DE3213578A1

DE3213578A1 - Vorrichtung zum destillieren von schieferoel aus oelschiefer

Info

Publication number: DE3213578A1
Application number: DE19823213578
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kamakura Kanagawa Sato; Takeyoshi Mitaka Tokyo Shishido
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1981-04-15
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1983-04-14
Also published as: AU8258482A; DE3213578C2; JPS6129638B2; BR8202108A; JPS57170983A; AU533290B2; US4431483A

Description

Henkel, Kern, Feiler £r Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Möhlstraße 37 D-8000 München 80 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha

/ τ,τ^χτ Tel.: 089/982085-87

Tokyo / JAPAN Telex: 0529802 hnkld

Telegramme: ellipsoid

AP-124

13. April 1982

Vorrichtung zum Destillieren von Schieferöl aus ölschiefer

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Destillieren von Schieferöl aus ölschiefer mittels eines Hochtemperaturgases .

im Hinblick auf die weltweit zu erwartende Erschöpfung der Erdölvorräte wird dem aus unterirdisch vorhandenem ölschiefer gewinnbaren Schieferöl als neue Ölquelle allgemeine Aufmerksamkeit gewidmet. Da ölschiefer jedoch pro Tonne nur z.B. etwa 60 kg Schieferöl enthält, erfordert die industrielle Destillation von Schieferöl aus ölschiefer außerordentlich große Destillieranlagen· Es besteht somit ein Bedarf für die Entwicklung eines Verfahrens zum wirksamen und wirtschaftlichen Destillieren von Schieferöl aus ölschiefer.

Die derzeit für diesen Zweck in industriellem Maßstab angewandten oder möglicherweise in Zukunft in industriellem

Maßstab einzusetzenden Verfahren lassen sich, abhängig von der Art der Wärmezufuhr für die Destillation, allgemein in die folgenden drei Arten einteilen:

1. Wärmezufuhr durch in einem Destillierofen verbrannten Brennstoff;

2. Wärmezufuhr mittels eines hohe Temperatur besitzenden körnigen Wärmeträgers, der in den Destillierofen eingeführt wird, und

3. Wärmezufuhr mittels eines gasförmigen Hochtemperatur-Wärme tr äger s , der in den Destillierofen eingeblasen wird.

Beim zuerst genannten Verfahren werden ein Brennstoff und Luft unmittelbar in den mit einem ölschiefer beschickten Destillierofen eingeblasen bzw. eingeleitet, wobei bei der Verbrennung des Brennstoffs mittels der Verbrennungswärme Schieferöl aus dem ölschiefer destilliert wird. Dieses, den Vorteil eines hohen thermischen Wirkungsgrads bietende Verfahren ist jedoch insofern problematisch, als die Güte des gewonnenen Schieferöls durch das Verbrennungsgas beeinträchtigt wird und die Ölausbeute ziemlich niedrig ist.

Beim zweitgenannten Verfahren wird ölschiefer zusammen mit einem körnigen Hochtemperatur-Wärmeträger (heat medium) zugeführt, wobei das Destillieren des Schieferöls mittels der im Wärmeträger enthaltenen Wärme erfolgt. Günstig an diesem Verfahren ist, daß es ein Schieferöl hoher Güte liefert. Nachteilig daran ist jedoch, daß für die Destillation eine große Menge des körnigen Wärmeträgers benötigt wird und zudem ein Abscheider (Separator) für die Trennung

des Wärmeträgers vom verbrauchten ölschiefer nach der Destillation erforderlich ist, so daß die entsprechende Anlage einen komplizierten Aufbau erhält. Ein anderes p. Problem besteht dabei darin, daß bei einer Abnützung des körnigen Wärmeträgers auf eine kleinere Teilchengröße die Abscheidung mittels des normalerweise als Abscheider benutzten Siebs unmöglich wird.

j Q Beim drittgenannten Verfahren wird ein Hochtemperaturgas als Wärmeträger in den mit ölschiefer beschickten Destillierofen eingeblasen, wobei das Schieferöl mittels der Wärme des eingeblasenen Gases destilliert wird. Vorteilhaft an diesem Verfahren ist die Möglichkeit der Gewinnung eines Schieferöls hoher Güte; außerdem ist hierbei kein Abscheider für die Abtrennung des Wärmeträgers vom verbrauchten ölschiefer erforderlich, so daß eine vergleichsweise einfache Anlage eingesetzt werden kann.

^Das vorstehend beschriebene Verfahren unter Verwendung eines Hochtemperaturgases als Wärmeträger ist in den US-PS 4 010 092, US-PS 4 042 485 und US-PS 4 058 905 beschrieben.

Die zuerst genannte US-PS bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem ein Vertikal-Destillierofen verwendet wird, der vom Boden her mit Ölschiefer beschickt wird, wobei der Ölschiefer mittels einer am Ofenboden angeordneten Rock-Pumpe kontinuierlich durch den Destillierofen hochgefördert und an seiner Oberseite ausgetragen wird, während sich der ölschiefer in Gegenstromberuhrung mit einem von der Oberseite des Destillierofens her nach unten eingeblasenen Hochtemperaturgas bewegt und dabei das öl mittels der im Gas enthaltenen Wärme aus dem ölschiefer destilliert wird. Bei dieser bisherigen Konstruktion ist

jedoch die gleichzeitige Behandlung einer großen ölschiefermenge wegen der begrenzten Leistung der Rock-Pumpe bei der Aufwärtsförderung des Ölschiefers durch den Destillierofen schwierig. Außerdem führt die im lotrechten Gegenstrom erfolgende Kontaktierung des Ölschiefers mit dem Hochtemperatürgas im Destillierofen zu einem größeren Druckabfall des Gases, wodurch einer Vergrößerung des Destillierofens eine Grenze gesetzt wird.

Die zweitgenannte US-PS beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Vertikal-Destillierofen verwendet wird, der von oben her mit dem ölschiefer beschickt wird, welcher sich seinerseits dabei kontinuierlich zum Boden des Destillierofens verlagert, um an diesem Boden ausgetragen zu werden, wobei der ölschiefer in Gegenstromberührung mit einem am Ofenboden eingeblasenen Hochtemperaturgas gebracht wird, um mit der im Gas enthaltenen Wärme das Schieferöl aus dem ölschiefer zu destillieren. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, daß die Kontaktierung des Ölschiefers mit dem heißen Gas lotrecht in Gegenstrombeziehung innerhalb des Destillierofens erfolgt, so daß ein beträchtlicher Druckabfall des Gases auftritt, wodurch wiederum einer Vergrößerung des Destillierofens eine Grenze gesetzt wird.

Die drittgenannte US-PS betrifft ein Verfahren unter Verwendung eines kreisförmigen Horizontal-Drehdestillierofens, der mit ölschiefer beschickt wird, wobei der ölschiefer mit einem von der Oberseite zur Unterseite in den Destillierofen eingeblasenen heißen bzw. Hochtemperaturgas in Berührung gebracht wird, während sich der Ölschiefer in einer Umlaufbewegung befindet, um mit der im Gas enthaltenen Wärme das Schieferöl zu destillieren. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, daß die Drehung des Destillierofens mit seiner Ölschiefercharge

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hohe Antriebsenergiekosten bedingt und zu einer beträchtlichen Leckage des eingeblasenen Gases führt, so daß ein niedriger Destillationswirkungsgrad erzielt wird.

Die geschilderten Verfahren nach den genannten US-Psver-

mögen zwar in vorteilhafter Weise mittels einfacher Einrichtungen oder Anlagen ein Schieferöl hoher Güte zu liefern; nachteilig daran ist jedoch, daß es der große Druck-2Q abfall des in den Destillierofen eingeblasenen Gases unmöglich macht, einen Destillierofen großer Kapazität einzusetzen, und sich somit ein niedriger Wirkungsgrad bei der Behandlung des Ölschiefers ergibt.

Im Hinblick auf die geschilderten Mangel des Standes der Technik besteht ein großer Bedarf für die Entwicklung einer Vorrichtung, die beim Einblasen eines heißen Gases als Wärmeträger in den mit ölschiefer beschickten Destillierofen und beim Destillieren (destillativen Gewinnen) ^voⁿ Schieferöl mittels der Wärme des Gases eine wirksame und wirtschaftliche Behandlung des Ölschiefers in einem ein großes Fassungsvermögen besitzenden Destillierofen bei nur geringem Druckabfall des eingeblasenen Gases gewährleistet. Eine solche Vorrichtung ist jedoch bisher noch nicht vorgeschlagen worden.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zum Destillieren von Schieferöl aus Ölschiefer unter Ermöglichung einer wirksamen und wirtschaftlichen Behandlung des Ölschiefers in einem Destillierofen großer Kapazität bei nur geringem Druckabfall des eingeblasenen Gases.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zum Destillieren von Schieferöl aus Ölschiefer erfindungsgemäß dadurch ge-

löst, daß sie einen Vertikal-Destillierofen aufweist, der durch zwei lotrechte Trennwände mit jeweils mehreren Belüftungs-öffnungen oder -Schlitzen in einen Ölschiefer-Behandlungsraum und zwei zu beiden Seiten desselben angeordnete Gasräume unterteilt ist,daß der Behandlungsraum an der Oberseite eine Ölschiefer-Beschickungsöffnung und am Boden eine Ölschiefer-Austragöffnung aufweist, daß der Destillierofen weiterhin durch mindestens eine waagerechte Trennwand in einen unteren Ölschiefer-Destillierraum ^un<^ mindestens einen im oberen Teil befindlichen Ölschiefer-Vorwärmraum unterteilt ist, die über einen Zwischenraum am einen Ende der bzw. jeder Trennwand miteinander in Verbindung stehen, daß der Destillierraum eine Gaseinblasöffnung zum Einführen eines hohe Temperatur besitzenden bzw. heißen Gases aufweist und zum Destillieren eines gasförmigen oder vergasten Schieferöls aus dem im Behandlungsraum befindlichen ölschiefer dient, daß der (eine) Vorwärmraum einen Gasauslaß zum Austragen eines Gases, das ein aus dem ölschiefer im Behandlungsraum ■ destilliertes gasförmiges Schieferöl enthält, aufweist und zum Vorwärmen des Ölschiefers im Behandlungsraum dient, wobei sich der über die Beschickungsöffnung kontinuierlich eingegebene ölschiefer im Behandlungsraum fortlaufend von dem bzw. jedem Vorwärmraum zum Destillierraum bewegt, daß ein über die Gaseinblasöffnung in den Destillierraum eingeblasenes heißes Gas in waagerechter Richtung die öffnungen oder Schlitze in den beiden lotrechten Trennwänden sowie den im Behandlungsraum befindlichen ölschiefer durchströmt, wobei der ölschiefer im Vorwärtsraum vorgewärmt und im Destillierraum durch Destillation ein gasförmiges Schieferöl aus dem vorgewärmten Ölschiefer gewonnerjwird, und daß ein Abscheider (Separator) zur Verflüssigung des im heißen Gas, das vom Gasauslaß zugeführt wird, enthaltenen gasförmigen Schieferöls zwecks Abtrennung desselben vom heißen Gas vorgesehen

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ist, der an seinem Boden einen Schieferöl-Auslaß zum Austragen des verflüssigten Schieferöls und an seiner Oberseite einen Gasauslaß zur Abfuhr des Gases nach der Abptrennung des gasförmigen Schieferöls aufweist.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine scheinatische Schnittansicht einer Vorrichtung zum destillativen Gewinnen von Schieferöl mit Merkmalen nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,

und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1.

Mit ^^em Ziel der Lösung der geschilderten Nachteile beim Stand der Technik wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen angestellt. Als Ergebnis zeigte es sich, daß der Druckabfall des eingeblasenen Gases reduziert und mithin ölschiefer in einem Destillierofen großer Kapazität wirksam und wirtschaftlich behandelt werden kann, wenn ölschiefer in einen Vertikal-Destillierofen von seiner Oberseite her eingegeben und heißes Gas in Querrichtung in den durch den Ofen herabsinkenden ölschiefer eingeblasen wird, während sich der ölschiefer kontinuierlich durch den Ofen zu seinem Boden verlagert, und der verbrauchte ölschiefer am Boden des Destillierofens ausgetragen wird.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein einen rechteckigen waagerechten Querschnitt besitzender Vertikal-Destillierofen 1 darge-

stellt, dessen Innenraum durch zwei lotrechte Trennwände

2a und 2b in einen Ölschiefer-Behandlungsraum 2 sowie zwei Gasräume 3 unterteilt ist. Der Ölschiefer-Behandc lungsraum 2 befindet sich dabei zwischen den beiden Gasräumen 3. Die lotrechten Trennwände 2a und 2b sind über ihre gesamte lotrechte Länge mit mehreren Belüftungsöffnungen 6 versehen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind diese Öffnungen 6 jeweils in einer Jalousie-IQ bzw. Schlitzplatte 7 festgelegt, so daß die lotrechten Trennwände 2a und 2b die Form von Jalousiewänden besitzen. Der Ölschiefer-Behandlungsraum 2 weist an seiner Oberseite eine Beschickungsöffnung 4 und an seiner Unterseite eine Austragöffnung 5 für verbrauchten Ölschiefer auf.

Waagerechte Trennwände 8A und 8B unterteilen den Vertikal-Destillierofen 1 in lotrechter Richtung in vorbestimmten Abständen in zwei obere Ölschiefer-Vorwärmräume a und b sowie einen unteren Ölschiefer-Destillierraum c. An einem Ende der waagerechten Trennwand 8A ist ein Zwischenraum 9A festgelegt, während am Ende der waagerechten Trennwand 8B an der dem Zwischenraum 9A gegenüberliegenden Seite ein weiterer Zwischenraum 9B festgelegt ist. Die Vorwärmräume a und b sowie der Destillierraum c stehen über diese Zwischenräume 9A und 9B miteinander in Verbindung.

Im Destillierraum c ist eine Gaseinblasöffnung 10 zum Einblasen eines hohe Temperatur besitzenden bzw. heißen Gases in den Destillierraum c vorgesehen. Im Destillierraum c wird aus dem im Behandlungsraum 2 befindlichen Ölschiefer 23 mittels des über die Öffnung 10 eingeblasenen heißen Gases ein gasförmiges Schieferöl destilliert.

Im Vorwärmraum a ist ein Gasauslaß 11 zum Austragen eines Gases vorgesehen, welches das im Destillierraum c ge-

wonnene gasförmige Schieferöl enthält. Die Vorwärmräume

a und b dienen zum Vorwärmen des in den Behandlungsraum 2 eingeführten Ölschiefers 23 mit Hilfe dieses, das gasc förmige Schieferöl enthaltenen Gases.

Der über die oberseitige Beschickungsöffnung 4 kontinuierlich in den Behandlungsraum 2 eingebrachte Ölschiefer 23 bewegt sich fortlaufend von den Vorwärmräumen a und b

jQ zum Destillierraum c. Das über die Einblasöffung 10 in den Destillierraum c eingeblasene heiße Gas gelangt auf die durch die Pfeile angedeutete Weise aus dem Destillierraum c über den Zwischenraum 9B der waagerechten Trennwand 8B in den Vorwärmraum b und sodann über den Zwischenraum 9A der waagerechten Trennwand 8A in den Vorwärmraum a, um dann aus letzterem über den Gasauslaß 11 abgeführt zu werden. Das heiße Gas strömt dabei über die Belüftungsöffnungen 6 in den beiden lotrechten Trennwänden 2a und 2b durch den im Behandlungsraum 2 befindliehen Ölschiefer 23 hindurch, wobei der Ölschiefer 23 in den Vorwärmräumen a und b vorgewärmt und im Destillierraum c das gasförmige Schieferöl durch Destillation aus dem so vorgewärmten Ölschiefer 23 gewonnen wird.

Bei der dargestellten Anordnung dient ein erster Abscheider 12 zur Verflüssigung des gasförmigen Schieferöls, das in dem über den Gasauslaß 11 vom Destillierofen 1 zugeführten Heißgas enthalten ist, zu einem Schweröl und (somit) zur Abscheidung des gasförmigen Schieferöls vom Gas.

Der beispielsweise als Zyklonenscheider ausgelegte erste Abscheider 12 ist mit einem Schieferöl-Auslaß 12a zum Austragen des so abgetrennten Schweröls sowie an seiner Oberseite mit einem Gasauslaß 12b zum Austragen des Gases nach der Abtrennung des Schweröls versehen. Ein Speicherbehälter 14 dient zur Aufnahme des über den Auslaß 12a

aus dem ersten Abscheider 12 ausgetretenen Schweröls 24, wobei eine Pumpe 16 zur Weiterförderung des Schweröls aus dem Speicherbehälter 14 vorgesehen ist.

Ein zweiter Abscheider 13 dient zur Verflüssigung des nach der Abtrennung des Schweröls im heißen Gas enthaltenen gasförmigen Schieferöls zu einem Leichtöl nach der Einführung dieses heißen Gases über den Auslaß 12b des

!Ο ersten Abscheiders 12 in den zweiten Abscheider 13, um dabei dieses gasförmige Schieferöl vom Gas zu trennen. Der beispielsweise als Kühler/Kondensator ausgelegte zweite Abscheider 13 weist an seiner Unterseite einen Schieferöl-Auslaß 13a zum Austragen des abgetrennten Leichtöls und an seiner Oberseite einen Gasauslaß 13b für den Austritt des Gases nach der Abtrennung des Leichtöls auf. Eine Leitung 13c dient zum Umwälzen eines Kühlmittels. Ein Speicherbehälter 15 dient zur Aufnahme des über den Auslaß 13a des zweiten Abscheiders 13 ausgetragenen Schieferöls. Eine Pumpe 17 dient zum Weiterfördern des im Speicherbehälter 15 befindlichen Leichtöls 25. Der zweite Abscheider 13 weist innerhalb seines oberen Teils eine Düse 26 auf, über die ein mittels der Pumpe aus dem Speicherbehälter 15 zugeführter Teil des Leicht-Öls 25 zum Kühlen des in den zweiten Abscheider 13 eingeführten Gases versprühbar ist.

Die dargestellte Anordnung umfaßt weiterhin einen Wärmetauscher 18 zum Erwärmen eines in den Destillierraum c des Vertikal-Destillierofens 1 einzublasenen Gases auf hohe Temperatur, einen Schneckenförderer 19 zur Abfuhr des über die Austragöffnung 5 des Behandlungsraums 2 ausgetragenen verbrauchten Ölschiefers 23' sowie eine waagerechte, sich drehende Verbrennungseinrichtung 20 zur Verbrennung von kohlenstoffartigen Substanzen, die in dem

vom Schneckenförderer 19 zugeführten verbrauchten ölschiefer 23' enthalten sind, zwecks Erzeugung eines Hochtemperatur-Verbrennungsgases. Der verbrauchte ölschiefer g 23', der am einen Ende in die Verbrennungseinrichtung eingeführt wird, wird bei der Drehung der Verbrennungseinrichtung 20 an ihrem anderen Ende ausgetragen, wobei mittels des über einenam unteren Ende der Verbrennungseinrichtung 20 angeordneten Brenner 27 in das Innere die-

]q ser Verbrennungseinrichtung 20 eingespritzten Brennstoffs sowie der in einem noch zu beschreibenden Heißwinderzeuger 21 erzeugten Heißluft zur Erzeugung eines Hochtemperatur-Verbrennungsgases die im verbrauchten Ölschiefer 23' enthaltenen kohlenstoffartigen Substanzen verbrannt werden.

Ein sich waagerecht drehender Heißwinderzeuger 21 erwärmt die Luft durch Wärmeaustausch mit dem aus der Verbrennungseinrichtung 20 ausgetragenen, heißen verbrauchten ölschie- fer 23', um die so erwärmte Luft in die Verbrennungseinrichtung 20 einzublasen. Die am einen Ende in den Heißwinderzeuger 21 eintretende Luft wird durch Wärmeaustausch mit dem noch auf hoher Temperatur befindlichen verbrauchten ölschiefer 23', dessen Kohlenstoffsubstanzen in der Verbrennungseinrichtung 20 verbrannt worden sind und der am anderen Ende in den Heißwinderzeuger 21 eingebracht wird, erwärmt und sodann in die Verbrennungseinrichtung eingeblasen. Ein Kühlbehälter 22 dient zur Wasserkühlung des nach dem Wärmeaustausch mit der Luft aus dem Heißwinderzeuger 21 ausgetragenen verbrauchten Ölschiefers 23".

Das nach der Abtrennung des Leichtöls über den Auslaß 13b des zweiten Abscheiders 13 entlassene Gas und das in der Verbrennunaseinrichtung 20 erzeugte heiße Verbrennungsgas werden in einen Wärmetauscher 18 eingeführt, in welchem

das vom Leichtöl befreite Gas durch Wärmeaustausch mit

dem Verbrennungsgas erwärmt und sodann in den Destillierraum c des Vertikal-Destillierofens 1 eingeblasen wird, g In eine das Verbrennungsgas von der Verbrennungseinrichtung 20 zum Wärmetauscher 18 leitende Rohrleitung ist ein Ventil 28 eingeschaltet. Ein Teil des heißen Verbrennungsgases von der Verbrennungseinrichtung 20 kann dabei unmittelbar in den Ölschiefer-Destillierraum c einjQ geblasen werden. In eine das heiße Verbrennungsgas unmittelbar in den Destillierraum c einführende Leitung ist ein weiteres Ventil 29 eingeschaltet.

Im folgenden ist ein Beispiel für die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Es wurde ein Vertikal-Destillierofen 1 verwendet, der zwei Gasräume und einen Ölschiefer-Behandlungsraum 2 eines rechteckigen Querschnitts mit zwei Langseiten von 1,0m Länge sowie zwei kürzeren Seiten von 0,6 m Länge und einer vertikalen Länge bzw. Höhe von 5 m aufweist. Die beiden Gasräume 3 befinden sich dabei an den langen Seiten des Behandlungsraums 2. ölschiefer 23 wurde in einer Menge von 13t pro Tag verarbeitet und über die Beschickungsöffnung 4 kontinuierlich in den Behandlungsraum 2 eingebracht. Ein im Wärmetauscher 18 auf 600° C erwärmtes Gas wurde über die Gaseinblasöffnung 10 in einer Menge von 730 Nm³/h in den Ölschiefer-Destillierraum c des Ofens 1 eingeblasen. Das in den Destillierraum c eingeblasene heiße Gas strömte dabei waagerecht durch den im Behandlungsraum 2 enthaltenen ölschiefer 23 unter Erwärmung desselben auf eine Temperatur von 400 bis 500° C zum Destillieren eines Gases, das gasförmiges Schieferöl vom ölschiefer 23 enthält.

Das mit dem gasförmigen Schieferöl beladene Gas wurde aus dem Destillierraum c über den Zwischenraum 9B an der waa-

gerechten Trennwand 8B in den Ölschiefer-Vorwärmerraum b und von diesem über den Zwischenraum 9A an der waagerechten Trennwand 8A in den Ölschiefer-Vorwärmraum a ' eingeleitet, waagerecht durch den im Behandlungsraum 2 enthaltenen Ölschiefer 23 geführt und dabei zur Vorwärmung des Ölschiefers benutzt.

Da das in den Destillierraum c eingeblasene heiße Gas in waagerechter Richtung den im Behandlungsraum 2 enthaltenen Ölschiefer 23 durchströmt, trat nur ein kleiner Druckabfall des Gases auf, so daß ein gasförmiges Schieferöl enthaltenes Gas wirksam abgezogen werden konnte. Da dieses das vergaste Schieferöl enthaltene Gas in den Vorwärmräumen a und b in waagerechter Richtung den Ölschiefer 23 im Behandlungsraum 2 durchströmt, tritt nur ein geringfügiger Druckabfall des Gases auf. Nach wirksamer Vorwärmung des im Behandlungsraum 2 befindlichen Ölschiefers 23 wurde das Gas mit einer Temperatur von etwa 150° C über den Gasauslaß 11 des Vorwärmraums a abgeführt.

Vom Gasauslaß wurde das das vergaste Schieferöl enthaltene Gas in den ersten Abscheider 2 eingeführt, darin gekühlt, wobei ein Schweröl 24 mit hohem Siedepunkt vom Gas abgetrennt und auf diese Weise gewonnen wurde. Nach der· Abtrennung des Schweröls 24 wurde dieses Gas über den Gasauslaß 12b aus dem ersten Abscheider 2 zum zweiten Abscheider 13 überführt. In letzterem wurde das Gas zur Abtrennung und Gewinnung von Leichtöl 25 gekühlt.

Der nach der Destillierung des gasförmigen oder vergasten Schieferöls eine Temperatur von etwa 500° C besitzende verbrauchte Ölschiefer 23' wurde über die am unteren Ende ³^ des Ölschiefer-Behandlungsraums 2 angeordnete Austrag-

Öffnung 5 ausgetragen und durch den Schneckenförderer zur Verbrennungseinrichtung 20 überführt. In der Verbrennungseinrichtung 20 wurden die im verbrauchten ölschiefer 23' enthaltenen kohlenstoffartigen Substanzen mittels des vom Brenner 27 eingespritzten Brennstoffs und der im Heißwinderzeuger 21 erzeugten heißen Luft verbrannt. In der Verbrennungseinrichtung 20 wurde dabei ein Verbrennungs(ab)gas mit einer Temperatur von etwa 880° C erzeugt. Dieses Verbrennungsgas wurde in den Wärmetauscher 18 eingeführt, um in diesem das über den Gasauslaß 13b des zweiten Abscheiders 13 nach der Abtrennung des Leichtöls abgeführte Gas mittels eines Wärmeaustausches auf etwa 600° C zu erwärmen. Dieses Gas wurde sodann mit einer Temperatur von etwa 600° C über die Gaseinlaßöffnung 10 in den Ölschiefer-Destillierraum c des Destillierofens 1 eingeblasen.

Der nach der Verbrennung der kohlenstoffartigen Substanzen in der Verbrennungseinrichtung 20 eine hohe Temepratur besitzende verbrauchte ölschiefer 23' wurde einem Wärmeaustausch mit Luft unterworfen, die über das Ende des Heißwinderzeugers 21 in diesen eingeblasen wurde. Die so erzeugte Heißluft wurde zur Beschleunigung der Verbrennung der kohlenstoffartigen Substanzen im verbrauchten ölschiefer 23' in die Verbrennungseinrichtung 20 eingeblasen. Nach dem Wärmeaustausch mit der Luft im Heißwinderzeuger 21 wurde der verbrauchte ölschiefer 23' zur Kühlung durch Wasser in den Kühlbehälter 22 überführt und anschließend verworfen bzw. abgeführt.

Die Abmessungen des Ölschiefer-Behandlungsraums 2 im Vertikal-Destillierofen 1 werden in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden ölschiefermenge und den Eigenschaften des zu behandelnden Ölschiefers, wie Fließfähigkeit,

Haftvermögen bzw. Zusammenballung und Festigkeit, gewählt. Beispielsweise kann mit einer Anlage aus 16 Destillieröfen mit jeweils einem Ölschiefer-Behandlungs-

c raum eines rechteckigen Querschnitts mit zwei kürzeren Seiten von 1 m Länge und zwei längeren Seiten von 10m Länge sowie einer lotrechten Länge bzw. Höhe von 10 m Ölschiefer in einer Menge von 20000 ρ pro Tag behandelt werden.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Vertikal-Destillierofen durch zwei waagerechte Trennwände in einen unteren Ölschiefer-Destillierraum sowie zwei obere Ölschiefer-Vorwärmräume unterteilt. In Abhängigkeit von der Größe des jeweiligen Destillierofens kann dieser jedoch durch eine einzige waagerechte Trennwand in einen unteren Destillierraum sowie einen oberen Vorwärmraum oder durch drei oder mehr waagerechte Trennwände in einen unteren Destillierraum und drei oder mehr obere vorwärmräume unterteilt sein. Bei der beschriebenen Ausführungsform sind außerdem zwei Abscheider (Separatoren) zur Abtrennung des Schieferöls von dem dieses in vergaster Form enthaltene^ vom Destillierofen gelieferten Gas vorgesehen, wobei der eine Abscheider zur Abtrennung des Schweröls und der andere zur Abtrennung des Leichtöls dient. Die Erfindung ist jedoch nicht auf zwei Abscheider beschränkt, vielmehr können auch drei oder mehr Abscheider vorgesehen sein.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als das in den Destillierraum des Vertikal-Destillierofens einzublasende Hochtemperaturgas bzw. heiße Gas, das nach der Abtrennung des Leichtöls im zweiten Abscheider erhaltene Gas im Wärmetauscher durch Wärmeaustausch mit dem heißen Verbrennungsabgas von der Verbrennung der im verbrauch-

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ten Ölschiefer enthaltenen kohlenstoffartigen Substanzen erwärmt und sodann im Umlauf eingesetzt. Wahlweise kann jedoch ein Verbrennungsgas oder ein anderes, in einer bestimmten Anlage erzeugtes Gas unmittelbar oder

,- nach Erwärmung durch Wärmeaustausch mit dem erwähnten heißen Verbrennungsgas in einem Wärmetauscher verwendet werden.

Beim Destillieren eines Schieferöls aus Ölschiefer tritt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie erwähnt, nur ein geringfügiger Druckabfall des in den Destillierofen eingeblasenen heißen Gases auf, so daß es möglich ist, eine große ölschiefermenge kontinuierlich mit hohem Wirkungsgrad in einem Destillierofen großer Kapazität zu behandeln oder zu verarbeiten und dabei ein Schieferöl hoher Güte zu gewinnen. Die Erfindung bietet somit einen großen industriellen Nutzeffekt.

Leerseite

Claims

Henkel, Kern, Feiler & Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Möhlstraße 37 Nippon Kokan Kabushiki Kaisha D-8000 München 80

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AP-124

13. April 1982

Vorrichtung zum Destillieren von Schieferöl aus Ölschiefer

PATENTANSPRÜCHE :

- Vorrichtung zum Destillieren von Schieferöl aus Ölschiefer,

dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Vertikal-Destillierofen (1) aufweist, der durch zwei lotrechte Trennwände (2a, 2b) mit jeweils mehreren Belüftungs-Öffnungen oder-Schlitzen (6) in einen Ölschiefer-Behandlungsraum (2) und zwei zu beiden Seiten derselben angeordnete Gasräume (3) unterteilt ist, daß der Behandlungsraum (2) an der Oberseite eine Ölschiefer-Beschickungsöffnung (4) und am Boden eine Ölschiefer-Austragöffnung (5) aufweist, daß der Destillierofen (1) weiterhin durch mindestens eine waagerechte Trennwand (8A, 8B) in einen unteren Ölschiefer-Destillierraum (c) und mindestens einen im

oberen Teil befindlichen Ölschiefer-Vorwärmraum (a, b) unterteilt ist, die über einen Zwischenraum (9A, 9B) am einen Ende der bzw. jeder Trennwand (8A, 8B) miteinander in Verbindung stehen, daß der Destillierraum (c) eine Gaseinblasöffnung (10) zum Einführen eines hohe Temperatur besitzenden bzw. heißen Gases aufweist und zum Destillieren eines gasförmigen oder vergasten Schieferöls aus dem im

jg Behandlungsraum (2) befindlichen Ölschiefer (23) dient, daß der (eine) Vorwärmraum (a) einen Gasauslaß. (11) zum Austragen eines Gases, das ein aus dem Ölschiefer (23) im Behandlungsraum (2) destilliertes gasförmiges Schieferöl enthält, aufweist und zum Vorwärmen des Ölschiefers (23) im Behandlungsraum (2) dient, wobei sich der über die Beschickungsöffnung (4) kontinuierlich eingegebene Ölschiefer im Behandlungsraum (2) fortlaufend von dem bzw. jedem Vorwärmraum (a, b) zum Destillierraum (c) bewegt, daß ein über die Gaseinblasöffnung (10) in den Destillierraum (c) eingeblasenes heißes Gas in waagerechter Richtung die Öffnungen oder Schlitze (6) in den beiden lotrechten Trennwänden (2a, 2b) sowie den im Behandlungsraum (2) befindlichen Ölschiefer (23) durchströmt, wobei der Ölschiefer im Vorwärmraum (a, b) vorgewärmt und im Destillierraum (c) durch Destillation ein gasförmiges Schieferöl aus dem vorgewärmten Ölschiefer gewonnen wird, und daß ein Abscheider (Separator) (12, 13) zur Verflüssigung des im heißen Gas, das vom Gasauslaß (11) zugeführt wird, enthaltenen gasförmigen Schieferöls zwecks Abtrennung desselben vom heißen Gas vorgesehen ist, der an seinem Boden einen Schieferöl-Auslaß (12a; 13a) zum Austragen des verflüssigten Schieferöls und an seiner Oberseite einen Gasauslaß (12b; 13b) zur Abfuhr des Gases

nach der Abtrennung des gasförmigen Schieferöls aufweist.

§ 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher (18) zur Erwärmung eines über die Gaseinblasöffnung (10) in den Destillierraum (c) einzublasenden Gases auf hohe Temperatur und durch eine Verbrennungseinrichtung (20) zum Verbrennen der kohlenstoffartigen Substanzen, die in dem verbrauchten, über die Austragöffnung (5) des Behandlungsraumes (2) ausgetragenen Ölschiefer enthalten sind, zwecks Erzeugung eines heißen Verbrennungs(ab)gases, das in den Wärmetauscher (18) einführbar ist, um in diesem durch Wärmeaustausch ein in den Destillierraum einzublasendes Gas zu erwärmen.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet , daß das Gas nach der Abtrennung des Schieferöls über den Auslaß (12b; 13b) des Abscheiders (12, 13) in den Wärmetauscher (18) einführbar ist, um in diesem durch Wärmeaustausch mit dem in der Verbrennungseinrichtung (20) erzeugten heißen Gas erwärmt und dann in den Destillierraum (c) eingeblasen zu werden.