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Verfahren und Vorrichtung zur fortlaufenden zwangläufigen Extraktion.
Man hat vorgeschlagen, zwecks Extrahierens von Fetten, Ölen u. dgl. mittels flüchtiger
Lösungsmittel das Extraktionsgut in hintereinandergeschalteten geneigt liegenden
Behältern mittels Transportschnecken der Extraktionsflüssigkeit fortlaufend entgegenzuführen.
Solche Apparate konnten wegen der Gefahr, daß das Gut durch die mahlende Wirkung
der Schneckengänge im Lösungsmittel aufgeweicht und zu feinsten Teilchen zerkleinert
wurde, in der Praxis nicht verwendet werden. Das feine Gut bildet im Verein mit
dem Lösungsmittel und dem ausextrahierten Öl oder Bitumen einen Brei, welcher die
Transportschnecken verstopft. Daher bedient man sich zum Extrahieren bituminöser
und teerhaltiger Kohlen, Mineralien und öl-, wachs- oder fetthaltiger Stoffe ähnlicher
Konsistenz zur Zeit allgemein in unterbrochenem Arbeitsgang laufender Vorrichtungen.
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Die Erfindung betrifft eine Arbeitsweise nebst ihr angepaßter Vorrichtung,
die ein Vorwärtsbewegen des Extraktionsgutes unter schonender Behandlung ermöglicht,
derart, daß das Gut dabei für das Lösungsmittel durchlässig bleibt, damit eine fortlaufende
Extraktion bituminöser, teer-, öl- sowie fetthaltiger Stoffe selbst bei zäher Beschaffenheit
ermöglicht wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man das Extraktionsgut
durch ein das Lösungsmittel enthaltendes Gefäß mit zwei kommunizierenden Schenkeln
mittels einer oberhalb der Eintrittsstelle des Extraktionsgutes angeordneten Nachschubvorrichtung
hindurchdrängt.
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Eine Extraktionsvorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens ist auf
der Zeichnung in einem Beispiel dargestellt. Sie besteht in ihrem Hauptteil aus
einem aufrecht stehenden Rohr, in Form eines liegenden S, mit einem Dampfmantel
P. An der Einmündungsstelle des Fülltrichters oder Vorratsbunkers A oben an dem
ersten Ast C des Extraktionsgefäßes wird ein langer Kolben B durch mechanischen
Antrieb auf und ab bewegt, so daß er die Mündungsstelle bald freigibt und bald wieder
verschließt. Zweckmäßig erfolgt die Aufwärtsbewegung schnell -und die Abwärtsbewegung
langsam. Befindet sich der Kolben B in seiner oberen Lage, so rutscht das Extraktionsgut
aus dem Trichter A in den ersten Teil C des Extraktionsgefäßes. Nachdem dieser Teil
C gefüllt ist, wird durch Öffnen des Ventiles D der Einlauf des Lösungsmittels aus
einem hochgelegenen Behälter durch das Rohr E hindurch ziemlich oben in den zweiten
Ast F des Extraktionsgefäßes angestellt. Da der erste Ast C mit dem zweiten Ast
F durch die untere Krümmung verbunden ist, so steigt das Lösungsmittel in beiden
Teilen bis zur Höhe des vom ersten Ast C unterhalb der Einmündung des Trichters
A abzweigenden Abflußrohres G.
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Der Kolben B drückt bei seiner Abwärtsbewegung das aus dem Schüttrumpf
A ankommende Extraktionsgut in dem Ast C nach unten, so daß das im Lösungsmittel
schwimmende Extraktionsgut im aufsteigenden Ast F infolge der durch weitere Hübe
des Kolbens nachfolgenden Mengen nach oben gedrängt wird bis schließlich über den
Lösungsmittelspiegel hinaus zur oberen Krümmung.
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Infolge geeigneter Bemessung seiner Länge sperrt der Füllkolben B
bei jedem Niedergang den Zulauf aus dem Fülltrichter A ab, während er beim U'iederaufsteigen
dem Zulauf weiteren Gutes aus dem Schüttrumpf nicht mehr im Wege steht.
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In dem Augenblick, wo das Extraktionsgut die obere Verbindungskrümmung
zwischen Ast F und dem dritten Ast H erreicht hat, rutscht es nach Maßgabe seines
natürlichen Bösch ungswinkels in den Ast H hinein.
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Der Vollbetrieb setzt erst ein, wenn auf diese Weise der zunächst
unten geschlossene Ast H ziemlich gefüllt ist. Dann wird die Kohle bzw. das Extraktionsgut
in ununterbrochenem Gange vom Fülltrichtereinlaufe bis zum Ast H durch das Lösungsmittel
hindurchgedrückt, während das Lösungsmittel vom Eintritt aus Rohr E an bis zum Austritt
durch das Rohr G seinen Weg in entgegengesetzter Richtung (Gegenstrom) durch das
Gut hindurch nimmt. Um den Reibungsverlust, den das Lösungsmittel beim Durchströmen
durch das Extraktionsgut findet, zii überwinden, ist der Einlauf des Rohres E entsprechend
höher gelegt wie die Abzweigstelle des Rohres G.
Im ersten Ast C
gibt das Extraktionsgut den Hauptteil des Bitumens, Wachses, Öles oder Fettes ab,
während im Ast F die frisch zulaufenden Lösungsmittelmengen den Rest extrahieren.
Bei dem Herausdrängen des Extraktionsgutes aus dem Lösungsmittel im oberen Teil
des Astes F fließt der größte Teil der mitgehobenen Lösungsmittelmengen nach unten,
während der Rest in dem Ausdämpfer H durch Beheizung mittels eingeb;iuter Heizkörper
J und mittels des Dampfmantels ausgetrieben, d. h. verdampft, wird.
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. Da in der Kohle nach dem Extrahieren nur äußerst geringe Mengen
von Wasser zurückgeblieben sind, hat sie ihren backenden Charakter verloren, so
daß Hängenbleiben nicht mehr eintritt.
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Das Ausdämpfen durch Heizkörper hat weiter den Vorteil, daß entgegen
dem alten Extraktionsverfahren, bei welchem direkter Dampf eingeblasen wird, hier
der Extraktionsrückstand nicht wieder mit Wasser angereichert wird. Dadurch wird
auch der Dampfverbrauch geringer, so daß der Kondensator, worin die entstandenen
Benzoldämpfe niedergeschlagen werden, bedeutend kleiner sein kann, weil der Dampf
bei Anwendung von Heizkörpern nicht mitkondensiert.
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Einstellbare Fächerwalzen oder Schleusenschieber IL bewerkstelligen
den selbsttätigen Austritt des Extraktionsrückstandei, der dann seinen weiteren
Bestimmungen zugeführt wird.
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Das durch das Abflußrohr G (Abb. z) abfließende Gemisch von. Lösungsmittel
und Extrakt geht zuerst durch einen Filter L und gelangt dann in der; Destillator
I1'I, worin das Lösungsmittel mittels eingebauter Heizschlangen abdestilliert wird,
während der eigentliche Extrakt in bekannter Weise abgezogen wird.
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Die Wärme, die in den aus dem Destillator M sowie in den aus dem Ausdämpfer
H
kommenden Lösungsmitteldämpfen aufgespeichert ist, wird zum Beheizen der
Extraktionsvorrichtung verwendet. Die Lösungsmitteldämpfe aus dem Destillator M
treten durch das Rohr N und diejenigen aus dem Ausdämpfer H treten durch das Rohr
C hindurch in den Heizmantel P. In diesem strömen diese Dämpfe nach unten und vereinigen
sich, nachdem sie durch ihre Heizwirkung die Extraktion unterstützt haben, im unteren
Verbindungskrümmer, um dann durch Rohr Q nach dem Kondensator zu gelangen, wm sie
niedergeschlagen werden, worauf ihr Kondensat durch Rohr E dem Betriebe wieder zufließt.
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Da beim Ausdämpfen höhere Temperaturen erforderlich sind als beim
Extrahieren, so werden der Heizkörper J und der Dampfmantel R, der im oberen Verbindungskrümmer
durch eine Scheidewand Z vom Dampfmantel P getrennt ist, mit Frischdampf gespeist,
und zwar durch die Rohre 7-. Das sich im Mantel R des Ausdämpfers aus dem Heizdampf
bildende Kondensat fließt durch Rohr U ab. Das sich im Heizmantel P des Extraktors
Uldende Lösungsmittelkondensat wird durch das Rohr S abgelassen.
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Um die Vorrichtung bei Stillständen ganz entleeren zu können, sind
am unteren Verbindungskrümmer ein Abflußrohr Y für das Lösungsmittel und ein Flansch
W für das Extraktionsgut vorgesehen.
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Abgesehen von den Vorzügen, die durch Vermeidung der Mängel der bisherigen
Verfahren und Apparaturen entstehen, hat das neue Verfahren und die- beschriebene
Vorrichtung folgende weitere wesentliche Vorteile z. Durch die Anwendung eines Füllkolbens
zur Fortbewegung d< s Extraktionsgutes wird ein Zerreiben des Gutes vermieden
und damit auch die Bildung von Schlämm und Staub, die sonst vom Lösungsmittel zum
Teil durch das Filter und den Dest.llator hindurch mitgerissen und den Extrakt verunreinigen
würden.
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2. Der ganze .Betrieb kann einreguliert werden und läuft dann bei
geringster Wartung selbsttätig.
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3. Die Leistung wird gegenüber derjenigen der bekannten Vorrichtungen
wesentlich erhöht, während die Selbstkosten und auch die Anlagekosten bedeutend
geringer sind, so daß die Wirtschaftlichkeit außerordentlich gesteigert wird.
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Ein außerordentlicher Vorzug der beschriebenen Anlage besteht darin,
daß sie sich ohne irgendwelche Änderung ihres Charakters oder auch nur ihrer Bauart
zu einer Vorrichtung a,:sgestalten läßt, die in einem einzigen .ununterbrochenen
Arbeitsgang außer der Extraktion auch eine Entgasung des Gutes bewirkt. Solche kombinierte
Vorrichtung ergibt, wie Versuche in der Praxis gezeigt haben, eine bedeutende Steigerung
der Gesamtausbeute an Bitumen und Teer. Hieraus wurde auf dem Wege der Erfahrung
die Erkenntnis gewonnen, daß es sehr vorteilhaft ist, bituminöse Stoffe in ein und
demselben Arbeitsgang zu extrahieren und zu verschwe'.en oder entgasen. Bisher hatte
man lediglich in wenigen Fällen Versuche gemacht, Kohle, die in einer Extraktion
entbituminiert worden war, mittels Eisenbahnwagen oder anderer Transportmittel nach
Schwel- oder Generatoranlagen zu fahren, um sie dort dem Entgasungsprozeß zu unterwerfen.
Wegen der hohen Transport-und Betriebskosten konnte man diese Betriebsart nicht
beibehalten.
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Eine beispielsweise Ausführungsform (Abb. 2) der kombinierten Extraktions-
und Schwel-bzw. Entgasungsvorrichtung besteht darin, daß in der Extraktionsvorrichtung
nach Abb. r der
Ausdämpfer H als Schweler oder Generator zur Gewinnung
von Grudekoks oder als Vergaser ausgebildet wird. Ihre Arbeitsweise ist folgende:
Nachdem das Extraktionsgut den Extraktionsprozeß durchgemacht hat, fällt es aus
dem oberen Verbindungskrümmer in den Schwelapparat oder Entgasungsgenerator X, gegebenenfalls
auch einen Vergaser, um. durch Zuführung größerer Wärmemengen oder höherer Temperatur
die Teerbestandteile oder die gesamten Kohlenstoffteile zu vergasen. Die in dem
Extraktionsgute noch vorhandenen Benzol- oder sonstigen Lösungsmittelteile vereinigen
sich in Gasform mit den Teergasen und kondensieren mit ihnen im Teerkondensator.
Bei der weiteren Verarbeitung des Teeres können diese Lösungsmittelmengen in der
ersten Fraktion wiedergewonnen und in den Extraktionsprozeß zurückgebracht werden.
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Soll vermieden werden, daß die ausgedämpften Benzol- oder sonstigen
Lösungsmittelmengen mit in den Teer gelangen, so ist der Extraktionsapparat nach
Abb. i in allen seinen Teilen einschließlich des Ausdämpfers beizubehalten, so daß
der Schwelapparat oder der Ent- oder Vergaser Y unmittelbar unter der Fächerwalze
oder dem Schleusenschieber K anzuordnen sein würde (Abb. 3). In diesem Falle bekommt
der Schwelapparat oder der Ent- oder Vergaser vorgewärmte, vollständig wasser- und
benzolfreie Kohle.
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Auch bei dieser Anordnung nach Abb. 3 ist die skizzenhafte Darstellung
nur ein Beispiel.
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Die unmittelbare Verbindung des Extraktionsprozesses mit dem Entgasungs-
oder Vergasungsprozeß ergibt große Vorteile u. a. bezüglich guterAusbeutung der
Kohle, günstigster Wärmewirtschaft, Fortfall der Bildung von Schlammschichten im
Entgaser, Erzeugung erstklassigen Grudekokses, falls keine vollkommene Vergasung
vorgenommen wird.