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Verfahren zum Abtrennen von leichtem Öl von damit
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verbundenen Feststoffen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Entfernen von leichtem Öl
von Feststoffen. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf das Entfernen von
restlichem leichtem Öl von Feststoffen, die bei einem Verfahren erhalten werden,
in welchem ein Wasser-Feststoff-System mit einem leichten fluidierenden Öl vermischt
und dann der Entwässerung durch Hitzeverdampfung unterworfen wird.
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Die wirtschaftliche Beseitigung von festen Abfallstoffen und die Rückgewinnung
von reinem Wasser aus wäßrigen Lösungen und Dispersionen ist ein bekanntes Problem.
Es kommt auch häufig vor, daß es notwendig ist, reines Wasser und wertvolle Feststoffe
aus wäßrigen Lösungen und Dispersionen
zurückzugewinnen. Vorrichtungen
und Verfahren zur Rückgewinnung von Wasser aus Wasser-Feststoff-Systemen sollten
idealerweise so sein, daß alle dafür erforderlichen Teile leicht verfügbar sind
und Umweltverschmutzung vermieden wird. Das Verfahren sollte wirtschaftlich und
hygienisch durchführbar sein und zu reinem Wasser führen.
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Ferner ist es wünschenswert, im Fall der Rückgewinnung von reinem
Wasser Nebenprodukte zu erhalten, sowohl feste als auch flüssige, die entweder selbst
wertvoll sind oder die dazu verwendet werden können, die Wirtschaftlichkeit des
Verfahrens noch zu steigern. Der hierin gebrauchte Ausdruck "Wasser-Feststoff-System"
schließt Suspensionen, Dispersionen, Lösungen, Gemische und andere Formen fließfähiger
Zusammensetzungen von Feststoffen in Wasser ein.
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In der DE-PS 25 22 953 der Anmelderin mit dem Titel Verfahren zur
Abtrennung von schwerflüchtigem Restöl aus trockenen Feststoffen sind ein Verfahren
und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung beschrieben, wobei Wasser-Feststoff-Systeme
mit einem verhältnismäßig nicht flüchtigen dünnflüssigen Öl vermischt werden; das
erhaltene Gemisch wird durch Verdampfen entwässert. Die gebildete Aufschlämmung
von im wesentlichen wasserfreien Feststoffen in fluidierendem Öl trennt sich dann
in eine Ölphase
und eine Feststoffphase. Die Feststoffe haben jedoch
eine erhebliche Menge fluidierenden Öls absorbiert, welches die Feststoffe verunreinigt
und dem Verfahren verlorengeht, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens verschlechtert.
Deshalb werden die mit fluidierendem Öl beladenen Feststoffe nachfolgend einer Extraktion
mit einem verhältnismäßig flüchtigen, mit Wasser nicht mischbaren leichten Öl unterworfen.
Die mit leichtem Öl beladenen Feststoffe werden in direkten Kontakt mit Blasdampf
gebracht,um die Entfernung des restlichen mit Wasser nicht mischbaren leichten Öls
von den Feststoffen zu bewirken.
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In der DE-OS 30 30 287 der Anmelderin, "Verfahren und Vorrichtung
zur Rückgewinnung von reinem Wasser und im wesentlichen trockenen Feststoffen aus
Wasser-Feststoff-Systemen", sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung
beschrieben, bei welchem ein Wasser-Feststoff-System mit einem relativ flüchtigen,
mit Wasser nicht mischbaren leichten fluidierenden Öl niedriger Viskosität unter
Bildung eines Gemisches vermischt wird, welches der Entwässerung durch Hitzeverdampfung
unterworfen wird, wodurch im wesentlichen alles Wasser und mindestens ein Teil des
leichten fluidierenden Öl verdampft und anschließend rückgewonnen wird. Das leichte
fluidierende Öl wird dann weitgehend von den Feststoffen abgetrennt.
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Die mit restlichem leichtem fluidierenden Öl beladenen
Feststoffe
werden dann in direkten Kontakt mit Blasdampf gebracht, um die Entfernung des restlichen
leichten fluidierenden Öls zu bewirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen
von leichtem Öl von damit verbundenen Feststoffen zu schaffen.
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Nach einer Ausführungsform soll restliches leichtes Öl von Feststoffen
entfernt werden, die bei der Entwässerung eines Gemisches von einem Wasser-Feststoff-System
in einem relativ flüchtigen, mit Wasser nicht mischbaren leichten fluidierenden
Öl erhalten worden sind. Nach einer weiteren Ausführungsform soll restliches leichtes
Öl von Feststoffen entfernt werden, die durch Entwässerung eines Gemisches von einem
Wasser-Feststoff-System in einem relativ nicht flüchtigen fluidierenden Öl erhalten
worden sind, wobei die wasserfreien Feststoffe von dem nicht flüchtigen fluidierenden
Öl abgetrennt und das restliche fluidierende Öl davon mittels eines relativ flüchtigen
leichten Öls extrahiert werden. Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung
sollen weitgehend trockene, von fluidierendem Öl freie Feststoffe aus einem Wasser-Feststoff-System,
das in einem fluidierenden Öl entwässert worden ist, zurückgewonnen werden. Ferner
soll reines Wasser aus Wasser-Feststoff-Systeiren zurückgewonnen werden.
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Darüber hinaus soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
mit allen seinen Ausführungsforiren bereitgestellt werden.
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Die Aufgabe wird durch das Verfahren des Anspruches 1 und die Vorrichtung
des Anspruches 25 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Zusammenfassend gesagt, umfassen das Verfahren und die Vorrichtung
nach der Erfindung eine Reihe von Stufen oder eine systematische Anordnung von Bauteilen
für die Abtrennung leichten Öls von damit verbundenen Feststoffen.
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Genauer gesagt betrifft die Erfindung die Entfernung von restlichem
leichtem Öl von Feststoffen, die bei der Entwässerung eines Gemisches von einem
Wasser-Feststoff-System und fluidierendem Öl erhalten worden sind. In einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein Wasser-Feststoff-System mit einem relativ nicht flüchtigen
fluidierenden Öl zu einem Gemisch aufgeschlämmt, das durch Hitzeverdampfung entwässert
wird. Die weitgehend wasserfreie Aufschlämmung von Feststoffen in fluidierendem
Öl wird dann in die Ölphase und die Feststoffphase getrennt.
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Da die Feststoffe merkliche Mengen an relativ nicht flüchtigem fluidierendem
Öl absorbiert haben, werden sie einer Extraktionsstufe unter Verwendung eines relativ
flüchtigen leichten Öls unterworfen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung
wird ein Wasser-Feststoff-System mit einem relativ flüchtigen, mit Wasser nicht
mischbaren leichten fluidierenden Öl niedriger Viskosität vermischt und das resultierende
Gemisch der Entwässerung
durch Hitze unterworfen, wodurch weitgehend
alles Wasser und mindestens ein Teil des leichten fluidierenden Öls verdampft und
anschließend zurückgewonnen werden. Das leichte fluidierende Öl wird dann weitgehend
von den Feststoffen entfernt. Durch das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung
wird bei jeder der vorstehenden Ausführungsformen das restliche leichte Öl von den
abgetrennten trockenen Feststoffen auf wirtschaftliche Weise zurückgewonnen.
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Die vorstehenden und weitere Merkmale werden durch die praktische
Durchführung der Erfindung erfüllt. Allgemein gesagt besteht die Erfindung von einem
ihrer Grundaspekte aus gesehen, in einem Verfahren zur Abtrennung von leichtem Öl
von damit verbundenen Feststoffen, welches folgende Stufen einschließt: 1. In direkten
Kontakt bringen der mit leichtem Öl beladenen Feststoffe mit einem heißen inerten
Blasgas, um dadurch das leichte Öl von den Feststoffen durch Hitzeverdampfung zu
entfernen, und 2. Wegführen des ausströmenden, dampfförmiges leichtes Öl enthaltenden
inerten Blasgases von den Feststoffen.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren wird in einer Vorrichtung zum
Abtrennen leichten Öls von damit verbundenen
Feststoffen durchgeführt,
welche eine systematische Anordnung von Bauteilen einschließt, wie folgt: 1. Einen
Entöler, der zur Aufnahme von mit leichtem Öl beladenen Feststoffen geeignet ist;
2. Teile zum Erzeugen von heißem inertem Blasgas; 3. eine Leitung, die sich von
den Teilen zur Erzeugung heißen inerten Blasgases zu dem Entöler erstreckt, durch
welche heißes inertes Blasgas strömen kann, um in direkten Kontakt mit den mit leichtem
Öl beladenen Feststoffen in dem Entöler zu kommen; und 4. ein Belüftungsteil, das
sich von dem Entöler erstreckt, und durch welches das ausströmende inerte Blasgas,
welches das dampfförmige leichte Öl enthält, strömen kann.
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Durch die Erfindung ist somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Abtrennen leichten Öls von damit verbundenen Feststoffen geschaffen. Genauer gesagt
stellt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von restlichem
leichtem Öl von Feststoffen, die bei der Entwässerung eines Gemisches von einem
Wasser-Feststoff-System und einem fluidierenden Öl erhalten worden sind, bereit.
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Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform ist das fluidierende
Öl ein relativ flüchtiges, mit Wasser nicht mischbares leichtes Öl. Die Erfindung
ist gekennzeichnet
durch die Rückgewinnung nicht nur reinen Wassers
von Wasser-Feststoff-Systemen, die in einem leichten Öl entwässert worden sind,
sondern auch von restlichem leichtem Öl von den Feststoffen. Die Wasser-Feststoff-Systeme
werden mit einem relativ leicht flüchtigen, mit Wasser nicht mischbaren, leichten
fluidierenden Öl niedriger Viskosität vermischt und das Gemisch einer Entwässerung
durch Hitzeverdampfung unterworfen, um im wesentlichen das ganze Wasser und einen
Teil des leichten Öls zu entfernen. Das zurückgebliebene leichte fluidierende Öl
wird dann weitgehend von den Feststoffen abgetrennt. Die mit leichtem fluidierendem
Öl beladenen Feststoffe werden danach in einer Entölungsstufe direkt mit heißem
inertem Gas, hierin mit Blasgas bezeichnet, in Kontakt gebracht. Der direkte Kontakt
des leichten Öls mit dem heißen inerten Blasgas verursacht seine Verdampfung und
Trennung von den Feststoffen. Im Gegensatz zu dem in der DE-PS 25 22 953 und der
DE-OS 30 30 287 beschriebenen Verfahren, wo die Entölung durch Kontakt der mit leichtem
fluidierendem Öl beladenen Feststoffen mit Blasdampf erfolgt, ist bei dem vorliegenden
Verfahren eine größere Öl-Wasser-Trennung nicht erforderlich, wie es nach Kondensation
des ausströmenden Blasdampfes und dampfförmigen leichten Öls der Fall ist.
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Die Erfindung und die Vorteile, zu der sie führt, wird nachstehend
in Verbindung mit den beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine
Vorrichtung zur Durchführung der Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Gemisch
von einem Wasser-Feststoff-System in einem relativ flüchtigen, mit Wasser nicht
mischbaren leichten fluidierenden Öl der Entwässerung durch Hitzeverdampfung unterworfen
wird und anschließend der größte Teil des leichten fluidierenden Öls von den weitgehend
wasserfreien Feststoffen entfernt wird. Die weitgehend wasserfreien Feststoffe,
die noch restliches leichtes Öl enthalten, werden in einem Entöler mit gasförmigen
Verbrennungsprodukten eines Ofens in direkten Kontakt gebracht. Die gasförmigen
Verbrennungsprodukte wirken als heißes inertes Blasgas, um die Trennung des restlichen
leichten Öls von den Feststoffen zu erleichtern.
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Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung der Ausführungsform, bei
der ein Gemisch von einem Wasser-Feststoff-System in einem relativ nicht flüchtigen
fluidierenden Öl der Entwässerung durch Hitzeverdampfung unterworfen wird und anschließend
die Hauptmenge des nicht flüchtigen Öls von den weitgehend
wasserfreien
Feststoffen abgetrennt wird.
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Die weitgehend wasserfreien Feststoffe haben merkliche Mengen des
relativ nicht flüchtigen Öls absorbiert, das durch Extraktion mit einem relativ
flüchtigen leichten Öl entfernt wird.
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Die Feststoffe, die restliches leichtes Öl enthalten, werden in einem
Entöler direkt mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten eines Ofens in Kontakt
gebracht. Die gasförmigen Verbrennungsprodukte wirken als heißes inertes Blasgas,
um die Trennung restlichen leichten Öls von den Feststoffen zu bewerkstelligen.
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Fig. 3 einen Teil der in den Figuren 1 oder 2 gezeigten Vorrichtung
in abgewandelter Form, worin das heiße inerte Blasgas ein inertes Gas ist, das in
dem Ofen der Vorrichtung oder in einer Vorrichtung, die sonst nicht mit der in Fig.
1 oder 2 gezeigten Vorrichtung verbunden ist, erhitzt wird.
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Fig. 4 einen Teil der in den Figuren 1 oder 2 gezeigten Vorrichtung
in abgewandelter Form, worin das heiße inerte Blasgas ein gasförmiges Verbrennungsprodukt
eines Ofens, der sonst nicht mit der in Fig. 1 oder 2 gezeigten Vorrichtung verbunden
ist.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Trennung
von leichtem Öl von damit verbundenen Feststoffen. Insbesondere ist die Erfindung
auf die Entfernung restlichen leichten Öls von Feststoffen, die vorher in einem
fluidierenden Öl weitgehend entwässert worden sind, gerichtet. Eine Ausführungsform
des Verfahrens umfaßt das Mischen eines Wasser-Feststoff-Systems mit einem verhältnismäßig
leicht flüchtigen, mit Wasser nicht mischbaren leichten fluidierenden Öl niedriger
Viskosität, um ein Gemisch zu erhalten, welches, nachdem im wesentlichen sein ganzer
Wassergehalt entfernt worden ist, flüssig und pumpfähig bleibt. Danach wird das
resultierende Gemisch von Feststoffen, Wasser und Öl einer Entwässerungsstufe durch
Verdampfen unter Hitzeeinwirkung unterworfen, wodurch im wesentlichen das ganze
Wasser und mindestens ein Teil des leichten fluidierenden Öls verdampft und anschließend
zurückgewonnen wird. Wasser-Feststoff-Systeme mit extrem hohem Wassergehalt (extrem
verdünnte Systeme) können vor dem Vermischen mit dem leichten Öl durch Eindampfen
konzentriert werden. Die bei der nachfolgenden Öl-Entwässerungsstufe anfallenden
Dämpfe können dazu verwendet werden, Energie an die Konzentrierungsstufe des Verdampfungssystems
zu liefern. Im Anschluß an die Entwässerung
wird das leichte Öl
weitgehend von Feststoffen entfernt. Die Feststoffe, welche restliches leichtes
fluidierendes Öl tragen, werden in direkten Kontakt mit einem heißen inerten Blasgas
gebracht, wodurch das restliche leichte Öl durch Hitzeverdampfung entfernt wird.
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Eine andere Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Mischen eines
Wasser-Feststoff-Systems mit einem relativ nicht flüchtigen Öl, um ein Gemisch zu
erhalten, welches, nachdem im wesentlichen sein ganzer Wassergehalt entfernt worden
ist, flüssig und pumpfähig bleibt. Danach wird das resultierende Gemisch von Feststoffen,
Wasser und Öl einer Entwässerungsstufe durch Hitzeverdampfen und anschliessende
Rückgewinnung des verdampften Wassers und einer weitgehend wasserfreien Aufschlämmung
der Feststoffe in Öl unterworfen. Wasser-Feststoff-Systeme mit extrem hohem Wassergehalt
können vor dem Vermischen mit dem Öl durch Verdampfen konzentriert werden. Die Aufschlämmung
von Feststoffen in Öl wird getrennt, um das relativ nicht flüchtige Öl und mit restlichem
nicht flüchtigem Öl beladene Feststoffe zu erhalten. Das restliche nicht flüchtige
Öl wird von den Feststoffen weitgehend durch Extraktion mit einem leichten Öl relativ
niedriger Viskosität entfernt. Die mit leichtem Öl beladenen Feststoffe werden dann
direkt mit heißem inertem Blasgas in Kontakt gebracht, wobei das relativ flüchtige
leichte Öl durch Hitzeverdampfung
entfernt wird.
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Eine kritische Stufe bei der praktischen Durchführung der Erfindung
ist das direkte Inkontaktbringen der mit leichtem Öl beladenen Feststoffe mit heißem
inertem Blasgas, um die Verdampfung des leichten Öls zu bewirken. Wenn sich das
heiße inerte Blasgas bei einer ausreichend hohen Temperatur befindet, wird es die
latente Wärme für die Verdampfung des leichten Öls liefern. Andererseits können
die mit leichtem Öl beladenen Feststoffe direkt mit inertem Blasgas bei einer niedrigeren
Temperatur in Kontakt gebracht werden, vorausgesetzt, es wird genügend Wärme für
die Verdampfung des leichten Öls von einer externen Quelle, wie einer mit Heizmantel
versehenen Vorrichtung, zugeführt.
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Unter leichtem Öl wird eine organische Flüssigkeit verstanden, die
sowohl relativ fluid als auch relativ flüchtig ist.
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In dem Fall, in dem das bei der Entwässerung des Wasser-Feststoff-Systems
verwendete Öl ein fluidierendes Öl ist, sollte es auch mit Wasser nicht mischbar
sein. Wenn das leichte Öl nur zum Extrahieren eines relativ nicht flüchtigen Öls
von den damit verbundenen Feststoffen verwendet wird, braucht das leichte Öl nicht
mit Wasser nicht mischbar sein, sondern sollte mit dem relativ nicht flüchtigen
Öl mischbar sein. Bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung erleichtert
der direkte Kontakt der mit leichtem
Öl beladenen Feststoffe mit
einem heißen inerten Blasgas die schnelle und wirtschaftliche Trennung des leichten
Öls von den Feststoffen.
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Bei der Durchführung der Erfindung wird der im wesentlichen wasserfreie
Brei von Feststoffen in leichtem fluidierendem Öl einer Trennstufe unterworfen,
um leichtes fluidierendes Öl und die Feststoffe in einem weitgehend trockenen Zustand,
aber leichtes fluidierendes Öl absorbiert enthaltend, zu erhalten. Dies kann mittels
Schwerkraft oder durch mechanisches Pressen des wasserfreien Breies, entweder statisch
oder dynamisch oder auf beide Arten, durchgeführt werden, wodurch der größte Teil
des Öls von den Feststoffen abgetrennt wird. In manchen Fällen, wie bei der Verarbeitung
von Nahrungsmitteln, Abwasserschlämmen, Rohmaterialien durch Ausschweißen oder Schlachthausabfällen,
enthält das Material selbst eine beträchtliche Menge Öl, unabhängig von dem leichten
fluidierenden Öl, das vor der Entwässerungsstufe zugegeben wird. Wenn das Öl ein
leichtes Öl ist, wird es entweder während der Entwässerung verdampft und anschliessend
zurückgewonnen oder zusammen mit den Feststoffen und dem Hauptteil des zugesetzten
fluidierenden Öls durch die Entwässerungsstufe geführt und von dem entwässerten
Brei zusammen mit dem zugesetzten Öl abgetrennt. Wenn der im wesentlichen wasserfreie
Brei einer genügend wirksamen Abtrennung unterworfen wird, kann dies so durchgeführt
werden, daß Öl in einem Ausmaß oder einer Menge erhalten wird,
die
gleich ist oder die Menge überschreitet, in der vorher Öl dem Wasser-Feststoff-System
zugesetzt wurde. Wenn das Öl, mit dem das Wasser-Feststoff-System verbunden ist,
ein schweres, relativ nicht flüchtiges Öl ist und wenn das fluidierende Öl ein leichtes,
relativ flüchtiges Öl ist, kann es von den weitgehend trockenen Feststoffen durch
das leichte fluidierende Öl während der Abtrennstufe, z.B.
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durch Pressen, extrahiert, vom leichten Öl abgetrennt und zurückgewonnen
werden. Wenn alternativ das fluidierende Öl ein schweres, relativ nicht flüchtiges
Öl ist, kann das mit den Feststoffen verbundene Öl Teil des fluidierenden Öls werden.
Nach Abtrennen der Hauptmenge des schweren fluidierenden Öls werden die im wesentlichen
trockenen Feststoffe, die noch restliches schweres Öl enthalten, mit einem leichten
Öl extrahiert, um das schwere Öl von den Feststoffen zu entfernen.
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Es ist allgemein wünschenswert, das die Ölabtrennungs- und die Entölungsstufe
zusammen genug Öl für die Wiederverwendung in der Entwässerungsstufe ergeben, so
daß das Verfahren bezüglich dem erforderlichen leichten fluidierenden Öl selbstversorgend
ist. Noch besser wäre es, wenn in einigen Fällen die Ölabtrenn- und die Entölungsstufe
etwas mehr leichtes Öl liefern würde als in der Entwässerungsstufe benötigt wird,
so daß das Verfahren einen Ertrag an Öl bringen würde.
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Unabhängig davon, wie kräftig die Trennung, z.B. das Pressen des im
wesentlichen wasserfreien Breies von festen Stoffen in fluidierendem Öl vorgenommen
wird, werden die zurückgewonnenen Feststoffe noch erhebliche Mengen Öl absorbiert
haben, das, wenn es nicht zurückgewonnen wird, dem Verfahren verlorengeht. Die Mittel
der Flüssig-Fest-Trennung zur Abtrennung des fluidierenden Öls von den Feststoffen
kann z.B. Absetztank sein, in welchem die Abtrennung mittels Schwerkraft erfolgt.
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Das Trennmittel kann auch eine mechanische Presse sein, z.B. eine
statische, wie eine hin- und hergehende Filterpresse, oder,was noch günstiger ist,
eine dynamische Abtrennvorrichtung, wie eine Zentrifuge. Es können auch beide Pressenarten
verwendet werden. Demgemäß wird das meiste Öl aus den Feststoffen z.B. in einer
Zentrifuge herausgepreßt, und das Öl kann in einem geeigneten Sammelbehälter gesammelt
werden, wo es für die Wiederverwendung in dem Verfahren, wenn gewünscht, zur Verfügung
steht.
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In dem Fall, in dem ein Wasser-Feststoff-System in einem leichten,
relativ flüchtigen fluidierenden Öl entwässert wird, kann das Wasser-Feststoff-System
ursprünglich ein leichtes Öl enthalten. In diesem Fall wird das leichte Öl zurückgewonnen
und kann bei der Entwässerung wiederverwendet werden. Wenn andererseits das Wasser-Feststoff-System
ursprünglich ein schweres Öl enthält, kann es von den weitgehend wasserfreien Feststoffen
durch Extraktion
mit dem leichten fluidierenden Öl während der
Flüssig-Fest-Trennstufe abgetrennt werden. Wenn das abgetrennte Öl in seine Komponenten
leichtes und schweres Öl getrennt wird und nur das leichte Öl als fluidierendes
Öl zurückgeführt wird, ist das Ergebnis eine Herabsetzung des Gehaltes der trockenen
Feststoffe an schwerem Öl.
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Andererseits, wenn die Hauptmenge abgetrennten Öls, bestehend aus
leichtem fluidierendem Öl und extrahiertem schwerem Öl als fluidierendes Öl rückgeführt
wird, stellt sich ein Gleichgewicht ein, nach welchem sich schweres Öl wieder auf
den Feststoffen in gleichem Maße festsetzt, wie es von dem im Umlauf geführten fluidierendem
Öl entfernt wird. Das Ergebnis ist im wesentlichen trockene Feststoffe, die, auf
wasserfreie Basis bezogen, etwa den gleichen Gehalt an schwerem Öl haben wie ursprünglich.
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Da das leichte fluidierende Öl eine niedrige Viskosität und ein niedriges
spezifisches Gewicht hat, z.B. aus Erdöl gewonnenes Leichtöl ist, kann die entwässerte
Aufschlämmung vom Verdampfer in einen Absetztank übergeführt werden, wonach eine
höher konzentrierte Feststoff-Ölmischung als ein verdickter Brei gewonnen wird.
Die Hauptmenge Öl bleibt im oberen Teil des Tanks zurück, von welchem es in das
Verfahren zurückgeführt werden kann.
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Dieses Absetzen mittels Schwerkraft erfordert keine mechanische Presse,
weder von statischer noch von dynamischer Art.
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Wenn Wasser-Feststoff-Systeme in einem schweren, relativ nicht flüchtigen
fluidierenden Öl entwässert werden, kann das Wasser-Feststoff-System ursprünglich
ein leichtes Öl enthalten. In diesem Fall wird das leichte Öl weitgehend mit dem
Wasser während der Entwässerungsstufe entfernt und kann zurückgewonnen werden. Wenn
das Wasser-Feststoff-System ursprünglich ein schweres Öl enthält, wird das Öl zusammen
mit den Feststoffen und dem zugesetzten fluidierenden Öl durch die Entwässerungsstufe
hindurchgeführt und aus dem entwässerten Brei zusammen mit dem zugefügten Öl herausgepreßt.
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Unabhängig davon, wie kräftig das Pressen des wasserfreien Breies
von Feststoffen in nicht flüchtigem Öl vorgenommen wird, werden die zurückgewonnenen
Feststoffe noch erhebliche Mengen an nicht flüchtigem Öl absorbiert haben, welches,
wenn es nicht zurückgewonnen wird, dem Verfahren verlorengeht. Bei der praktischen
Durchführung der Erfindung werden die mit nicht flüchtigem Öl beladenen Feststoffe
mit einem relativ leichten Öl extrahiert, um so das nicht flüchtige Öl daraus zu
entfernen. Die Extraktion kann in üblicher Weise in einer Flüssigkeit-Feststoff-Trennvorrichtung
vorgenommen werden, in welcher das nicht flüchtige Öl aus den Feststoffen herausgepreßt
wird. Obwohl die Flüssigkeit-Feststoff-Trennvorrichtung eine statische sein kann,
wie z.B. eine förderkorbartige
Kolbenpresse, ist es vorteilhaft,
eine dynamische Trennvorrichtung, wie eine Zentrifuge zu verwenden. Dementsprechend
wird das meiste des nicht flüchtigen Öls von den Feststoffen z.B. in einer Zentrifuge
abgepreßt; das Öl kann in einem geeigneten Behälter gesammelt werden, wo es für
die Wiederverwendung in dem Verfahren, wenn gewünscht, zur Verfügung steht. Die
in der Zentrifuge zurückbleibenden, mit nicht flüchtigem Öl beladenen Feststoffe
werden dann darin mit dem relativ leichten Öl in Kontakt gebracht und das relativ
leichte Öl, welches das herausgezogene nicht flüchtige Öl enthält, wird danach von
den Feststoffen abgepreßt. Das Gemisch von relativ leichtem Öl und extrahiertem
nicht flüchtigen Öl kann, wenn gewünscht, zur Trennung der beiden Komponenten voneinander
destilliert werden, z.B. zum Verdampfungssystem zurückgeführt werden, um das leichte
Öl aus dem nicht flüchtigen Öl zurückzugewinnen; die einzelnen Komponenten können
dann im Verfahren wiederverwendet werden.
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Dieser konzentrierte Brei von Feststoffen in leichtem Öl oder Feststoffen,
welche leichtes Öl absorbiert haben, wird dann in direkten Kontakt mit einem heißen
inerten Blasgas gebracht. Das Blasgas, wenn genügend heiß, liefert latente Wärme
für die Verdampfung des leichten Öls. Alternativ kann inertes Blasgas einer niedrigeren
Temperatur verwendet werden, und zwar in Verbindung mit einer äußeren Wärmequelle,
wie einem Dampfmantel, um die Wärme für die
Verdampfung des leichten
Öls zu liefern.
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Die Verwendung eines heißen inerten Blasgases in der Entölungsstufe
bringt gegenüber der von Blasdampf (Wasserdampf) eine Reihe von Vorteilen. Die Verwendung
eines heißen inerten Blasgases anstelle von Blasdampf stellt geringere Anforderungen
an die Dampferzeugungskapazität einer Anlage für die Entwässerung von Wasser-Feststoff-Systemen
in einem fluidierenden Öl. Tatsächlich kann das intere Blasgas aus gasförmigen Verbrennungsprodukten
des Ofens bestehen, der zur Erzeugung des Dampfes für das System gebraucht wird,
ist also eigentlich ein Nebenprodukt. Ein weiterer Vorteil des inerten Blasgases
vor Blasdampf ist, daß kaum die Notwendigkeit einer Öl/Wasser-Trennung nach der
Kondensation des aus der Entölungsstufe entfernten Öldampfes besteht. Noch ein weiterer
Vorteil, den inertes Blasgas vor Blasdampf bietet, ist die Möglichkeit von mehr
Wärme pro Volumeneinheit inerten Blasgases im Vergleich zu Dampf.
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Es ist bekannt, daß unter Standardbedingungen von Temperatur und Druck
ein Volumen von 22,4 Liter 1 Gramm-Molekulargewicht eines Gases enthält. Daraus
folgt, daß je höher das Molekulargewicht eines Gases ist, um so größer ist das Gewicht
des Gases in einem bestimmten Volumen bei bestimmter Temperatur und bestimmtem Druck.
Wählt man ein inertes Gas eines höheren Molekulargewichtes als Wasser (Dampf), so
enthalten vergleichbare Volumen bei vergleichbaren
Drücken und
Temperaturen mehr Gramm inertes Gas als Gramm Dampf. Daher stellt bei jedem Druck
und jeder Temperatur eine Volumeneinheit inerten Gases mehr Wärme (z.B. BTU's) für
die Verdampfung absorbierten leichten Öls von trockenen Feststoffen zur Verfügung
als das gleiche Volumen Dampf, da der Wert von Molekulargewicht mal spezifischer
Wärme für Gas größer ist. Jedes schwere Öl, das in den trockenen Feststoffen vorliegt,
wird jedoch im wesentlichen nicht verdampft. Ein Beispiel für ein inertes Gas mit
einem höheren Molekulargewicht als Wasser (MG 18) ist Kohlendioxid (MG 44).
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Die Quelle für heißes inertes Blasgas kann sehr verschieden sein.
Eine Quelle für heißes inertes Blasgas sind die gasförmigen Verbrennungsprodukte
einer Verbrennungsvorrichtung, wie eines Ofens. Alternativ kann ein inertes Gas,
wie Stickstoff oder Kohlendioxid, erhitzt werden, z.B. in einer Verbrennungsanlage,
und als Blasgas verwendet werden. In einer Anlage für die Entwässerung von Wasser-Feststoff-Systemen
in einem fluidierenden Öl ist die Verbrennungsvorrichtung zweckmäßigerweise der
Ofen, der dem Kocher angeschlossen ist, welcher für die Erzeugung von Dampf zur
Lieferung der Verdampfungswärme im Verdampfer der Anlage verwendet wird.
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So kann der Ofen der Anlage die Quelle für heiße gasförmige Produkte
sein, die als Blasgas verwendet werden. Derartige gasförmige Produkte schließen
wenigstens etwas Luftüberschuß
(unvollständige Verbrennung) ein
und gelten für die Zwecke der Erfindung noch als inert. Alternativ kann der Ofen
in der Anlage die Vorrichtung zum Erhitzen eines inerten Gases, wie Stickstoff oder
Kohlendioxid sein, welches dann als das heiße Blasgas verwendet werden würde. Dies
ist so zu verstehen, daß die Quelle für das heiße inerte Blasgas nicht Teil der
Anlage für die Entwässerung von Wasser-Feststoff-Systemen in einem fluidierenden
Öl zu sein braucht. So kann z.B. ein Ofen, der sonst nicht mit der Anlage verbunden
ist, die Quelle für gasförmige Verbrennungsprodukte sein, die als Blasgas verwendet
werden, oder die Vorrichtung zum Erhitzen eines inerten Blasgases wie Stickstoff
oder Kohlendioxid.
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In den meisten Fällen ist die Wahl des inerten Blasgases, das mit
den mit leichtem Öl beladenen Feststoffen oder dem konzentrierten Brei von Feststoffen
in leichtem Öl in direkten Kontakt kommt, nicht kritisch. Bei bestimmten Anwendungen
jedoch, wie der Entölung von Materialien, wie Nahrungsmittel, die für den Verbrauch
durch den Menschen oder als Viehfutter bestimmt sind, ist es vorzuziehen, ein inertes
Gas wie Stickstoff oder Kohlendioxid anstatt gasförmige Verbrennungsprodukte als
Blasgas zu verwenden.
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Die Entfernung von leichtem Öl von den Feststoffen durch direkten
Kontakt mit heißem inertem Blasgas kann bequem
in einem Entölgerät
vorgenommen werden, welches bei Atmosphärendruck oder Unterdruck betrieben werden
kann. Bei Atmosphärendruck kann Blasgas niedrigerer Temperatur verwendet werden,
während Blasdampf ein Vakuum erfordern würde. Wenn gewünscht, kann der Entöler von
außen erhitzt werden, wie mittels eines Dampfmantels. Heißes inertes Blasgas wird
in den Entöler geschickt, der den konzentrierten Brei von mit leichtem Öl beladenen
Feststoffen enthält. Aus dem Entöler austretendes Blasgas und verdampftes leichtes
Öl werden von dem Entöler weggeführt. Irgendwelches schweres Öl, das in den Feststoffen
vorliegt, wird weitgehend nicht verdampft.
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Wenn ein Wasser-Feststoff-System in fluidierendem Öl der Entwässerung
unterworfen wird, werden die Feststoffe, die nach Entfernung des leichten Öls durch
direkten Kontakt mit heißem inertem Blasgas zurückbleiben, oftmals für Zwecke außerhalb
des Verfahrens selbst verwendet und stellen somit ein Verfahrensprodukt dar. Das
Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung eignen sich zur Rückgewinnung von
reinem Wasser und im wesentlichen trockenen Feststoffen aus Wasser-Feststoff-Systemen
verschiedenen Ursprungs; entweder sind es Abfallstoffe oder Feststoffe, welche Eigenwert
haben. So findet die Erfindung z.B. Anwendung zur Rückgewinnung von Wasser und Feststoffen
aus einer Vielzahl von Materialien, die gefunden werden in
wäßrigen
Lösungen, in wäßrigen Dispersionen oder die in anderer Weise mit Wasser verbunden
sind, z.B. pulverförmige Kohle, Nahrungsmittel, Futtermittel und Abfälle, Zement,
verbrauchter Kalk, anorganische Salze, Abwasser, Klärschlamm, Schlachthausabwässer
und Hilfsstoffe, Schlämme, Ablauge von der Papierindustrie, gewisse Baumrinden,
Abfälle, organische Ströme von Abfallbeseitigungsanlagen, pharmazeutische Produkte
und Abfälle, Abwässer von Konservenfabriken, Chemikalien und dergleichen. Dementsprechend
können die nach dem Kontakt mit heißem Blasgas zurückgewonnenen Feststoffe, abhängig
wovon sie stammen, als Düngemittel, Futtermittel oder möglicherweise auch als Nahrungsmittel
für den Menschen, z.B. als entwässertes fettfreies Nahrungsmittel verwendet werden.
Da sie häufig brennbar sind, können die Feststoffe ferner verwendet werden für die
Erzeugung von Dampf, der zum Betreiben des Verdampfers der Anlage benötigt wird,
für die Bildung von heißem inertem Blasgas, für den Kontakt mit dem konzentrierten
Öl-Feststoff-Brei oder den mit Öl beladenen Feststoffen, für die Erzeugung von Dampf
zum Betreiben der Hilfsgeräte wie Pumpen, entweder direkt, wenn es dampfbetriebene
Pumpen sind, oder indirekt, wenn es motorbetriebene Pumpen sind, und zum Betreiben
des Turbinensatzes. Auch schweres Öl, das auf den im wesentlichen trockenen Feststoffen
zurückbleibt, kann Heizwert haben. So ist das Verfahren wenigstens teilweise bezüglich
des
Brennstoffbedarfs sich selbst unterhaltend. So werden mit dem Verfahren und der
Vorrichtung nach der Erfindung im wesentlichen reines Wasser und wertvolle feste
Produkte aus Wasser-Feststoff-Systemen zurückgewonnen. Darüber hinaus ist die Erfindung
dadurch charakterisiert, daß restliches leichtes Öl, das an den Feststoffen absorbiert
oder in anderer Weise mit ihnen verbunden ist, für die Wiederverwendung zurückgewonnen
wird.
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Das Material, das nach dem Verfahren der Erfindung behandelt werden
soll, sollte Feststoffe einer Teilchengröße von unter etwa 6,35 mm haben. Es sind
jedoch größere Teilchen annehmbar, wie im Fall von Knochen für die Gelatineherstellung,
vorausgesetzt, daß der freie Raum zwischen den Wärmeübertragungsflächen entsprechend
vergrößert wird. Größere Teilchen können nach den bekannten Techniken gemahlen oder
zerkleinert werden. Dies wird insbesondere im Fall von Kohle angewendet.
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Die Öle, die für das Mischen mit den Wasser-Feststoff-Systemen vor
dem Entwässern verwendet werden, sind inert und mit Wasser nicht mischbar. Typische,
relativ nicht flüchtige fluidierende Öle oder Fette sind Tallöl und andere tierische
Fette und pflanzliche Öle, die häufig alle direkt aus dem Verfahren stammen; Erdöle
und ihre Fraktionen und Derivate, einschließlich Heizöle; Silikonöle,
Glyceride,
höhermolekulare Fettsäuren und vermischte flüssige Abfälle von Industrieanlagen,
die vornehmlich organischer Natur sind. Es ist zweckmäßig, ein Öl zu verwenden,
das Verfahrensverbesserungen bringt, d.h. ein Öl, welches den Wert des Feststoffprodukts
erhöhen kann, wie Abfallöle, die normalerweise in Abwässern oder Industrieabwässern
gefunden werden, oder Heizöle oder, wie weiter vorn vorgeschlagen, Öle, die aus
dem Verfahren selbst stammen, so daß die Kosten des Verfahrens verkleinert werden.
Die Menge des Öls ist so zu bemessen, daß es in dem System im Bereich von etwa 2
bis etwa 20 Gewichtsteilen oder darüber, bezogen auf jedes Teil Nichtfette oder
nicht ölige Feststoffe, vorliegen. Dies bezieht sich auf alles Öl, d.h. das Öl,
welches zugesetzt wird plus das, welches aus dem Verfahren stammt und wiederverwendet
wird.
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Diese Ölmenge gibt ein flüssiges pumpfähiges Gemisch, selbst in Abwesenheit
von Wasser. Der Ausdruck ~flüssig wie er hier verwendet wird, ist als Synonym für
~Flüssigkeit" zu verstehen, d.h. Annehmen der Gestalt des Behälters in dem Ausmaß,
in welchem das Gemisch den Behälter füllt.
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Dies schließt auch schwere viskose Flüssigkeiten ein, die pumpfähig
sind, aber für Wärmeübertragungszwecke noch geeignet sind.
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Die leichten fluidierenden Öle sollten nicht nur inert und mit Wasser
nicht mischbar sein, sondern außerdem ausreichend
flüchtig sein,
um bei direktem Kontakt mit heißem inertem Blasgas bei Temperaturen im Bereich von
etwa 20 0C bis etwa 205 0C zu verflüchtigen. Im allgemeinen werden leichte Öle,
die im Bereich von etwa 65 bis etwa 2880C, vorzugsweise von etwa 150 bis etwa 232
0C sieden, als für diesen Zweck geeignet angesehen. Leichtöle, wie Kohlenwasserstofföle,
die im Bereich von etwa 163 bis etwa 2050C sieden, sind bei der Verarbeitung von
Futter für Tiere und Nahrungsmittel für den menschlichen Verbrauch besonders bevorzugt,
da dieser Siedebereich eine vollständige Entfernung des Öls von den getrockneten
Feststoffen gestattet. Die im allgemeinen bevorzugte Klasse von leichten Ölen ist
leichtes Kohlenwasserstofföl. Das leichte Kohlenwasserstofföl kann normales paraffinisches,
isoparaffinisches, aromatisches oder naphthenisches Öl sein.
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Beispiele für geeignete leichte Kohlenwasserstofföle sind n-Pentan,
Isopentan, Zitronenöl, Hexan, Zyklohexan, Benzol, Isooktan, Eicosan, Erdölfraktionen,
die im Bereich von etwa 150 bis etwa 4320C sieden, Isohexan, Xylol, Octadecan, Toluol,
n-Heptan, Zyklopentan und Gemische davon. Eine weitere Klasse von geeigneten Leichtölen
sind mit Wasser nicht mischbare Fettalkohole; Beispiele für geeignete Alkohole sind
n-Hexylalkohol, n-Heptylalkohol, Isoheptylalkohol, n-Octylalkohol, Isooctylalkohol,
n-Nonylalkohol und n-Decylalkohol. Fettsäuren wie Capronsäure und Caprinsäure können
ebenfalls als leichtes
Öl verwendet werden. Bei der Verarbeitung
von Nahrungsmittel und Viehfutter wird ein für Lebensmittel zugelassenes leichtes
Öl verwendet (z.B. ein von FDA zugelassenes Leichtöl, wie die Reihe der isoparaffinischen
Öle der Humble Oil and Refining Company unter dem Handelsnamen "Isopar"). Besonders
bevorzugt für die Verarbeitung von Futter für Tiere und Nahrungsmittel für den menschlichen
Verbrauch sind Isopar H und Isopar L, weil ihre Flammpunkte sicheres Arbeiten gestatten
und ihre Siedepunkte, die im Bereich von etwa 163 bis 205 0C liegen, eine praktisch
vollständige Entfernung des Öls von dem getrockneten Produkt gestatten, was den
FDA-Bestimmungen entspricht. Im allgemeinen können Materialien verwendet werden,
die bei der Verfahrens temperatur flüssig sind, die vorzugsweise ölartig sind und
die relativ leichtflüchtig und im wesentlichen mit Wasser nicht mischbar sind. Es
ist häufig zweckmäßig, ein leichtes Öl zu verwenden, das Verfahrensverbesserungen
bringt, wie Abfallöle, die normalerweise in Abwässern oder Industrieabwässern gefunden
werden, oder Heizöle oder, wie weiter vorn vorgeschlagen, Öle, die aus dem Verfahren
selbst stammen, so daß die Kosten des Verfahrens verkleinert werden. Wie im Fall
des schweren, relativ nicht flüchtigen fluidierenden Öls liegt die Menge leichten
fluidierenden Öls im Bereich von etwa 2 bis etwa 20 Gewichtsteilen oder darüber,
bezogen auf ein Teil Nichtfett- oder Nichtöl-Feststoff.
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Die relativ leichten Öle, die zum Extrahieren des restlichen relativ
nicht flüchtigen fluidierenden Öls von den entwässerten Feststoffen verwendet werden,
sollten inert und mit dem zu extrahierenden nicht flüchtigen Öl mischbar sein. Sie
können mit Wasser mischbar sein oder auch nicht. Wie die leichten fluidierenden
Öle sollten sie ausreichend flüchtig sein, um bei direktem Kontakt mit einem heißen
inerten Blasgas bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20 bis etwa 205 0C zu verflüchtigen.
Die zum Extrahieren verwendeten leichten Öle werden im allgemeinen den gleichen
Siedebereich haben wie vorstehend für die leichten fluidierenden Öle angegeben.
Die weiter vorn beispielhaft aufgeführten leichten fluidierenden Öle sind auch für
die Extraktion restlichen nicht flüchtigen Öls geeignet. Die Menge leichten Öls,
die für die Extraktion restlichen nicht flüchtigen Öls von den Feststoffen verwendet
wird, ist nicht kritisch und ihre Bestimmung liegt im Bereich des Könnens eines
Durchschnittsfachmanns. Die Menge leichten Öls hängt von Faktoren ab, wie z.B. der
Intensität des Kontaktes von den ölbeladenen Feststoffen mit dem leichten Öl; der
Menge der ölbeladenen Feststoffe; der Menge restlichen Öls, die von den Feststoffen
absorbiert ist, was eine Funktion der Partikelgröße, der Gestalt und der Porosität
ist; und der Häufigkeit der Extraktion der ölbeladenen Feststoffe mit dem leichten
Öl.
Während die Entwässerungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer einzigen Stufe oder ~Ein-Effekt-Verdampfern" bekannter Art vorgenommen
werden kann, wird bevorzugt, sie in einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Verdampfungsstufen
durchzuführen,wobei jede der aufeinanderfolgenden Verdampfungsstufen eine jeweils
höhere Temperatur und die resultierenden Feststoffströme eine jeweils höhere Konzentration
infolge zunehmender Entwässerung haben unddie entwickelten Dämpfe jeder Verdampfungsstufe
liefern den wesentlichen Teil der Wärme für die vorangehende Verdampfungsstufe.
So ist eine Mehrzahl von direkt aufeinanderfolgenden Verdampfungsstufen mindestens
Zwei. Temperaturen, Drucke und Konzentrationen der fortlaufenden Reihe von Verdampfungsstufen
ist weitgehend empirischer Natur, abhängig von den Systemen und Ölen, die verwendet
werden. Die normalen Arbeitstemperaturen für die Entwässerung des Gemisches aus
Wasser-Feststoff-System und leichtem fluidierendem Öl können in der ersten Stufe
im Bereich von etwa 20 bis etwa 1210C und in der zweiten, dritten oder abschliessenden
Stufe des Multieffekt-Trocknungssystems im Bereich von etwa 38 bis 2050C liegen.
Die bevorzugten Arbeitstemperaturen liegen im Bereich von etwa 32 bis etwa 800C
in der ersten Stufe und im Bereich von etwa 52 bis etwa 177 0C in der zweiten, dritten
oder letzten Stufe. Diese Bereiche und Temperatursteigerungen sind für den Fall
angemessen, in dem die Ströme des zu entwässernden Gemisches und der Heiz- oder
Trocknungsdämpfe im Gegenstrom durch die Verdampfer
strömen; der
Verdampfer, der auf diese Weise arbeitet, wird als backware flow"-Verdampfer (Rückflußverdampfer)
bezeichnet. Die Temperaturen hängen auch von der gewünschten Qualität des Endproduktes
und der Wirtschaftlichkeit der verwendeten Brennstoffe, der Verfügbarkeit von Kühlwasser,
Kosten usw. ab.
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Der Ausdruck ~1erste Stufe" bezieht sich auf den Teil der Verdampfungsanlage,
in welchem das Gemisch von Wasser-Feststoff-System und leichtem fluidierendem Öl
der ersten Stufe einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Verdampfungsstufen unterworfen
wird, zwei oder drei oder mehr sind entsprechend die zweite, die dritte Stufe usw.
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Der Ausdruck "Multieffekt" bezieht sich auf das Strömen und die Wirkung
des Heizmediums, gewöhnlich Wasserdampf, in der Verdampferanlage. Wo der Strom eines
Gemisches von leichtem fluidierendem Öl und Feststoffen, das erhitzt und verdampft
wird, im Gegenstrom zu dem Heizdampf (backwardflow) verläuft, ist die erste Stufe
des Verdampfers gleich der Stufe seines geringsten Effekts.
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Die Drücke sind nicht kritisch und werden mit der Temperatur gesteuert,
um die gewünschten Verdampfungsgeschwindigkeiten in einer gegebenen Anlage zu erzielen.
So liegt der Druck in der ersten Stufe üblicherweise bei etwa 8,45 hPa (1/4. inch
Hg) absolut bis etwa Atmosphärendruck.
Die Drücke steigen dann
in den folgenden Stufen entsprechend den Temperaturen in dem vorstehend beschriebenen
Gegenstromverfahren oder backward-flow. Vorzugsweise wird die erste Stufe bei Unterdruck
betrieben und die letzte Stufe bei etwa Atmosphärendruck.
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Der Vorteil der aufeinanderfolgenden Verdampfungsstufen ist aus dem
folgenden zu ersehen. Es kann z.B. bei einem Doppeleffekt-Verdampfer mit einer Eintrittstemperatur
von 27°C das Material den Verdampfer mit einer Temperatur von etwa 108 bis 1210C
verlassen, wobei etwa 0,45 kg Dampf für etwa 0,68 bis 0,79 kg zu verdampfendem Wasser
erforderlich sind. Dagegen wäre in einem Einstufen- oder Ein-Effekt-Verdampfer etwa
0,68 kg Dampf erforderlich, um nur 0,45 kg Wasser zu verdampfen. Wenn Drei- oder
Mehr-Effekt-Verdampfer benutzt werden, ist eine weitere Verbesserung im Brennstoffverbrauch
möglich. Es ist noch zu bemerken, daß der verdampfte Dampf jeder Hitzeverdampfungsstufe
nach der ersten Stufe einen wesentlichen Teil des Wärmebedarfs der vorangegangenen
Hitzeverdampfungsstufe bei einem Rückstromverdampfer liefert. Die einzige erforderliche,
von außen zuzuführende Wärme ist die, die benötigt wird, um die Temperatur der Komponenten
auf Verdampfungstemperatur zu bringen und die Verdampfungswärme zu liefern, sowie
Wärmeverluste auszugleichen. Das Endprodukt der Entwässerunysstufe ist allgemein
ein im wesentlichen wasserfreier Öl-Feststoff-Brei, der nicht mehr als etwa 5 bis
10 Gew.-%
Wasser, bezogen auf Nicht-Fettstoffe, enthält.
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Obwohl backward-flow oder Rückströmverdampfer besonders bevorzugt
werden, kann irgendeine Type benutzt werden.
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So können backward-flow-Verdampfer, forward-flow-Verdampfer (Durchströmverdampfer),
forward-flow-backwardflow-Verdampfer, Kombinationen davon oder irgendeine andere
Kombination verwendet werden. Die im allgemeinen besonders bevorzugten Vorrichtungen
sind die in der Technik bekannten Multieffekt-Verdampfer, z.B. Mojonnier, Bufflovac,
Rodney-Hunt, Rekompressions-Verdampfer, wie solche mit thermischer oder mechanischer
Rekompression usw. Funktionell können die Verdampfer von irgendeiner Type sein,
wie Zwangsumlauf-, Überlauf-, Rieselfilmumlauf-, Einweg-Verdampfer, Verdampfer mit
Filmabstreifer, Plattenverdampfer oder sonst irgendeine geeignete Type.
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Die Trennung der Feststoffe von fluidierendem Öl kann im Fall eines
leichten fluidierenden Öls in herkömmlicher Weise mittels Schwerkraft vorgenommen
werden. Wenn entweder leichtes oder schweres fluidierendes Öl vorliegt, kann die
Feststoffabtrennung in einer Flüssigkeit-Feststoff-Trennvorrichtung, vorzugsweise
in einer dynamischen Presse, wie einer Zentrifuge durchgeführt werden. Wenn die
Entwässerung in dem leichten fluidierenden Öl vorgenommen wird, wird der konzentrierte
Öl-Feststoff-Brei oder werden
die Feststoffe mit daran absorbiertem
restlichem leichtem Öl, die aus der Flüssigkeit-Feststoff-Trennvorrichtung, z.B.
einer Zentrifuge, zurückgewonnen wurden, dann in direkten Kontakt mit heißem inertem
Blasgas zur Entfernung des restlichen leichten Öls gebracht. Irgendwelches restliches
schweres Öl, das auf den Feststoffen vorliegen kann, wird im wesentlichen durch
den Kontakt mit dem Blasgas nicht entfernt. Wenn andererseits die Entwässerung in
einem schweren, relativ nicht flüchtigen Öl durchgeführt wird, werden die Feststoffe,
die restliches schweres Öl absorbiert haben und die aus der Flüssigkeit-Feststoff-Trennvorrichtung,
z.B. einer Zentrifuge, zurückgewonnen werden, mit einem leichten Öl extrahiert.
Die Extraktion zur Entfernung restlichen schweren Öls kann vorteilhafterweise in
der Zentrifuge vorgenommen werden. Dies kann z.B. in einer einzigen Extraktion unter
Verwendung einer kontinuierlichen Siebbecher-Zentrifuge ausgeführt werden, in der
das nicht flüchtige fluidierende Öl von den Feststoffen in der ersten Stufe der
Zentrifuge abgetrennt und die ölbeladenen Feststoffe mit dem relativ leichten Öl
in der zweiten Stufe, dem Siebbecherteil der Zentrifuge, extrahiert werden. Die
Feststoffe mit an ihnen absorbiertem restlichem leichtem Öl, die nach der Extraktionsstufe
aus der Zentrifuge zurückgewonnen werden, werden dann in direkten Kontakt mit heißem
inertem Blasgas gebracht, um das restliche leichte Öl v#on ihnen zu entfernen.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform treten mit leichtem
Öl beladene Feststoffe, von der Zentrifuge kommend in einem System, in welchem ein
leichtes fluidierendes Öl in der Entwässerungsstufe verwendet wird, in einen im
wesentlichen bei Atmosphärendruck betriebenen Entöler ein,in dem sie in direkten
Kontakt mit einem heißen inerten Blasgas gebracht werden. Das Blasgas besteht aus
gasförmigen Verbrennungsprodukten von dem Ofen, der zum Erhitzen des Kochers der
Fig. 1 verwendet wird, welcher Dampf für die Entwässerungsstufe und andere Verwendungszwecke
liefert. Der Entöler kann, wenn gewünscht, von außen beheizt werden, z.B. indem
Dampf durch einen ihn umgebenden Mantel geschickt wird. Das verdampfte leichte Öl
und das austretende Blasgas werden vom Entöler weggeführt. Das dampfförmige leichte
Öl wird vorteilhafterweise kondensiert und von dem ausströmenden Gas abgetrennt.
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In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform werden Feststoffe, die
restliches nicht flüchtiges fluidierendes Öl enthalten, in einer Zentrifuge mit
einem leichten Öl extrahiert, um das schwere relativ nicht flüchtige Öl zu entfernen.
Mit leichtem Öl beladene Feststoffe, die von der Zentrifuge kommen, treten in einen
Entöler ein, in welchem sie in direkten Kontakt mit einem heißen inerten Blasgas
gebracht werden. Das Blasgas sind gasförmige Verbrennungsprodukte des Ofens, der
zum Heizen des Kochers
in der Fig. 2 verwendet wird, welcher Dampf
für die Entwässerung sowie für den Heizmantel des Entölers liefert.
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Verdampftes leichtes Öl und austretendes Blasgas werden von dem Entöler
weggeführt. Das dampfförmige leichte Öl wird vorteilhafterweise kondensiert und
von dem austretenden Blasgas abgetrennt.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform wird ein inertes Gas,
ein anderes Gas als die gasförmigen Verbrennungsprodukte, in einem Ofen erhitzt
und danach in direkten Kontakt mit mit leichtem Öl beladenen Feststoffen in einen
Entöler gebracht. Auch hier wird verdampftes leichtes Öl und austretendes Blasgas
vom Entöler weggeführt.
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In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist das heiße inerte Blasgas
die gasförmigen Verbrennungsprodukte eines Ofens, aber nicht eines Ofens, der in
anderer Weise mit dem System verbunden ist; es ist z.B. nicht der Ofen, der zum
Heizen des Kochers verwendet wird, welcher Dampf für die Entwässerung eines Gemisches
von Wasser-Feststoff-Systemen und fluidierendem Öl durch Verdampfen liefert. Die
heißen gasförmigen Verbrennungsprodukte werden direkt mit den mit leichtem Öl beladenen
Feststoffen in einem Entöler in Kontakt gebracht. Die austretenden Blasgase und
das verdampfte leichte Öl werden vom Entöler weggeführt.
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Die Erfindung wird nun noch anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
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In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird ein Strom eines Wasser-Feststoff-Systems,
Feststoffe in Lösung oder Dispersion, durch eine Leitung 12 in einen Fluidier- oder
Mischtank 10 eingeleitet. Leichtes fluidierendes Öl gelangt durch eine Leitung 14
in den Tank 10. Die flüssige Mischung im Fluidiertank 10 wird mittels einer Rührvorrichtung
16 bewegt und aus dem Tank 10 mittels einer Pumpe 18 abgezogen. Die Pumpe 18 fördert
das Gemisch durch eine Leitung 20 zum Verdampfungsbereich der ersten Stufe oder
des dritten Effekt-Verdampfers einer Trocknungs-Verdampfer-Gruppe. In dem Verdampfer
22 wird Wasser und ein Teil des leichten Öls bei Unterdruck von z.B. 67,56 bis 337,82
hPa absolut weggedampft. Die Temperatur des partiell entwässerten und partiell entölten
Produkts des eingeleiteten Gemisches von Wasser-Feststoff-System in leichtem Öl
liegt im Bereich von etwa 20 bis 1210C, vorzugsweise etwa 32 bis 800C, abhängig
von dem im Verdampfer herrschenden Druck.
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Das System wird durch ein Gemisch von Dampf und dampfförmigem leichtem
Ö1 von einer Leitung 24 erhitzt, das eine Temperatur hat, die etwa 16,5 bis 220C
über der Temperatur des partiell entwässerten Gemisches aus Wasser-Feststoff-System
und Öl liegt,und das von der Dampfkammer der folgenden oder zweiten Stufe des Verdampfers
kommt.
Das Kondensat des Heizdampfes wird durch eine Leitung 26
abgezogen, welche mit einer Leitung 28 in einer T-Verbindung zusammentrifft. Das
Kondensat wird durch die Leitung 28 zu einem Öl-Wasser-Abscheider 30 geführt. Das
Gemisch von Wasserdampf und dampfförmigem leichtem Öl, das als ein Ergebnis der
teilweisen Entwässerung des eingeführten Gemisches von Wasser-Feststoff-System in
leichtem Öl gebildet worden ist, wird aus der Dampfkammer des Verdampfers 22 durch
eine Leitung 34 in einen Kondensator 36 geführt, in welchem mittels einer Vakuumpumpe
38, die mit dem Kondensator 36 über eine Vakuumleitung 40 verbunden ist, Unterdruck
herrscht.
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Das Gemisch von Wasserdampf und Dampf leichten Öls, das über die Leitung
34 in den Kondensator 36 geführt wird, wird durch Kühlwasser, welches in den Kondensator
durch eine Leitung 42 eintritt und den Kondensator durch eine Leitung 44 verläßt,
kondensiert. Das Kondensatgemisch aus warmem Wasser und leichtem Öl wird durch eine
Leitung 46 von dem Kondensator zum Öl-Wasser-Abscheider 30 geleitet. Im Öl-Wasser-Abscheider
30 wird das Gemisch von Wasser und leichtem Öl, einschließlich das Gemisch, das
von einem Kondensator 126, auf den weiter unten noch eingegangen wird, zurückkommt,
in leichtes Öl und teilweise geklärtes Wasser, das noch etwas leichtes Öl enthält,
getrennt. Das abgetrennte leichte Öl wird aus dem Öl-Wasser-Abscheider 30 von einer
Leitung 48 weggeführt und zu einem Sammeltank 50 für
leichtes Öl
geleitet.
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Das teilweise geklärte Wasser wird vom Öl-Wasser-Abscheider 30 über
eine Leitung 54 zu einem Coalescer 56 geführt. In dem Coalescer 56 wird das teilweise
geklärte noch etwas leichtes Öl enthaltende Wasser in leichtes Öl und reines Produkt-Wasser
getrennt. Das abgetrennte leichte Öl wird aus dem Coalescer 56 durch eine Leitung
58 abgezogen, welche sich mit der Leitung 48 in einer T-Verbindung trifft, und schließlich
zu dem Leichtöl-Sammeltank 50 geleitet. Das reine Produkt Wasser wird aus dem Coalescer
56 durch eine Leitung 60 entfernt. Wenn gewünscht, kann ein Teil des Produkt-Wassers
im System wiederverwendet werden. Es kann auch das ganze zurückgewonnene Wasser
in einem Sammelbehälter gespeichert werden, um später für Zwecke verwendet werden
zu können, bei denen im wesentlichen reines Wasser gebraucht wird.
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Das teilweise entwässerte Gemisch von Wasser-Feststoff-System in leichtem
Öl aus dem Verdampfer 22 wird laufend durch eine Leitung 62 mittels einer Pumpe
64 entfernt.
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Das teilweise entwässerte Gemisch wird durch die Leitung 62 in den
Verdampfungsbereich der zweiten Stufe 66 des Verdampfers gedrückt. In der zweiten
Verdampfungsstufe läuft der gleiche Vorgang ab wie in der ersten Stufe, ausgenommen,
daß der Druck höher ist. Der Druck in jeder nachfolgenden Verdampfungsstufe ist
etwas höher als in
der vorangegangenen Stufe, wobei in der letzten
Stufe etwa atmosphärischer Druck herrscht. Die Temperatur des weiter entwässerten
Produkts der zweiten Verdampfungsstufe liegt im Bereich von etwa 38 bis 2050C, vorzugsweise
von etwa 52 bis 177 0C, abhängig vom Druck in dem Verdampfer. Das Heizmedium ist
ein Gemisch aus Wasserdampf und dampfförmigem leichtem Öl, dessen Temperatur etwa
16,5 bis 220 höher ist als die Temperatur des weiter entwässerten Breies, der die
zweite Verdampfungsstufe verläßt. Das Heizdampfgemisch kommt durch eine Leitung
68 von der Dampfkammer der dritten oder folgenden Verdampfungsstufe. Das Kondensat
des gemischten Heizdampfes wird von der zweiten Stufe 66 des Verdampfers durch die
Leitung 28 abgezogen und an den Öl-Wasser-Abscheider 30 abgegeben. Wie weiter oben
schon gesagt, wird das Gemisch von Wasserdampf und Dampf leichten Öls, welches bei
der weiteren Entwässerung des partiell entwässerten Gemisches von Wasser-Feststoff-System
in leichtem Öl gebildet worden ist, von der Dampfkammer der zweiten Stufe 66 des
Verdampfers durch die Leitung 24 entfernt und als Heizmedium in der ersten Stufe
22 des Verdampfers verwendet.
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Der weiter entwässerte Brei von Wasser-Feststoff-System in leichtem
Öl wird aus der zweiten Stufe 66 des Verdampfers abgezogen und mittels einer Pumpe
70 durch eine Leitung 74 entfernt. Das weiter entwässerte Gemisch wird durch eine
Leitung 74 in den Verdampfungsbereich der dritten Stufe 76
Verdampfers
geführt. Der Druck in der dritten Stufe ist höher als der in der zweiten Stufe,
vorzugsweise ist der Druck etwa atmosphärischer Druck. Die Temperatur des Produktes
der dritten Stufe 76 des Verdampfers, d.h. eines Breies von Feststoffen in leichtem
Öl, der etwa 1 Gew.-% Wasser, bezogen auf den ganzen Brei enthält, ist höher als
die Temperatur des Produkts der zweiten Stufe 66 des Verdampfers; sie liegt im Bereich
von etwa 38 bis 2050C, vorzugsweise von etwa 65 bis 1770C. Das Heizmedium der dritten
Stufe 76 des Verdampfers ist Dampf einer Temperatur, die etwa 16,5 bis 27,50C über
der Temperatur des Produkts, das ist ein weitgehend wasserfreier Brei von Feststoffen
in leichtem Öl, liegt. Dieser Dampf wird in einem Dampfkesselofen 77 erzeugt und
der dritten Verdampferstufe 76 über eine Leitung 78 zugeführt. Das Kondensat des
Heizdampfes wird durch eine Leitung 80 abgezogen und zum Dampfkesselofen 77 zurückgeführt.
Wie schon erwähnt, wird das Gemisch aus Wasserdampf und Dampf leichten Öls, das
als Ergebnis der weiteren Entwässerung des Breies von Feststoffen in leichtem Öl
gebildet worden ist, von der Dampfkammer der dritten Verdampferstufe 76 durch eine
Leitung 86 entfernt und als Heizmedium in der zweiten Verdampferstufe 66 verwendet.
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Der im wesentlichen wasserfreie Brei von Feststoffen in leichtem Öl
wird aus der dritten Stufe 76 des Verdampfers abgezogen und mittels einer Pumpe
82 durch die Leitung 84
einer kontinuierlich arbeitenden Zentrifuge
86 zugeführt.
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In der Zentrifuge 86 wird das leichte Öl von den Feststoffen getrennt
und über eine Leitung 88 zum Sammeltank 50 für leichtes Öl geleitet. Das zurückgewonnene
leichte fluidierende Öl wird mittels einer Pumpe 90 aus dem Tank 50 entfernt und
durch die Leitung 14 wieder zum Fluidier-oder Mischtank 10 zurückgeführt zum Wieder-Umlaufen
durch das ganze System. Wenn das Verfahren einen Überschuß an Öl liefert, wird dieses
Öl aus dem Tank 50 gewonnen und für die Verwendung außerhalb der Vorrichtung gespeichert.
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Die Feststoffe, die noch restliches leichtes Öl absorbiert haben,
verlassen die Zentrifuge 86 und gelangen in einen Behälter 94 mit bewegbarem Boden
über eine Leitung 96.
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Im Behälter 94 werden die Feststoffe veranlaßt, zum Ausgang des Behälters
vorzurücken, von wo aus sie mittels Schwerkraft durch eine Leitung 98 in einen Feststoff-Entöler
100 gelangen. Der Entöler 100 kann, wenn gewünscht, außen durch den im Dampfkessel
77 gebildeten Dampf, welcher in den Dampfmantel 102 durch eine Leitung 104 gelangt,
beheizt werden. Das Kondensat des Dampfmantels wird durch eine Leitung 106 abgezogen
und zum Dampfkessel zurückgeführt.
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Heiße gasförmige Verbrennungsprodukte, die in dem Ofen des Dampfkessels
77 erzeugt werden, werden durch ein Ofenzugrohr 107 ausgetragen. Mindestens ein
Teil der heißen gasförmigen
Verbrennungsprodukte wird vom Ofenzugrohr
107 durch eine damit verbundene Leitung 108 in den Entöler 100 geleitet, wo sie
als inertes Blasgas mit den mit leichtem Öl beladenen Feststoffen in direkten Kontakt
kommen und die Verdampfung des leichten Öls bewirken.
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Ein Lüfter 109 in der Leitung 108 liefert Druck, um die gasförmigen
Verbrennungsprodukte durch die Leitung 108 zu führen. Das austretende Blasgas und
verdampftes leichtes Öl treten aus dem Entöler 100 durch die Leitung 110 aus. Es
ist so zu verstehen, daß die Stelle, an welcher die Leitung 108 mit dem Ofenzugrohr
107 zusammentrifft, durch die Temperatur bestimmt wird, die die gasförmigen Verbrennungsprodukte,
d.h. das inerte Blasgas haben soll.
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Je höher die Temperatur gewünscht wird, um so tiefer wird die Stelle
liegen, an der das Zugrohr 107 und die Leitung 108 zusammentreffen. Wenn maximale
Blasgastemperaturen gewünscht werden, kann die Leitung 108 direkt an dem Ofen des
Dampfkessel 77 angeschlossen sein.
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Die von absorbiertem leichtem Öl befreiten Feststoffe werden aus dem
Entöler 100 mittels Schwerkraft ausgetragen und durch eine Leitung 114 zu einem
Behälter 116 mit bewegbarem Boden geführt. Der Schneckenfördererboden des Behälters
116 führt die Feststoffe zum Ausgang des Behälters, wo die Feststoffe, die frei
von fluidierendem leichtem Öl sind und sich in im wesentlichen wasserfreiem Zustand
befinden,
ausgetragen und durch eine Leitung 118 einer Mahl- oder Zerkleinerungsvorrichtung
119 zugeführt werden. Mittels der Vorrichtung 119 werden die Feststoffe granuliert,
wenn nicht in Pulverform gebracht, und von der Mahlvorrichtung 119 strömen sie durch
eine Leitung 120 zu einem Dreh-Wahlventil oder Dreiwegehahn 121, durch welchen sie
entweder in eine Leitung 122 oder in eine Leitung 123 gelangen. Die Leitung 122
führt zu einer Sammelstelle oder Packvorrichtung, von wo aus die Feststoffe für
weitere Verwendung außerhalb der dargestellten Gesamtanlage entfernt werden. Die
Leitung 123, auf die der Dreiwegehahn 121 der Fig. 1 eingestellt ist, führt zu einem
Sauggebläse 124, durch welches die zerkleinerten Feststoffe in den Verbrennungsbereich
des Ofens des Dampfkessels 77 durch eine Leitung 125 geführt werden.
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Das aus dem Entöler 100 austretende Blasgas und dampfförmiges leichtes
Öl werden durch die Leitung 110 in den Kondensator 126 geführt. Das dampfförmige
leichte Öl, das in den Verdampfer 126 durch die Leitung 110 eintritt, wird durch
Kühlwasser, welches durch eine Leitung 128 in den Kondensator 126 eingeführt wird
und ihn durch eine Leitung 130 verläßt, kondensiert. Das kondensierte leichte Öl
und irgendwelches damit verbundene Wasser, das aus der Kondensation von Wasserdampf,
der von den Produkt-Feststoffen mitgeschleppt worden ist, resultiert und/oder der
mit dem inerten Gas, im vorliegenden Fall dem Zugrohrgas verbunden
ist,
werden aus dem Kondensator 126 durch eine Leitung 132 an den Öl-Wasser-Abscheider
30 abgegeben. Das gekühlte ausströmende Blasgas wird vom Kondensator 126 durch eine
Leitung 134 an die Atmosphäre abgegeben. Da das ausströmende Blasgas aus dem Kondensator
126 ungehindert in die Atmosphäre austritt, ist der Druck im Entöler 100 im wesentlichen
atmosphärischer Druck. Daher wird die Entölungsstufe im wesentlichen bei Atmosphärendruck
durchgeführt.
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Obwohl nach der Darstellung in Fig. 1 das aus dem Entöler 100 austretende
Gemisch von Blasgas und dampfförmigem leichtem Öl zum Kondensator 126 zurückgeführt
wird, wo der Öldampf kondensiert und von dem austretenden Blasgas abgetrennt wird,
kann die Energie des Gemisches von Blasgas und dampfförmigem leichtem Öl selbstverständlich
auch zurückgewonnen werden, indem das Gemisch Wärme an die erste Stufe 22 oder die
zweite Stufe 66 des Verdampfers oder an irgendeine andere Verdampfungsstufe der
Anlage abgibt, ausgenommen an die äußere dritte Stufe 76 des Verdampfers, da das
darin enthaltene Öl das Kondensat, welches vom Ofen des Kochers 77 durch die Leitung
80 zurückgeführt wird, verunreinigen würde, und auch weil die Temperatur des Gemisches
nicht hoch genug sein würde um den Anforderungen, die an Wärmeübertragung gestellt
werden, Rechnung tragen zu können. Alternativ kann das austretende Gemisch von Blasgas
und dampfförmigem leichten Öl auch zum Vorwärmen des Gemisches von Wasser-Feststoff-System
und leichtem
fluidierendem Öl durch Einspritzen in den Fluidiertank
10 verwendet werden, oder an irgendeiner anderen Stelle des Systems, wo die Rückgewinnung
von Energie zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beitragen kann.
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Die vorstehende Beschreibung der Fig. 1 trifft auf den Fall zu, daß
das Wasser-Feststoff-System ursprünglich kein schweres, relativ nicht flüchtiges
Öl enthält. Wenn das Wasser-Feststoff-System ursprünglich mit einem schweren, relativ
nicht flüchtigen Öl verbunden wäre, würde das schwere Öl durch das leichte fluidierende
Öl während des Pressens herausextrahiert werden. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform
wird die gesamte Ölfraktion von dem Preßvorgang als fluidierendes Öl in den Umlauf
zurückgeführt. Dementsprechend würde sich, wenn ein schweres Öl anwesend wäre, schnell
ein Gleichgewicht einstellen, nach welchem schweres Öl aus dem Wasser-Feststoff-System
durch fluidierendes Öl extrahiert wird im gleichen Ausmaß, in welchem es durch das
umlaufende Öl ersetzt wird. Das Endergebnis würde ein im wesentlichen trockenes
Feststoffprodukt sein, das im wesentlichen den gleichen Gehalt an schwerem Öl hat
wie das Ausgangsmaterial, bezogen auf wasserfreies Material.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der
ein
Gemisch von Wasser-Feststoff-System in einem relativ nicht flüchtigen fluidierenden
Öl der Entwässerung durch Hitzeverdampfung unterworfen wird, woran sich die Abtrennung
des Hauptteils des nicht flüchtigen Öl von den weitgehend wasserfreien Feststoffen
anschließt. Die weitgehend wasserfreien Feststoffe haben restliches, relativ nicht
flüchtiges Öl absorbiert, das durch Extraktion mit einem relativ flüchtigen leichten
Öl entfernt wird. Die restliches leichtes Öl enthaltenden Feststoffe werden danach
in einem Entöler in direkten Kontakt mit den gasförmigen Verbrennungsprodukten eines
Ofens gebracht.
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Bei der Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher die in Fig. 2
gezeigte Vorrichtung verwendet wird, tritt ein Strom von Wasser-Feststoff-System
(eine Lösung oder eine Dispersion) durch eine Leitung 140 in den Fluidiertank 138.
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Nicht flüchtiges fluidierendes Öl tritt durch eine Leitung 142 in
den Fluidiertank 138. Das flüssige Gemisch im Fluidiertank 138 wird mittels einer
Rührvorrichtung 144 bewegt und dann aus dem Tank 138 durch eine Pumpe 146 abgezogen.
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Die Pumpe 146 liefert das Gemisch durch eine Leitung 148 an ein Feinmahlwerk
150, worin die festen Teilchen bis zu einer maximalen Größe von etwa 6,35 mm gemahlen
werden.
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Ein Teil des Ausstoßes des Mahlwerks 150, wie zum Mahlen zu hartes
Material, wird durch eine Leitung 152 zum Fluidiertank 138 zurückgeführt, während
der übrige Ausstoß durch eine Leitung 154 zu einem Speisetank 156 geführt
wird.
Das flüssige Gemisch im Speisetank 156 wird mittels eines Rührgerätes 158 bewegt
und aus dem Speisetank 156 durch eine Pumpe 160 abgezogen. Die Pumpe 160 trägt das
flüssige Gemisch durch eine Leitung 162 aus, welche mit einer Leitung 164 in einer
T-Verbindung zusammentrifft.
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Das flüssige Gemisch wird durch die Leitung 164 zur ersten oder vierten
Stufe 166 eines Trocknungsverdampfers geführt. In der Verdampfungsstufe 166 wird
Wasser bei Unterdruck von z.B. 67,56 bis 337,78 hPa absolut weggekocht. Die Temperatur
des#teilweise entwässerten Produkts des eintretenden Gemisches von Wasser-Feststoff-System
und nicht flüchtigem fluidierendem Öl liegt im Bereich von etwa 20 bis 1200C, vorzugsweise
von etwa 32 bis 800C, abhängig vom Druck im Verdampfer. Das System wird von durch
eine Leitung 168 herangeführtem Dampf erhitzt, dessen Temperatur etwa 16,5 bis 220C
über der des teilweise entwässerten Gemisches von Wasser-Feststoff-System in Öl
liegt. Das Kondensat des Heizwasserdampfes wird durch eine Leitung 170 in eine Fallwasserkasten
172 abgezogen. Der infolge der teilweisen Entwässerung des eingeführten Gemisches
von Wasser-Feststoff-System und nicht flüchtigem Öl gebildete Wasserdampf wird von
der Dampfkammer der Verdampferstufe 166 durch eine Leitung 174 in einen barometrischen
Kondensator 176 abgezogen, in welchem Unterdruck mittels einer Vakuumpumpe 178,
die mit dem Kondensator 176 über eine Vakuumleitung 180 verbunden ist, aufrechterhalten
wird.
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In einen Kondensator 176 durch die Leitung 174 eintretender Wasserdampf
wird vermischt mit und kondensiert durch Kühlwasser, das durch eine Leitung 182
in den Kondensator 176 eintritt. Der resultierende Warmwasserstrom wird durch eine
Leitung 184 an einen Fallwasserkasten 186 abgegeben.
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Von dem Fallwasserkasten 186 wird das Produktwasser durch eine barometrische
Austragleitung 188 abgezogen. Wenn gewünscht, kann ein Teil des Produktwassers in
der Anlage wiederverwendet werden. Alternativ kann das ganze zurückgewonnene Wasser
in einem Behälter gelagert werden, um später für Zwecke, für die weitgehend reines
Wasser erforderlich ist, verwendet werden zu können.
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Das teilweise entwässerte Gemisch von Wasser-Feststoff-System und
Öl wird kontinuierlich von der Verdampfungsstufe 166 durch die Leitung 164 mit Hilfe
einer Pumpe 190 entfernt. Die Leitung 164 trifft mit einer Leitung 192 in einer
T-Verbindung zusammen, wodurch ein Teil des aus der Verdampfungsstufe 166 durch
die Leitung 164 austretenden Gemisches durch die Leitung 164 zur ersten Verdampfungsstufe
166 wieder zurückgeführt wird und ein Teil des Gemisches in die Leitung 192 tritt,
welche mit einer Leitung 194 in einer T-Verbindung zusammentrifft. Die Pumpe 196
drückt das teilweise entwässerte Gemisch durch die Leitung 192 und schließlich durch
die Leitung 194 zu einer zweiten Stufe 198 des Verdampfers. In der zweiten Stufe
198 läuft
ein Vorgang ab, der dem in der ersten Stufe entspricht,
ausgenommen, daß der Druck allgemein höher ist. Der Druck in jeder folgenden Verdampfungsstufe
ist gewöhnlich etwas höher als der in der vorangegangenen Stufe und nähert sich
in der letzten Stufe etwa Atmosphärendruck. Die Temperatur des weiter entwässerten
Produkts der zweiten Verdampfungsstufe 198 liegt im Bereich von etwa 38 bis 2050C,
vorzugsweise von etwa 93 bis 1770C, abhängig von dem Druck in der Verdampfungsstufe.
Das Heizmedium ist Dampf, dessen Temperatur etwa 16,5 bis 22 0C über der Temperatur
des weiter entwässerten Feststoffbreies, der die zweite Verdampfungsstufe verläßt,
liegt. Der Heizdampf kommt durch eine Leitung 200 von der Dampfkammer der dritten
oder folgenden Verdampfungsstufe. Das Kondensat des Heizdampfes wird durch eine
Leitung 204 abgezogen und an den Fallwasserkasten 172 abgegeben.
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Der weiter entwässerte Brei von Wasser-Feststoff-System in Öl wird
mittels einer Pumpe 206 aus der zweiten Verdampferstufe 198 durch die Leitung 194
abgezogen. Die Leitung 194 trifft mit einer Leitung 208 in einer T-Verbindung zusammen,
wodurch ein Teil des aus der Verdampfungsstufe 198 durch die Leitung 194 ausgetragenen
Schlamms durch die Leitung 194 zur Verdampfungsstufe 198 zurückgeführt wird und
ein Teil des Gemisches in die Leitung
208 eintritt, welche mit
einer Leitung 210 in einer T-Verbindung zusammentrifft. Eine Pumpe 212 drückt das
weiter entwässerte Gemisch durch die Leitung 208 und schließlich durch eine Leitung
210 zur dritten Stufe 214 des Verdampfers. Der Druck in der dritten Stufe ist etwas
höher als der in der zweiten Stufe 198, liegt aber vorzugsweise etwas unter Atmosphärendruck.
Die Temperatur des noch weiter entwässerten Gemisches von Wasser-Feststoff-System
und Öl, welches die dritte Stufe des Verdampfers verläßt, liegt im Bereich von etwa
38 bis 205°C, vorzugsweise von etwa 93 bis 177 0C; gewöhnlich ist die Temperatur
etwas höher als die des Gemisches, welches von der zweiten Verdampfungsstufe 198
kommt. Das Heizmedium ist Dampf einer Temperatur, die etwa 16,5 bis 27,5°C über
der des Produkts liegt; der Dampf kommt von der Dampfkammer der folgenden oder vierten
Stufe des Verdampfers durch eine Leitung 216. Das Kondensat des Heizdampfes wird
durch eine Leitung 218 abgezogen und an den Fallwasserkasten 172 abgegeben.
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Der noch weiter entwässerte Brei von Feststoffen in Öl, der aus der
dritten Verdampfungsstufe 214 abgezogen wird, wird mittels einer Pumpe 220 durch
die Leitung 210 ausgetragen. Die Leitung 210 trifft mit einer Leitung 222 in einer
T-Verbindung zusammen, wodurch ein Teil des aus der Verdampfungsstufe 214 durch
die Leitung 210 austretenden Gemisches durch die Leitung 210 zur Verdampfungsstufe
214
zurückgeführt wird und ein Teil des Gemisches in die Leitung
222 eintritt, welche mit einer Leitung 224 in einer T-Verbindung zusammentrifft.
Eine Pumpe 226 drückt den Brei durch die Leitung 222 und schließlich durch die Leitung
224 in eine vierte Verdampfungsstufe 228 des Verdampfers. Der Druck in der vierten
Stufe ist gewöhnlich etwas höher als der in der dritten Stufe, vorzugsweise nahezu
Atmosphärendruck. Die Temperatur des Produkts der vierten Verdampfungsstufe 228,
d.h. eines Breies von Feststoffen in Öl, welcher etwa 1 Gew.-% Wasser, bezogen auf
den ganzen Brei enthält, liegt im allgemeinen über der des Produkts der dritten
Verdampfungsstufe 214; die Temperatur liegt im Bereich von etwa 38 bis 205 0C vorzugsweise
von etwa 93 bis 1770C. Das Heizmedium ist Dampf einer Temperatur, die etwa 16,5
bis 27,50C über der des Produkts, d.h. eines im wesentlichen wasserfreien Breies
von Feststoffen in Öl, liegt. Der Dampf wird in einem Dampfkessel 230 erzeugt und
durch eine Leitung 232 der vierten Stufe 228 des Verdampfers zugeführt. Das Kondensat
des Heizdampfes wird durch eine Leitung 234 abgezogen und zum Dampfkessel 230 zurückgeführt.
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Der im wesentlichen wasserfreie Brei von Feststoffen in Öl wird aus
der vierten Verdampfungsstufe 228 mittels einer Pumpe 236 durch die Leitung 224
abgezogen. Die Leitung 224 trifft mit einer Leitung 238 in einer T-Verbindung zusammen,
wodurch ein Teil des aus der vierten Verdampfungsstufe
228 durch
die Leitung 224 ausgetragenen Gemisches durch die Leitung 224 zur Verdampfungsstufe
228 zurückgeführt wird und ein Teil des Gemisches in die Leitung 238 eintritt. Eine
Pumpe 240 drückt den Brei durch die Leitung 238 zu einer kontinuierlich arbeitenden
Zentrifuge 244, die mit einem ersten Abschnitt mit fester Schale und einem zweiten
Abschnitt mit Siebschale versehen ist. Der Hauptteil oder größere Teil des relativ
nicht flüchtigen fluidierenden Öls wird von den Feststoffen im ersten Abschnitt
der Zentrifuge 244 abgetrennt und über eine Leitung 246 zu einem Fluidieröltank
248 zurückgeführt. Das zurückgewonnene fluidierende Öl wird mittels einer Pumpe
250 durch die Leitung 142 zum Fluidiertank 138 zur Inumlaufführung in der Anlage
zurückgeführt. Wenn bei dem Verfahren ein Überschuß an fluidierendem Öl anfällt,
kann es dem Ölbehälter 248 entnommen und für weitere Verwendung außerhalb der Anlage
gelagert werden.
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Die Feststoffe, die noch restliches fluidierendes Öl absorbiert haben,
bewegen sich von dem ersten Abschnitt mit fester Schale zum zweiten Abschnitt mit
Siebschale der Zentrifuge 244. In den Siebschalenabschnitt der Zentrifuge 244 wird
ein relativ flüchtiges leichtes Öl niedriger Viskosität durch eine Leitung 252 eingeführt,
wo es in innigen Kontakt mit den Feststoffen, die restliches fluidierendes Öl absorbiert
enthalten, kommt. Das relativ
leichte Öl extrahiert das fluidierende
Öl von den Feststoffen in dem Siebschalenabschnitt der Zentrifuge 244, und das Gemisch
von leichtem Öl und extrahiertem fluidierendem Öl wird von der Zentrifuge 244 durch
eine Leitung 254 zu einem Tank 256 geleitet.
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Die Feststoffe, an denen noch restliches relativ leichtes Öl absorbiert
ist, treten aus dem Siebabschnitt der Zentrifuge 244 aus und in einen Behälter 258
mit bewegtem Boden ein. Der bewegte Boden des Behälters 258 verursacht, daß die
Feststoffe zur Austrittsstelle vorrücken, wo sie durch Schwerkraft durch eine Leitung
260 in einen Mutterkuchen-Entöler 262 fallen. Der Entöler 262 kann, wenn gewünscht,
von außen mittels Dampf, der im Dampfkessel 230 erzeugt wird und in einen Dampfmantel
264 durch eine Leitung 266 eingeführt wird, erhitzt werden. Das Kondensat des Dampfmantels
wird durch eine Leitung 268 abgezogen und zum Dampfkessel 230 zurückgeführt. Im
Ofen des Dampfkessels 230 gebildete heiße gasförmige Verbrennungsprodukte werden
durch ein Ofenzugrohr 270eingeführt. Mindestens ein Teil der heißen gasförmigen
Verbrennungsprodukte wird vom Zugrohr 270 durch eine Leitung 272, die mit dem Rohr
270 verbunden ist und einen Staubsammler jeder beliebigen Bauart einschließen kann,
geführt; die heißen Verbrennungsprodukte kommen in direkten Kontakt mit den mit
leichtem Öl beladenen Feststoffen und verursachen die Verdampfung des leichten Öls.
Ein Lüfter 274 in der Leitung 272 schafft
Druck, um die gasförmigen
Verbrennungsprodukte durch die Leitung 272 zu führen. Ausströmendes Blasgas und
dampfförmiges leichtes Öl treten aus dem Entöler 262 durch eine Leitung 276 aus.
Die Stelle, an der die Leitung 272 mit der Zugrohrleitung 270 verbunden ist, bestimmt
die gewünschte Temperatur der gasförmigen Verbrennungsprodukte, d.h. des inerten
Blasgases. Je höher die Temperatur sein soll, um so tiefer liegt die Stelle an der
Zugleitung 270, an der die Leitung 272 angeschlossen ist.
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Wenn maximale Blasgastemperatur gewünscht wird, kann die Leitung 272
mit dem Ofen des Dampfkochers 230 direkt verbunden werden.
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Die von absorbiertem leichtem Öl befreiten Feststoffe werden mittels
Schwerkraft aus dem Entöler 262 in einen Behälter 278 mit bewegtem Boden übergeführt.
Der Schneckenfördererboden des Behälters 278 leitet die Feststoffe zum Behälterausgang,
wo die von fluidierendem und leichtem Öl freien Feststoffe, die im wesentlichen
wasserfrei sind, durch eine Leitung 280 ausgetragen werden.
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Ausströmendes Blasgas und dampfförmiges leichtes Öl, die aus dem Entöler
262 austreten, werden durch eine Leitung 276 in einen Kondensator 282 geführt. Die
Dämpfe leichten Öls, die durch die Leitung 276 in den Kondensator eintreten, werden
durch Kühlwasser kondensiert, das durch eine Leitung 284 in den Kondensator 282
eintritt und ihn
durch eine Leitung 286 wieder verläßt. Das kondensierte
leichte Öl und irgendwelches zufällig damit verbundene Wasser werden aus dem Kondensator
282 durch eine Leitung 288 in einen Tank 290 geführt, der in einen leichtes Ö1-Wasser-Behälter
und einen leichtes Öl-Beruhigungsbehälter unterteilt ist. Das abgekühlte ausströmende
Blasgas wird van Kondensator 282 durch eine Leitung 292 weggeführt. Da vom Kondensator
austretendes Blasgas unbehindert in die Atmosphäre abgegeben wird, ist der Druck
im Entöler 262 weitgehend Atmosphärendruck. Die Entölungsstufe wird daher praktisch
bei Atmosphärendruck durchgeführt. Obwohl in Fig. 2 gezeigt ist, daß das austretende
Blasgas und das dampfförmige leichte Öl vom Entöler 262 zum Kondensator 282 geführt
werden, wo der Öldampf kondensiert und vom Blasgas abgetrennt wird, kann die Energie
des Gemisches von Blasgas und dampfförmigem Öl auch zurückgewonnen werden, indem
die Wärme irgendeiner Verdampfungsstufe zugeführt wird, ausgenommen der Außenseite
der vierten Stufe 228 des Verdampfers, weil das darin enthaltende Öl das Kondensat,
das zum Dampfkocher 230 durch die Leitung 234 zurückgeführt wird, verunreinigen
würde und auch weil die Temperatur des Gemisches für Wärmeübertragung nicht ausreichen
würde. Alternativ kann das austretende Gemisch von Blasgas und verdampftem leichtem
Öl zum Vorwärmen des Gemisches aus Wasser-Feststoff-System und fluidierendem Öl
durch Einspritzen in den Fluidiertank 138 verwendet werden, oder an irgendeiner
anderen
Stelle des Systems, wo die Rückgewinnung von Energie zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens beitragen kann.
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Das Gemisch von relativ leichtem Öl und extrahiertem fluidierendem
Öl im Tank 256 wird mittels einer Pumpe 296 durch eine Leitung 298 zu einem Verdampferrohrbündel
300 an der zweiten Verdampferstufe 198 geführt. Die Strömungsrate durch die Leitung
298 wird durch ein Ventil 302 geregelt. Die extrahierte Fraktion fluidierenden Öls
wird mit dem teilweise entwässerten Brei von Feststoffen in Öl, der aus der zweiten
Verdampfungsstufe 198 durch die Leitung 194 abgezogen wird, vereinigt, während das
verhältnismäßig leichte Öl verdampft und zusammen mit dem Wasserdampf von der Dampfkammer
der zweiten Verdampfungsstufe 198 durch die Leitung 168 geführt wird, um als Heizmedium
der ersten Stufe 166 zu dienen. Dem Fachmann wird es klar sein, daß ein unabhängiges
Verdampferrohrbündel 300 nicht notwendigerweise benutzt werden braucht, sondern
daß das Gemisch von leichtem Öl und extrahiertem fluidierendem Öl vom Tank 256 an
jede Verdampfungsstufe in der Anlage geliefert werden kann.
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Eine Leitung 304 ist an ihrem einen Ende durch eine T-Verbindung mit
der Leitung 194 und an ihrem anderen Ende durch eine T-Verbindung mit der Leitung
298 verbunden. Die Strömungsrate
des leichten Öls und des extrahierten
fluidierenden Öls in der Leitung 298 sowie der Druck in der Leitung 298 werden durch
das Ventil 302 geregelt, so daß ein Teil des Breies von wässrigen Feststoffen in
Öl, der durch die Leitung 194 hindurchgeht, durch die Leitung 304 zur Leitung 298
und schließlich zum Verdampferrohrbündel 300 abgeleitet wird, wo der Brei einer
weiteren Verdampfung unterworfen wird.
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Vom Kopf der Verdampferzone der dritten Stufe 214 des Verdampfers
geht eine Leitung 306 aus, durch welche nicht kondensierbare Materialien und mitgerissenes
kondensierbares Material geleitet wird. Der Zutritt zu der Leitung 306 wird durch
ein Ventil 308 geregelt. Eine Leitung 310, die durch ein Ventil 312 geregelt wird,
führt vom Kopf der Verdampferzone der zweiten Verdampfungsstufe 198 zur Leitung
306, die mit ihr in einer T-Verbindung zusammentrifft. In ähnlicher Weise verbindet
eine Leitung 314, kontrolliert durch ein Ventil 316, den Kopf der unabhängigen Verdampfungszone
300 mit der Leitung 306, und eine Leitung 318, durch ein Ventil 320 geregelt, verbindet
den Kopf der Verdampferzone mit der ersten Stufe 166 mit der Leitung 306.
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In der Leitung 306 wird Unterdruck mittels einer Strahlpumpe 324 aufrechterhalten,
die mit Dampf durch Leitung 326 versorgt wird. Durch Einstellung der Ventile 308,
312, 316 und 320 kann der gewünschte Unterdruck in der dritten, zweiten und ersten
Stufe des Verdampfers aufrechterhalten werden.
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Dampf von der Strahlpumpe 324 sowie nicht kondensierbare und kondensierbare
Materialien werden durch eine Leitung 328 zu einem komprimierbaren Fallwasserkasten
330 geführt.
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Nicht kondensierbares Material und eingeschlossenes kondensierbares
Material werden durch eine Leitung 332 von dem komprimierbaren Fallwasserkasten
330 zu einem Kondensator 334 geführt. Der Kondensator 334 wird durch Kühlwasser
gekühlt, das in den Kondensator durch eine Leitung 336 eintritt und ihn durch eine
Leitung 338 verläßt. Nicht kondensierbares Material tritt aus dem Kondensator 334
durch eine Leitung 340 aus. Eingeschlossenes kondensierbares Material wird von dem
Kondensator 334 durch eine Leitung 344 zu dem komprimierbaren Fallwasserkasten 333
zurückgeführt. Kondensie~rbares Material, im wesentlichen Wasser und das relativ
leichte Öl, werden durch eine Leitung 346 von dem komprimierbaren Fallwasserkasten
330 zum Tank 290 geführt, der, wie schon erwähnt, in einen Raum für leichtes Öl
und Wasser und einen Leichtölberuhigungsraum unterteilt ist (light oil surge tank).
Das Kondensat, das im wesentlichen aus Wasser und dem leichten Öl besteht, wird
mittels einer Pumpe 348 vom Fallwasserkasten 172 (hot well) zum Tank 290 durch eine
Leitung 350 geführt.
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Im Tank 290 wird das Gemisch von Wasser und relativ leichtem Öl getrennt
in im wesentlichen reines leichtes Öl, das in den Beruhigungsraum für leichtes Öl
eintritt, und zum Teil gereinigtes, etwas leichtes Öl enthaltendes Wasser,
welches
in dem Leichtöl-Wasser-Raum verbleibt. Überschüssiges leichtes Öl wird mittels einer
Pumpe 352 durch eine Leitung 354 von dem Leichtöl-Beruhigungsraum des Tanks 290
in Lagertanks gedrückt. Leichtöl, das in dem Verfahren zum Extrahieren fluidierenden
Öls aus den Feststoffen benötigt wird, wird mittels einer Pumpe 356 aus demLeichtöl-Beruhigungsraum
des Tanks 290 durch die Leitung 252 zu der kontinuierlichen Zentrifuge 244 gedrückt.
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Das teilweise geklärte Wasser, welches noch etwas des relativ leichten
Öls enthält, wird mittels einer Pumpe 358 von dem Leichtöl-Wasser-Raum des Tanks
290 durch eine Leitung 362 zu einem Coalescer 360 gedrückt. Gereinigtes Kondensat,
bestehend aus reinem Wasser, wird aus dem Coalescer 360 durch eine Leitung 364 entfernt
und in Lagertanks geleitet.
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Leichtöl, das von dem Wasser in dem Coalescer 360 abgetrennt worden
ist, wird durch eine Leitung 366 und durch Leitungen 368 und 370, die mit der Leitung
366 in einer T-Verbindung verbunden sind, aus dem Coalescer 360 entfernt. Die Leitung
366 führt das leichte Öl zum Tank 290 zurück, wo es in den Leichtöl-Beruhigungsraum
eintritt und schließlich in Lagertanks kommt oder zu der kontinuierlichen Zentrifuge
244 geleitet wird, um fluidierendes Öl aus den Feststoffen zu extrahieren.
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Fig. 3 zeigt einen Teil der Vorrichtung, die in einer Abwandlung der
Vorrichtung der Fig. 1 oder der Fig. 2 verwendet
wird, bei der
das heiße inerte Blasgas ein inertes Gas ist, das in dem Ofen der Vorrichtung oder
alternativ in einer Heizvorrichtung, die mit der in Fig. 1 oder 2 gezeigten Vorrichtung
nicht irgendwie verbunden ist, erhitzt wird. Die Vorrichtung in Fig. 3 unterscheidet
sich grundsätzlich von der der Figuren 1 und 2 dadurch, daß das heiße inerte Blasgas
nicht gasförmige Verbrennungsprodukte sind, sondern ein inertes Gas, wie Stickstoff
oder Kohlendioxid. Fig. 3 ist als eine Abwandlung der Vorrichtung der Fig. 1 gezeigt,
doch könnte diese Abwandlung ebenso an der Vorrichtung der Fig. 2 vorgenommen werden.
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Obwohl in Fig. 3 die Verwendung des Dampfkessels 77 der Fig. 1 als
Mittel zum Erhitzen des inerten Gases gezeigt ist, kann das inerte Gas alternativ
auch in einer Heizvorrichtung, die sonst nicht mit der Vorrichtung der Fig. 1 verbunden
ist, erhitzt werden.
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In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform treten mit leichtem Öl
beladene Feststoffe in einen Mutterkuchenentöler 100 über die Leitung 98 ein. Der
Entöler 100 kann von außen durch Dampf, der im Dampfkessel 77 erzeugt wird, durch
die Leitung 104 in den Dampfmantel 102 eintreten.
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Das Kondensat des Dampfmantels wird durch die Leitung 106 abgezogen
und zum Dampfkessel 77 zurückgeführt. Ein inertes Gas in einer Heizspule 374 wird
innerhalb des Zugrohres 107 des Dampfkessels 77 erhitzt. Die Heizspule 374 ist an
einem Ende mit der Leitung 108 verbunden, die das heiße inerte
Blasgas
in den Entöler 100 führt, wo es in direkten Kontakt mit den mit leichtem Öl beladenen
Feststoffen kommt und die Verdampfung des leichten Öls verursacht. Feststoffe, die
von adsorbiertem leichtem Öl befreit sind, werden aus dem Entöler 100 durch die
Leitung 114 ausgetragen. Der Lüfter 109 in der Leitung 108 liefert den Druck, um
das heiße inerte Blasgas durch die Leitung 108 zu führen. Austretendes inertes Blasgas
und dampfförmiges leichtes Öl verlassen den Entöler 100 durch die Leitung 110.
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Die Lage der Heizschlange 374 in dem Zugrohr 107 wird durch die gewünschte
Temperatur des inerten Blasgases bestimmt.
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Je höher die Temperatur sein soll, um so tiefer ist die Lage der Heizschlange
374 in dem Zugrohr 107. Wenn maximale Blasgastemperaturen gewünscht werden, kann
die Heizschlange 374 innerhalb des Ofens des Dampfkessels 77 in Stellung gebracht
werden.
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Das ausströmende Blasgas und das dampfförmige leichte Öl, die aus
dem Entöler 100 austreten, werden durch die Leitung 110 in den Kondensator 126 geführt.
Die Dämpfe leichten Öls, die durch die Leitung 110 in den Kondensator 126 treten,
werden durch Kühlwasser kondensiert, das durch die Leitung 128 in den Kondensator
eintritt und ihn durch die Leitung 130 verläßt. Das kondensierte leichte Öl wird
aus dem Kondensator 126 durch die Leitung 132 weggeführt. Abgekühltes ausströmendes
inertes Blasgas wird aus dem Kondensator
durch eine Leitung 376
weggeführt, welche mit dem anderen Ende der Heizschlange 374 verbunden ist. Das
inerte Blasgas wird demgemäß in Umlauf geführt.
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Fig. 4 zeigt einen Teil einer abgewandelten Vorrichtung der Fig. 1
oder der Fig. 2, bei der das heiße inerte Blasgas die gasförmigen Verbrennungsprodukte
eines Ofens sind, der nicht anders mit der Vorrichtung der Fig. 1 oder der Fig.
2 verbunden ist. Obwohl Fig. 4 eine Abwandlung der Vorrichtung der Fig. 1 zeigt,
kann die gleiche Abwandlung auch an der Vorrichtung der Fig. 2 vorgenommen werden.
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In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform treten die mit leichtem
Öl beladenen Feststoffe in den Mutterkuchen-Entöler 100 über die Leitung 98 ein.
Der Entöler 100 kann, wenn gewünscht, von außen mittels Dampf beheizt werden der
im Dampfkessel 77 erzeugt wird und in den Dampfmantel 102 durch die Leitung 104
geführt wird. Das Kondensat des Dampfmantels wird durch die Leitung 106 abgezogen
und zum Dampfkessel 77 zurückgeführt. Der Dampf, der zum Heizen der Verdampferstufen
der Anlage dient, wird auch im Dampfkessel 77 erzeugt und zur dritten Stufe 76 des
Verdampfers durch die Leitung 78 geführt. Das Kondensat des Heizdampfes wird durch
die Leitung 80 abgezogen und zum Dampfkessel 77 zurückgeführt.
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Heiße gasförmige Verbrennungsprodukte werden in einem Ofen 380 erzeugt,
der ein Industriegenerator für inertes Gas bekannter Bauart sein kann, und durch
ein Zugrohr 382 ausströmen gelassen. Mindestens ein Teil der heißen gasförmigen
Verbrennungsprodukte werden vom Zugrohr 382 über eine Leitung 384, die mit dem Zugrohr
382 verbunden ist, in den Entöler 100 geleitet, wo sie als inertes Blasgas in direkten
Kontakt mit den mit leichtem Öl beladenen Feststoffen kommen und die Verdampfung
des leichten Öles verursachen. Die von leichtem Öl befreiten Feststoffe werden aus
dem Entöler 100 durch die Leitung 114 entfernt.
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Der Lüfter 386 in der Leitung 384 erzeugt Druck, um die gasförmigen
Verbrennungsprodukte durch die Leitung 384 zu leiten. Ausströmendes Blasgas und
dampfförmiges leichtes Öl treten aus dem Entöler 100 durch die Leitung 110 aus.
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Wie weiter oben schon erwähnt, ist der Punkt, an welchem die Leitung
384 mit dem Zugrohr 382 verbunden ist, abhängig von der Temperatur, die die gasförmigen
Verbrennungsprodukte haben sollen. Je höher die gewünschte Temperatur der gasförmigen
Verbrennungsprodukte ist, um so tiefer liegt die Stelle am Zugrohr 382, wo die Leitung
384 mit dem Zugrohr verbunden ist. Bei maximaler Blasgastemperatur kann die Leitung
384 direkt mit dem Ofen verbunden sein.
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Aus dem Entöler 100 austretendes Blasgas und dampfförmiges leichtes
Öl werden durch die Leitung 110 in den Kondensator 126 geführt. Die durch die Leitung
110 in den Kondensator
126 eintretenden Dämpfe @e@chten Öls werden
durch kühlwasser gekühlt, welches du @ @@@ @eit@ng ~ 128 in den kondensator eintritt
und ihn du@@h die leitung 130 verläßt.
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Das kondensierte leichte Öl wird aus dem Kondensator durch die Leitung
132 abgeführt. Gekühltes ausst@ömendes Blasgas wird aus dem Kondensator durch die
Leitung 134 @n die Atmosphäre abgegeben. Da auss@@ömendes Blasgas @behindert aus
dem Kondensator in die Atmosphäre @ritt, befinde@ sic@ der Entöler 100 im wesentlichen
bei Atmosphäre@d@urck, Die Entölung wird daher praktisch bei Atmosph@rendruck d@
@@-geführt.
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Obwohl in Fig 4 gezeigt ist, daß das Blasgas und das dampfförmige
leichte Öl, din aus dem EntbJer 100 austreten, zu dem Kondensator 126 ges ihre werden,
wo der Öldampf kondensiert wird und sich aus dem Blasgas abtrennt, kann die Energie
des Blasgas-Öldampf-Gemisches auch zurückgewonnen werden, .indem. Wärme an die erste
Verdampfungsstufe 22, die zweite Verdarn.pfungsstufe 66 oder irgendeine andere Verdampfungsstufe
der Anlaqe abgegeben wird, ausgenommen an die Außenseite der dritten Verdampfungsstufe
76, da das darin enthaltene Öl das zum Dampfkessel 77 durch die Leitung 80 zurückgeführte
Kondensat verunreinigen würde, und auch weil die Temperatur des Gemisches für Wärmeaustausch
nicht hoch genug wäre, Alternativ kann das ausströmende Gemisch von Blasgas und
dampfförmigem leichtem öl auch zum Vorwärmen des Gemisches aus Wasser-Feststoffsystem
und
leichtem fluidierendem Öl durch Einspritzen in den Fluidiertank 10 oder an irgendeiner
anderen Stelle der Anlage, verwendet werden, wo die Rückgewinnung seiner Energie
zur Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beitragen kann.
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So ist durch die Erfindung in weitestem Sinn ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Rückgewinnung von leichtem Öl von Feststoffen geschaffen. Die Erfindung
ist insbesondere anwendbar auf die Rückgewinnung von restlichem leichtem Öl von
Feststoffen, die in einem Verfahren erhalten worden sind, in welchem Wasser-Feststoff-Systeme
in einem leichten fluidierenden Öl entwässert und der Hauptteil des leichten fluidierenden
Öls von den weitgehend wasserfreien Feststoffen abgetrennt wird. In ähnlicher Weise
findet die Erfindung bei der Entfernung von restlichem leichtem Öl von Feststoffen
Anwendung, die in einem Verfahren erhalten worden sind, in welchem Wasser-Feststoff-Systeme
in einem schweren relativ nicht flüchtigen fluidierenden Öl entwässert werden und
der Hauptteil des schweren Öls von den weitgehend trockenen Feststoffen abgetrennt
wird. Restliches schweres Öl wird danach von den Feststoffen durch Extraktion mit
einem leichten Öl entfernt. Die vorstehenden Ausführungsformen des Verfahrens sind
gekennzeichnet durch die Rückgewinnung reinen Wassers von Wasser-Feststoff-Systemen,
entwässert in einem fluidierenden Öl, sowie durch die Rückgewinnung des restlichen
leichten
Öls von den Feststoffen nach ihrer Entwässerung.
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Die mit leichtem Öl beladenen Feststoffe werden in direkten Kontakt
mit einem heißen inerten Blasgas gebracht, welches das restliche leichte Öl durch
Hitzeverdampfung entfernt.
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Ferner macht die Erfindung die Gewinnung oder Rückgewinnung von Feststoffen
möglich, die nicht nur entwässert sind, sondern über den Punkt hinaus entölt sind,
der gewöhnlich bei Verwendung von nur mechanischen Mitteln erreichbar ist.
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Die Erfindung ist anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Doch sind daran noch zahlreiche Modifikationen, Änderungen und Abweichungen möglich,
ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.