-
Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Ölsand. Gegenstand der
vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von
Olsand oder anderen Materialien von ähnlichem Charakter, die 01 enthalten.
-
Es ist bekannt, Öle aus ölführendem Schlamm oder Sand dadurch abzuscheiden,
daß das 01 von der Oberfläche der Flüssigkeit nach der mechanischen Trennung
abgezogen wird. Im Gegensatz hierzu führt der Erfinder die fein zerteilten Teile
des Ölsandes, Schiefertones o. dgl. durch überhitzten Dampf unter Druck in eine
Expansionskammer und behandelt dort das Material mit überhitztem Dampf. Die sich
hieraus ergebenden Öldämpfe werden kondensiert.
-
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Ausführung
des Verfahrens beispielsweise dargestellt.
-
Abb. i zeigt einen Vertikalschnitt des wesentlichen Teiles der Dampf-
und Wasserbehandlungsvorrichtung; Abb. 2 zeigt einen Schnitt im rechten Winkel von
Abb. i, ungefähr nach der Linie 2-2; Abb. 3 zeigt einett zylindrischen Teil, welcher
mit anderen Teilen eine Ausführungsform für den Auslaß für das feste Material darstellt;
Abb. 4 ist ein Schnitt im rechten Winkel zu Abb. 3 ; Abb. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform
für den Auslaß für die festen Materialien; Abb. 6 und 7 sind Einzelansichten des
letzteren, und Abb. 8 ist eine schematische Ansicht der ganzen Anlage, teilweise
im Schnitt und teilweise in Ansicht; Abb. g ist ein Schnitt nach der Linie 9-q von
Abb. i.
-
Nach den Abb. i und 2 wird das Material in einer passenden Weise durch
die Röhre io in einen Vorwärmer 1i geführt, welcher aus einer muldenförmig gestalteten
und geschlossenen Vorrichtung mit einem Mantel 12 zum Heizen derselben und einem
Deckel 13, ferner aus einer Schnecke 14 mit Antriebsrad 15 besteht. Der Dampf, nachdem
er in dem Mantel i2 benutzt worden ist, gelangt durch die Röhre 16 in die Röhre
io. Das Material kommt in vorgewärmtem Zustande zum rechtsbefindlichen Ende des
Vorwärmers ii und fällt durch die geschlossene Röhre 17 in den röhrenförmigen Einlaß
18. Bei ig wird eine Röhre zum Einlaß von hoch überhitztem Dampf unter hohem Druck
gezeigt. Bei der Ausübung wird vorzugsweise überhitzter Dampf, welcher auf eine
Temperatur von über 33o° C, also z. B. 4oo bis 55o' C, vorerhitzt worden ist, durch
eine Röhre ig zugeführt und mittels eines passenden Ventils 2o reguliert. Der Dampf
wird vorzugweise unter einem angemessenen Druck, so z. B. 6o bis ioo Pfund auf einen
Quadratzoll, zugeführt. Durch 'die Kraft des Dampfes werden das pulverförmige Material
durch das Einlaßrohr 18 getrieben und das heiße Material und der Dampf gegen den
Anschlag 21 geschleudert, wobei das Material herunterfällt. Die Vorrichtung ist
so eingerichtet, daß die festen Körper in der Kammer 22 bis ungefähr zu der Linie
23 sich aufhäufen können, obgleich natürlich einer Anhäufung bis direkt unter den
Anschlag 21 nichts im Wege steht.
-
Der Anschlag 21 ist ziemlich dick und leicht auswechselbar, da das
pulverförmige Material mit großer Kraft gegen denselben geschleudert wird, so daß
der Anschlag sich schnell abnutzt.
-
Unterhalb der Linie 23 ist in die Kammer 22 ein mit Ventil versehenes
Rohr 24 eingeführt, durch welches überhitzter Dampf,
ungefähr von
der oben angegebenen Temperatur und Druck, in das in der Kammer 22 aufgehäufte gepulvehe
Material eingeleitet wird. Diese Röhre ist mit Löchern versehen, die sich hauptsächlich
an dem oberen Teile der Röhre befinden, so daß der Dampf direkt nach oben durch
das Material seinen Weg nehmen kann. Längs der Kammerwände liegen Platten oder Leisten
25, durch welche das Material in einer kleinen Entfernung von den Röhren 24 gehalten
werden, um eine Verletzung dieser Röhren zu verhindern und einen freien Austritt
des Dampfes in die aufgehäufte blasse zu gewährleisten.
-
Unterhalb der Röhren 24 ist eine Röhre 26 angeordnet, durch welche
bis auf oder nahe an den Siedepunkt erhitztes Wasser in das Material eingeführt
wird. Diese Röhre ist gleichfalls mit Löchern versehen, die sich weniger zahlreich
an der oberen Seite der Röhre als an ihren Seiten befinden, so daß das Wasser hauptsächlich
in einer horizontalen oder abwärts geneigten Richtung durch das Material geleitet
werden kann.
-
In der in den Abb. x, 2 und 8 gezeichneten Vorrichtung befördert ein
rotierender, zylindrischer, in Kammern eingeteilter Teil 27, welcher von einer Riemenscheibe
27a aus angetrieben wird, das behandelte Material aus der Dampfkammer 22 in die
Auslaßkammer 28. Aus dieser letzteren wird das Material durch eine geneigt gelagerte
Schnecke 29 entfernt. Das heiße Wasser, das auf seiner Oberfläche das extrahierte
Öl trägt, gelangt durch die Röhre 3o in den mit Überflußwehr 32 versehenen Kasten
34 wo das Öl in das Abteil 33 überfließt und das Wasser aus dem Abteil durch die
Röhre 34 abgezogen wird. Das abgezogene Wasser steigt durch die Röhre 35 und wird
durch den Injektor 36 in die Röhre 26 getrieben. Das Wasser zirkuliert auf diese
Weise und wird durch den bei 36 eingeführten Dampf und das heiße Material in der
Kammer 22 auf oder nahe dem Siedepunkt gehalten. Die Flüssigkeit aus dem Abteil
33 fließt durch die Röhre 37 zu einem Abscheider, in welchem 01 und Wasser
in bekannter Weise voneinander getrennt werden. Das Wasser kann wieder in das Rohr
34 eingeführt oder abgeleitet werden oder zur Wiedergewinnung der aus dem Material
extrahierten löslichen Substanzen benutzt werden.
-
Zum Zwecke von Reparaturen kann eine Seite des unteren Teiles der
Vorrichtung von 38 bis 39 auswechselbar sein, wodurch zu der Entladeschnecke und
dem rotierenden zylindrischen, in Kammern geteilten Teil Zutritt erlangt werden
kann. In dem oberen Teil der Kammer 22 ist ein Sieb 40 angeordnet zum Abscheiden
feiner Teilchen, welche durch den Dampf in den oberen Teil der Dampfkammer ' gelangt
sind. Der Dampf wird durch die Röhre 4= in den verengten Teil der Dampfauslaßröhre
42 eingeführt, um den Dampf aus der Dampfkammer zu befördern, und es wird eine genügende
Menge Dampf zugelassen, damit ein. leichtes Vakuum (oder ein unter der Atmosphäre
liegender Druck) in der Kammer 22 erhalten wird. Die Röhre 42 führt die Gase in
ein Kondensatorsystem, welches zunächst aus einem Separator 43 besteht, in dem eine
Anschlagwand 44 angeordnet ist, und in welchem sich schwere Öle, Staub o. dgl. ablagern
und durch den Hahn 45 abgelassen werden können. Die Dämpfe gehen dann durch eine
Reihe von Kondensatorröhren 46, 47, 48, 49, 5o, die auf allmählich immer niedriger
werdenden Temperaturen gehalten sind, wobei die schwereren Öle in den ersten Kondensröhren,
die leichteren in den letzten Röhren erhalten werden. Das Auslaßrohr 51 des Kondensatorsystems
kann zur Wiedergewinnung von Äthylen und Ammoniak zu einer gesonderten Vorrichtung
führen.
-
Bei 52 ist ein Flansch gezeichnet, durch welchen, ebenso wie der bei
18 gezeichnete, pulverisiertes Material und Dampf eingeführt werden kann. Auf Wunsch
kann eine beliebige Anzahl solcher Materialeinlässe vorgesehen werden, die von der
Aufnahmefähigkeit der Vorrichtung abhängt.
-
In Abb. 5 ist eine andere Vorrichtung zur Entfernung des erschöpften
Materials gezeichnet. Diese Form eines Auslasses kann an die Stelle des rotierenden
Zylinders 27 und des Förderers 29 treten. Wie hier gezeigt, ist der Boden der Kammer
22 mit einer Anzahl von Trichtern 6o versehen, von welchen jeder eine Entladeöffnung
61 besitzt, die in eine geschlossene Mulde 62 führt. Diese Mulde ist mit einem Schneckenförderer
63 o. dgl. versehen. Bei 64 ist eine Sandpumpe gezeichnet, durch welche die flüssige
Mischung von Sand, Wasser und Öl in einen Behälter heraufgepumpt wird, worin der
Sand, das Öl und das-Wasser voneinander getrennt werden, wobei das Wasser durch
das Rohr 26 als heißes Wasser für die weitere Behandlung der Schalen dient. Die
Abb. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen einer passenden Auslaßöffnung 61 und
die dazugehörigen Teile.
-
Durch die Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens und Vorrichtung
kann das Öl aus Ölsand u. dgl. vollständig gewonnen werden, ebensowohl die Nebenprodukte.
Die Vorrichtung und das Verfahren besitzen den großen Vorteil vor dem Bekannten,
daß bei der Behandlung kein Feuer in irgendeinem Teil des Apparates angewendet wird,
und daß daher keine Explosions- oder Feuersgefahr eintreten kann.
-
In Abb. z ist der Dampfeinlaß zu dem
röhrenförmigen
Materialeinlaß konisch gestaltet. Hierdurch expandiert der Dampf derart, daß der
Dampfstrom den ganzen Röhrenquerschnitt von 18 anfüllt und dadurch das pulverförmige
Material vollständig und mit großem Druck durch den Einlaß 18 befördert.
-
Der Dampf aus dem Mantel 12, der in die Röhre io geblasen wird, verhindert
ein Einströmen von größeren Luftmengen in die Vorrichtung zusammen mit dem Sand
und hilft auch zur Vorwärmung des Materials.
-
Bei 70 ist eine Strahlröhre gezeichnet, durch welche Wasser
zum Auswaschen des Sandes den Innenteilen zugeführt wird.
-
Die hohe Temperatur des überhitzten Dampfes wird in gewissem Grade
ein Zerlegen der schwereren Bestandteile des Öles herbeiführen. Der Betrag dieser
Zersetzung ebenso als der Charakter derselben kann vollständig durch die Dampftemperatur
kontrolliert werden.
-
In dem Separator .13 bezweckt der schnelle Richtungswechsel des Dampfes
und der Gase ein schnelles Auswerfen von Wassertropfen und feinen festen Teilchen,
die das Sieb 40 aus Metall o. dgl. passiert haben. Feine Metallsiebe oder Gewebesiebe
können auf Wunsch in der Kammer 43 angeordnet werden.
-
An Stelle von überhitztem und komprimiertem Dampf können auch andere
Gase benutzt werden, die chemisch träge sind, z. B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxyd,
Helium oder gewöhnliche Rauchgase (Verbrennungsprodukte). Solche Gase und Dämpfe
können mit dem Ausdruck »heiße Gase« bezeichnet werden, indem für viele Zwecke solche
heißen Gase die gleichen Dienste tun wie überhitzter Dampf. Solche heißen Gase können
bei i9, 24 und durch den Injektor 36 eingeführt werden, oder die feuerbeständigen
Gase können bei einem oder zweien von diesen eingeführt werden, während an der oder
den anderen Stellen Dampf gebraucht wird.