DE3215658A1 - Verfahren zur retortenbehandlung eines kohlenstoff-enthaltenden feststoffs - Google Patents
Verfahren zur retortenbehandlung eines kohlenstoff-enthaltenden feststoffsInfo
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Description
Bestimmte natürlich vorkommende Kohlenstoff-enthaltende
Feststoffe, wie Ölschiefer, Teersande sowie Diatomeenerde, können zur Gewinnung eines Öls einer Retortenbehandlung
unterzogen werden, das sich zur Herstellung von Erdölprodukten eignet.
Anschließend an die Pyrolyse der in Form von Einzelteilchen vorliegenden, Feststoff-enthaltenden Kohle zur Extraktion
der flüchtigen Komponenten, wie öl und Kohlen-Wasserstoffgasen, bleibt ein festes Material zurück, das
als "Feststoffe-enthaltende retortenbehandelte Kohle" bezeichnet
wird. Dieses Material enthält restliches kohlenstoffhaltiges Material, das zur Erzeugung von Wärmeenergie
verbrannt werden kann. Die aus diesem rückständigen kohlenstoffhaltigen Material gewonnene Wärme kann zur Zufuhr
von Wärme für die Pyrolyse der frischen Feststoffeenthaltenden Kohle bei dem Retortenverfahren verwendet
werden.
Der anorganische Rückstand, der nach der Verbrennung der Feststoffe-enthaltenden retortenbehandelten Kohle zurückbleibt,
wird als "Asche" bezeichnet. Dieses Material wird bei einigen Retortenbehandlungsverfahren als "Wärmeträgermaterial"
rezykliert, d. h. die heiße Asche aus der Verbrennungseinrichtung wird mit roher Feststoff-enthaltender
Kohle vermischt und die zur Verfügung gestellte Wärme wird zur Retortenbehandlung des Rohmaterials verwendet. In diesem
Zusammenhang ist beispielsweise auf die US-PS 4 199 zu verweisen. Bei Verfahren dieser Art beträgt die maximale
Größe der Teilchen, die das Retortengefäß verlassen,
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gewöhnlich ungefähr 12,5 mm (0,5 inch) oder weniger.
Im Falle eines retortenbehandelten Ölschiefers wird während der Verbrennung des Restkohlenstoffs zur Erzeugung
von Wärme die physikalische Integrität der Schieferteilchen verändert und eine erhebliche Menge an feinkörnigem gebranntem Schiefer erzeugt, der nicht für eine Verwendung als rezyklisierte Wärmeträgerteilchen geeignet ist, da derartig feine Teilchen von dem Produktdampf in der Retorte mitgeschleppt werden würden. Daher ist
von Wärme die physikalische Integrität der Schieferteilchen verändert und eine erhebliche Menge an feinkörnigem gebranntem Schiefer erzeugt, der nicht für eine Verwendung als rezyklisierte Wärmeträgerteilchen geeignet ist, da derartig feine Teilchen von dem Produktdampf in der Retorte mitgeschleppt werden würden. Daher ist
es erforderlich, dieses feine Material vor der Rezyklierung der gröberen Teilchen abzutrennen.
Bei der Durchführung von Verfahren, die sich einer
SteigrohrVerbrennungseinrichtung zum Verbrennen des restlichen kohlenstoffhaltigen Materials in dem Feststoffenthaltenden retortenbehandelten Kohlenstoff bedienen,
ist eine ausreichende Verweilzeit erforderlich, um einen ausreichenden Wärmeübergang zwischen den heißen brennenden Teilchen und den kühleren im wesentlichen inerten Wärmeträgerteilchen sowie eine geeignete Umwandlung des
Brennstoffs in von der Umwelt akzeptierte Verbrennungsprodukte zu gewährleisten. Um die erforderliche Verweilzeit in der Verbrennungszone zu erzielen, ist gewöhnlich ein langes Steigrohr erforderlich.
SteigrohrVerbrennungseinrichtung zum Verbrennen des restlichen kohlenstoffhaltigen Materials in dem Feststoffenthaltenden retortenbehandelten Kohlenstoff bedienen,
ist eine ausreichende Verweilzeit erforderlich, um einen ausreichenden Wärmeübergang zwischen den heißen brennenden Teilchen und den kühleren im wesentlichen inerten Wärmeträgerteilchen sowie eine geeignete Umwandlung des
Brennstoffs in von der Umwelt akzeptierte Verbrennungsprodukte zu gewährleisten. Um die erforderliche Verweilzeit in der Verbrennungszone zu erzielen, ist gewöhnlich ein langes Steigrohr erforderlich.
Die Erfindung betrifft ein wirksames Verfahren zur Verbrennung
des in Form von Einzelteilchen vorliegenden Feststoffe enthaltenden retortenbehandelten Kohlenstoffs, insbesondere
eines retortenbehandelten Ölschiefers, sowie zur Abtrennung der feinen Teilchen von gebranntem Schiefer vor
der Rezyklierung einer groben Fraktion des gebrannten
Schiefers in das Retortenverfahren.
Schiefers in das Retortenverfahren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Retortenbehandlung eines in Form von Einzelteilchen vorliegenden Feststoffe-enthaltenden
Kohlenstoffs in einer Retortenzone unter Verwendung eines Wärxneträgermaterials, das durch
Verbrennen von in Form von Einzelteilchen vorliegendem retortenbehandeltem und Feststoffe-enthaltenden Kohlenstoff,
der restliches kohlenstoffhaltiges Material enthält, erhitzt wird und besteht darin,
(a) den retortenbehandelten Feststoffe-enthaltenden Koh-•
lenstoff aus der Retortenzone dem Bodenteil einer vertikalen Verbrennungszone zuzuführen, die sich durch
einen nach oben fließenden Gasstrom auszeichnet, der Sauerstoff enthält und eine Geschwindigkeit besitzt,
die dazu ausreicht, die Teilchen bis zu dem Oberteil der Verbrennungszone anzuheben, wobei die Teilchen
pneumatisch durch den Gasstrom mitgeschleppt und nach oben getragen werden;
(b) wenigstens einen Teil des kohlenstoffhaltigen Rückstandes
in dem retortenbehandelten, Feststoff^-enthaltenden
Kohlenstoff während seines Durchgangs von dem Bodenteil zu dem Oberteil der vertikalen Verbrennungszone
zu verbrennen;
(c) den restlichen kohlenstoffhaltigen Rückstand in einer zweiten Verbrennungszone zu verbrennen, die eine Atmosphäre
mit einer wenigstens stöchiometrischen Sauerstoff menge enthält, wobei ein nach oben gerichteter
Gasstrom durch die brennenden Teilchen gerichtet ist und der Gasstrom eine Geschwindigkeit besitzt,
welche nicht die Mitschleppgeschwindigkeit einer zuvor ausgewählten Teilchengröße übersteigt, und
(d) aus der zweiten Verbrennungszone Teilchen mit einer Größe zu gewinnen, die der zuvor ausgewählten Größe
entspricht oder größer ist als diese.
Die Erfindung wird durch die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Verbrennungsvor-.
richtung, die für eine Verwendung zum Verbrennen von retortenbehandeltem Ölschiefer geeignet ist;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung von Fig. 1, wobei jedoch
ein Fließbett aus ölschiefer in der zweiten Verbrennungszone verwendet wird;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform
der Erfindung, wobei ein getrenntes Steigrohr für das feinkörnige Material vorhanden
ist.
Die Erfindung wird zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. näher erläutert. Ölschiefer aus einem Retortenverfahren,
bestehend aus retortenbehandeltem Ölschiefer, der kohlenstoffhaltigen
Rückstand und Wärmeträgermaterial enthält, das im wesentlichen kein kohlenstoffhaltiges Material enthält,
gelangt mittels der Schiefereinlässe 4 und 6 in die daran angrenzende Zone 2. Ein Mitschleppgas, das Sauerstoff
enthält, gelangt in die Zone 2 über eine Luftleitung 8. Die Geschwindigkeit des Gases reicht dazu aus,
pneumatisch alle Teilchen des Ölschiefers mitzuschleppen und sie über die Länge des Steigrohrs 10 hinweg emporzuheben,
wobei das restliche kohlenstoffhaltige Material in dem retortenbehandelten Ölschiefer wenigstens teilweise
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verbrannt wird. Während des Durchgangs der Teilchen bis
zum Oberteil des Steigrohres 10 wird die Verbrennungswärme teilweise von den heißen brennenden Teilchen auf
die kühleren Wärmeträgerteilchen übertragen. Die Ölschieferteilchen verlassen das Steigrohr durch dessen offenes
oberes Ende 12 und gelangen in die zweite Verbrennungskammer 14, wo das kohlenstoffhaltige Material, das in
dem Schiefer zurückgeblieben ist, verbrannt wird. Etwa noch vorhandenes brennbares Gas, das in dem Steigrohr
infolge der kurzen Verweilzeit und einer tieferen Temperatur
noch nicht verbrannt worden ist, wird in der zweiten Verbrennungskammer verbrannt. Während des Durchgangs
der Teilchen bis zu dem Oberteil des Steigrohrs 10 wird die Verbrennungswärme teilweise von den heißen brennenden
Schieferteilchen auf die kühleren Wärmeträgerteilchen übertragen. Die zweite Verbrennungskammer enthält einen
konzentrischen Ring gasverteiler 16, in welchen ein Sauerstoff-enthaltendes Gas, gewöhnlich Luft, über die
Luftleitung 18 eingeführt wird. Ein Luftstrom mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr der Mitschleppgeschwindigkeit
für einen gebrannten Schiefer mit im voraus ausgewählter Größe entspricht, wird durch den konzentrischen
Ringgasverteiler 16 nach oben in die zweite Verbrennungskammer gerichtet. Feine Teilchen aus gebranntem Schiefer
in der zweiten Verbrennungskammer, d. h. diejenigen Teilchen, deren Größe kleiner ist als die zuvor ausgewählte
Teilchengröße, werden von dem Gasstrom mitgeschleppt und nach oben getragen und evtl. aus der zweiten Verbrennungskammer
durch die Abgasauslaßleitung 20 entfernt. Eine Ablenkplatte 22 dient dazu, zu verhindern, daß größere Teilchen
des Schiefers, die das Steigrohr 10 verlassen, in den Abgasauslaß gelangen. Die meisten größeren Teilchen
werden jedoch verlangsamt und fallen nach unten, ohne auf
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die Ablenkplatte aufzuprallen. Teilchen aus gebranntem
Schiefer mit einer Größe, die größer ist als die zuvor ausgewählte Größe, fallen hinter dem konzentrischen Ringgasverteiler
16 herab auf den Boden der zweiten Verbrennungskammer 14 und werden in einem Feststoffsammeltrichter
24 gesammelt. Die Höhe des verbrannten Ölschiefers in dem Sammeltrichter wird durch die Ventile 26
und 28 gesteuert, die mit den entsprechenden Peststoffauslässen 30 und 32 verbunden sind, durch welche die
groben Teilchen aus gebranntem ölschiefer für ihre Rezyklierung
als Wärmeträgermaterial oder zur Beseitigung als überschüssiges Material abgezogen werden.
Die in Fig. 2 gezeigte Verbrennungsvorrichtung ähnelt der unmittelbar vorstehend beschriebenen. Sie weist
eine Feststofferfassungszone 102, eine Steigrohrverbrennungseinrichtung
104 und eine zweite Verbrennungskammer 106, die auch als Großensegregator dient, auf. Der Hauptunterschied
liegt in dem Fehlen des konzentrischen Ringgasverteilers sowie des FeststoffSammeltrichters. Die
Verbrennungsvorrichtung von Fig. 2 weist eine perforierte Platte 108 auf, durch welche ein Fluidisierungsgas
in Form von Strahlen aus einer Gasverteilungskammer 110
strömt. Das Gas gelangt in die Gasverteilungskammer über einen Gaseinlaß 112. Keine Feststoffe können in die Gasverteilungskammer
während des Betriebs infolge der Gasstrahlen gelangen. Ein Fließbett aus gebranntem und brennendem
Schiefer 114 wird auf diese Weise an dem unteren Ende der zweiten Verbrennungskammer gebildet. Feine Teilchen
mit einer Mitschleppgeschwindigkeit, die geringer ist als die Geschwindigkeit des Fluidisierungsgases,
werden mitgeschleppt und durch den Gasauslaß 116 abgezogen. Das grobe Material in dem Fließbett wird durch die
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Feststoffabzugseinrichtung 118 abgezogen, die durch das
Ventil 120 gesteuert wird, und als Wärmeträgermaterial rezykliert oder verworfen. Ein Vorteil des Fließbettes
der Ausführungsform von Fig. 2 gegenüber der Ausführungsform
von Fig. 1 ist die zusätzliche Verweilzeit für die Feststoffe. Das Fließbett vermag vollständig ein Material
mit geringerer Verbrennungskinetik zu verbrennen, beispielsweise größere Teilchen eines retortenbehandelten
Schiefers, als dies unter Verwendung der Vorrichtung von Fig. 1 der Fall ist.
Die in Fig. 3 gezeigte Verbrennungsvorrichtung unterscheidet sich von der von Fig. 2 darin, daß feine Teilchen aus
retortenbehandeltem Schiefer in die zweite Verbrennungskammer direkt über einen getrennten Beschickungsstrom
aus dem Rest des retortenbehandelten Schiefers gelangen. Bei dieser Ausführungsform gelangt die Hauptmenge des
retortenbehandelten Schiefers einschließlich aller groben körnigen Fraktionen in das Steigrohr 202 über den
Einlaß 2 04. Eine feinere Fraktion aus retortenbehandeltem Schiefer, beispielsweise die Feinteilchen, die mit den
Produktdämpfen weggeschleppt werden, welche die Retorte verlassen und anschließend abgetrennt werden, wird direkt
der zweiten Verbrennungskammer 206 durch ein Steigrohr 208 zugeleitet, in dem die feinen Teilchen mit dem Rest
des Schiefers in dem Fließbett 210 vermischt werden. Gewöhnlich wird der feine retortenbehandelte Schiefer durch
das Steigrohr 208 in einem fluidisierten Zustand durch die Lüftungseinlässe 212 transportiert. Diese Ausgestaltung
ist insofern vorteilhaft, als die Verweilzeit der feinen Schieferteilchen in der Verbrennungszone erhöht
wird, so daß auf diese Weise mehr Zeit für eine vollständige Verbrennung der Feinteilchen und mehr Zeit zur
Erreichung des thermischen Gleichgewichts vor Erreichen
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der zweiten Verbrennungszone durch den Gasauslaß 214
zur Verfügung steht.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann die Verbrennung in dem vertikalen Steigrohr entweder stöchiometrisch oder unterstöchiometrisch durchgeführt
werden, d. h. mit ausreichendem Sauerstoff zur Unterstützung einer vollständigen Verbrennung des kohlenstoffhaltigen
Rückstands oder wahlweise in einer sauerstoffarmen Atmosphäre. In letzterem Falle wird
der zweiten Verbrennungszone eine solche Menge an Sauerstoff zugesetzt, die dazu ausreicht, das Gesamtverfahren,
d. h. sowohl die erste als auch die zweite Zone, auf einen stöchiometrisehen oder überschüssigen Sauerstoffgehalt
zu bringen.
Unvollständige -Verbrennungsprodukt©, die in der vertikalen
Verbrennungszone gebildet werden, werden in der zweiten Verbrennungszone vor dem- Verlassen der Verbren-0
nungseinrichtung verbrannt. Auf diese Weise werden schädliche Gase, wie Ammoniak,- Cyanwasserstoff und Kohlenmonoxid,
die in der vertikalen Verbrennungszone gebildet werden, in der zweiten Verbrennungszone zu für die
Umwelt annehmbaren Gasen verbrannt. Ferner wurde gefunden, daß in den Fällen, in denen Stickoxide während der
Verbrennung gebildet werden, die Menge an diesen schädlichen Gasen, die freigesetzt werden, dadurch auf einem
Minimum gehalten werden können, daß die vertikale Verbrennungszone nach der unterstöchiometrischen Methode
betrieben wird, d. h., daß eine sauerstoffarme Methode
durchgeführt wird, worauf sich eine Betriebsweise mit stöchiometrischem oder überschüssigem Sauerstoff in der
zweiten Zone anschließt. Die wirksame Kontaktierung zwischen dem Gas und den Feststoffen, die charakteristisch
für das erfindungsgemäße Verfahren ist, führt zu einer
ausreichenden Ausnutzung von Gas/Feststoff-Wechselwirkungen zur Steuerung der Freisetzung von schädlichen
Gasen. Beispielsweise wurde gefunden, daß Schwefeloxide mit Kalzium- und Magnesiumoxiden, die aus den entsprechenden Carbonaten in gebranntem Schiefer gebildet werden,
reagieren, wodurch ein Abgas erhalten wird, das im wesentlichen keine Schwefeloxide enthält.
Teilchen mit einer Größe von weniger als ungefähr 150 μπι
im Durchmesser sind gewöhnlich nicht für ein Retortenverfahren geeignet. Daher werden Teilchen unterhalb dieses
Bereiches vorzugsweise mit dem Abgas in der zweiten Verbrennungszone als mitgeschleppte Feinteilchen entfernt.
Die Ti~cnnung der feinen von den groben Teilchen erfolgt
erfindungsgemäß automatisch, vorausgesetzt, daß der Gasstrom
in die zweite Verbrennungszone der Mitschleppgeschwindigkeit
des feinen Materials entspricht oder diese Geschwindigkeit übersteigt. Es ist darauf hinzuweisen,
daß die Begriffe "fein" und "grob" relative Begriffe sind, die jeweilige Größe kann etwas schwanken, und zwar in
Abhängigkeit von- der Durchführungsweise des jeweiligen Retortenverfahrens. Bei solchen Verfahren, bei denen Teilchen
mit einem Durchmesser von weniger als ungefähr 150 Mikron nicht in dem Rezyklisierungsstroiti toleriert werden
können, kann der Begriff "fein" Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als ungefähr 150 Mikron umfassen.
In ähnlicher Weise kann unter anderen Umständen, unter denen Teilchen mit einer größeren minimalen Größe toleriert
werden können, die Definition "fein" entsprechend angepaßt werden.
Der Gasstrom, der zu dem Oberteil der vertikalen Verbrennungszone gelangt, muß oberhalb der Verstopfungsge-
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"' 5 υ ο ο
- 13 -
schwindigkeit des Ölschiefers liegen, der in den Bodenteil der Zone gelangt, d. h., die Gasgeschwindigkeit muß
dazu ausreichen, alle Teilchen, die in die Zone gelangen, mitzuschleppen. Übermäßige Geschwindigkeiten sind
gewöhnlich unerwünscht, da jede Erhöhung der Gasgeschwindigkeit von einer Erhöhung der Teilchenzerreibung begleitet
ist. Dies bedingt einen relativ engen Gasgeschwindigkeitsbetriebsbereich für eine aus einer einzigen
Stufe bestehenden Steigrohrverbrennungseinrichtung. 1.0 Die Erfindung bedient sich einer zweiten Verbrennungszone,
die einen wesentlich breiteren Operationsbereich für die Verbrennungseinrichtung gestattet.
Bei einem Verfahren, bei dem die maximale Teilchengröße ungefähr 7 mm im Durchmesser beträgt, ist eine Geschwindigkeit
von wenigstens ungefähr 15 m/s (50 feet/second)
erforderlich, um eine Verstopfung zu vermeiden. Gleichzeitig sind Geschwindigkeiten von mehr als 45 m/s (150
feet/second) im allgemeinen unerwünscht infolge einer 0 erhöhten Teilchenzerreibung. Im allgemeinen werden Geschwindigkeiten
zwischen ungefähr 33 und ungefähr 36 m/s (110 und 120 feet/second) bei einer maximalen Teilchengröße
von 7 mm im Durchmesser bevorzugt. Eine kleinere maximale Teilchengröße würde eine geringere Geschwindigkeit
erlauben.
In der zweiten Verbrennungszone werden geringere Gasgeschwindigkeiten
zur Abtrennung des feinen Materials von dem grober körnigen Material eingehalten. Gewöhnlich
schwankt die Gasgeschwindigkeit am Oberteil der zweiten Verbrennungszone von ungefähr 30 cm bis ungefähr 6 m/s
(1 - 20 feet/second). Ist eine Fraktionsgröße von ungefähr 150 Mikron erwünscht, dann ist eine Oberflächengasgeschwindigkeit
von ungefähr 1,20 m/s in dem oberen Teil
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der zweiten Verbrennungszone erforderlich. Die für die
Durchführung der Verbrennung der zweite Stufe und für die Abtrennung der Teilchen ausgewählte genaue Geschwindigkeit
hängt von der Ausgestaltung der Verbrennungsvorrichtung ab.
Unter dem Begriff "Mitschleppgasgeschwindigkeit" ist die
minimale Geschwindigkeit eines Gasstroms zu verstehen, die notwendig ist, eine gegebene Teilchengröße in einer
gegebenen Umgebung mitzuschleppen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Weise
zur Durchführung eines ölschieferretortenverfahrens
angewendet, bei dem rezyklierter gebrannter Schiefer als Wärmeträgermaterial verwendet wird. Diese Methode zur
Verbrennung des rückständigen kohlenstoffhaltigen Materials
in dem retortenbehandelten Ölschiefer ist besonders vorteilhaft, wenn in dem Retortenverfahren Rohölschiefer
und Wärmeträgermaterial in einem sich nach unten bewegen-0 den Bett kontaktiert werden. In diesem Falle kann die
Verbrennungseinrichtung direkt in das Retortengefäß integriert
werden. Die zweite Verbrennungszone würde sich dann in einer direkt darüber befindlichen Position zu dem Retortengefäß
befinden und kann in der Weise ausgestaltet werden, daß rezyklierbare gröbere Schieferteilchen direkt
dem Oberteil der Retorte zugeführt werden. In ähnlicher Weise kann der retortenbehandelte Schiefer in dem Bodenteil
des Retortengefäßes direkt dem Bodenteil der vertikalen
Verbrennungszone zugeleitet werden.
Andere Verfahrensvarianten, die sich des erfindungsgemäßen
Prinzips bedienen, können unter Verwendung verschiedener anderer Typen von Wärmeübergangsmaterialien durchgeführt
werden, beispielsweise unter Einsatz von kerami-
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sehen Massen, Sand, Aluminiumoxid, Stahl oder dgl. Sogar
bei den Verfahren, bei denen verbrannter Schiefer als hauptsächliches Wärmeträgermaterial verwendet wird,
ist es oft erforderlich, ein ergänzendes Wärmeträgermaterial dem System zuzugeben. In jedem Falle wird das
ergänzende Wärmeübertragungsmaterial einfach mit der Beschickung zu dem Bodenteil der vertikalen Verbrennungszone
vermischt. Im übrigen ist die Verfahrensweise die gleiche, wie sie bereits beschrieben worden ist.
10
Es wird eine Verbrennungsvorrichtung, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, zur Erzeugung von 10 000 Barrels pro Tag
aus einem Ölschiefer verwendet. In der ersten Stufe besitzt das Steigrohr eine Länge von 18m und einen Durchmesser
von 90 cm und arbeitet mit einer 5 0 %igen stöchiometrischen Menge von Sauerstoff zur Erzielung einer teilweisen
Verbrennung des kohlenstoffhaltigen Rückstands während
der Verweilzeit in dem Steigrohr. Die Verbrennungseinrichtung in der zweiten Stufe vergrößert sich von
6 m im Durchmesser an der Steigrohröffnung auf 9 m am Oberteil. Eine Gasgeschwindigkeit von ungefähr 1,2 m/s
wird in der zweiten Verbrennungszone aufrechterhalten.
Die Gesamthöhe des Gefäßes, welches die Verbrennungszone
der zweiten Stufe enthält, beträgt 9 m. Dies reicht dazu aus, eine Verlangsamung der meisten Teilchen zu bewirken,
ohne daß diese auf die Deflektorplatte an dem Oberteil der zweiten Verbrennungskammer aufprallen.
Claims (8)
- MÜLLEB-BOBE · DETJFEL · SCHÖN 'HIBTELPATENTANWÄLTE 3SUBOPKAN PATEST ATTOKNBXSDR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-1975) DR. PAUL DEUFEL. DIPL.-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL, DIPL.-PHYS.C 3353 S/smChevron Research Company525 Market Street,San Francisco, Calif. 94105,USAVerfahren zur Retortenbehandlung eines Kohlenstoffenthaltenden FeststoffsPatentansprücheVerfahren zur Retortenbehandlung eines Kohlenstoffenthaltenden Feststoffs in einer Retortenbehandlungszone unter Verwendung eines Wärmeträgermaterials, das durch Verbrennen von in Form von Einzelteilchen vorliegenden retortenbehandelten Kohlenstoff-enthaltenden Feststoffen, die restliches kohlenstoffhaltiges Material enthalten, erhitzt worden ist:MÜNCHEN 86, S]EBERTSTR. 4 · POB 860720 · KABEL: MUEBOPAT · TEL. (089) 474005 · TELECOPIER XEROX 400 · TELEX 5-24285(a) der retortenbehandelte Kohlenstoff, der Feststoff enthält, aus der Retortenbehandlungszone dem Bodenteil einer vertikalen Verbrennungszone zugeleitet wird, die sich durch einen nach oben fließenden Gasstrom auszeichnet, der Sauerstoff enthält, und eine Geschwindigkeit besitzt, die dazu ausreicht, die Kohlenstoffteilchen, die Feststoff enthalten, bis zum Oberteil der Verbrennungszone anzuheben, wobei die Teilchen durch den Gasstrom pneumatisch mitgeschleppt und nach oben getragen werden,(b) wenigstens ein Teil des kohlenstoffhaltigen Rückstandes in dem retortenbehandelten, Feststoff-enthaltenden Kohlenstoff während seines Durchgangs von dem Bodenteil zu dem Oberteil der vertikalen Verbrennungszone verbrannt wird,(c) der zurückbleibende kohlenstoffhaltige Rückstand in einer zweiten Verbrennungszone verbrannt wird, die eine Atmosphäre mit einer wenigstens stöchiometrischen Sauerstoffmenge enthält, wobei ferner ein nach oben gerichteter Gasstrom durch die brennenden Teilchen hindurch vorhanden ist und der Gasstrom eine Geschwindigkeit besitzt, welche nicht die Mitschleppgeschwindigkeit einer zuvor ausgewählten Teilchengröße übersteigt, und(d) von der zweiten Verbrennungszone solche Teilchen mit einer Größe gewonnen werden, die gleich der Größe der zuvor ausgewählten Teilchen ist oder größer als diese Größe ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verbrannten Teilchen mit zuvor ausgewählter Größe, die aus der zweiten Verbrennungszone gewonnen werden, als Wärmeträgermaterial verwendet werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben gerichtete Gasstrom in der vertikalen Verbrennungszone eine Geschwindigkeit zwischen ungefähr 15 m/s (50 feet per second) bis ungefähr 45 m/s (150 feet per second) besitzt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit zwischen ungefähr 33 und ungefähr 36 m/s (110 bis 120 feet/second) schwankt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben gerichtete Gasstrom in der zweiten Verbrennungszone eine Geschwindigkeit zwischen ungefähr 30 cm und ungefähr 6 m/s (1 bis ungefähr 20 feet per second) besitzt.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung in der vertikalen Verbrennungszone mit einer unterstöchiometrischen Sauerstoffmenge durchgeführt wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des retortenbehandelten, Feststoffenthaltenden Kohlenstoffs, die dem Bodenteil der vertikalen Verbrennungsζone zugeführt werden, nicht größer als ungefähr 12,5 mm (0,5 inch) sind.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Kohlenstoff-enthaltende Feststoff ein Ölschiefer ist.
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