DE3743115C2 - Anlage zur Gewinnung von Öl, Gas und Nebenprodukten aus Ölschiefer oder anderen mit Kohlenwasserstoffen imprägnierten festen Materialien mittels Pyrolyse und Verfahren zur Durchführung einer solchen Pyrolyse mittels einer solchen Anlage - Google Patents
Anlage zur Gewinnung von Öl, Gas und Nebenprodukten aus Ölschiefer oder anderen mit Kohlenwasserstoffen imprägnierten festen Materialien mittels Pyrolyse und Verfahren zur Durchführung einer solchen Pyrolyse mittels einer solchen AnlageInfo
- Publication number
- DE3743115C2 DE3743115C2 DE3743115A DE3743115A DE3743115C2 DE 3743115 C2 DE3743115 C2 DE 3743115C2 DE 3743115 A DE3743115 A DE 3743115A DE 3743115 A DE3743115 A DE 3743115A DE 3743115 C2 DE3743115 C2 DE 3743115C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- line
- retort
- gases
- retort chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B1/00—Retorts
- C10B1/02—Stationary retorts
- C10B1/04—Vertical retorts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/02—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der verbesserten
Erzeugung von Mineralöl und anderen Nebenprodukten aus festen,
mit Kohlenwasserstoffen imprägnierten Materialien und insbeson
dere aus Ölschiefern durch Pyrolyse mittels eines integrier
ten Verfahrens in einer integrierten Anlage, wobei die we
sentliche Umsetzung in einer Retortenbehandlung in Abwesen
heit von Luft besteht und die zu behandelnden festen Mate
rialien in Form kleiner Teilchen innerhalb eines vorgegebenen
Größenbereiches vorliegen.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, flüssige und gasförmige
Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, welche vor allem als Brenn
stoffe nützlich sind, und außerdem Nebenprodukte zu gewinnen,
die in andere wirtschaftlich ausnutzbare Produkte umgewandelt
werden können.
Ziel der Erfindung ist es weiterhin, ein solches integriertes
Verfahren in einer integrierten Anlage zur Verfügung zu stel
len, bei welchem die Energie- und Massenbilanzen optimiert
sind, so daß das gesamte Verfahren in einer solchen Anlage
so wirtschaftlich wie möglich durchgeführt werden kann.
Ein weiteres wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Ver
fahrens in einer solchen integrierten Anlage besteht darin,
daß als Rohmaterialien in das Gesamtsystem nur die mit Koh
lenwasserstoff imprägnierten festen Materialien, insbesondere
Ölschiefer, zugeführt werden und daß die im Kreislauf ge
führten fließfähigen Stoffe als Medium für den Wärmeaustausch
dienen, daß die der Retortenkammer zugeführten Gase auch aus
dem Gesamtsystem stammen und daß die Behandlung der Folge
produkte der Pyrolyse weiterbehandelt werden, ohne daß von
außen Luft oder andere inerte fließfähige Hilfsstoffe oder
Hilfsreagenzien zugeführt werden müssen.
Basis der vorliegenden Erfindung ist die Anlage und das Ver
fahren, wie sie in der brasilianischen Patentschrift 7105857
vom 6. September 1971 beschrieben werden. Ziel der Erfindung
ist es daher auch, diese bekannte Anlage und dieses bekannte
Verfahren wesentlich zu verbessern.
Das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann
für jedes feste Material verwendet werden, welches beim Er
hitzen Ölkomponenten liefert. Vorzugsweise werden hierfür je
doch Ölschiefer eingesetzt, wobei der Ölgehalt solcher Schie
ferarten aus wirtschaftlichen Gründen mindestens 4 Gewichts
prozent betragen soll, berechnet auf getrocknetes Material.
Ein solcher Ölschiefer sollte zunächst bis zu einer Teilchen
größe im Bereich von 0,32 bis 15,24 cm und vorzugsweise bis
zu einer Teilchengröße von 0,64 bis 7,62 cm zerkleinert wer
den.
Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachstehend anhand
der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist ein schematisches Fließdiagramm des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Zuspeisungsvorrichtung
mit oberer und unterer Drehschleuse für die Retortenkammer.
In Fig. 3 ist ein Teilhorizontalschnitt einer Drehschleuse gemäß
Fig. 2 wiedergegeben.
Fig. 4 zeigt als Längsschnitt eine nicht klassierend wirkende
Verteilervorrichtung für die Beschickung der eigentlichen
Retortenkammer (9).
Fig. 5 zeigt schematisch in Draufsicht eine Anordnung mit
Injektionsdüsenkörpern zum Zuspeisen von Heißgas in die Re
tortenkammer.
Fig. 5a zeigt schematisch eine Ansicht von oben auf die in
Fig. 5 dargestellten Injektionsdüsensysteme, insbesondere die
Art, wie sie in die Retortenwand eingepaßt sind.
Fig. 6 zeigt teilweise im Schnitt die Austragsvorrichtung (13)
zum regulierten Austrag der in der Retortenkammer behandelten
Teilchen.
Fig. 7 zeigt diese Austragsvorrichtung (13) im Schnitt.
Fig. 8 zeigt in vereinfachter Weise einen Blick von oben auf
die Austragsvorrichtung (13), welche in den Fig. 6 und 7
wiedergegeben ist.
Fig. 9 zeigt schematisch einen Schnitt einer Gaszuführungs
düse (15), welche im unteren trichterförmigen Ansatz (14)
der eigentlichen Retorte angeordnet ist.
Anhand des Fließdiagramms von Fig. 1 ist ersichtlich, daß der
über Leitung (1) zugeführte Ölschiefer oder irgendein ande
res in der Anlage zu behandelndes festes Material in Teilchen
form einem Fülltrichter (2) zugeführt wird, der am Boden mit
einem in der Zeichnung nicht dargestellten Verteilerventil
versehen ist, so daß der Strom zerkleinerter Teilchen durch
eine der beiden geneigten Leitungen (3) fließen kann, welche
zu einer Drehschleuse (4) hinführt. Eine solche Drehschleuse
(4) ist als Teilschnitt in Fig. 2 dargestellt und in Fig. 3
ist eine solche Drehschleuse in Draufsicht wiedergegeben.
Die Drehschleuse (4) besteht im wesentlichen aus einem ge
schlossenen zylindrischen Gehäuse (410) mit einem Einlaß (411)
in der oberen Abdeckung (412) und einem Auslaß (416) in der
unteren Abdeckung (413). Zentrisch in diesem Gehäuse (410)
ist eine Drehwelle (414) angeordnet, welche von der Mitte der
oberen Abdeckung (412) bis zur Mitte der unteren Abdeckung
(413) verläuft und mit radial angeordneten Flügeln (415) ver
sehen ist (vgl. Fig. 3), deren Anzahl je nach der Teilchengröße
der festen Materialien oder der Fließgeschwindigkeit der Teil
chen variieren kann. Beispielsweise können 8 solcher Flügel
um die Drehwelle symmetrisch angeordnet sein. Diese Flügel
(415) sind mit ihren äußeren Enden an einer zylindrischen
Hülse oder einem zylindrischen Mantel befestigt und bilden so
einen als Rotor wirkenden Körper (417).
Es wird darauf hingewiesen, daß in dem in den Fig. 2 und 3
dargestellten Beispiel diese Flügel (415) rechteckig ausge
bildet sind, so daß der Rotor, wenn er sich dreht, an der
Innenseite des zylindrischen Gehäuses (410) entlangfegt, da
er durch die Drehwelle, an welcher die Flügel befestigt sind,
in Drehbewegung versetzt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß
die Drehwelle (414) von außen in in der Zeichnung nicht dar
gestellter Weise angetrieben wird. Ein wesentliches und wich
tiges Merkmal der Drehschleuse (4), wie sie hier beschrieben
ist, besteht darin, daß die Einlaßöffnung (411) in der oberen
Abdeckung diametral entgegengesetzt zu der Auslaßöffnung (416)
in der unteren Abdeckung (413) angeordnet ist, wobei die Ein
laßöffnung (411) mit der nach unten geneigten Leitung (3) in
Verbindung steht, während die Auslaßöffnung (416) mit einer
vertikal angeordneten weiteren Leitung (5) in Verbindung steht,
in welche die festen Teilchen, welche über die Einlaßöffnung
(411) in die Drehschleuse gelangen, infolge der fegenden Be
wegung der Flügel (415) des Rotors (417) und über die Aus
laßöffnung (416) in der unteren Abdeckung (413) gelangen. In
dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel mündet in diese
vertikale Leitung (5) an einem beliebigen Punkt außerdem eine
Leitung, welche einen geeigneten Gasstrom zuführt, wobei eine
solche Leitung in Fig. 3 beispielsweise durch das Bezugszei
chen (510) wiedergegeben wird. Es kann sich bei diesem Gas
um Dampf oder vorzugsweise ein Inertgas handeln, welches dazu
dient, nicht nur die Leitung (5) mit Druck zu beaufschlagen,
sondern sich auch nach oben auszubreiten und so das Innere
der Drehschleuse (4) unter Druck zu setzen, und weiterhin
durch eine Ausbreitung nach unten eine weitere Drehschleuse
(6) mit Druck zu beaufschlagen, welche mit dem unteren Ende
der Leitung (5) in Verbindung steht. Auf diese Weise wird
aus der Drehschleuse (4) die Außenluft ferngehalten, welche
durch den Einstrom der festen Teilchen mitgerissen wird, und
es wird auf diese Weise verhindert, daß Sauerstoff in das
Retortensystem und die untere Drehschleuse (6) gelangt, und
außerdem wird dadurch verhindert, daß Retortengase, die doch
in die untere Drehschleuse (6) gelangt sind, bis in die
Vertikalleitung (5) hochsteigen.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die relative Lage der Einlaß
öffnung (411) und der Auslaßöffnung (416) zueinander in dem
zylindrischen Gehäuse (410) der Drehschleuse (4) sowie auch
die Anzahl solcher Öffnungen nicht vorgeschrieben sind und
daß die Zeichnungen und die Beschreibung insoweit nur eine
bevorzugte Ausführungsform wiedergeben.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, verbindet die Leitung (5)
die obere Drehschleuse (4) und die untere Drehschleuse (6)
miteinander. Daran kann sich dann direkt eine nicht klassie
rend wirkende Verteilervorrichtung (8) anschließen, welche
wiederum direkt die Retortenkammer (9) beschickt, oder es kann
noch eine weitere vertikale Leitung (7) zwischengeschaltet
sein, wie in Fig. 1 wiedergegeben, welche ihrerseits zum Ein
laßende einer anderen Drehschleuse führen kann, die so gebaut
ist wie die bereits beschriebenen Drehschleusen, und diese
Vertikalanordnung kann so oft wiederholt sein, wie es erfor
derlich ist, um eine gute Abdichtung in jedem speziellen Fall
sicherzustellen.
In der Praxis hat es sich in vielen Fällen als ausreichend
erwiesen, zwei Drehschleusen (4, 6) hintereinander anzuordnen,
die durch eine Leitung (5) miteinander verbunden sind. Wie
aus Fig. 1 ersichtlich, werden zwei oder mehr solcher hinter
einandergeschaltete Systeme verwendet, wobei dann das eine
System in Betrieb ist und das andere gerade beladen wird.
Die Drehschleuse (6) ist in der gleichen Weise ausgestaltet
wie die bereits beschriebene Drehschleuse (4), d. h. sie hat
eine obere Abdeckung (610) und eine untere Abdeckung (611),
außerdem ist eine Drehwelle (612) vorgesehen, welche direkt
mit der Drehwelle (414) der Drehschleuse (4) verbunden sein
kann. Außerdem weist die untere Drehschleuse einen Einlaß
(613) und einen Auslaß (614) und einen innerhalb des zylindri
schen Gehäuses angeordneten Rotor mit Flügeln auf, wie vor
stehend bereits beschrieben.
Es ist von besonderer Bedeutung, daß die Abdeckungen der
Drehschleusen und auch die nach innen gerichteten Kanten der
darin angeordneten Rotoren mit speziellen abriebfesten Über
deck- oder Schutzteilen versehen sind, welche so befestigt
sind, daß sie in den Wartungsphasen entfernt und ausgetauscht
werden können.
Der in der Anlage zu behandelnde Ölschiefer oder irgendein
anderes zerkleinertes festes Material gelangen also über den
Fülltrichter (2) in die nach unten geneigten Leitungen (3)
und dann in die Drehschleusen (4 und 6), welche durch eine
Vertikalleitung (5) miteinander verbunden sind, die ihrer
seits durch ein Inertgas mit Druck beaufschlagt wird. Von dort
gelangt der Teilchenfluß zu einer nicht klassierend wirkenden
Verteilervorrichtung (8), welche am oberen Ende innerhalb des
Gehäuses der Retortenkammer angeordnet ist. Um die Wirkungs
weise dieser Verteilervorrichtung besser verständlich zu ma
chen, sind in Fig. 4 verschiedene Abschnitte I bis IV einge
zeichnet, und die Wirkungsweise wird nachstehend anhand dieser
Abschnitte näher erläutert.
Diese Abschnitte I bis IV wirken als Einheit zusammen und
dürfen nicht getrennt betrachtet werden.
In Abschnitt I ist ein zylindrisches Gehäuse (809) vorgesehen,
welches einen Drehverteiler (803) umgibt, der trichterförmig
ausgestaltet ist, wobei sich die obere weitere Öffnung unmit
telbar unter der oberen Abdeckung (802) in Abschnitt I befin
det, welche die Öffnungen (801) umgibt, in welche ihrerseits
die Zuleitungen (7) münden, welche die granulierten festen
Teilchen aus der Drehschleuse (6) nach unten befördern. Dieser
trichterförmige Drehverteiler endet an seinem unteren Ende in
einer engen Rohrleitung (808) und ist an einer Drehwelle (806)
befestigt, welche ihrerseits von einem Lager (807) getragen
wird. An diesem Punkt wird sie durch einen Motor (804) in
langsame Umdrehung versetzt, mit welchem sie über die Welle
(806) und ein Reduktionsgetriebe (805) verbunden ist.
Die in den trichterförmigen Drehverteiler (803) fallenden
festen Teilchen gelangen von dort aus in einem Abstand von
einem festen Schaft (818) in den Abschnitt II und werden zu
trichterförmigen Trennwänden (812) geführt und sammeln sich
dann innerhalb der Abteile (816 und 817), ohne daß eine we
sentliche Klassierung stattfindet, was wesentlich auf dem Rand
(811) beruht, der als Flußscheidewand für die
herabfallenden Teilchen dient (vgl. Fig. 4). Diese Abteile werden be
grenzt von der Außenwand der Vorrichtung (809), der trichter
förmigen Trennwand (812) und der innersten Wand (810) des
inneren konischen Einsatzstückes, welches sich von dem festen
Schaft (818) aus nach unten erstreckt. Von Abschnitt II aus
fließen die festen Teilchen unter der Schwerkraft längs der
Leitrohre (813), welche im Abschnitt III angeordnet sind
und ihrerseits in den Abschnitt IV führen, welcher mit dem
Kopfteil der Retortenkammer (9) identisch ist. Infolge der
speziellen Lage der engen Rohrleitung (808) im trichterförmi
gen Drehverteiler relativ zu der Lage der trichterförmigen
Trennwand (812), sowie infolge der Neigung der Wände (809,
810, 812) im Abschnitt II und der Länge und Neigung der nach
unten führenden Sammelrohre (813) im Abschnitt III wird nicht
nur eine Auftrennung der Teilchen nach ihrer Größe verhindert,
sondern die Bildung sogenannter "Täler" (814) im Abschnitt IV
wird gleichfalls verringert. Unter "Tälern" werden hier die
Einbuchtungen in der Oberfläche der Teilchenmasse verstanden,
welche durch den ungleichmäßigen Aufbau derselben entstehen
können.
Die eigentliche Retortenkammer (9) ist zylindrisch und sie
ist auf der Innenseite mit einem speziellen feuerfesten Mate
rial ausgekleidet, welches nicht nur den Wärmeaustausch mit
der Außenseite auf ein Minimum herabsetzt, sondern auch die
innere Retortenwand gegenüber Erosion schützt, welche durch
Reibungskräfte infolge der nach unten gerichteten Bewegung
der festen Teilchen hervorgerufen wird. Da es sich bei einer
solchen Retorte um einen Reaktor handelt, der gut thermisch
isoliert werden muß, ist der eigentliche Retortenkörper so
weit als möglich außen mit einer wärmeisolierenden Schicht
aus an sich bekannten Materialien versehen.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden im
einzelnen die Vorgänge näher erläutert, welche in der eigent
lichen Retortenkammer von Bedeutung sind:
- (a) An der Stelle, wo sich die nach unten führenden Leitungen der nicht klassierend wirkenden Verteilervorrichtung (8) be finden, ist in der Retortenkammer eine Öffnung vorgesehen, die mit einer Auslaßleitung (10) in Verbindung steht. Es können auch mehrere solcher Öffnungen vorhanden sein, die dann mit der entsprechenden Anzahl von Auslaßleitungen verbunden sind, die sich an einer Stelle außerhalb der Retortenkammer zu einer gemeinsamen Leitung vereinigen. Längs dieser Leitung oder Lei tungen (10) werden gasförmige Materialien aus der Retortenkam mer abgezogen, die den durch das Retortenverfahren selbst er zeugten flüssigen Anteil in Form von Dampf und/oder Nebel und außerdem feine Feststoffe enthalten, welche mit den gasförmi gen Materialien mitgerissen werden.
- (b) An einem Punkt zwischen dem Auslaßende der nach unten führenden Leitungen (813) der nicht klassierend wirkenden Verteilervorrichtung (8) und dem Boden der Retortenkammer sind Injektoren für Heißgas angeordnet, und zwar als eine Anordnung (11), die nachstehend noch im einzelnen beschrie ben werden und schematisch in Fig. 5 wiedergegeben sind. Die genaue Stelle, an der diese Injektoren angeordnet sind, hängt in jedem Einzelfall von der speziellen Konstruktion der Retorte ab, wobei Größen, wie der Durchmesser der Retorten kammer, die nach oben gerichtete Strömungsgeschwindigkeit der Gase und der Gasverlust durch die nach unten gerichtete Bewe gung des Festkörperbettes von Bedeutung sind.
- (c) An einem Punkt im unteren Teil der zylindrischen Retor tenkammer (9), wo diese ihren Durchmesser verringert und dann in den trichterförmigen Teil übergeht, befindet sich eine Austragsvorrichtung (13), die nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 6, 7 und 8 noch näher erläutert wird.
- (d) In dem trichterförmigen Ansatz (14) der zylinderförmigen Retortenkammer (9) und etwas unterhalb der Austragsvorrich tung (13) sind rund um den trichterförmigen Körper horizontal Löcher angeordnet, welche mit Injektionsdüsen (15) für kalte Retortengase in Verbindung stehen. Diese Düsen sind mittels nicht dargestellter Leitungen mit einer Zuführungsleitung für Kaltgas verbunden, welches an einer anderen Stelle der Gesamt anlage als Nebenprodukt entsteht.
In Fig. 5 ist schematisch die Anordnung der Injektoren (11) wie
dergegeben, welche im wesentlichen aus sich längs erstrecken
den prismatischen Körpern (111) bestehen, deren Hohlquer
schnitt einem irregulären Sechseck entspricht. Die Anzahl
und die spezielle Anordnung innerhalb der zylindrischen
Retortenkammer (9) wird beeinflußt durch die Abwärtsbewegung
des Teilchenbettes. Insbesondere der sechseckige Querschnitt
ergibt sich aus technischen Faktoren, die mit den Fließeigen
schaften granulierter Festkörper in Beziehung stehen. Fig. 5
zeigt diese Injektoren der Anordnung (11) nur in schematischer
Weise, da der Fachmann genügend Wissen hat, um Einzelheiten
zu ergänzen. Insbesondere wird darauf hingewiesen, daß der
Betrachter die Vorderwände (116) der Prismenkörper in Wirk
lichkeit nicht in einer solchen parallelen Anordnung sieht,
wie sie in Fig. 5 dargestellt ist.
Es ist wesentlich, daß man dieses neue Injektorsystem für
Heißgas vergleicht mit dem in der vor stehend erwähnten brasi
lianischen Patentschrift 7105857 beschriebenen System, weil
nur dann ganz verständlich wird, welche unerwarteten Einspa
rungen sich bei dem Betrieb eines solchen erfindungsgemäßen
Injektorsystems ergeben, wodurch auch die Wärmebilanz günstig
beeinflußt wird und sich höhere Ausbeuten an den gewünschten
Erzeugnissen ergeben.
Gemäß den Erläuterungen in besagter brasilianischer Patent
schrift werden die Heißgase mittels Zuleitungen von kreisrun
dem Querschnitt zugeführt, welche zwei Reihen von nach unten
weisenden Löchern aufweisen (etwa in südöstlicher und süd
westlicher Richtung), welche einen Winkel von 45° gegenüber
der Vertikalen haben, wobei jeder Gasstrahl etwa 90° vom
nächsten entfernt ist. Um diese Zuführungsleitungen und die
Lochreihen in jeder Leitung zu schützen, werden diese durch
ein gerades Stück Winkeleisen mit nach unten weisendem Winkel
abgedeckt, welches als eine Art Deckfirst dient, um einen
Abriebverschleiß der Zuleitungen durch die sich nach unten
bewegenden festen Teilchen zu verhindern. Aber trotz der
Neigung heißer Gase, sich in die nach unten bewegenden Teil
chen auszudehnen, da diese Gase unter Druck injiziert werden,
bildet sich doch ein Totraum zwischen den schützenden Winkel
eisen und der Rohrleitung, in dem sich keine festen Teilchen
befinden und daher heiße Gase ansammeln und so zu einer unre
gelmäßigen Wärmeverteilung innerhalb der Masse der festen
Teilchen Anlaß geben. Im gegebenen Zusammenhang ist darauf
hinzuweisen, daß bei allen Behandlungsverfahren, die mit sich
bewegenden Teilchenbetten arbeiten, die Vorhersage der tat
sächlich bevorzugten Gaswege zu den schwierigsten ingenieur
mäßigen Aufgaben gehört, insbesondere im Hinblick auf eine
Verbesserung der Ausbeuten der Reaktionsprodukte.
Mittels der neuen erfindungsgemäßen Konstruktion des Heißgas
verteilersystems (11) konnten jedoch die Nachteile der frühe
ren Verfahren überwunden werden.
Eine wesentliche Neuerung gemäß der Erfindung besteht darin,
daß man auf die schützenden Winkeleisen ganz verzichtet, so
daß dadurch auch die Toträume entfallen, die sich bisher in
der Mitte des nach unten strömenden Bettes fester Teilchen
gebildet hatten. Dies wird erreicht durch den Sechseckquer
schnitt jeder Gaszuleitung.
Die vertikalen Seitenwände (114) der prismatischen Injektor
körper (111), die in Fig. 5 jeweils nur auf der rechten Seite
der Prismenkörper zu sehen sind, sind in Längsrichtung mit
einer oder mehreren Reihen von Löchern (115) versehen. Die
betreffenden Seitenwände (114) sind vertikal und parallel
zueinander angeordnet, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Löcherreihen
(115) am oberen Ende der Seitenwände (114) angeordnet und zwar
nur wenig unterhalb der Berührungslinie zwischen den Abdeck
platten (112) und den vertikal angeordneten Seitenwänden
(114). Eine günstige Konstruktionsmöglichkeit der prismati
schen Körper (111) besteht darin, die Abeckplatten (112) ein
wenig über die Berührungslinie mit den Seitenwänden (114)
hinaus zu verlängern, so daß Überhänge (117) entstehen, die
die Löcher (115) davor schützen, daß sie durch die sich nach
unten bewegenden festen Teilchen getroffen werden. Ein weiterer
Vorteil einer solchen Anordnung der Löcherreihen (115) am obe
ren Ende der Seitenwände (114) liegt darin, daß sich keine
turbulenten Gaskissen ausbilden können, wenn Heißgase an
einem tiefer gelegenen Punkt der Seitenwände (114) eingeführt
werden und dann auf einen anderen Strom heißer Gase von der
gegenüberliegenden Wand eines benachbarten Prismenkörpers (111)
treffen. Solche Gaskissen können den gleichmäßigen Fluß der
Festkörper nach unten stören. Die Erfahrung hat gezeigt, daß
die Verteilung der Gasauslässe im oberen Teil der Seitenwände
(114) die schnelle Dispersion der Gase in die nach unten strö
mende Teilchenmasse begünstigt, ohne daß jedoch deren Bewegung
selbst behindert wird.
Ebenso wie die oberen Wände (112) sind auch die unteren Wände
(113) der Prismenkörper (111) aus längs miteinander verbunde
nen länglichen Platten gebildet, wodurch eine nach unten ge
richtete Spitze entsteht. Die vordere Blindwand (116) hat dann
die Form eines unregelmäßigen Sechsecks.
Bevorzugte Winkel für die Spitze des Scheitelpunktes, der durch
die oberen Abdeckplatten (112) gebildet wird, sowie des Win
kels der Spitze des Scheitelpunktes der unteren Abdeckplatten
(113) hängen ab von den Fließeigenschaften des aus Festteil
chen gebildeten Bettes, wobei die Teilchen Durchmesser im
Bereich von 0,32 bis 15,24 cm haben können. Wesentlich ist,
daß die injizierten heißen Gase ausreichend und gleichmäßig
in das Teilchenbett einströmen und sich gleichmäßig innerhalb
des Bettes verteilen, ohne jedoch die Abwärtsbewegung der fast
festen Teilchen zu stören.
Infolge der beschriebenen Anordnung der Löcher (115) in den
Seitenwänden jedes Prismenkörpers (111) wie vorstehend be
schrieben, können die Heißgase direkt in das sich nach unten
bewegende Bett injiziert werden, ohne daß Prallplatten er
forderlich sind, welche zu einem Verlust in der Beladung der
Retortenkammer führen könnten und ohne daß in der Gasströmung
selbst Turbulenzen auftreten, mit Ausnahme derjenigen stets
auftretenden Turbulenzen, die verursacht werden durch das
Auftreffen von Gasen auf die einzelnen festen Teilchen. Es ist
außerdem auch nicht erforderlich, daß die Gasauslässe geneigt
angeordnet sind.
Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung der An
ordnung von Injektionsdüsen (11) hat sich auch der Vorteil
ergeben, daß Druckverluste zwischen dem innerhalb jedem
Prismenkörper (111) herrschenden Druck und dem Druck im Fest
körperbett kontrolliert werden können, da der Hohlraum dieser
prismatischen Körper so ausgelegt ist, daß er insgesamt ein
beträchtliches Gasvolumen unter Druck enthält, welches dann
durch ein vorgeplantes Lochsystem ausströmt, wobei der Loch
durchmesser und der Abstand der Löcher abhängt von der Ge
schwindigkeit der Gase innerhalb des Festkörperbettes, der
Temperatur der Retortenbeschickung sowie von der Strömungsge
schwindigkeit der Festkörper, der Größe der Teilchen und vom
Durchmesser der Retortenkammer (9).
Es hat sich gezeigt, daß der Durchmesser der Löcher (115) und
ihre Anzahl im Rahmen der Erfindung von Bedeutung sind und
daß außer der Temperatur, dem Druck und der Größe der Teilchen,
wie vorstehend bereits angegeben, auch die Austrittsgeschwin
digkeit der Gase zwischen der ersten und der letzten Öffnung
berücksichtigt werden muß. Dieser Unterschied in der Gasaus
trittsgeschwindigkeit sollte 1 bis 5% betragen, damit
ein Gleichgewicht zwischen den Wärmeenergieerfordernissen des
Verfahrens und den Betriebskosten für im Kreislauf geführte
Gase (Kompressoren, zwischengeschaltete Pumpen und Kontroll
kreisläufe) erreicht wird. Der Abstand zwischen den einzelnen
prismatischen Körpern (111) sollte weniger als das 2 1/2fache
der Breite dieser Körper und mehr als das 4fache der Größe
von Teilchen mit dem größten Durchmesser in dem sich nach
unten bewegenden Bett betragen.
Alle prismatischen Körpern (111), durch welche das über die
seitlich angeordneten Löcher (115) ausströmende Gas geführt
wird, erhalten das Heißgas über einen Aufheizer (44) und eine
Zuleitung (45). Diese Zuleitung mündet in eine Gesamtleitung
(119) (vgl. hierzu Fig. 5a), die mit mehreren solcher Prismen
körper in Verbindung steht und zwar innerhalb oder außerhalb
der Retortenkammer. In einigen praktischen Fällen kann es
vorzuziehen sein, daß die Einlaßdüsen für die Heißgase außer
halb der Retortenkammer liegen. Das ist jedoch im Rahmen der
Erfindung kein wesentliches Merkmal. Außerdem braucht die
Richtung der zugeführten heißen Gase in allen Prismenkörpern
nicht identisch zu sein, sondern die Gasführung kann auch in der
Richtung wechseln, je nach dem speziellen Ingenieurdesign und
den damit verbundenen Konstruktionskosten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform braucht die vordere Ab
schlußwand (116) der Prismenkörper (111) auch nicht immer
Sechseckform zu haben, sondern sie kann auf einem geringen
Bereich an ihrem Ende auch rechteckig ausgestaltet sein, wie
durch das Bezugszeichen (118) angedeutet ist. Eine solche
Rechtecksform erleichtert es, die Prismenkörper (111) in
Schlitzen in den Wänden (26C) anzuordnen, wie sich aus Fig. 5
ergibt. Fig. 5a zeigt schematisch in Draufsicht eine Anordnung
(11) der Heißgaszuleitungen (111), wobei diese Leitungen durch
die Wände (26C) der Retortenkammer (9) hindurchgeführt sind und
wobei sie außerhalb der Retorte in die Verteilerleitung (119)
münden. Aus dieser Fig. 5a ist auch ersichtlich, daß die End
teile jedes Prismenkörpers auf einem Widerlager auf entgegen
gesetzten Wänden der Retortenkammer ruhen und daß diese Wider
lager als eine Art Deformation der Wandungen der Retorte, auf
der sie aufliegen, ausgestaltet sind.
Im gegebenen Zusammenhang muß jedoch darauf hingewiesen wer
den, daß auch andere konstruktive Lösungen möglich sind und
daß die Schlitze (120) in der Retortenwand auch sechseckig
oder selbst rechteckig ausgestaltet sein können, um so die
stützenden Teile der sechseckig ausgebildeten Ende jedes
Prismenkörpers aufzunehmen.
Am unteren Teil der zylindrischen Retortenkammer (9) und in
nerhalb derselben ist die Austragsvorrichtung (13) angeord
net. Fig. 6 zeigt einen Horizontalschnitt, wobei bestimmte
Teile fortgelassen sind, um darunterliegende Vorrichtungs
teile sichtbar zu machen, und Fig. 7 zeigt einen Querschnitt
durch die eine Hälfte dieser Vorrichtung.
Die Austragsvorrichtung (13) besteht im wesentlichen aus zwei
Sätzen oder Anordnungen von stationären Teilen A und B und
einer Anordnung C von sich bewegenden Teilen. Die Anzahl der
Einzelelemente ist in der nachstehenden Beschreibung und auch
in den Zeichnungen beschränkt worden, um das Verständnis zu
erleichtern. Es wird daher darauf hingewiesen, daß die An
zahl für die Erfindung nicht kritisch ist und sich unter an
derem nach dem Durchmesser der Retortenkammer (9) und der
Größe der behandelten festen Teilchen richtet.
Die Anordnung (A) besteht aus flachen Platten in Form von Rund
kränzen (1A, 2A, 3A, 4A), welche voneinander getrennt aber
auf der gleichen Ebene und konzentrisch innerhalb der Retor
tenkammer (9) angeordnet sind. Diese Platten werden nach
stehend auch als "Rückhaltetische" bezeichnet. Diese "Rück
haltetische" ruhen auf einer Anzahl von Stützorganen und
werden durch diese als starre Anordnung zusammengehalten. Es
kann sich dabei um schlanke aber robuste Tragbalken handeln,
die ihrerseits fest auf den Wänden (26C) der Retortenkammer
(9) ruhen. Aufgabe dieser Stützorgane ist es, die Rückhalte
tische in möglichst horizontaler flacher Lage zu halten und
gleichzeitig ihre Oberflächen freizuhalten. Gemäß einer Aus
führungsform können diese Rückhaltetische auf einem gitter
förmigen Gerüst von Tragrohren fest montiert sein, wobei
dieses gitterförmige Gerüst so ausgeführt wird, daß es den
Teilchenfluß möglichst wenig stört.
Die Freiräume zwischen den Ringkränzen (1A, 2A, 3A, 4A), die
sich innerhalb und außerhalb dieser Ringkränze erstrecken,
haben ebenfalls Ringform und sie dienen zum Durchfluß der
auszutragenden festen Teilchen.
Diese Freiräume sind von Prallblechen (11B, 12B, 13B, 14B,
15B) überdeckt, die oberhalb der Ebene der freien Oberflächen
der Rückhaltetische in einem Abstand angeordnet sind, der
größer sein muß als der größte Durchmesser eines Teilchens
in dem sich nach unten bewegenden Teilchenbett. Wie in Fig. 6
wiedergegeben, müssen die Prallbleche so angeordnet sein,
daß sie die Freiräume (20A, 21A, 22A, 23A, 24A) vollständig
abdecken. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß der zentrale
Freiraum (24A) wegen seiner speziellen Lage nicht die Form
eines Kreisringes sondern eines vollständigen Kreises hat.
Jede der Prallplatten ist ringförmig ausgestaltet und be
steht aus zwei gegeneinander geneigt angeordneten Platten
derart, daß diese Prallplatten im Schnitt ein Profil in
Form eines gleichseitigen Dreiecks ergeben oder daß zwei
Seiten des Schnittes einen größeren Winkel bilden als einem
gleichseitigen Dreieck entspricht (wenn keine Basisplatte
für die Prallplatten vorhanden ist). Zum besseren Verständnis
wird hierbei auf die Darstellung in Fig. 7 hingewiesen. In
Fig. 7 erscheinen die Prallplatten gemäß einer Ausführungsform
als gleichseitige Dreiecke, und es ist gleichfalls aus Fig. 7
abzulesen, daß die zentral angeordnete Prallplatte (15B)
nicht wirklich einen Ring sondern eher einen Konus bildet,
welcher die kreisrunde Zentralöffnung (24A) abdeckt. Gleich
falls ist darauf hinzuweisen, daß die Prallplatte (14B) ein
Profil aufweist, welches nicht einem Dreieck sondern eher
einem unregelmäßig geformten Trapez entspricht, da eine ihrer
Wände direkt auf der Wandung (26C) der Retorte aufgestellt
ist, wie in Fig. 7 wiedergegeben. Ein weiteres wesentliches
Merkmal dieser Anordnung besteht darin, daß mehrere kompen
sierende Prallplatten (16B, 17B) vorgesehen sind, von denen
in Fig. 6 und 7 aber nur zwei zur Erläuterung wiedergegeben
sind, um ihre Lage in Relation zum Mittelpunkt der Anordnung
von Rückhaltetischen und in Relation zu den anderen kreisring
förmigen Prallplatten wiederzugeben. Wie aus Fig. 6 ersichtlich
ist, verbinden die kompensierenden Prallplatten (16B, 17B) die
kreisförmigen Prallplatten,und ihre relative Anordnung zu
einander ist beispielsweise in Fig. 8 schematisch wiedergegeben.
Wenn man davon ausgeht, daß die zylindrische Retortenkammer
praktisch vollständig von Festkörperteilchen angefüllt ist,
die dort der Pyrolysereaktion unterworfen werden, dann ist
ersichtlich, daß das Festkörperbett in der vorstehend be
schriebenen Austragsvorrichtung folgende Konfigurationen
annimmt: die festen Teilchen fallen auf die Rückhaltetische
(1A, 2A, 3A, 4A), zu denen sie zugeführt werden, wenn sie auf
die Prallplatten (11B, 12B, 13B, 14B, 15B) und mehrere der
kompensierenden Prallplatten (16B, 17B) auftreffen. Die Aus
tragsvorrichtung (13) hat im wesentlichen die Aufgabe, die
sich auf den Rückhaltetischen ansammelnden festen Teilchen
dazu zu bringen, daß sie in den trichterförmigen Ansatz (14)
fallen, der im Fließdiagramm von Fig. 1 wiedergegeben ist.
Dieser Ansatz hat die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes,
der sich nach unten zu der Verbindungsleitung (16) erstreckt,
die ihrerseits in der Abwerf- und Dichtungsvorrichtung (17)
für solche Feststoffteilchen mündet, die in der Retortenkammer
behandelt worden sind.
Um einen solchen geregelten Fall der sich auf den Rückhalte
tischen ansammelnden festen Teilchen zu bewirken, ist eine
Anordnung von Schrappern vorgesehen, welche den sich bewegen
den Teil der Austragsvorrichtung (13) darstellen und mit "C"
bezeichnet werden.
Dieser Satz von Schrappern (C) besteht im wesentlichen aus
einzelnen ringförmigen Schrappern (5C, 6C, 7C, 8C), wobei es
sich um Metallringe handelt, deren Durchmesser so gewählt ist,
daß sie in Ruhestellung in der Mitte zwischen den Kanten
jedes der Rückhaltetische (1A, 2A, 3A, 4A) liegen, wobei sie
von sich radial erstreckenden Stützorganen (9C) gehalten wer
den. Diese Stützorgane konvergieren an einem gemeinsamen Kreu
zungspunkt, der mit dem geometrischen Zentrum des Satzes der
konzentrisch angeordneten Rückhaltetische und des Satzes der
konzentrisch angeordneten Prallplatten zusammenfällt. In
Fig. 7 sind diese Schrapperringe mit rechteckigem Querschnitt
angegeben und ihre Höhe ist geringer als der Abstand zwischen
der Bodenkante der konzentrisch angeordneten Prallplatten und
der Ebene der oberen freien Oberfläche der Rückhaltetische.
Vorzugsweise ist ihre Höhe größer als der größte Teilchen
durchmesser der nach unten strömenden Teilchen.
Die sich radial erstreckenden Stützorgane (9C) haben vorzugs
weise ein Rundprofil und sind, wie in Fig. 8 wiedergegeben,
radial verteilt. Sie ragen über die Wandung des zylindrischen
Teils der Retortenkammer (9) hinaus, so daß am äußeren Ende
jedes radialen Stützorgans (9C) ein hydraulischer Antrieb
(19C) angekuppelt ist. Durch die Einwirkung des Kolbens des
hydraulischen Antriebs wird ein Schaft angezogen, der das
entsprechende radiale Stützorgan (9C) bewegt. Da dieses
mit den anderen Stützorganen (9C) der Schrapperringe (5C, 6C,
7C, 8C) in Verbindung steht, werden hierdurch die Schrapper
ringe in Bewegung gesetzt und, transportieren die sich auf den
Rückhaltetischen (1A, 2A, 3A, 4A) angesammelten festen Teil
chen in die Freiräume (20A, 21A, 22A, 23A, 24A), von wo aus
sie in den Ansatz (14) der Retortenkammer fallen. Da an jedem
äußeren Ende eines Stützorgans (9C) ein hydraulischer Antrieb
(19C) angeordnet sein kann, bewegt sich der Satz von Schrap
pern gegebenenfalls nicht nur in einer Richtung, jenachdem
wie die hydraulischen Antriebskräfte einreguliert werden, wo
bei auch zwei diametral entgegengesetzt angeordnete hydrau
lische Antriebe zusammenarbeiten können. Durch eine entspre
chende Einregulierung der wechselseitigen Antriebswirkung
der hydraulischen Antriebe (19C) ist es daher möglich, dem
Schrappersystem insgesamt eine Bewegung in Form eines regel
mäßigen Vieleckes aufzuzwingen, wodurch sichergestellt wird,
daß die Gesamtfläche aller Rückhaltetische von den Schrapper
ringen abgefegt wird, wodurch der Teilchenfluß stark vergleich
mäßigt wird.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß der über die Retortenwand (26C)
hinausragende Anteil der Stützorgane (9C) für die Rück- und
Vorwärtsbewegung mit einem Stauraum (10C) gekoppelt ist, der
verhindert, daß Retortengase nach außen austreten. Zum glei
chen Zweck und um außerdem einen bestimmten Druck innerhalb
des Stauraumes (10C) aufrecht zu erhalten, ist außerdem eine
Zufuhr (18C) zum Eindüsen eines Inertgases vorgesehen, wobei
dieses unter Druck zugeführte Gas gleichzeitig über die Aus
tragsvorrichtung in die Retortenkammer (9) gelangt. In der
Praxis wird für diesen Zweck zweckmäßig kaltes Kreislaufgas
verwendet, wie nachstehend noch näher erläutert werden wird.
Bei einem vorprogrammierten Betrieb der Austragsvorrichtung
(13) ist es durch eine entsprechende zeitliche Abstimmung
der Bewegung der hydraulischen Antriebe (19C) möglich sicher
zustellen, daß die festen Teilchen über den gesamten Quer
schnitt der Retortenkammer eine optimale Verweilzeit inner
halb der Retorte haben.
Die festen Teilchen, die innerhalb der Retortenkammer der
Pyrolysebehandlung unterworfen worden sind, gelangen über
die Austragsvorrichtung (13) in den Ansatz (14) und von dort
in die nach unten führende Leitung (16), an deren Mündung sie
in die Abwerf- und Dichtungsvorrichtung (17) gelangen, wobei
letztere wie ein Wasserbad arbeitet, wobei eine bestimmte
Wassersäule aufgebaut wird, die einen vorher festgelegten
Stand innerhalb der Vorrichtung erreicht und dazu dient, die
gesamte Retortenanlage nach außen hin abzudichten.
An einem Punkt unterhalb der Austragsvorrichtung sind in dem
trichterförmigen Ansatzteil (14) Injektionsdüsen (15) vorge
sehen, über die Kaltgase in den Boden der Retortenkammer inji
ziert werden.
Es besteht an dieser Stelle Anlaß, einen Vergleich mit dem in
der brasilianischen Patentschrift 7105857 beschriebenen Injek
tionssystem für Kaltgas durchzuführen, da hierdurch die erfin
dungsgemäß erzielten Verbesserungen besser verstanden werden,
insbesondere wenn die der Pyrolysebehandlung zu unterwerfenden
festen Teilchen aus Ölschiefer bestehen.
Gemäß der brasilianischen Patentschrift wird das Kaltgas mit
tels einer Anordnung von horizontalen parallelen Rohren inji
ziert, wobei jedes zwei Reihen von nach unten gerichteten Lö
chern aufweist, welche einen solchen Abstand haben, daß die
austretenden Gasstrahlen etwa einen rechten Winkel miteinan
der bilden, wie es vorstehend bereits für das Eindüsen von Heiß
gas erläutert worden ist.
Diese Anordnung war dazu gedacht, die Kaltgasstrahlen zwischen
den sich nach unten bewegenden festen Teilchen zu verteilen
und dadurch einen Wärmeaustausch zu bewirken, so daß die be
handelten heißen festen Teilchen mit einer möglichst tiefen
Temperatur in das Wasserbad der Abwerf- und Dichtungsvorrich
tung (17) gelangten. Die eingedüsten kalten Gase sollten beim
Emporsteigen bis zur Ebene der Verteileranlage (11) für Heiß
gase sich praktisch bis auf eine Temperatur in der Nähe dieser
Heißgase erwärmt haben, so daß dann die Pyrolysereaktion mit
größter Intensität ablaufen könnte.
Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß das Eindüsen von Kaltgas
durch eine Anordnung von horizontalen Leitungen und das Ein
düsen durch ziemlich enge Löcher es nicht ermöglichte, unnö
tige Ladungsverluste zu vermeiden und daß eine solche Eindüs
anordnung es auch nicht ermöglichte, einen schnellen Wärme
austausch der heißen Teilchen mit dem kalten Gas sicherzu
stellen.
Gemäß der erfindungsgemäßen Weiterentwicklung und Neuerung
werden die kalten Gase durch rohrförmige Düsen (15) injiziert,
welche gleichmäßig um den Umfang des Retortenansatzes (14) an
geordnet sind und durch dessen Wandung hindurchgehen und sich
direkt innerhalb des Ansatzes (14) erstrecken, durch den die
Festkörper hinunterfallen, welche von den Rückhaltetischen
der Austragsvorrichtung (13) durch die Schrapper entfernt
worden sind.
Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß diese Düsen (15) tatsächlich
nur aus abgeschrägten Enden der Rohrleitungen bestehen zu
brauchen, wobei der fortgeschnittene Teil (15a) nach innen ge
richtet ist und so dimensioniert ist, daß sich keine Teilchen
auf der Innenseite der Düse ansammeln können.
Durch den geregelten Betrieb der Austragsvorrichtung (13)
läßt sich der Austrag der festen Teilchen in den Ansatz (14)
gut regulieren, wobei die Freiräume zwischen den Rückhalte
tischen und die Prallplatten zusammenarbeiten, während gleich
zeitig durch den geregelten Teilchenfluß auch die nach aufwärts
gerichtete Strömung des Kaltgases, das über die Düsen (15) zu
geführt wird, begünstigt wird. Die Anzahl der Düsen (15), die
von außen in den Retortenansatz (14) eingeführt werden, hängt
von mehreren Faktoren ab, z. B. der Größe der Retortenkammer,
wobei gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform diese Düsen
(15) im gleichen Abstand voneinander in Form eines Ringes in
der Wand des Ansatzes (14) angeordnet sind.
Infolge des direkten Eindüsens der kalten Gase, ohne daß der
Gasfluß durch Löcher, wie bei dem bekannten System, einge
schränkt wird, läßt sich sehr schnell eine Gleichgewichtsein
stellung erzielen, und zwar nicht nur im Hinblick auf den
Austrag der festen Teilchen und die Menge des zuströmenden
Gases, sondern auch in bezug auf die Intensität des Wärmeaus
tausches. Hierdurch erübrigt sich auch das Komprimieren der
Gase vor dem Einspeisen in das Feststoffbett, was zu erhebli
chen Ersparnissen in bezug auf die dafür erforderliche Energie
und auf den Wärmebedarf im allgemeinen führt.
Feststoffe, welche durch den trichterförmigen Ansatz (14) hin
durchgeströmt sind und dann in die nach unten führende Leitung
(16) in die Abwerf- und Dichtungsvorrichtung (17) gelangen,
haben sicherlich eine Temperatur oberhalb 100°C.
Diese Vorrichtung (17) besteht aus einem oder mehreren Gehäu
sen mit rechteckigem Querschnitt. Je nach der Größe der
Retortenkammer und der Größe des nach unten strömenden Teilchen
bettes kann es erforderlich sein, ein oder mehrere nach unten
führende Leitungen (16) vorzusehen, die dann mit einem oder
mehreren solcher Abwerf- und Dichtungsvorrichtungen (17) ver
bunden sein können. Nachstehend wird jedoch nur eine solche
Vorrichtung (17) näher beschrieben, die in Fig. 1 als sich
längs erstreckendes geneigtes Gehäuse im Schnitt wiedergege
ben ist. Der Neigungswinkel des Gehäuses (18) richtet sich
nach den erforderlichen hydrostatischen Dichtungsbedingungen
für die Retortenkammer und diese Neigung muß gegebenenfalls
vergrößert werden, falls die Temperatur- und Druckbedingungen
für das gerade in der Retorte behandelte Material dies erfor
derlich machen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt die Vorrichtung ein ge
neigtes Gehäuse (18) mit rechteckigem Querschnitt, in dem sich
eine umlaufende endlose Mattenbahn (19) befindet, die auf zwei
Trommeln (20 und 20A) ruht, welche außerdem dazu dienen, die
Mattenbahn richtig gespannt zu halten und durch einen nicht
wiedergegebenen Motor in Drehbewegung versetzt werden, der mit
einer Trommel gekuppelt ist. Es wird darauf hingewiesen, daß
es sich bei Fig. 1 nur um eine schematische Darstellung handelt
und daß gegebenenfalls mehr Trommeln vorhanden sein können,
welche die Mattenbahn unterstützen und gleichzeitig gestrafft
halten.
Die Mattenbahn (19) ist außen mit Schaufeln (21) von im we
sentlichen rechteckigem Querschnitt versehen, welche in Bewe
gungsrichtung der Mattenbahn (19) auch leicht konkav oder
gewölbt ausgestaltet sein können. Die Schaufeln können außer
dem Löcher aufweisen, um so den Widerstand des Wasserbades zu
verringern, wenn die Schaufeln die Festkörper mit sich ziehen.
Das gilt für diejenige Wegstrecke, wo die betreffenden Schau
feln im Verlauf ihrer Bewegung durch das Wasser hindurchgeführt
werden. Die Bewegungsrichtung richtet sich danach, ob die
Mattenbahn bei Blickrichtung von vorn links oder rechts an
geordnet ist und sie kann daher im Uhrzeigersinn oder im
Gegenuhrzeigersinn verlaufen. Die Bewegungsrichtung der An
triebstrommel muß jedoch derart sein, daß die aus der Leitung
(16) fallenden Festkörper zunächst zum unteren Teil dem Endes (24)
geführt werden, wo sich feinteilige Abfälle ansammeln,
und von dort aus werden sie dann mittels der Schaufeln längs
der Bodenwandung des geneigten Gehäuses (18) bis zu einem
höhergelegenen Punkt des Gehäuses transportiert, von wo sie
über Öffnungen (22) nach außen ausgetragen werden. Die Besei
tigung des diese Festkörper enthaltenden Materialstroms (23)
gehört nicht mehr zur vorliegenden Erfindung. Es ist jedoch
zu erwarten, daß auch diese Maßnahme durch eine Reihe von Fak
toren beeinflußt wird, wie die Tem
peratur der Festkörper bei ihrem Eintritt in die nach unten
führende Leitung (16), die den trichterförmigen Ansatz (14)
der Retortenkammer mit der Abwerf- und Dichtungsvorrichtung
(17) verbindet, und die Geschwindigkeit, mit der die Schaufeln
der Mattenbahn (19) die Festkörper abtransportieren, wodurch
wiederum die Wassermenge bestimmt wird, welche die Festkörper
absorbieren. Diese Wassermenge sollte möglichst gering sein,
so daß die ausgetragenen Festkörper leicht auf einer Abraum
halde gelagert werden können oder einer weiteren Behandlung
zugeführt werden können.
Obwohl die Praxis gezeigt hat, daß der innerhalb des trichter
förmigen Ansatzes (14) herrschende Druck gering ist und gerade
dazu ausreicht, um das am Boden zugeführte Kaltgas gut zu
verteilen und innerhalb des Festkörperbettes nach oben zu
steigen, muß die Abdichtung der nach unten führenden Leitung
(16) so wirksam wie möglich gestaltet werden. Das ist nicht
nur deshalb erforderlich, damit keine schädlichen Gase in die
Atmosphäre entweichen, sondern auch um sicherzustellen, daß
durch die gemeinsame Wirkung der Gase, der Feststoffe und des als Dichtung
dienenden Wassers schädliche Stoffe, wie Phenole,
Säuren und die mehr komplex gebauten stickstoff- und schwefel
haltigen Substanzen nicht in die Umwelt gelangen, sondern in
dem Dichtungswasser gelöst oder dispergiert werden. In der
Nähe des Endes (24), wo sich feinteilige Stoffe ansammeln, ist
eine Auslaßleitung (27) für das als Dichtung dienende Wasser
vorgesehen, was insbesondere erforderlich sein kann, wenn die
Abwerf- und Dichtungsvorrichtung nicht läuft oder in Betrieb
genommen wird. Im Bereich des Endes für die feinteiligen Stof
fe der Vorrichtung (17) ist auch ein Verbindungspunkt (29A)
angegeben, wo die Leitung (99) mündet, mittels welcher das
für die Abdichtung benötigte Wasser aus dem Verfahren selbst
zugeführt werden kann. Dieses Wasser stammt beispielsweise aus
einer Abzweigung der Leitung (64) und es kann vor dem Ein
speisen in die Vorrichtung (17) gewünschtenfalls durch Abstrei
fen von Verunreinigungen befreit werden.
Am oberen Ende der Vorrichtung (17) ist außerdem eine Aus
trittsöffnung (28) vorgesehen, über die Dampf oder andere
Dämpfe gegebenenfalls aus dem System abgezogen werden können.
In Fig. 1 ist außerdem ersichtlich, daß ein Unterschied zwi
schen dem Wasserstand (26) innerhalb der Abwerf- und Dich
tungsvorrichtung (17) und dem Pegel (25) innerhalb der verti
kalen Leitung (16) besteht, welche den trichterförmigen Ansatz
(14) mit der Vorrichtung (17) verbindet. Das beruht auf dem
Druck, der durch die über Düsen (15) injizierten kalten Gase
ausgeübt wird, und dieser Unterschied im Wasserpegel ist ein
Betriebsparameter zur Einregelung der Arbeitsweise der Retorte.
Nachstehend wird näher auf den Ablauf der Pyrolyse eingegan
gen, der in der Retorte selbst stattfindet, wobei als Be
schickung ein Ölschiefer verwendet wird, der einen potentiel
len Ölgehalt von mindestens 4 Gewichtsprozent aufweist, wobei
dieses Öl durch relativ billige thermische Behandlung gewonnen
wird.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist und in Fig. 4 detaillierter dar
gestellt wird, gibt es im Bereich III von Fig. 4 eine bestimmte
Stelle, wo sich eine seitliche Öffnung befindet, mit der eine
Leitung (10) verbunden ist. Diese Leitung dient als Verbindung
des Abschnittes III am Retortenende mit einem Zyklon (29).
Die bei der Pyrolyse des Ölschiefers gebildeten Gase mit dem
vorstehend erwähnten Mindestölgehalt verlassen die Retorten
kammer mit einer Temperatur von 140 bis 220°C und vor
zugsweise zwischen 160 und 180°C sowie mit einem Überdruck
von 0,7 bis 7 kPa. Zusammen mit diesen Pyrolysegasen wer
den flüssige Substanzen in Nebelform nahe ihrem Taupunkt mit
gerissen, wobei dieser Nebelanteil 3 bis 25 Gewichtspro
zent des Gasstromes ausmacht. Außerdem werden feinteilige
staubförmige Teilchen mitgeführt, und dieser Gesamtgasstrom wird zunächst in dem bereits genannten Zyklon (29) aufge
trennt, wobei ein Teil der flüssigen Bestandteile (nachstehend
als Schweröl bezeichnet) und der größte Anteil der staubförmi
gen Festteilchen zurückgehalten werden und über eine Leitung
(31) in einen Zwischenlagerungskessel (32) gelangen und von
dort über Leitung (33) durch die Pumpe (37) längs der Lei
tung (38) einer Ölreinigungsanlage zugeführt werden, die
aber nicht mehr Teil der Erfindung ist und daher nicht darge
stellt ist. Die aus dem Zyklon (29) austretenden Gase gelangen
über Leitung (30) zunächst zu einem Wärmeaustauscher (34), in
welchem ihre Temperatur auf 130 bis 160°C und vorzugs
weise auf 130 bis 140°C herabgesetzt wird, bevor sie in einen
Kompressor eintreten. Dieser Wärmeaustauscher (34) ist vor
zugsweise ein Heizkessel zur Erzeugung von Niederdruckdampf,
der dann direkt im Verfahren selbst verwendet oder in anderer
Weise verwendet wird. Durch die Verwendung eines solchen Wär
meaustauschers (34) wird die thermische Wirksamkeit des Ge
samtsystems wesentlich verbessert, insbesondere weil dadurch
die Temperatur der Gase an der Ansaugseite, des für die Kreis
laufführung benötigten Kompressors herabgesetzt wird.
Von dem Wärmeaustauscher (34) gelangen die Gase über Leitung
(35) zu einem elektrostatischen Abscheider (36), wobei auch
mehrere solcher Abscheider verwendet werden können, falls er
forderlich, in welchem alle nebelförmigen Bestandteile und
alle Staubteile sehr wirksam aus dem Gasstrom abgetrennt wer
den. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Trennwirkung
98 bis 99,8% beträgt. Gemäß einer anderen Ausführungsform
kann anstelle des elektrostatischen Abscheiders aber auch
eine Reinigungseinheit in Form von einer oder mehreren Gas
waschsäulen verwendet werden, welche ebenso wirksam arbeiten
wie der elektrostatische Abscheider (36). Zur Vereinfachung
ist jedoch eine solche Gaswaschsäule in Fig. 1 nicht wieder
gegeben.
Die aus dem elektrostatischen Abscheider oder den Gaswasch
säulen (36) abgezogenen Gase gelangen über Leitung (39) zu
einem Kreislaufkompressor (40), in welchem sie bis auf einen
Überdruck im Bereich von 41 bis 68 kPa komprimiert werden.
Diese Kompressionswerte sind ausreichend, um alle Strömungs
widerstände längs der Kreislaufführungsleitungen zu überwin
den. Die Gase verlassen den Kompressor über Leitung (41) mit
einer Temperatur von 170 bis 220°C und werden an einem
Punkt (42) in insgesamt vier Teilströme aufgetrennt. Der erste
Teilstrom gelangt über Leitung (43) zum Aufheizer (44), wo
die Gase auf eine Temperatur von 500 bis 600°C aufge
heizt werden und dann über Leitung (45) in das Heißgasin
jektorsystem (11) innerhalb der Retortenkammer gelangen.
Dieser erste heiße Gasstrom wird der Einfachheit halber als
"Heißgas" oder "Heiß-Kreislauf" bezeichnet. Der zweite Teil
strom wird über Leitung (81) zum Wärmeaustauscher (82) ge
führt, wo er auf eine Temperatur im Bereich von 110
bis 130°C abgekühlt wird, und er gelangt dann über Leitung
(83) zu einem Verteilungspunkt (84), von dem aus zwei Leitun
gen (85 und 86) ausgehen. Dieser Gasstrom wird nachstehend
als "Kaltgas" bezeichnet. Der Teilstrom (85) wird in den
trichterförmigen Ansatz (14) der Retortenkammer (9) über die
Injektordüsen (15) eingespeist, so daß der Druck in dem An
satz (14) etwa im Bereich von 15 bis 50 kPa (Überdruck) liegt.
Der andere Teilstrom des Kaltgases wird über Leitung (86)
weitergeleitet und dann in mehrere Sekundärströme aufgetrennt
und über Leitungen (18C) in die Stauräume (10C) injiziert,
wie in Fig. 7 näher erläutert ist. Infolge des Druckes, mit
dem dieser Kaltgasstrom durch Leitung (86) strömt, zirkuliert
er nicht nur durch die Stauräume (10C) sondern dient gleich
zeitig auch als Kaltgasinjektion für das sich in der Retorten
kammer nach unten bewegende Bett der Festkörper.
Der dritte Teilstrom gelangt über Leitung (46) zum Wärmeaus
tauscher (47), in welchem er bis auf eine Temperatur von
90 bis 110°C heruntergekühlt wird, und gelangt dann über Lei
tung (48) zum Luftkühler (49), in welchem sich Dampf und
Leichtöl im wesentlichen kondensieren. Von diesem Luftkühler
(49) aus gelangt der Restgasstrom dann über Leitung (50) zu
einem Sprühturm (51), wo das restliche Wasser und das Öl sich
kondensieren, indem sie mit im Kreislauf geführtem Wasser be
sprüht werden, welches aus dem System selbst stammt, und über
Leitung (61) zum Sprühturm (51) geführt werden und dort die
Zweigleitungen (61A, 61B, 61C) beschicken, die ihrerseits zu
den Sprühdüsen führen. In der Praxis ist ein solcher Sprüh
turm meist nicht nur mit drei Sprühvorrichtungen versehen,
sondern es gibt eine Vielzahl solcher Sprühdüsen, wobei je
doch in der Zeichnung für das bessere Verständnis nur drei
solcher Düsen wiedergegeben sind.
Der erfindungsgemäß vorgesehene Luftkühler (49) stellt eine
wesentliche Verbesserung gegenüber dem Verfahren dar, wie es
in der brasilianischen Patentschrift 7105857 beschrieben ist,
weil sich dadurch die Energie- und Massenbilanz des Verfahrens
insgesamt wesentlich verbessern läßt. Ohne eine solche Kühl
vorrichtung müßte das über den Sprühturm zugeführte Wasser
eine wesentlich schwerere Arbeit in bezug auf den Wärmeent
zug leisten, was bedeuten würde, daß über Leitung (61) und
die Zweigleitungen (61A, 61B, 61C) wesentlich größere Flüssig
keitsmengen transportiert werden müßten. Das würde aber wie
derum voraussetzen, daß im Wärmeaustauscher (60) eine wesent
lich größere Kühlarbeit für das im Kreislauf geführte Wasser
in Leitung (61) geleistet werden müßte und daß gegebenenfalls
von außerhalb zusätzliches Kühlwasser zugeführt werden müßte,
um dem Kühlbedarf im Sprühturm (51) zu entsprechen. Insgesamt
müßte dann auch die Pumpleistung wesentlich erhöht werden,
und dadurch würden die Anforderungen in bezug auf die Wärme
energie bei dem Verfahren sich vergrößern. Das sich im Sprüh
turm (51) bildende Kondensat wird über Leitung (53) einem
System von in Serie angeordneten Abscheidern (54 und 56) zu
geführt, die über eine Leitung (55) für flüssiges Material
miteinander verbunden sind. Das am Kopf des Sprühturms (51)
abgezogene Gas, das auch als "Retortengas" bekannt ist, tritt
in die Leitung (52) mit einer Temperatur von 25 bis 40°C
ein und wird zur weiteren Behandlung und Reinigung entspre
chenden Anlagen zugeführt, die aber nicht mehr zum Gegenstand
der Erfindung gehören, und eignen sich dann für ihre kommer
zielle Anwendung.
Der vierte Teilstrom dient zur Kreislaufführung eines Teils
des Gases, das bereits komprimiert worden ist, mittels Lei
tung (41a) bis zu einem Punkt stromabwärts des Zyklons (29).
Die dem Abscheider (54) zugeführten flüssigen Bestandteile
werden aufgetrennt in das im Kreislauf zum Sprühturm (51)
zu führende Wasser, welches dort dazu dient, die flüssigen
Bestandteile zu kondensieren und außerdem das Retortengas aus
zuwaschen. Das in diesem ersten Abscheider abgetrennte Wasser
braucht nicht besonders scharf durch Dekantieren von der Öl
phase abgetrennt zu werden, denn es gelangt über Leitung (57)
und Pumpe (58) zunächst über Leitung (59) in den Wärmeaus
tauscher (60) und dann im gekühlten Zustand zurück zum Sprühturm
(51) und kommt dann mit einem Gasstrom in Berührung, aus dem
es selber entstanden ist. Jeder ölige Bestandteil, der in
Leitung (61) zusammen mit dem Kreislaufwasser gelangt, hat
daher die Möglichkeit, durch die Rückführung in den Sprühturm
(51) infolge des besseren Kontaktes mit dem Gas sich mit den
ausscheidenden Bestandteilen zu vereinigen. Diese Maßnahme
führt zu einer Zeitersparnis bei der Durchführung des Kreis
laufs und zu Ersparnissen in bezug auf Konstruktionsmaterial,
da das Absitzgefäß (54) kleiner ausgelegt sein kann als der
Abscheider, welcher die gleiche Aufgabe gemäß dem brasiliani
schen Patent 7105857 hat. Das über der Wasserphase schwimmende
Öl gelangt vom Abscheider (54) mittels der Leitung (55) zu dem
zweiten Abscheider (56), in welchem eine sorgfältigere Tren
nung zwischen leichtem Öl und Wasser stattfindet, wobei das
leichte Öl dann über Leitung (65) und Pumpe (66) zur Leitung
(67) und von dazu einer Abzweigleitung (68) gelangt, die das
Öl zu einem hier nicht wiedergegebenen Ölreinigungssystem
transportiert. Teilweise gelangt dieses Leichtöl über Lei
tung (69) aber auch zu einem Verzweigungspunkt, wo es sich
mit dem über Leitung (78) zuströmenden Schwerölstrom ver
einigt. Es handelt sich dabei um die flüssigen Bestandteile,
welche sich zusammen mit festen Teilchen in dem elektrostati
schen Abscheider (36) abgeschieden hatten und dann über Lei
tung (73) einem Zwischenlagerungskessel (74) zugeführt worden
sind, aus dem sie über Leitung (75) mittels Pumpe (76) abge
zogen werden und über Leitung (77) einem Abzweigpunkt (79)
zugeführt werden, wo sie entweder in die Leitung (78) oder in
die Leitung (71) gelangen. Derjenige Anteil, der über Leitung
(78) geführt wird, kann gewünschtenfalls mit dem über Leitung
(69) zugeführten Leichtöl vereinigt werden. Dieses vereinigte
Öl ist auch als Waschöl bekannt und kann über Leitung (80)
dem Zyklon (29) zugeleitet werden, wo es dazu dient, den über
Leitung (10) zugeführten Gasstrom sorgfältig auszuwaschen und
daraus so weit als möglich die Schwerölbestandteile und Ver
unreinigungen auszuwaschen. Das Waschöl gelangt dann zusammen
mit diesen Bestandteilen über Leitung (31) in den Zwischenla
gerungskessel (32) und gelangt von dort über das bereits be
schriebene Leitungssystem zu weiteren Reinigungsstufen. Ge
wünschtenfalls kann hinter der Pumpe (37) ein Teil dieses
Produktstroms aus Leitung (38) abgezweigt und über Leitung (70)
mit dem Waschöl für das Zyklon (29) vereinigt werden (vgl.
hierzu Leitung 80).
Ebenso wie im Fall der an anderen Stellen abgetrennten und
dekantierten Ölphase wird das aus dem elektrostatischen Ab
scheider oder dem Gaswaschturm (36) abgeschiedene Öl nach
Durchlaufen des Zwischenlagerungskessels (74) und nach dem
Abziehen aus diesem Kessel durch Pumpe (76) mittels der Leitung (79) entweder als
Seitenstrom über Leitung (78) weitertransportiert oder über
Leitung (71) aus dem System ausgetragen und in einer hier
nicht gezeigten Verarbeitungseinheit weiterbehandelt.
Im Vergleich zu der in der brasilianischen Patentschrift
7105857 wiedergegebenen Ausführungsform stellt das System der
in Serie angeordneten Absitzgefäße (54 und 56) einen wesent
lichen Fortschritt dar, weil dadurch das Gesamtverfahren
wirtschaftlicher gestaltet werden kann. Gemäß der brasilia
nischen Patentschrift wird nämlich nur ein einziges Absitz
gefäß von sehr großem Fassungsvermögen dazu verwendet, um das
aus dem Sprühturm abgezogene flüssige Produkt aufzutrennen,
wobei eine relativ große Verweilzeit erforderlich ist, um
diese Trennung mit entsprechendem Erfolg in einer einzigen
Stufe durchführen zu können. Aus diesem Grund ist es gemäß
der brasilianischen Patentschrift auch erforderlich, von außen
her Wasser in das Sprühsystem einzuführen, was zu erhöhten
Kosten führt, während beim erfindungsgemäßen Verfahren das
für den Sprühturm erforderliche gesamte Wasser im Kreislauf
aus dem Absitzgefäß zurückgeführt wird.
Die aus dem zweiten Absitzgefäß (56) abgezogene wäßrige Phase
wird über Leitung (62) und Pumpe (63) längs der Leitung (64) wei
tertransportiert, wobei in einem außerhalb der Anlage angeord
neten System lösliche Produkte aus dem Wasser abgetrennt und
weiterverwendet werden können, oder in dem das Abwasser nach
entsprechender Reinigung verworfen wird.
Die eigentliche Behandlung in der Retortenkammer (9) erfolgt
im wesentlichen nach dem Prinzip, wie in der brasilianischen
Patentschrift 7105857 beschrieben, wobei eine Wechselwirkung
zwischen den sich in Form eines Bettes nach unten bewegenden
zerteilten Feststoffen und den in der Retortenkammer selbst
gebildeten Gasen bzw. den in die Retorte injizierten heißen
Gasen und den gleichfalls in die Retortenkammer injizierten
kalten Gasen stattfindet. Erfindungsgemäß sind jedoch die
beschriebenen Verbesserungen vorgesehen, wodurch das Gesamt
verfahren wesentlich wirtschaftlicher ablaufen kann, weil
insbesondere eine bessere energetische Bilanz erzielt wird.
So wird das Kaltgas erfindungsgemäß in besser geregelter Weise
durch die Einlaßdüsen (15) in den trichterförmigen Ansatz (14)
zugeführt und ein Teil dieses Kaltgases gelangt über die
Eindüsvorrichtung (18C) in die Stauräume (10C) der Austrags
vorrichtung (13) mit einer Temperatur von 110 bis 130°C,
so daß der Überdruck in dem Ansatz (14) im Bereich von etwa 15 bis
etwa 50 kPa gehalten werden kann.
In diesem Bereich des trichterförmigen Ansatzes (14) strömt
das kalte Gas durch die Feststoffe, welche aus der Austrags
vorrichtung (13) herausfallen und bereits der Behandlung in
der Retortenkammer unterworfen worden sind, und es findet auf
diese Weise ein sehr intensiver Wärmeaustausch statt, so daß
das Kaltgas aufgeheizt wird. Infolge des Druckes, mit welchem
dieses Kaltgas eingedüst wird und auch infolge des Strömungs
widerstandes, der durch die dichtende Wassersäule in der Abwerf-
und Dichtungsvorrichtung (17) aufrecht erhalten wird, fließen
diese kalten Gase durch das Bett der Feststoffteilchen hin
durch, durchströmen die Austragsvorrichtung (13) und vereini
gen sich mit demjenigen Anteil der Kaltgase, der über die
Stauräume (10C) in die Retortenkammer gelangt, und dieser
Gesamtstrom bewegt sich dann durch die gesamte Länge der Re
tortenkammer nach oben. Die in die Retortenkammer einströmen
den Feststoffteilchen werden hingegen durch die über das
Injektorsystem (11) eingedüsten Heißgase aufgeheizt und geben
dadurch die in ihnen gespeicherten organischen Substanzen ab,
wobei dieser Vorgang die Pyrolyse selbst darstellt. In dem
Abschnitt, der sich von der Stelle der Heißluftinjektoren (11)
nach unten erstreckt, verlieren diese aufgeheizten festen
Teilchen allmählich ihre Wärme durch die Berührung mit dem
nach oben strömenden Kaltgas, und letzteres hat dann, wenn es
an der Stelle der Heißgasinjektoren (11) ankommt, praktisch
die gleiche Temperatur erreicht, mit der das Heißgas in die
Retortenkammer injiziert wird. Die festen Teilchen, die in
die vertikal nach unten führende Leitung (16) einströmen,
weisen aber trotz des Wärmeaustausches mit dem Kaltgas noch
eine Wärmeenergie auf, welche über der Siedetemperatur von
Wasser liegt. Sie werden daher durch die direkte Berührung mit
dem Wasserbad innerhalb der Abwerf- und Dichtungsvorrichtung
(17) abgekühlt, wodurch gleichzeitig eine kleine Menge Dampf
gebildet wird, der in Richtung der einströmenden Kaltgase
gleichfalls nach oben fließt.
Die über die Düsenanordnung (11) zugeführten Heißgase haben
eine Temperatur von 500 bis 600°C, so daß sie nach dem
Vermischen mit dem aufgeheizten Kaltgas dazu geeignet sind,
die organische Subtanzen enthaltenden festen Teilchen zu pyro
lysieren. In der Praxis liegt die Temperatur in dem Bereich,
wo die größte Menge an Pyrolyseprodukten gebildet wird, nahe
bei etwa 500°C, doch muß in diesem Zusammenhang darauf hinge
wiesen werden, daß die Pyrolysetemperatur nicht auf einen
konstanten Wert eingeregelt werden soll, sondern daß es nur
von Bedeutung ist, das Heißgas mit einer solchen vorgegebenen
Temperatur einzudüsen, um sicherzustellen, daß ein richtiger
Abfluß der durch die Pyrolyse gebildeten Produkte stattfindet,
da sich innerhalb des Bereiches der Retortenkammer ein verti
kaler Temperaturgradient von selbst einstellt, so daß es
keine konstante Temperatur für das gesamte Teilchenbett in
nerhalb der Retortenkammer gibt. Das von außen zugeführte,
mit Kohlenwasserstoffen imprägnierte Material, wie Ölschiefer,
weist die Umgebungstemperatur auf, welche ihrerseits von den
herrschenden Wetterbedingungen abhängt. Dieses zerkleinerte
Material wird dann allmählich getrocknet und vorerhitzt, wo
bei die Temperatur der Teilchen allmählich in dem Maße an
steigt, in dem sie sich von dem Abschnitt IV der nicht klassie
rend wirkenden Verteilervorrichtung (vgl. Fig. 4) in Rich
tung des Bereiches innerhalb der Retortenkammer bewegen, wo
das Heißgas injiziert wird. Von diesem Bereich aus nimmt dann
die Temperatur der Teilchen in dem Maße ab, wie sie sich dem
Bodenteil der Retortenkammer nähern und dann den Ansatz der
Retortenkammer durchlaufen.
Der Gasstrom, welcher über die Leitungen (10) am Kopf der
Retortenkammer (9) innerhalb des Abschnittes III (vgl. Fig. 4)
der nicht klassierend wirkenden Verteilervorrichtung (8) ab
zieht, enthält das flüssige Material mit einer Temperatur
nahe seines Taupunktes in Nebelform, und es handelt sich da
bei im wesentlichen um eine Mischung von leichten und schwe
ren Kohlenwasserstoffen sowie komplexer gebauten schwefel-
und stickstoffhaltigen Verbindungen. Außerdem enthält dieser
Gasstrom auch Wasserdampf, der nicht nur von der Verdampfung
des Dichtungswassers im Boden der Abwerf- und Dichtungsvor
richtung (17) sondern auch von der natürlichen Feuchtigkeit
des behandelten Einsatzmaterials, wie Ölschiefer, stammt,
wobei diese natürliche Feuchtigkeit abhängt von dem Ort, wo
das Material im Bergbau gewonnen wurde oder von den Lagerungs
bedingungen vor seiner Retortenverarbeitung. Dieser Gasstrom
enthält wesentlich mehr leichte Kohlenwasserstoffe als schwere
Kohlenwasserstoffe, ferner Schwefelwasserstoff, Wasserstoff
und etwas durch die Zersetzung mineralischer Carbonate gebil
detes Kohlendioxid sowie geringe Mengen Stickstoff und Sauer
stoff, die von Lufteinschlüssen in den Festkörperteilchen oder
aus der Zersetzung von Komponenten herrühren, die sich bei
der Pyrolysereaktion gebildet haben.
Ein weiterer wesentlicher Faktor des erfindungsgemäßen Ver
fahrens ist die Gasströmungsgeschwindigkeit längs der Retor
tenkammer, wobei diese in Verbindung steht mit der nach unten
gerichteten Bewegung des Festkörperbettes und mit der Verdich
tung desselben sowie mit dem Druck der injizierten Gase, was
dazu führt, daß die Gasströmungsgeschwindigkeit sich vom Bo
den bis zum Kopf der Retortenkammer hin verändert. Am Boden
der Retortenkammer ist die Drucksäule, verursacht durch das
Bett der zerkleinerten Teilchen, je nach den geometrischen Ab
messungen der Retortenkammer meist am höchsten, und weil
dort die Temperatur niedriger ist, bewegt sich das Gas dort
nur mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 0,40 m/s
nach oben, während diese Strömungsgeschwindigkeit in den obe
ren Schichten größer wird und Werte von 1,5 m/s erreichen kann.
Die Menge der nebelförmigen Bestandteile, die zusammen mit
den Gasen am Kopfende der Retortenkammer ausströmen, kann je
nach den Betriebsbedingungen, welche hauptsächlich von der
Qualität des in der Retorte behandelten Rohmaterials und
dessen Feuchtigkeit und der Temperatur der Gase abhängen variieren und
Mengen von etwa 3 bis 25 Gewichtsprozent des Gesamtgas
stromes ausmachen.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer
Anlage wie vorstehend beschrieben, wobei der zylindrische Teil
der Retortenkammer (vgl. Fig. 1) einen Innendurchmesser von
5,5 m hat, wurden zwei Versuche durchgeführt, welche nach
stehend als Versuchslauf 1 und Versuchslauf 2 gekennzeichnet
sind. Die Eigenschaften der eingesetzten Beschickungen, die
Betriebsbedingungen, die Ausbeuten, die Eigenschaften des
gewonnenen Öls und die Eigenschaften der gasförmigen Kompo
nenten sind nachstehend in Tabelle I für beide Versuchsläufe
zusammengefaßt. Die gewonnenen Ölprodukte wurden im Labora
torium durch übliche Analysen bezüglich ihrer Zusammen
setzung analysiert, außerdem wurde eine Elementaranalyse
durchgeführt und die Zusammensetzung der Gasphase wurde chro
matographisch ermittelt.
Claims (9)
1. Anlage zur Gewinnung von Öl, Gas und Nebenprodukten
aus Ölschiefern oder anderen mit Kohlenwasserstoffen impräg
nierten festen Materialien mittels Pyrolyse, umfassend einen
Fülltrichter (2), der über nach unten führende geneigte
Leitungen (3) mit Drehschleusen (4) in Verbindung steht, wo
bei jede solche Drehschleuse einen zylindrischen Teil (410)
mit innen angeordneten und an einer Drehwelle (414) befestig
ten Flügeln (415) aufweist, die infolge der Umdrehungsbewe
gung die Innenwand des zylindrischen Teils (410) abfegen
und die über Leitungen (3) und Einlaß (411) in der oberen
Abdeckplatte des zylindrischen Teils (410) zugeführten festen
Materialien in Richtung der Auslaßöffnung (416) in der
unteren Deckplatte des zylindrischen Teils (410) transportie
ren, welche Auslaßöffnung mit einer vertikalen Leitung (5),
in die eine Leitung (72) zum Injizieren eines unter Druck
stehenden inerten Gases mündet, in Verbindung steht, wobei
diese Leitungen (5) der Drehschleusen (4) an ihren unteren
Enden mit Einlässen von Drehschleusen (6) in Verbindung
stehen, welche in identischer Weise wie die Drehschleusen (4)
aufgebaut sind, und die Auslässe der Drehschleusen (6) durch
nach unten führende Leitungen (7) mit einer nicht-klassie
rend wirkenden Verteilervorrichtung (8) für feste Teilchen
verbunden sind, umfassend eine solche Verteilervorrichtung
(8) mit einem trichterförmigen Drehverteiler (803), welcher
den Teilchenfluß in zwei durch eine Wand (812) voneinander
getrennte konzentrisch angeordnete Bereiche (816, 817) lei
tet, von deren Bodenteil sich mehrere mit unterschiedlicher
Neigung angeordnete Leitungen (813) nach unten bis zum oberen
Bereich der zylindrischen Retortenkammer (9) erstrecken,
welche eine feuerfeste Auskleidung aufweist und in ihrem mitt
leren Teil mit einer Anzahl von Leitungen (11) zum Einspeisen
von Heißgas versehen ist, sowie in ihrem Bodenteil eine Vor
richtung (13) zur Regulierung des Austrages zerkleinerter
Feststoffe aufweist; umfassend eine solche Vorrichtung (13)
mit einer Serie von flachen kranzförmigen und konzentrisch
angeordneten Platten, die als "Rückhaltetische" (1A, 2A, 3A,
4A) dienen, und einer Serie von Prallplatten (11B, 12B, 13B,
14B, 15B), welche in einer gewissen Höhe oberhalb der Ebene
der "Rückhaltetische" und zwischen den kranzförmigen Platten
derart angeordnet sind, daß sie die Freiräume (20A, 21A,
22A, 23A, 24A) zwischen diesen Platten überdecken so daß die
Freiräume nur bei horizontaler Bewegung mittels der Schrapper C durch die auszutragenden
Feststoffe erfaßt werden, wobei diese Vorrichtung (13) außer
dem eine Anzahl von ringförmigen Schrappern (5C, 6C, 7C, 8C)
aufweist, welche über radial angeordnete Stützorgane (9C)
miteinander verbunden sind und die äußeren Enden dieser Stütz
organe (9C) mit hydraulischen Antrieben (19C) in Verbindung
stehen, welche mehrere der Stützorgane wechselweise vor- und
und zurückbewegen, so daß die ringförmigen Schrapper die
sich auf den Rückhaltetischen ansammelnden festen Teilchen
in einen trichterförmigen unteren Ansatz (14) der Retortenkammer
(9) transportieren, in welchem Ansatz (14) direkt unterhalb
der Austragsvorrichtung (13) Injektionsdüsen für Kaltgas mün
den, welche die Endteile (15) der durch die Wand des Ansatzes (14)
hindurchgehenden Zufuhrleitungen (85) für Kaltgas sind, wobei der
Bodenteil des trichterförmigen Ansatzes (14) mit einer ver
tikal nach unten führenden Leitung (16) verbunden ist, die
ihrerseits am unteren Ende in eine Abwerf- und Dichtungsvor
richtung (17) übergeht; umfassend eine solche Vorrichtung (17),
die aus einem sich längs erstreckenden Gehäuse (18) von etwa
prismatischem Querschnitt in derartiger Schräglage besteht,
daß das an die Leitung (16) anschließende Ende (24) für fein
teilige Abfälle sich an einem niedriger gelegenen Punkt be
findet als das Kopfende mit einem Austragskanal (22) für die
festen Teilchen, während sich innerhalb des Gehäuses (18)
eine umlaufende endlose Mattenbahn (19) mit im wesentlichen
rechteckigen Schaufeln (21) befindet, welche auf von einem
Motor angetriebenen Trommeln (20, 20A) ruht und durch diese
in Spannung gehalten wird, wobei das Innere des Gehäuses (18)
und die vertikal nach unten führende Leitung (16) zum Teil
mit Wasser gefüllt sind, welches als Dichtungsmittel für den
Bodenteil der Retorte und als Kühlmittel für die aus der
heißen Retorten-Behandlungszone kommenden festen Teilchen
dient und letztere aufgrund der schabenden Wirkung der
Schaufeln (21) in entwässerter Form über einen Auslaß (22)
ausgetragen werden; umfassend am Kopfende der Retortenkammer
(9) in nächster Nähe des Austragsteils der schräg angeordneten
Leitungen (813) der nicht-klassierend wirkenden Verteiler
vorrichtung (8) angeordnete Abzugsleitungen (10) für bei
der Retortenbehandlung gebildete gasförmige Produkte, welche
Abzugsleitungen die Verbindung zu Kühlvorrichtungen, zu
Zyklonen (29), zu elektrostatischen Abscheidern oder zu Gas
wäschern (36), zu einem Kompressor (40), zu Kondensatoren
und zu einem für die Gaswäsche dienenden Sprühturm (51) her
stellen, wobei alle diese Vorrichtungen mittels Leitungs
systemen untereinander verbunden sind, welche einerseits die
Gasauslässe mit einem Aufheizer (44), der seinerseits über
Leitung (45) mit einem Gasinjektorsystem (11) für Heißgas
in Verbindung steht, und andererseits über eine andere Zweig
leitung mit einer Leitung (81) verbinden, die zu einem Kühler
(82) und von dort zu Injektordüsen (15) für Kaltgas hinführt,
welche im trichterförmigen Ansatz (14) der Retortenkammer (9)
angeordnet sind, während eine dritte Zweigleitung (46) zum
Sprühturm (51) führt, aus dem Produktgase für die weitere
industrielle Anwendung abgezogen werden,
ferner alle Vorrichtungen zum Abschei
den der flüssigen Bestandteile aus den gasförmigen Retortenprodukten
und Waschen der gasförmigen Retortenprodukte in denjeni
gen Bereichen, wo auch flüssige Produktströme auftreten,
durch ein Netz von Leitungen mit eingebauten Pumpen (37, 58,
63, 66, 76) mit Zwischenlagerungskesseln (32, 74) und mit
Absitzgefäßen (54, 56) verbunden sind, und schließlich diese
flüssigen Produktströme zu außerhalb der Anlage befindlichen
Behandlungsstationen oder zur Abfallbeseitigung weiterleiten,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- a) das System von Injektoren (11) für Heißgas aus einem Bündel von parallel angeordneten länglichen Prismen elementen (111) besteht, deren Hohlraumquerschnitt Sechs eckform hat, wobei der obere Scheitelpunkt von zwei Längs platten (112) gebildet wird, die sich an der Spitze treffen, deren Seitenwände (114) von zwei parallel angeord neten länglichen Vertikalplatten gebildet werden, deren jede auf der ganzen Länge mit Lochreihen versehen ist, wobei jede Lochreihe sich im obersten Teil der vertikalen Seitenwände (114) und wenig unterhalb derjenigen Linie befindet, auf der sich die Seitenwände mit den geneigten Abdeck-Längsplatten (112) berühren, wobei sich der untere Teil dieser geneigten Abdeckplatten (112) ein wenig über die Berührungslinie hinauserstreckt und so einen kleinen Überhang (117) bildet, welcher die Löcher (115) davor schützt, direkt von den sich nach unten bewegenden festen Teilchen getroffen zu werden, wobei die Anzahl der Löcher (115) und ihr Durchmesser so gewählt sind, daß der Gasaus tritt unter dem Druck eines strömenden Gases zwischen dem ersten und dem zweiten Loch einem Unterschied im Be reich von 1 bis 5% entspricht, während die Bodenwände (113) der Prismenelemente unter Bildung eines unteren Scheitel punktes schräg zueinander angeordnet sind;
- b) das Injektorsystem (15) für Kaltgas nur aus vielen Rohr leitungsenden besteht, die derart abgekantet sind, daß die scharfen Kantenenden aus seitlicher Sicht nach oben hin weisen, und daß sie in den Innenraum des trichterför migen Ansatzes (14) der Retortenkammer hineinragen und um dessen Wandumfang verteilt sind;
- c) in der Verbindungsleitung zwischen dem Zyklon (29) und dem elektrostatischen Abstreifer oder den Gaswaschsäulen (36) ein wassergekühlter Wärmeaustauscher (34) angeordnet ist, welcher die Temperatur der aus dem Zyklon austreten den Produktgase um 20 bis 60°C herabsetzt;
- d) in der vom Kompressor (40) zum Sprühturm (51) führenden Leitung ein Wärmeaustauscher (47) und ein Luftkühler (49) vorgesehen sind;
- e) zwei miteinander durch eine Leitung (55) verbundene und in Serie geschaltete Absitzgefäße (54, 56) vorgesehen sind, mittels deren der aus dem Sprühturm (51) abgezogene Flüssigkeitsstrom in wäßrige Phasen und Ölphasen aufge trennt wird, wobei die im ersten Absitzgefäß (54) gebil dete untere Phase zur Hauptsache aus Wasser besteht und mittels Pumpe (58) im Kreislauf zum Sprühturm (51) zurück geführt wird, während die obere Phase über Leitung (55) zum zweiten Absitzgefäß (56) mit im Gefäßinneren angeordneter, vertikaler Trennwand ge führt wird, aus dem die Ölphase mittels Pumpe (66) abgezo gen und zu weiteren Regenerierungs- und Kreislaufstufen (67)/(68) oder (67), (69), (80), (29), (31), (32), (33), (38) gefördert wird, während die sich am Boden ansammelnde wäßrige Phase mittels Pumpe (63) nach außen abgegeben und/ oder der Abwurf- und Dichtungsvorrichtung (17) zugeführt wird.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte
Zweigleitung (41a) vorhanden ist, über welche ein Gashilfsstrom
im Kreislauf geführt und an einem beliebigen Punkt stromab
wärts vom Zyklon (29), vom Wärmeaustauscher (34) oder aber
vom elektrostatischen Abscheider oder den Gaswaschsäulen (36)
zugespeist werden kann.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der zwischen dem Zyklon (29) und dem elektrostatischen Ab
scheider oder den Gaswaschsäulen (36) angeordnete Wärmeaus
tauscher (34) zur Erzeugung von Niederdruckdampf ausgelegt
ist.
4. Anlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen den Prismenelementen (111) des
Injektorsystems (11) für Heißgas dem vierfachen Durchmesser
der größten festen Teilchen entspricht, welche sich inner
halb eines Bettes durch die Retortenkammer (9) nach unten
bewegen.
5. Verfahren zur Gewinnung von Öl, Gas und Nebenprodukten
aus Ölschiefer oder anderen mit Kohlenwasserstoffen impräg
nierten festen Materialien mittels Pyrolyse in einer Anlage
gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, in welchem der Ölschiefer zu
einer Teilchengröße von 0,32 bis 15,24 cm
zerkleinert und dann einem Fülltrichter
(2) zugeführt wird, von dem aus die Teilchen durch die nach
unten führenden geneigten Leitungen wechselweise in eine von
mehreren Drehschleusen (4) mit durch Gas betriebenen Dich
tungsorganen gelangen, deren Innenräumen die Teilchen
über obere Einlässe (411) zugeführt werden, wo sie mittels
Flügeln (415), die an einer Welle (414) befestigt sind, abge
streift und unter der Einwirkung der Drehbewegung der Welle
weitergefördert werden und aus einem versetzt zum Einlaß
(411) angeordneten Auslaß (416) in eine nach unten verlau
fende Rohrleitung (5) austreten, welche über eine Zuleitung
(72) mittels eines inerten Gases mit Druck beaufschlagt wird,
wobei die Teilchen von der Leitung (5) aus ins Innere einer
Drehschleuse (6) gelangen, welche in gleicher Weise aufgebaut
ist wie die Drehschleuse (4), und die festen Teilchen von
der Drehschleuse (6) durch eine weitere Leitung (7) nach unten
zu einer nicht-klassierend wirkenden Verteilervorrichtung (8)
strömen, in welcher sie in einen Drehverteiler (803) fallen,
der sie zu zwei voneinander getrennten und konzentrisch an
geordneten Zonen (816, 817) weiterleitet, wo die nicht
klassierten, sich nach unten bewegenden Teilchen eine bettenartige Anhäufung bilden,
(Abschnitt II), dann über Rohrleitungen (813) zum oberen
Abschnitt der Retortenkammer (Abschnitt IV) weiterströmen und
dort mit den aus der Retortenkammer abströmenden Gasen in
Berührung kommen, welche aus gasförmigen und flüssigen Sub
stanzen in Nebelform bestehen und durch die Pyrolyse des Öl
schiefers, durch an einer mittleren Stelle der Retortenkam
mer eingespeiste Heißgase und die am unteren Ende der
Retorte injizierten Kaltgase sowie Wasserdampf gebildet wer
den, welcher durch die Berührung der heißen, in der Retorten
kammer behandelten festen Ölschieferteilchen mit aus dem Ver
fahren selbst stammendem Wasser im unteren Teil der Retorte
entsteht, wobei an die nach unten strömenden festen Teilchen
in einem mittleren Teil der Retortenkammer durch das Injektor
system (11) Heißgas mit einer Temperatur von 500 bis 600°C
und im unteren Teil der Retortenkammer über Düsen (15) ein
Strom Kaltgas mit einer Temperatur von 110 bis 180°C und bei
einem Überdruck von 15 bis 50 KPa eingedüst wird, wobei die
Teilchen vor Austritt aus dem zylindrischen Teil der Retorten
kammer (9) in kontrollierter Weise mittels einer Austragsvor
richtung (13) ausgetragen werden und dann in einen trichter
förmigen Ansatz (14) gelangen, in dem sie dem vorstehend er
wähnten Kaltgasstrom ausgesetzt werden, und von dort unter dem
Einfluß der Schwerkraft über die vertikale Leitung (16) der
Abwerf- und Dichtungsvorrichtung (17) zugeführt werden, in
welcher die mittels Pyrolyse von praktisch allen organischen
Bestandteilen befreiten Teilchen mit dem über Leitung (99)
bei dem Auslaß für feine Teilchen zugeführten und als Dichtung
wirkenden Wasser gekühlt und schließlich aus der Vorrichtung
(17) ausgetragen werden, wobei die bei der Pyrolyse entstehen
den gasförmigen Produkte über Leitungen (10), welche im unte
ren Abschnitt (III) der nicht-klassierend wirkenden Verteiler
vorrichtung (8) aber oberhalb der eigentlichen Pyrolysezone
angeordnet sind, abgezogen und zu Zyklonen (29) weitergelei
tet werden, in welchen die schweren flüssigen Komponenten
und ein Teil der durch das Gas mitgerissenen sehr feinteiligen
festen Stoffe abgetrennt werden, während die immer noch Nebel
tröpfchen enthaltenden Produktgase am Kopf der Zyklone (29)
abgezogen und zum elektrostatischen Abscheider oder zu Gas
waschtürmen (36) weitergeleitet werden, in welchen flüssige
Bestandteile und Anteile der sehr feinteiligen festen Stoffe
abgeschieden und daraus abgezogen werden, worauf die Gase
einem Kompressor (40) und von dort einem Abzweigpunkt zuge
führt werden, von dem aus 4 Teilströme ausgehen, der erste
Teilstrom zu einem Aufheizer (44) geleitet wird, in dem er
auf eine Temperatur von 500 bis 600°C gebracht und dann
dem Injektorsystem (11) in der Retortenkammer (9) zugeführt
wird, um dort die Pyrolysereaktion in Gang zu setzen, der
zweite Teilstrom einen Wärmeaustauscher durchläuft, in wel
chem die Temperatur auf 110 bis 130°C herabgesetzt wird,
worauf er durch die Düsen (15) in den unteren trichterförmigen
Ansatz (14) der Retortenkammer als Kaltgas injiziert wird,
während ein daraus abgezweigter Nebenstrom über Leitung
(86) in den Stauraum (10C) eingeführt wird und die pneuma
tische Dichtung an einer Stelle bewirkt, wo die radialen
Stützorgane (9C) für die ringförmigen Schrapper der Vorrich
tung (13) zur Regulierung des Teilchenaustrages durch die
Wand (26C) der Retortenkammer (9) hindurchgehen, der dritte
Teilstrom gekühlt, kondensiert und in einem Sprühturm (51)
gewaschen wird, aus dem am Kopf ein Gasstrom abgezogen wird,
welcher weiter gereinigt und späteren technischen Anwendungs
zwecken zugeführt wird, während vom Bodenteil des Sprüh
turms (51) über die nach unten führende Leitung (53) flüssige
Komponenten, welche zur Hauptsache aus Wasser und Schweröl
bestehen, abgezogen und einem Dekantiersystem zugeführt wer
den, in welchem die öligen Komponenten von den wäßrigen Kom
ponenten abgetrennt und dann weiter gereinigt und zur weite
ren Verwendung entnommen oder als Abgang verworfen oder im
Kreislauf in das Gesamtsystem der Pyrolyseanlage zurückge
führt werden, während gegebenenfalls ein vierter Teil- und
Hilfsstrom über Leitung (41a) im Kreislauf an einer Stelle
stromabwärts vom Zyklon (29) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) die am Boden des Sprühturms (51) abgezogenen flüssigen wäßrigen und öligen Komponenten zwei in Serie angeordneten Absitzgefäßen zugeführt werden, daß vom Boden des ersten Absitzgefäßes (54) eine wäßrige Schicht abgezogen und mittels der Leitung (57), der Pumpe (58) und Leitung (59)/(61) und über den Wärmeaustauscher (60) im gekühlten Zustand dem Sprühturm (51) zwecks Auskondensation von flüssigen Bestandteilen in den Gasen zugeführt wird, daß die zur Hauptsache aus Öl bestehende obere Schicht mittels Leitung (55) dem zweiten Absitzgefäß (56) zuge führt und darin in sehr wirksamer Weise aufgetrennt wird, wobei die wäßrige Phase mittels Pumpe (63) abgezogen und aus der Gesamtanlage befördert wird, um entweder weiterbe handelt oder als Abfall verworfen zu werden, während die ölige Phase mittels Pumpe (66) abgezogen und zum Teil zwecks Reinigung und industrieller Verwendung aus der Gesamtanlage abgezogen, aber zum anderen Teil im Kreislauf als Waschflüssigkeit zu den Zyklonen (29) zurückgeführt wird;
- b) die aus dem Zyklon (29) abgezogenen Gase im Wärmeaustau scher (34) abgekühlt werden und ihre Wärmeenergie durch Herab setzung der Temperatur um 10 bis 60°C zur Verbesserung der Gesamtenergiebilanz des Verfahrens ausgenutzt wird, so daß sie nach Durchlaufen des elektrostatischen Ab scheiders oder der Gaswaschtürme (36) in den Kompressor (40) mit einer Temperatur von 130 bis 180°C eintreten;
- c) der im Sprühturm (51) zu behandelnde Gasstrom vorher in einem Wärmeaustauscher (47) und anschließend in einem Luftkühler (49) durch Absenken der Temperatur bis auf 90°C gekühlt wird;
- d) ein Teil der in den Stauraum (10C) für die Stützorgane der kreisförmigen Schrapper der Vorrichtung (13) zur Regulie rung des Teilchenaustrags injizierten kalten Gase als zu sätzliche Quelle für die Kaltgasinjektion in die Retorte dient;
- e) der Druckunterschied zwischen der nach unten führenden Leitung (5), welche die Auslaßöffnung der oberen Dreh schleuse (4) und die Einlaßöffnung der unteren Dreh schleuse (6) verbindet, und dem unteren Teil der Retorten kammer (9) 1,36 KPa beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschiefer
zu einer Teilchengröße von 0,64 bis 7,62 cm zerkleinert wird, ehe er
dem Fülltrichter (2) zugeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aus
dem Zyklon (29) abgezogenen Gase in den Kompressor (40) mit einer
Temperatur von 130 bis 140°C eintreten.
8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Gase, welche sich vom unteren Einspeisungspunkt für Kalt
gas durch die Retortenkammer hindurch bis zum oberen Abzugs
punkt aus der Retorte bewegen, Strömungsgeschwindigkeiten
im unteren Retortenteil von 0,4 m/s bis zu Strömungsgeschwin
digkeiten im oberen Retortenteil von 1,5 m/s aufweisen.
9. Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druck am Kopf der Retortenkammer im Bereich von 0,7
bis 7 KPa liegt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BR8606369A BR8606369A (pt) | 1986-12-22 | 1986-12-22 | Aperfeicoamento em equipamento e processo para obtencao de oleo,gas e subprodutos de xistos pirobetuminosos e outros materiais impregnados com hidrocarbonetos |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3743115A1 DE3743115A1 (de) | 1988-06-30 |
DE3743115C2 true DE3743115C2 (de) | 1995-11-23 |
Family
ID=4041366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3743115A Expired - Fee Related DE3743115C2 (de) | 1986-12-22 | 1987-12-18 | Anlage zur Gewinnung von Öl, Gas und Nebenprodukten aus Ölschiefer oder anderen mit Kohlenwasserstoffen imprägnierten festen Materialien mittels Pyrolyse und Verfahren zur Durchführung einer solchen Pyrolyse mittels einer solchen Anlage |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4944867A (de) |
CN (1) | CN1020620C (de) |
AR (1) | AR245487A1 (de) |
AU (1) | AU608555B2 (de) |
BR (1) | BR8606369A (de) |
CA (1) | CA1318273C (de) |
DE (1) | DE3743115C2 (de) |
ES (1) | ES2005488A6 (de) |
FR (1) | FR2608461B1 (de) |
GB (1) | GB2199043B (de) |
IE (1) | IE60382B1 (de) |
IL (1) | IL84759A (de) |
MA (1) | MA21141A1 (de) |
SE (1) | SE469133B (de) |
YU (2) | YU48196B (de) |
ZA (1) | ZA879603B (de) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7736501B2 (en) | 2002-09-19 | 2010-06-15 | Suncor Energy Inc. | System and process for concentrating hydrocarbons in a bitumen feed |
CA2400258C (en) | 2002-09-19 | 2005-01-11 | Suncor Energy Inc. | Bituminous froth inclined plate separator and hydrocarbon cyclone treatment process |
CA2455011C (en) | 2004-01-09 | 2011-04-05 | Suncor Energy Inc. | Bituminous froth inline steam injection processing |
US20060000787A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-05 | Galasso Louis Iii | Purification of impure oil by centrifugation |
US10876048B2 (en) * | 2005-04-11 | 2020-12-29 | Micronizing Technologies, Llc | Beneficiation of hydrocarbons from mineral matrices |
US8168071B2 (en) | 2005-11-09 | 2012-05-01 | Suncor Energy Inc. | Process and apparatus for treating a heavy hydrocarbon feedstock |
CA2827237C (en) | 2005-11-09 | 2016-02-09 | Suncor Energy Inc. | Mobile oil sands mining system |
CA2526336C (en) | 2005-11-09 | 2013-09-17 | Suncor Energy Inc. | Method and apparatus for oil sands ore mining |
BRPI0605354B1 (pt) | 2006-12-20 | 2015-12-08 | Petroleo Brasileiro Sa | sistema de comando do mecanismo para descarregar sólidos e controlar fluxo |
CN101113344B (zh) * | 2007-05-09 | 2010-04-21 | 东北电力大学 | 一种油页岩综合利用工艺 |
US8002972B2 (en) * | 2007-10-12 | 2011-08-23 | Enshale, Inc. | Petroleum products from oil shale |
US20100243536A1 (en) * | 2007-11-14 | 2010-09-30 | Pieco Gmbh | Process and Apparatus to Separate Oil from Mineral Matter |
CN101230283B (zh) * | 2008-02-01 | 2011-06-08 | 抚顺矿业集团有限责任公司 | 油母页岩干馏工艺回收方法 |
CN101434847B (zh) * | 2008-03-10 | 2011-12-07 | 中国重型机械研究院 | 油页岩干馏炉采油工艺 |
CN101440293B (zh) * | 2008-12-11 | 2012-06-27 | 上海交通大学 | 油页岩流化床干馏系统 |
CN101747920B (zh) * | 2008-12-13 | 2012-11-21 | 抚顺矿业集团有限责任公司页岩炼油厂 | 油母页岩炼油回收工艺 |
PL212812B1 (pl) | 2009-03-14 | 2012-11-30 | Bl Lab Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Uklad do prowadzenia termolizy odpadowych tworzyw sztucznych oraz sposób prowadzenia termolizy w sposób ciagly |
PL218782B1 (pl) | 2009-04-08 | 2015-01-30 | Bl Lab Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Układ do termolizy odpadowych tworzyw sztucznych i sposób termolizy odpadowych tworzyw sztucznych |
CA2689021C (en) | 2009-12-23 | 2015-03-03 | Thomas Charles Hann | Apparatus and method for regulating flow through a pumpbox |
BR102012009128B1 (pt) * | 2012-04-18 | 2019-02-26 | Processo De Retortagem Industrial Para Xisto | Retorta vertical de superfície e processo de obtenção de óleo e gás a partir de xisto pirobetuminoso e/ou materiais contendo compostos orgânicos de carbono |
CN102786952B (zh) * | 2012-08-06 | 2014-06-11 | 山西鑫立能源科技有限公司 | 一种煤热解炉的荒煤气冷凝装置 |
US9795972B2 (en) | 2012-08-07 | 2017-10-24 | Cameron International Corporation | High temperature high pressure electrostatic treater |
CN102925181B (zh) * | 2012-11-12 | 2013-11-06 | 鞍钢集团工程技术有限公司 | 一种油页岩矿石高压干馏工艺及装置 |
CN105620953B (zh) * | 2014-11-03 | 2018-08-10 | 内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司 | 一种促进储罐内部热扩散的系统和方法 |
RU2015153090A (ru) * | 2015-12-10 | 2017-06-16 | Акционерное Общество "Атэк Групп" | Способ и установка для термической переработки твердых топлив с низким содержанием органической части |
DE102016109134B4 (de) | 2016-05-18 | 2021-09-23 | Eisfink Max Maier Gmbh & Co. Kg | Front-Cooking-Station |
RU2747649C2 (ru) * | 2016-07-20 | 2021-05-11 | Петролео Бразильеро С.А. - Петробрас | Комбинированные система и способ подготовки пластовой воды и морской воды для повторной закачки в подводный нефтяной пласт |
CN107286969B (zh) * | 2017-08-10 | 2023-04-07 | 榆林煤化工产业促进中心 | 一种基于填充床粉煤热解的热解炉、热解装置和热解工艺 |
CN110368764B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-05-25 | 中国神华煤制油化工有限公司 | 一种脱除气体中携带的微颗粒的方法 |
WO2024013428A1 (en) * | 2022-07-11 | 2024-01-18 | Neste Oyj | Gas piping system, arrangement, use of the gas piping system, and method of operating a gas piping system |
EP4306209A1 (de) * | 2022-07-11 | 2024-01-17 | Neste Oyj | Gasrohrleitungssystem, anordnung, verwendung des gasrohrleitungssystems und verfahren zum betreiben eines gasrohrleitungssystems |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US422850A (en) * | 1890-03-04 | Box-fastener | ||
FR812234A (fr) * | 1935-12-04 | 1937-05-03 | Metallgesellschaft Ag | Dispositif d'évacuation pour fours à cuve |
US2434567A (en) * | 1944-01-19 | 1948-01-13 | Standard Oil Dev Co | Method and apparatus for contacting hydrocarbons with catalyst particles |
US3384569A (en) * | 1966-02-21 | 1968-05-21 | Exxon Research Engineering Co | Oil shale retorting |
US3526586A (en) * | 1966-10-21 | 1970-09-01 | Arthur L Saxton | Retorting of oil shale |
US3503869A (en) * | 1967-02-23 | 1970-03-31 | Mobil Oil Corp | Process for improving thermal efficiency of gas combustion shale retorting |
US3484364A (en) * | 1967-03-02 | 1969-12-16 | Exxon Research Engineering Co | Fluidized retorting of oil shale |
US3619405A (en) * | 1968-07-10 | 1971-11-09 | Continental Oil Co | Gas combustion oil shale retorting with external indirect gas heat exchange |
US3577338A (en) * | 1969-02-19 | 1971-05-04 | Phillip H Gifford | Process for recovery of oil from oil shale simultaneously producing hydrogen |
BR7105857D0 (pt) * | 1971-09-06 | 1973-04-10 | Brasileiros Sa Petrob Petroleo | Processo aprefeicoado para obtencao de oleo gas e subprodutos de xisto pirobetuminosos ou outros materiais impregnados com hidrocarbonetos |
US3736247A (en) * | 1971-11-01 | 1973-05-29 | Paraho Corp | Retorting of solid carbonaceous material |
US4221638A (en) * | 1976-01-05 | 1980-09-09 | Paraho Corporation | Fluid-solid contact vessel having fluid distributors therein |
US4066529A (en) * | 1976-05-07 | 1978-01-03 | Paraho Corporation | Method of design for vertical oil shale retorting vessels and retorting therewith |
US4218304A (en) * | 1978-12-28 | 1980-08-19 | Atlantic Richfield Company | Retorting hydrocarbonaceous solids |
US4222850A (en) * | 1979-02-15 | 1980-09-16 | Gulf Research & Development Company | Process for retorting oil shale |
-
1986
- 1986-12-22 BR BR8606369A patent/BR8606369A/pt not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-12-08 IL IL84759A patent/IL84759A/xx not_active IP Right Cessation
- 1987-12-18 DE DE3743115A patent/DE3743115C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-21 SE SE8705101A patent/SE469133B/sv not_active IP Right Cessation
- 1987-12-21 CA CA000554982A patent/CA1318273C/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-21 YU YU234187A patent/YU48196B/sh unknown
- 1987-12-21 MA MA21383A patent/MA21141A1/fr unknown
- 1987-12-21 AU AU82891/87A patent/AU608555B2/en not_active Ceased
- 1987-12-21 CN CN87108376A patent/CN1020620C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-21 AR AR87309664A patent/AR245487A1/es active
- 1987-12-22 GB GB8729859A patent/GB2199043B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-22 US US07/136,573 patent/US4944867A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-22 ZA ZA879603A patent/ZA879603B/xx unknown
- 1987-12-22 ES ES8703675A patent/ES2005488A6/es not_active Expired
- 1987-12-22 FR FR878717909A patent/FR2608461B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-22 IE IE351187A patent/IE60382B1/en not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-06-21 YU YU127389A patent/YU46595B/sh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8729859D0 (en) | 1988-02-03 |
YU46595B (sh) | 1993-11-16 |
GB2199043B (en) | 1991-09-11 |
DE3743115A1 (de) | 1988-06-30 |
MA21141A1 (fr) | 1988-07-01 |
BR8606369A (pt) | 1988-07-12 |
YU234187A (sh) | 1993-10-20 |
CN1020620C (zh) | 1993-05-12 |
AU8289187A (en) | 1988-06-23 |
US4944867A (en) | 1990-07-31 |
GB2199043A (en) | 1988-06-29 |
IL84759A (en) | 1991-12-12 |
IE60382B1 (en) | 1994-07-13 |
SE8705101A (de) | 1988-08-11 |
CN87108376A (zh) | 1988-08-24 |
YU48196B (sh) | 1997-08-22 |
ES2005488A6 (es) | 1989-03-01 |
FR2608461B1 (fr) | 1991-06-07 |
ZA879603B (en) | 1988-06-21 |
SE469133B (sv) | 1993-05-17 |
AU608555B2 (en) | 1991-04-11 |
AR245487A1 (es) | 1994-01-31 |
IL84759A0 (en) | 1988-05-31 |
CA1318273C (en) | 1993-05-25 |
YU127389A (en) | 1990-10-31 |
IE873511L (en) | 1988-06-22 |
SE8705101D0 (sv) | 1987-12-21 |
FR2608461A1 (fr) | 1988-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3743115C2 (de) | Anlage zur Gewinnung von Öl, Gas und Nebenprodukten aus Ölschiefer oder anderen mit Kohlenwasserstoffen imprägnierten festen Materialien mittels Pyrolyse und Verfahren zur Durchführung einer solchen Pyrolyse mittels einer solchen Anlage | |
DE1809874C3 (de) | ||
DE2611251A1 (de) | Vorrichtung zur stofftrennung | |
CH668196A5 (de) | Verfahren und einrichtung zum abkuehlen und entstauben von gasen. | |
DE2507414A1 (de) | Verfahren zur reaktion von substanzen oder stoffen mit gas und vorrichtung zu seiner durchfuehrung | |
DE2929056A1 (de) | Verbrennungsverfahren und dafuer geeignetes fliessbett | |
DE3328702A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum loeschen von gluehendem koks | |
DE9410974U1 (de) | Luftbehandlungsvorrichtung | |
DE3613305A1 (de) | Verfahren und geraet fuer fluidisierte dampftrocknung von minderwertigen kohlesorten mittels nassreinigung | |
DE102008049350A1 (de) | Thermochemischer Reaktor für ein selbstfahrendes Erntefahrzeug | |
EP0022132B1 (de) | Verfahren zum Verbrennen von Halmen, Anlage zur Ausübung dieses Verfahrens und Einrichtung zum Schneiden von Halmen | |
DE2249454A1 (de) | Wirbelschichtvorrichtung | |
DE69612564T2 (de) | Verfahren zur thermischen behandlung von nicht-gasförmigem material | |
DE19620047A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Braunkohle | |
WO2008083703A1 (de) | Verfahren zum trocknen von festen und/oder flüssigen abfallstoffen | |
DE1431563B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum foerdern von grob zerkleinerten kohlepartikeln in einer rohrleitung mittels eines traegergases | |
DE2946102A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schwelen von feinkoernigem schwelgut mit heissem, feinkoernigem waermetraegermaterial | |
DE3516419A1 (de) | Verfahren und anlage zur reinigung von rauchgas | |
EP0048683B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Schmutzrückständen | |
DE3732424A1 (de) | Reaktoranlage zur behandlung von gasen und schuettfaehigem feststoff im gegenstrom | |
DE3013645A1 (de) | Verfahren und vorrichtung fuer die zufuehrung von teilchen in eine wirbelschicht | |
DE3610942C2 (de) | ||
DE19909353A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung eines Organik enthaltenden Stoffgemisches | |
DE69104227T2 (de) | Verfahren zur kontinuierlichen dekontaminierung eines materials, und vorrichtung um das verfahren auszuführen. | |
DE3018777A1 (de) | Verfahren zum zerkleinern von produkten bei tiefer temperatur und anlage zur durchfuehrung des verfahrens |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |