DE407541C

DE407541C - Carbonization of bituminous rocks

Info

Publication number: DE407541C
Application number: DEC30631D
Authority: DE
Original assignee: CHEMOTECHNISCHE GmbH
Current assignee: CHEMOTECHNISCHE GmbH
Priority date: 1921-05-01
Filing date: 1921-05-01
Publication date: 1924-12-23

Description

Verschwelung bituminöser Gesteine. Bei der Verschwelung von bituminösem Gestein, z. B. von Ölschiefer, in Schachtöfen, wobei der bei der Verschwelung gebildete fixe Kohlenstoff verbrennt und so die für die Verschwelung notwendige Wärme liefert, traten Überhitzungen ein, die zu einer Verschlackung des ausgeschwelten Gesteins und damit zu Betriebsstörungen Veranlassung gaben. Ein weiterer Nachteil bestand darin, daß die Verbrennungsgase der Verschwelungszone zu heiß zugeführt wurden, wodurch ein Verknacken des Öles eintrat.Smoldering of bituminous rocks. In the smoldering of bituminous Rock, e.g. B. of oil shale, in shaft furnaces, the formed in the smoldering burns fixed carbon and thus provides the heat necessary for carbonization, Overheating occurred, which led to slagging of the charred rock and thus gave rise to operational disruptions. There was another disadvantage in that the combustion gases were supplied to the charring zone too hot, causing the oil to crack.

Die Erfindung vermeidet diese Mißstände durch Zusatz geeigneter fester oder flüssiger Ballastste, die die Temperatur durch endothermische Reaktionen oder Verdampfung ermäßigen, z. B. indem man dem Ölschiefer feste Ballaststoffe, wie Kalksteine, zusetzt. Man kann auch an geeigneter Stelle eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, einspritzen, die durch ihre Ver dampfungswärme und die Mischung des gebildeten Dampfes oder der aus der Flüssigkeit entstehenden Gase mit den Verbrennungsgasen des fixen Kohlenstoffes die Temperatur erniedrigen, aber keine brennbaren Rückstände hinterlassen darf. Öle sind also hierzu ungeeignet. Durch die Beimischung wird die Verbrennung im Ofen verzögert und die Gesamttemperatur herabgesetzt. Dadurch wird sowohl der Verschlakkung entgegengearbeitet als auch der Bildung von nennenswerten Mengen von Kohlenoxyd und damit von latenten Wärmemengen. In fast allen Fällen der Verarbeitung ärmerer Schiefer erreicht man dadurch das Gewünschte, weil der bei der Verschwelung gebildete fixe Kohlenstoff mit seiner Wärmemenge bei seiner Verbrennung zu Kohlensäure gerade ausreicht, um die Verschwelung zur Erzeugung einer möglichst hohen Ölausbeute durchzuführen.' Die Menge des zugesetzten Ballaststoffes wird dadurch begrenzt, daß die Temperatur im Verbrennungsraum nicht weiter erniedrigt werden darf, als zur Verbrennung des fixen Kohlenstoffes innerhalb einer zulässigen Zeit nötig ist. Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß die Ölausbeute erheblich steigt, wenn man mit der zugesetzten Abgasmenge bis an die obengenannte Grenze herangeht. Die Ölausbeute steigt dabei über den Betrag hinaus, der durch die sogenannte Schwelanalyse als möglich nachgewiesen wird. Bei der Verarbeitung eines deutschen Schiefers mit einem durchschnittlichen Ölgehalt von 3,6 Prozent, laut Analyse, hat sich eine ,Zusatzabgasmenge von etwa 75 bis i 2o Prozent als notwendig erwiesen, um die Ölausbeute auf q. Prozent zu steigern Während eine Ausbeute von etwa 8o Prozent bisher nicht überschritten werden konnte, wurde nunmehr eine solche von i io Prozent erreicht.The invention avoids these inconveniences by adding suitable solid or liquid ballast, which reduce the temperature through endothermic reactions or evaporation, e.g. B. by adding solid fiber, such as limestone, to the oil shale. You can also at a suitable point a liquid, for. B. water, inject the heat of vaporization by their Ver and the mixture of the vapor formed or the gases resulting from the liquid with the combustion gases of the fixed carbon lower the temperature, but must not leave any flammable residues. Oils are therefore unsuitable for this. The admixture delays the combustion in the furnace and lowers the overall temperature. This counteracts both the entanglement and the formation of significant amounts of carbon oxide and thus of latent amounts of heat. In almost all cases of processing poorer slate, the desired result is achieved because the fixed carbon formed during the carbonization with its amount of heat is just sufficient when it is burned to carbonic acid to carry out the carbonization to produce the highest possible oil yield. ' The amount of dietary fiber added is limited by the fact that the temperature in the combustion chamber must not be lowered any further than is necessary for burning the fixed carbon within a permissible time. It has now been shown, surprisingly, that the oil yield increases considerably if the amount of exhaust gas added is approached to the limit mentioned above. The oil yield increases beyond the amount that is proven by the so-called smoldering analysis as possible. When processing a German slate with an average oil content of 3.6 percent, according to the analysis, an additional exhaust gas quantity of around 75 to 12 percent has proven to be necessary to reduce the oil yield to q. Percent to increase While a yield of about 80 percent could not be exceeded so far, it has now been achieved a yield of 10 percent.

Selbstverständlich kann man auch die Art des Zusatzes - ob fest oder flüssig -- in der Weise abändern, daß man beispielsweise feste Zuschläge geben und gleichzeitig mit dem bereits bekannten Gas- oder Abdampfzusatz arbeiten. kann. Aus der deutschen Patentschrift 27.ioi2 ist zwar schon ein Verfahren bekannt geworden, bei dem man feste Stoffe, wie Koks, Schamotte u. dgl., zusetzt; diese nehmen aber nur so viel Wärme auf, bis sie die Temperatur ihrer Umgebung angenommen haben; sie zersetzen sich nicht und sollen nur die einzelnen Schwel- und Verkokungsschichten des Arbeitgutes voneinander trennen und die Wärme der Heizgase aufnehmen und an ihre Umgebung durch Strahlung weitergeben. Ferner ist aus der französischen Patentschrift 503528 das Einspritzen von 01 oder vielmehr Teer zum Arbeitgut während der Destillation bekannt geworden. Hier dient aber der Ölzusatz der Gewinnung schwefelfreien Destillates und könnte sogar wärmesteigernd wirken, sofern er brennbare Rückstände hinterläßt. Außerdem ist die Temperatur, bei der die Wärme gebunden wird, viel geringer.Of course, you can also change the type of additive - whether solid or liquid - in such a way that you add, for example, solid additives and at the same time work with the already known gas or steam additive. can. A process has already become known from German patent specification 27.ioi2 in which solid substances such as coke, chamotte and the like are added; But these only absorb so much heat until they have taken on the temperature of their surroundings; they do not decompose and are only intended to separate the individual smoldering and coking layers of the work item from one another and absorb the heat of the heating gases and pass it on to their surroundings through radiation. Furthermore, the injection of 01 or rather tar is known to Arbeitgut during distillation of French Patent 503,528th Here, however, the addition of oil serves to obtain sulfur-free distillate and could even have a heat-increasing effect if it leaves flammable residues. In addition, the temperature at which the heat is bound is much lower.

Zur Ausführung des Verfahrens eig,et sich besonders ein schachtförmiger Ofen, worin (las sich abwärts bewegende Arbeitgut nacheinander verschwelt wird, worauf der fixe Kohlenstoff im Gestein verbrennt. und dieses schließlich unten gekühlt wird. Der kühlend wirkende flüssige Zusatz wird hierbei unterhalb der Verbrennungszone eingeführt, wodurch die Intensität- der Verbrennung vermindert und dadurch die Verbrennungstemperatur herabgesetzt wird: Es hat sich weiter gezeigt, daß das Verschlacken bisher in der Hauptsache in der Mitte des Ofens eintrat und daß die Verbrennungsluft und die Gase vorwiegend an der-Ofenwand hochstiegen, so daß sich gewisserinaßen in der Mitte eine Schlackensäule bildete.- Um diese Möglichkeit vollständig zu vermeiden, führt man zweckmäßigerweise einen Teil der Verbrennungsluft nicht am Umfange des Ofens, sondern in der Mitte achsial zu.A shaft-shaped one is particularly suitable for carrying out the process Furnace in which (read work goods moving downwards are smoldered one after another, whereupon the fixed carbon burns in the rock. and this finally cooled down will. The cooling liquid additive is here below the combustion zone introduced, which reduces the intensity of the combustion and thereby the combustion temperature is reduced: It has also been shown that the slagging so far in the The main thing was in the middle of the furnace and that the combustion air and gases predominantly climbed up the furnace wall, so that they are, as it were, in the middle a slag column formed.- To avoid this possibility completely, leads it is advisable not to use part of the combustion air at the periphery of the furnace, but axially in the middle.

Endlich hat es sich als zweckmäßig gezeigt, zur gleichmäßigen Verteilung der Verbrennungsgase über den ganzen Querschnitt des Schwelschachtes dem Ofen eine solche Gestalt zu gehen; daß der Übergang vom Schwelraum zum Verbrennungsraum unter einem solchen Winkel durchgeführt ist, der größer ist als der Böschungswinkel des zu entschwelenden Gesteins.Finally it has been shown to be useful for even distribution of the combustion gases over the entire cross-section of the smoldering shaft to the furnace to walk such figure; that the transition from the smoldering room to the combustion chamber below is carried out at such an angle that is greater than the angle of repose of the to be deglazed rocks.

Die Zeichnung zeigt eine Ofenanlage zur Ausführung der Erfindung in senkrechtem Schnitt als Beispiel.The drawing shows a furnace system for carrying out the invention in FIG vertical section as an example.

Bei dem schachtförmigen Ofen iz ruht das ganze Arbeitsgut auf dem Roste f. Die Verbrennungsluft wird durch die seitlichen Öffnungen g und durch das. mittlere Rohr 1a zu- geführt, das oben mit geeigneten jalousieartigen Öffnungen k ausgestattet ist. Eine Ringleitung i dient der Zufuhr der Ballastflüssigkeit, die durch Düsen ne in den Ofen einströmt. Auf dem Ofen ist ein geeigneter Verschluß b vorhanden, durch den das Arbeitgut eingeworfen wird, während die Schwelgase durch das Rohr c abziehen. Bei p ist der Ofen schräg abgesetzt, wobei sich der Winkel nach dem Böschungswinkel des Arbeitgutes richtet, wie das vorhin ausgeführt wurde.In the shaft-shaped furnace iz all Arbeitsgut on the grate rests f. The combustion air is g through the lateral openings and to-passed through the. Central pipe 1a, which is provided above k with suitable louvered openings. A ring line i serves to supply the ballast liquid, which flows into the furnace through nozzles ne. On the furnace there is a suitable closure b through which the work material is thrown in while the carbonization gases are withdrawn through the pipe c. At p, the furnace is set off at an angle, the angle being based on the slope angle of the work piece, as was explained earlier.

Der Ofen arbeitet wie folgt: Das Arbeitgut gelangt zunächst durch den Verschluß b in den Schwelraum a und nach Entschwelung in den Verbrennungsraum d. Hier verbrennt der fixe Kohlenstoff, und das jetzt vollständig entgaste Gestein gelangt nach dem Kühlraum c, um schließlich oberhalb des Rostes f in bekannter Weise aus dem Ofen herausgeaoniine z Zu werden.The furnace works as follows: The work material first passes through the closure b into the smoldering room a and, after desulfurization, into the combustion chamber d. Here burns of fixed carbon, and the now completely deaerated rock reaches to the cooling chamber c to finally above the grate to be f z in a known manner herausgeaoniine from the furnace.

Durch diese 11Arbeitsweise -wird das Voreilen der Entschwelung und der Verbrennung am Umfange des Ofens vermieden. Es können-nicht plötzlich Öldämpfe auftreten, wenn der nicht vollkommen ausgeschwelte Schiefer an der Brennzone anlangt, die sich dann entrZinden und auf diese Weise Schlackenklumpen erzeugen. Vielmehr erfolgen alle Vorgänge sowohl in der Titte wie am Rande gleichförmig in derselben Höhenlage.This way of working prevents deglazing and burning ahead of the furnace at the periphery. Oil vapors cannot suddenly appear when the not completely smoldered slate reaches the combustion zone, which then clears itself and in this way creates lumps of slag. Rather, all processes take place both in the center and on the edge uniformly at the same altitude.

Es ist ferner möglich, die Brennzone derartig einzustellen, daß sie gegebenenfalls in . der 1-Iitte voreilt. Erdlich hat man es in der Hand, auch die Ballastflüssigkeit in beliebiger Richtung und Stärke einzuführen.It is also possible to set the burn zone in such a way that it possibly in. the 1-middle leads. Earthly you have it in your hand, even that Introduce ballast fluid in any direction and strength.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for carbonization of bituminous rock, like oil shale, in the oven with air supply in the presence of heat-absorbing substances, thereby marked, the Schwelgut such solid or liquid substances - with exclusion of oils - supplied by evaporation or heat-binding decomposition or prevent the build-up of excessive temperatures.

2. Procedure according to claim i, characterized by the use of solid substances, e.g. B. bituminous Limestone, as a heat binder.

3. The method according to claims i and 2 with the addition of liquid Substances characterized by the use of such substances, e.g. B. water, which at their decomposition do not allow any combustible residue to enter the combustion zone.