersanden, Ölschiefer und ähnlichem verwendet werden. Die Verwendung der Schwerkraftabsetzung entsprechend der
vorliegenden Erfindung für die Anwendungsmöglichkeiten und andere wird dem Fachmann aufgrund der vorgelegten Beschreibung verständlich.
Obgleich die vorliegende Erfindung insbesondere bezüglich einer
bevorzugten Schwerkraftabsetzvorrichtung beschrieben wurde, kann
die Schv.-erkraftabsetzung selbstverständlich erfindungsgemäß in
anderen Schwerkraftabsetzvorrichtungen ausgeführt werden, die mit Auffangflächen versehen sind, um die Wege der sich absetzenden
Feststoffe zu unterbrechen, um das Zusammenwachsen der Feststoffe zu verursachen und die Absetzgeschwindigkeit zu steigern.
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Claims (1)

  1. - 24--
    Patentansprüche
    1. Verfahren zur Trennung von in einem Kohleverflüssigungsprodukt enthaltenen Feststoffen aus einer Flüssigkeit durch Sch- rkraftabsetzung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kohleverflüssigungsprodukt in einen Schwerkra.ftabsetzer an einer Vielzahl von Stellen einleitet, daß man den V/eg der absetzenden Feststoffe unterhalb jeder der Zufuhrstellen unterbricht, iniem man die Feststoffe mit geneigten Auffangflächen in Kontakt bringt, die den Schwerkraftabsetzer in getrennte Trennzonen
    aufteilen, wobei dadurch die feststoffe zusaT.T.env-.chsen undKFectstoffabsetzgeschwindigkeit gesteigert wird, dai? man einen feststoffhaltigen unten entnommenen Strom aus den getrennten Trennur.gs"onen gewinnt und da.? ran einen im v/esentlichen feststofffreien oben entnommenen Strom aus den Trennzonen gewinnt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das K.ohleverflüssigungsprodukt eine Iromotorflüssigkeit beinhaltet, welche die Trennung der Feststoffe beschleunigt und verstärkt.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schv crkraftabsetzvorrichtung zum Ausführen der F liissig-Fest-Irennung eir. Geff:i?, mindestens zwei geneigte Platten, die das Innere des Gefäßes in eine ccere TrenrJ:ai:.;rier, r.indestens eine Zviscr.er.trer.nkairier und eir.e 3odentre:"rJ-:a::.r.er aufteilen, eine Auslaß\'orrichtung für den unten entnommenen Strom, um den unten entnommenen Strom aus einem niedrigeren Teil jeder der Trennkair.mern abzuziehen, eine Au£la.?vorrichtung für den oben entnommenen Strom, um den oben entnommenen Strom aus jeder der T'rer.n-
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    ORIGINAL INSPECTED
    -W-
    kamiriern abzuziehen, und eine Einlaßvorrichtung für die frische Zufuhr enthält, um getrennt die Zufuhr in mindestens zwei der Trennkammern einzuführen.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schv-erkraftabsetzvorrichtung zum Ausführen der Flüssig-fest-Trennung ein Gefäß, mindestens zwei vertikal getrennte A-förmige Hatten, die aus zwei sich nach unten erstreckenden, sich kreuzenden konischen Abteilungen gebildet werden, deren Scheitelpunkte sich an der Gefäßwand befinden, und die dazwischen eine K ar im er bilden, eine Einlaßvorrichtung, um eine Flürs?g-Fest-Zufuhr zwischen den mindestens zwei vertikal getrennten Platten einzuleiten, eine Auslaßvorrichtung für den unten entnommenen Strom, um den feststoffhaltigen unten entnommenen Strom aus der Karrjner an jedem der Scheitelpunkte der konischen Abteilungen abzuziehen, und eine Auslaßvorrichtung für den oben entnommenen Strom enthält, um den oben entnommenen Strom aus einem oberen Teil der Kammern abzuziehen.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßvorrichtung in die gesamte Anlage aus zwei Einlaßröhren zum Einleiten der Zufuhr in die zwei Teile der Kammern besteht, die zwischen den vertikal getrennten konischen Abteilungen gebildet werden.
    6. Verfahren nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelpunkte der konischen Teile um 180° von der Gefäßwand entfernt sind.
    7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da? die
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    konischen Teile einen sattelartigen Kreuzungspunkt besitzen.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerkraftabsetzvorrichtung ein Gefäß, eine Vielzahl von A-förnijen Platten, die vertikal nach unten sich erstreckende Seitenwände an ihren Enden besitzen, wobei die A-förmigen Hatten sich durch das Gefäß erstrecken und in vertikal getrennten horizontalen Reihen angeordnet sind, wobei die A-förmigtn !latter, in horizontalen Reihen voneinander getrennt sind, wobei diese A-förmigen Platten in den horizontalen Reihen zwisc?ien den vertikal nebeneinander liegenden Platten eine Vielzahl vor, Flüssig-Fest-Trennkanmern bilden, eine Einlaivorrichtung für die Zufuhr, um eine Flüscig-Fest-Zufuhr in die Kammern einzuleiten, eine Auslaßvorrichtung f'ir den oben entnommenen Strom, um den oben entnommenen Strom von einem oberen Teil der Kammern abzuziehen, und eine Auslassvorrichtung für den unten entnomr.-.e-
    enthält
    nen Strong um den feststoffhaltigen unten entronnenen Str?T.
    aus dem niedrigeren Teil der Kar;.;.;ern abzuziehen.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslassvorrichtung für den unten entnommenen Strom eine Vielzahl von Auslaßkanälen für den unten entnommenen Strom beinhaltet, die durch den Raum zwischen den Seitenv.'änden von nebeneinander horizontal angeordneten A-förmigen l'latten gebildet vird, wobei die Kanäle für den unten eninor.rer.en Strom der horizontalen Reihen vertikal in Reihe stehen, um den unten entnommenen Strom zu dem Boden des Gefäßes zu leiten.
    IC.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
    H 0 9 H 1 1 / fl i! I fi
    Auslaßvorrichtung für den oben entnommenen Strom eine Vielzahl von mit Öffnungen versehenen Auslaßröhren beinhaltet, die unmittelbar unterhalb der Scheitelpunkte der A-förmigen Platten angeordnet sind.
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