DE433415C - Verfahren zum Destillieren von Kohlenwasserstoffdaempfe liefernden Materialien mittels ueberhitzten Wasserdampfes - Google Patents

Verfahren zum Destillieren von Kohlenwasserstoffdaempfe liefernden Materialien mittels ueberhitzten Wasserdampfes

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DE433415C DET27973D DET0027973D DE433415C DE 433415 C DE433415 C DE 433415C DE T27973 D DET27973 D DE T27973D DE T0027973 D DET0027973 D DE T0027973D DE 433415 C DE433415 C DE 433415C
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/02Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by distillation

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Description

  • Verfahren zum Destillieren von Kohlenwasserstoffdämpfe liefernden Materialien mittels überhitzten Wasserdampfes. Die Erfindung besteht in der Ausnutzung der Energie, «-elche in dem überhitzten Dampf vorhanden ist, nachdem derselbe zur Destillation verwendet worden ist, gemeinsam mit der Energie der Destillationsdämpfe, zum Zweck, die Destillation überhaupt praktisch ausführbar zu machen, da sich die bis jetzt bekannten Verfahren aus dem Grunde nicht in der Praxis verwirklichen ließen, weil die zur Herstellung von überhitztem Wasserdampf verwendete Wärmemenge sich wesentlich teuerer stellte als die Nutzleistung, welche aus den Destillationserzeugnissen zu gewinnen war. Diese Umstände beruhen darauf, daß zur Herstellung von jedem Kilogramm überhitzten Wasserdampf eine Stimme von Wärmeeinheiten erforderlich ist, welche sich zusammensetzt: r. aus der Wärmemenge, um das Wasser auf die Temperatur des gesättigten Dampfes unter dem Druck der Retorte zu bringen, a. um die Flüssigkeit in den gesättigten Dampf bei derselben Temperatur zu verwandeln (latente Dampfwärme), 3. um den Dampf bis zu der erforderlichen Temperatur zu überhitzen.
  • Für die Destillation kommt lediglich derjenige Teil der Gesamtwärme, welcher für die Ciberhitzung verwendet worden ist, in Frage, und der thermische Wirkungsgrad beträgt, wie Versuche gezeigt haben, mir etwa '/; der Gesamtwäriiie, wenn der Dampf und Destillationsdämpfe aus der Retorte in der üblichen Weise kondensiert werden. Außerdem ist das Verhältnis des Wasserdampfes zu den Destillationsdämpfen etwa wie 2 : i, so daß etwa die dreifache Menge von Dampf kondensiert werden muß, als in dem Falle, wenn mit direkter Erhitzung gearbeitet wird. Infolgedessen ist die Größe der Kondensatoren und die Menge der Kühlflüssigkeiten entsprechend größer.
  • Es ist daher ersichtlich, daß die Anwendung von überhitztem Wasserdampf als Heizmaterial für die Destillation von genannten Materialien an sich sehr unwirtschaftlich ist und im großen und ganzen etwa dreimal so viel Kosten verursacht, als wenn die Retorten unmittelbar beheizt worden wären. Indes ist die Destillation mit überhitztem Wasserdampf aus anderen technischen Gründen vorteilhaft und kann nicht ersetzt werden. Das vorliegende Verfahren macht ,die Anwendung von überhitztem Wasserdampf praktisch ausführbar, selbst hei solchen Materialien, welche %i eiliger reich an Kohlenwasserstoffen sind. Dieses Verfahren benutzt die verlorene Energie des Wasserdampfes und der Dämpfe, um sie für die Gewinnung von Energie nutzbar zu machen, so daß im großen und ganzen die für die Destillation versendeten Wärmeeinheiten so gut wie kostenlos zur Verfügung stehen.
  • Die Zeichnungen veranschaulichen eine zur Ausführung des Verfahrens dienende Vorrichtung beispielsweise.
  • Abb. i zeigt schematisch die Seitenansicht der Anlage.
  • Abb.2 zeigt schaubildlich einen Teil der Anlage.
  • Abb.3 zeigt schematisch die Draufsicht der Anlage, wobei nebensächliche Teile, wie Leitungen usw., ausgelassen worden sind.
  • Es werden sechs Retorten 1, 2, 3, 4., 5, (i verwendet, mit welchen folgende Leitungen in Verbindung stehen- Dampfleitung 7, zusätzliche Leitung 8, Abdampfleitung 9, Ölabzugleitung io, Öldruckleitung i,i und Ölrückleitung 12. Die Leitungen 8, 9, io, i i, 12 sind, wie gezeigt, in bezug auf die Retorten angeordnet und jede der Leitungen durch Einlaß- bzw. Ablaßstutzen und Ventile verbunden.
  • Die Dampfleitung 7 wird mit überhitztem Dampf gespeist, welcher gesättigt in dem Kessel 13 erzeugt und durch die Rohre 14 zu den Cberhitzern 15 geleitet. wird. Die Überliitzer 15 werden vorzugsweise durch einen Gas- oder Ölbrenner beheizt. Es ist gefunden worden, daß eine starke Überhitzung sehr vorteilhaft ist und vorzugsweise bis auf 8oo° C genommen wird. Die Hauptleitung 7 ist mit den Überhitzern i 5 durch Stutzen 16 verbunden; sämtliche Kessel und Leitungen mit Ausnahme der Dephleginatoren und Kondensatoren sind in entsprechender Weise wärmeisoliert. In Abb. 3 sind fünf Dampfkessel 13 und fünf Überhitzer 15 gezeigt. Jede der Retorten i bis 6 besitzt ein '-Rohr 17, zu welchem der überhitzte Dampf aus der Leitung 7 durch das Ventil i9 und das Rohr 18 zuströmt. Jedes der T-Rohre kann mit dem Verstärkungsmittel aus der zusätzlichen Leitung 8 durch das Rohr 2o und Ventil 21 gespeist werden. Die zusätzliche Leitung 8 wird mit dem Verstärkungsmittel gespeist, welches unter Druck durch die Leitung 22 von der Pumpe 23 geliefert wird. Dieses Verstärkungsmittel besteht vorzugsweise aus schwerem Kohlenwasserstofföl, mit welchem, wie nachstehend beschrieben, ein fein gepulverter fester Körper zwecks Herstellung eines halbflüssigen Teiles gemischt wurde.
  • Die Abdampfleitung 9 ist finit dein Kopf jeder Retorte i bis 6 durch das Rohr 24 und Ventil 25 verbunden. Da das Verfahren in kontinuierlicher Weise ausgeübt wird, so ist die Abdampfleitung 9 stets mit Wasserdampf und den Kohlenwasserstoffdämpfen unter Überdruck und bei hoher Temperatur angefüllt. Das Gemisch wird durch das Rohr 26 mit Drosselventil 27 zu einer Kraftmaschine 28 geführt, welche vorzugsweise als Danipf-Turbo-Dynamo 29 ausgebildet ist. Die Dynamo 29 liefert Ströme durch die Leitung 3o, «-elche auf Türmen 31 gelegt sind. Der Abdampf nebst Kohlenwasserstoffdämpfen aus der Turbine 28 werden durch die Leitung 32 zu einem Fraktionierapparat geführt, welcher aus Dephlegmatoren 33, 34 besteht. Die Dephlegmatoren sind in gleicher Weise ausgebildet und besitzen jeder ein dampfdichtes Gehäuse mit einer Reihe von Schüsseln. Jede Schüsselreihe 35 besitzt einen geringeren Durchmesser als das Gehäuse und wird von Streifen 36 getragen, so daß eine ringförmige Öffnung 37 rund um die Schüssel gebildet wird. Unter diesen Schüsseln befindet sich eine Reihe von weiteren Schüsseln 38, welche dicht an die Innenfläche des Gehäuses angeschlossen sind, jedoch in der Mitte eine Öffnung 39 zu besitzen. Die Dämpfe werden dem Dephleginator 33 durch das Rohr 32 zugeführt und gehen in gewundenem Verlauf nach aufwärts durch die Öffnungen 37 und 39 bis zum Rohr -.o und in den Dephlegmator 34.. Die Dämpfe gehen in ähnlicher Weise durch den letzteren, und die nicht kondensierten Dämpfe gehen durch die Leitung 41 zum Kondensator 42 (Abb. 3).
  • In einigen Fällen wird ein schwerer, flüssiger Kohlenwasserstoff durch das Rohr 43 dem oberen Ende des Dephlegmators 34 zugeführt, wobei dieser Kohlenwasserstoff und (las Kondensat aus dem Dephlegmator34 durch das Rohr .N. zti dein oberen Ende des Dephlegmators 33 zurückfließen. Die am Bodenteil des Dephlegmators 33 gesammelte Flüssigkeit ergießt sich durch das Rohr ,I5 zu der Pumpe 23, und diese Flüssigkeit bildet in einigen Fällen (las bereits genannte Verstärkungsmittel. Es ist jedoch vorteilhaft, mit dein Verstärkungsmittel einen festen gepulverten Brennstoff zti vermischen, so daß ein Teig gebildet wird, was zweckmäßig derart erfolgt, daß man in dem Bodenteil des Dephlegmators 33 eine bestimmte Menge der Flüssigkeit zurückhält und dieselbe mit dem festen Brennstoff vermengt. Der feste Brennstoff wird dann durch den Trichter .I6 zu der Förderschnecke 4.7 geführt und zu der Rührvorrichtung 4.8 gefördert, «-elche auf der Welle .I9 der För#_lerschnecke gelagert ist, wobei diese Welle z. B. durch die Riemenscheibe 5o angetrieben wird. Jede von den Retorten i, 2, 3, 4., 5, 6 besitzt am unteren Ende ein '['-Rohr .51, welches (furch (las Rohr 52 und Ventil 53 mit dem 0labzugi ohr io verbunden ist. Die ölabz-ugleitung io ist durch das Rohr 54 und das Ventil 55 iriit (lein Olvor ratsbehälter 56 verbunden. An ihrem oberen Ende ist jede der Retorten i bis 6 durch ein Rohr 57 mit Ventil 58 mit der Ölriickleitung 12 verbunden, welch letztere ihrerseits durch ein Rohr 59 mit Ventil 6o mit dein ÜIvorratsbehälter 56 in Verbindung steht. Jede der Retorten i bis 6 ist ferner mit der Öldruckleitung i i durch ein Rohr 61 mit Ventil 62 verbunden. Die t51_-druckleitung i i wird mit heißem Öl aus dem Ölerhitzer 63 durch das Rohr 64 mit Ventil 65 gespeist. Der Ölerhitzer 63 besitzt irgendeine zweckentsprechende Gestalt und wird (furch einen Öl- oder Gasbrenner beheizt. Derselbe wird mit Öl (furch das Rohr 66 von der Pumpe 67 gespeist, welche das Öl von dem Bodenteil des Vorratsbehälters 56 durch das Rohr 68 entnimmt.
  • Das obere Ende jeder Retorte ist mit einem abnehmbaren Verschluß 69 und der Bodenteil mit einem abnehmbaren Verschluß 7o versehen. Das obere Ende einer jeden Retorte i bis 6 ist mit dein Bodenteil der benachbarten Retorte durch eine Leitung ; i mit dem Ventil 72 verbti:-(len, wobei das Rohr ; i von (ler Retorte i zurück zu dem Bodenteil der Retorte 6 führt, so (laß die Retorten zu einem ununterbrochenen Kreislauf verbunden werden können.
  • In Abb.3 ist schematisch die Anwen(lung der Erfindung auf die Verarbeitung von Lignit dargestellt. Die Retorten i bis 6 sind in der Nähe des Kanals 73 angeordnet, welcher mit Lignit aus dein Wagen auf dem Sch:eiiengleis 74 gespeist wird. Der in den Retorten erzeugte Koks wird durch das Schie,iengleis 75 abgeführt. Innerhalb des Maschinenhauses 76 ist die Turbine 28 und der Stromerzeuger 29 vorgesehen, während in dem Kesselhaus 77 Kessel 13 und Dampfüberhitzer 15 angeordnet sind. Im Destilliergebiiude 78 sind die Dephleginatoren 33, 3'l und die Kondensatoren .I2 angeordnet. Das Schweröl wird dein Vorratsbehälter 56 (Abb. i) durch die Leitung 7 g zugeführt, während Dämpfe aus diesem Behälter durch (las Rohr 8o entweichen. Die Anlage ist finit zweckentsprechenden Temperatur- und Druckmessern. die nicht dargestellt sind, versehen.
  • Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende: Jede der Retorten macht einen bestimmten Arbeitszyklus durch. Befindet sich die Anlage in ununterbrochenem Betriebe, so wird -zwecks leichteren Verständnisses die Retorte 3 als für sich arbeitend betrachtet. Diese Retorte 3 wird mit dem zu behandelnden K=ohlenwasserstoff, z. B. Lignit, beladen, welches (furch den V erschluß 69 eingeführt wird, wonach dieser Verschluß abgeschlossen wird. Währenddem sind die Ventile 62, 53, 58, 25, 21 und ig bei sämtlichen Retorten geschlossen, während gleichzeitig die Ventile ;2 in den beiden Rohren "i, welche zu dem oberen Ende und- zu dem Boden der Retorte 3 führen, ebenfalls geschlossen sind, so (laß die Retorte 3 von der übrigen Anlage abgeschlossen ist. Es werden nun die Ventile 58 und 62 geöffnet, so daß das heiße ()1 in die Retorte durch das Rohr 5i eintritt und das Lignit so weit vorerhitzt wird, daß das Wasser verdampft, wobei der Überschuß des Öles durch die Leitung 59 zurück zu (lein `"orratsbehälter 56 fließt. Durch (las Rohr 8o kann der Dampf aus dein Behälter 56 entweichen. Sobald die Lignitladung in der Retorte 3 entwässert wurde, wird das Ventil 62 geschlossen und (las Ventil 53 geöffnet, wodurch das 01 durch (las Rohr 54 zum Behälter 56 zurückfließen kann. Sobald (lies der Fall ist, werden die Ventile 53 und 58 geschlossen, wodurch die Retorte 3 wiederum von den übrigen abgeschlossen ist. Die Ladung ist in der Retorte 3 nunmehr entwässert und bis zum gewissen Grade mit dem schweren 01 getränkt. Sie besitzt ebenfalls eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes von Wasser.
  • Es wird nun das Ventil 72 in demjenigen Rohr 71, welches von dem oberen Ende der Retorte .I zu dein Bodenteil der Retorte 3 führt, geöffnet, so daß Wasserdampf und Öldämpfe von dem oberen Teil der Retorte d. durch dieses Rohr 71 zu dem Bodenteil der Retorte 3 strömen. Das Gemisch von Wasserdampf und Dämpfen besitzt eine Temperatur wesentlich über dem Siedepunkt von Wasser und hat das Bestreben, als Destillationsmittel zu wirken und die flüchtigen Bestandteile in der Ladung und in dem schweren, dieselbe tränkenden Öl zu verdampfen. Vor dem Verbinden des oberen Endes der Retorte 4 mit dem Bodenteil der Retorte 3 wurde das obere Ende der Retorte 4 durch das Rohr 24 mit der Dampfleitung 9 verbunden. Sobald der Druck in der Retorte 3 im wesentlichen den Druck in der Oldämpfeleitung erreicht hat, wird das Ventil 25 der Retorte 3 geöffnet und das Ventil 25 der Retorte d. geschlossen, wodurch der gesamte Strom von Öldämpfen und Wasserdampf durch die Retorte 3 getrieben wird.
  • Während der Zeit, wo die Retorte 3 beschickt wurde, ist gleichzeitig die Retorte 2 von Koks entladen worden, wobei während der Entwässerung der Ladung in der Retorte 3 die Retorte 2 beschickt wird und ihrerseits die Retorte i von Koks entladen wird. Sobald der volle Strom der Dämpfe durch die Retorte 3 gerichtet ist, beginnt das Entladen in der Retorte 6, das Beschicken in der Retorte i und das Entwässern in der Retorte 2. Zu gleicher Zeit wird der überhitzte Dampf in die Retorte 5 durch das Rohr 18 eingeführt und strömt durch die Ladung dieser Retorte durch. Der mit etwas Öldämpfen beladene Wasserdampf geht dann von dem oberen Ende der Retorte 5 durch das Rohr 71 zu dem Bodenteil der Retorte 4, dann durch die Retorte 4 hindurch und durch das Rohr 71 zu dem Bodenteil der Retorte 3. Diese Behandlung dauert einige Zeit, wobei die Öldämpfe von dem oberen Teil der Retorte 3 durch die Retorte 2 hindurch und zu der Oldämpfeleitung 9 gelangen, während die Retorte 5 von dem übrigen Betrieb abgeschlossen wird und der überhitzte Dampf unmittelbar auf den Bodenteil der Retorte 4 von der Dampfleitung 7 gerichtet wird.
  • Während der Zeit, wo die Retorte 5 von dem übrigen Betriebe abgeschlossen ist, enthält die Retorte 3 einen heißen Koks, welcher durch das Abdestillieren der flüchtigen Bestandteile aus dem Lignit gebildet wurde. In diese Koksmasse wird der Strom des Verstärkungsmittels durch Öffnen des Ventils 21 der Retorte 3 eingeführt. Das Verstärkungsmittel besteht, wie gesagt, aus dem Schweröl mit oder ohne gepulvertem festem Brennstoff und wird nunmehr in den Bodenteil der Retorte 3 eingeblasen und nach aufwärts durch den aufsteigenden Wasserdampf und Öldämpfe in die heiße Koksmasse eingepreßt, an welcher das Verstärkungsmittel anhaftet, wobei es gleichzeitig gespalten wird; mit anderen Worten wird das Verstärkungsmittel dabei in Öldämpfe und Koks verwandelt. Die Öldämpfe verbinden sich mit dem Wasserdampf und den Öldämpfen, welche in die Retorte 2 einströmen, während der Koks aus dem Verstärkungsmittel sich mit dem porösen Koks der Ladung verbindet und eine dichte harte Masse entstehen läßt. Durch entsprechende Regelung des Betriebes, welche durch Versuche ermittelt werden kann, ist es möglich, die lose und zerbrechliche Koksmasse des Lignits in eine dichte Koksmasse zu verwandeln, welche für metalhirgische Zwecke geeignet ist und einen wesentlich größeren Brennstoffwert besitzt.
  • Die Zuführung des Verstärkungsmittels wird fortgesetzt, bis eine bestimmte Menge desselben zugeführt wurde, worauf das Ventil 21 geschlossen wird. Es wird nunmehr die Retorte 4 für sich abgeschlossen, und der Wasserdampf wird unmittelbar in den Bodenteil der Retorte 3 eingeführt, um die Ladung derselben gründlich zu spalten und die zurückgebliebenen flüchtigen Bestandteile abzutreiben. Die Retorte 3 kann dann durch Schließen ihrer sämtlichen Ventile abgeschlossen und der Koks danach nach dem Abkühlen durch Öffnen des Verschlusses 7o entladen «erden. Der Arbeitszyklus kann nunmehr wiederholt werden.
  • Da jede Retorte den beschriebenen Arbeitszyklus durchmacht, so ist keine Unterbrechung in dem Durchfluß des Wasserdampfes vorhanden, welcher zuerst von der Dampfleitung 7 in die Retorte fließt, welche den Koks und den Rückstand des Verstärkungsmittels enthält, worauf der Dampf in die Retorte geht, welche soeben den Zufluß des Verstärkungsmittels erhalten hat, wonach er schließlich durch die Retorte strömt, deren Ladung soeben entwässert wurde, und von dieser Retorte in die Öldämpfeleitung 9 gelangt. Drei von den Retorten befinden sich somit stets in Reihe miteinander, während die vierte entwässert, die fünfte gekühlt und entladen und die sechste beschickt wird. Da der Wasserdampf nacheinander durch die drei Retorten hindurchgeht, so fällt dessen Temperatur allmählich, und derselbe kann steigende Mengen von Kohlenwasserstoffdämpfen aufnehmen und mitführen. Die Leitung 9 enthält somit ein Gemisch von Wasserdampf und Öldämpfen bei einem Druck, welcher etwas unterhalb desjenigen der Wasserdampfleitung liegt und auch bei einer wesentlich geringeren Temperatur als in der Leitung 7. Dieses Gemisch wird nunmehr der Turbine 28 zugeführt, in welcher der Druck bis auf den Atmosphärendruck gemindert und die Temperatur des Gemisches weiter verringert wird.
  • Infolge der hohen Temperatur des Wasserdampfes in der Leitung 7 «-erden aus den Retorten sämtliche flüchtigen Bestandteile vertrieben, so daß der Auspuff der Turbine 28 Kohlenwasserstoff von sehr hohen Siedepunkten, d. h. Teere und Wachse, enthält. Da die Dämpfe aus dem Rohr 32 durch die Dephlegmatoren 33 und 34 gehen, werden diese Kohlenwasserstoffe von hohem Siedepunkt in den Schüsseln 35 und 37 kondensiert, fließen nach abwärts und gelangen in das Rohr 4.5 zu der Pumpe 23 und werden dann in die Retorte zurückgeführt.
  • In gewissen Fällen wird ein Schweröl von geringem Werte durch das Rohr 43 dem Dephlegmator 34 zugeführt, fließt durch die beiden Dephlegmatoren 34 und 33 und kühlt dabei die aufsteigenden Dämpfe, wobei die Dämpfe von hohem Siedepunkt kondensiert und gesammelt werden. Leichtere Dämpfe werden aus den Ölen beire Durchgang durch die Dephlegmatoren abdestilliert.
  • Die zu der Ableitung 41 gelangenden Dämpfe sind frei von- hochsiedenden Kohlenwasserstoffee, und die Anlage kann derart ausgeführt werden, daß ein wesentlicher Teil des Kondensats aus dem Kondensator 42 ein leichtes, flüchtiges und wertvolles Erzeugnis bildet, z. B. Gasolin und Motorbrennstoff. Beispiel. Wenn z_. B. Torf nach dein gewöhnlichen Verfahren destilliert werden soll, so muß die verwendete Wärmemenge dazu ausreichen, um die vorhandene Feuchtigkeit zu verdampfen und dann die Kohlemvasserstoffe zu destillieren. Wenn diese erforderliche Wärmemenge durch Einführen von überhitztem Wasserdampf in die feuchte Torfmasse entnommen werden soll, so läßt sich leicht ausrechnen, daß dieses Verfahren ein sehr unwirtschaftliches ist, da die Temperatur von 835° C die höchste ist, welche mit überhitztem Wasserdampf erhalten werden kann, und da man etwa i kg überhitzten Wasserdampf von dieser Temperatur zuführen muß, um je ein Pfund Feuchtigkeitswasser aus dem Torf zu verdampfen. Dies ergibt sich aus folgender Rechnung: Ein Dampf von :I,22 kg für Quadratzentimeter Manometerdruck oder 5,27 kg absolutem Druck, welcher bei einer Temperatur von i7o° C gesättigt ist, besitzt eine latente Dampfwärme von 4.55 616 kleinen Kalorien im Kilogramm. Da die spezifische Wärme des Dampfes bei 4,22 kg Druck zwischen 17o° C und 835° C etwa Soo Kalorien für i kg und i° C ist, so sind 302 4.0o Kalorien mehr erforderlich, so daß die Gesamtwärme zur Erzielung von r kg überhitztem Wasserdampf sich zusammensetzt aus 455 616 Kalorien latenter Wärmeplus i2o 96o Kalorien zur Erwärmung der Flüssigkeit auf 17o° plus 3o2400 Kalorien zur Erhitzung des Dampfes von 17o° auf 835° C, d. h. in, ganzen 878 976 Kalorien. Von dieser Wärmemenge sind 302 400 Kalorien ausnutzbar für die Verdampfung des im Torf vorhandenen Feuchtigkeitswassers. Es wird somit 576 576 Kalorien bedürfen, um i kg des Torfwassers in Dampf bei 17o° C und 4,22 kg Druck zu verwandeln, und da nur 302 400 Kalorien pro Kilogramm in dem überhitztem Dampf von 835° C vorhanden sind, so ist es erforderlich, 2 kg überhitzten Dampf zuzuführen, um i kg Wasser aus dem Torf zu verdampfen. Im ganzen erhält man dann natürlich 3 kg gesättigten Wasserdampf bei 17o° C und 4.,22 kg Manometerdruck.
  • Die Gesamtwärmemenge, um diese 3 kg Dampf von obigerri Druck oder Temperatur zu erzeugen, ist 175 952 Kalorien, während durch Anwendung direkter Beheizung des Torfes das i kg Feuchtigkeitswasser theoretisch durch Anwendung von 576 576 Kalorien zum Verdampfen gebracht werden könnte. Es ist daher ersichtlich, daß man dreimal so viel Wärmeeinheiten verwenden muß, um durch überhitzten Wasserdampf die gleiche Wirkung- wie beim direkten Beheizen zu erzielen, wobei man allerdings dreimal so viel gesättigten Dampf erhält, als man bei direkter Beheizung gewinnt. Wenn man diese große Dampfmenge ohne weiteres kondensieren müßte, würde eine außerordentlich große Energie- und Wärmemenge verlorengehen. Bei Anwendung eines überhitzten Wasserdampfes von 835' C erhält man somit nur einen Wirkungsgrad von 33'/3 Prozent oder l/3 der direkten Beheizung, während bei weniger überhitztem Dampf der Wirkungsgrad noch viel wesentlich geringer sein würde.
  • Es ist ersichtlich, daß durch das beschriebene Verfahren wenig wertvolle und wohlfeile Naturprodukte in einen dichten und hochwertigen Koks verwandelt werden können, welcher für häusliche Zwecke und Metallurgie geeignet ist, wobei außerdem Gasolin und andere flüchtige Brennstoffe hervorgehen.
  • Durch das Verfahren können ferner die als Zwischenprodukte entstehenden hochsiedenden Teere, Wachse und öle als Verstärkungsmittel für den Koks benutzt werden, wobei der Koks seinerseits als Spaltungsmittel für diese Zwischenprodukte wirkt und neuerdings Gasolin u. dgl. erzeugt. Es ist ferner möglich, andere hochsiedende Öle oder Rückstände, welche durch das Rohr 43 eingeführt werden können, zwecks Herstellung von Koks und Gasolin zu verwerten, wobei das Verfahren die Zwischenprodukte trennt und dieselben zu den Retorten zurückführt, in welchen sie in Koks und Gasolin verwandelt werden können. Ist eine Kraftanlage vorhanden, welche aus den Kesseln 13 und der Turbine 28 besteht, so vermag dieselbe bei einem gewissen Druck von gesättigtem Dampf eine bestimmte Ausbeute und Nutzwirkung zu liefern. Wird nun ein Überhitzer 15 eingebaut und die Destillationsanlage in Betrieb gebracht, so werden je i kg des überhitzten Wasserdampfes aus dem Überhitzer 15 noch ein zusätzliches halbes Kilogramm des gesättigten Dampfes in der Retorte i erzeugen sowie i kg von gesättigtem Dampf infolge der Temperaturerniedrigung des überhitzten Dampfes. Mit anderen Worten wird der Kessel i kg gesättigten Dampf erzeugen. Der LTberhitzer wird diesen Dampf überhitzen, und der überhitzte Dampf wird genügend Material verdampfen, um mit seinem eigenen Gewicht zusammen 11, kg gesättigten Wasserdampf oder äquivalente Menge von Dämpfen zu erzeugen. Die Turbine 28 erhält dann den ganzen gesättigten Dampf, während die Kessel 13 allein nur zwei Drittel liefern. Die Gesamtwärmemenge, welche i'/, kg gesättigten Dampf liefern soll, ist die gleiche, ob nun die Destillationsanlage vorhanden ist oder nicht, d. h. die Turbine wird dieselbe Kraftleistung entwickeln, mit oder ohne Zwischenschaltung der Destillationsanlage. Mit anderen Worten ist, abgesehen von den geringen Strahlungsverlusten usw., festzustellen, daß die Kosten der Destillation so gut wie gar nicht vorhanden sind, so daß das Verfahren mit üherhitzteni Wasserdampf erst dadurch wirtschaftlich gemacht wird.
  • Die Verwendung der Turbine macht ferner große Kondensatoren und bedeutende Mengen des Kühlwassers überflüssig, welche sonst notwendig wären, wenn die Dämpfe aus (len Retorten lediglich durch Kondensation verdichtet werden müßten. In den Kesseln 13 können Gase oder nutzlose flüchtige Bestandteile aus den Kondensatoren 42 verbrannt werden; oder auch können die Kessel mit festem Kohlenwasserstoff oder dem verwendeten Rohöl oder mit Koks oder Gasolin beheizt werden, wenn ein Überfluß derselben vorhanden sein sollte.
  • Die Erfindung ist anwendbar auf Behandhing von Lignit, Braunkohle, Torf, Holzabfälle und andere Rohstoffe mit geringem Aschengehalt. Bei Anwendung auf Ölschiefer ist jedoch der Aschengehalt derart beträchtlich, daß der feste Rückstand der Retorten keinen Handelswert besitzt. Trotzdem kann das Verfahren auf Ölschiefer mit Vorteil angewendet werden, da die hohe Hitze und Druck die bitumenartigen Bestandteile des Ölschiefers, welche sonst in Naphtha unlöslich und nicht ohne weiteres- verbrennbar sind, in lösliche und wertvolle bituminöse Erzeugnisse verwandelt werden. Durch Sammeln der hochsiedenden Fraktionen aus den Dephlegmatoren 32, 33, 34 und Zurückleitung derselben zu den Retorten, in welchen sie gespalten werden, ist es möglich, hohe Ausbeute von niedrig siedenden Ölen aus Ölschiefer zu erhalten. Es ist ebenfalls möglich, die Ölschieferdestillation mit Destillation von schwerem 01 zu kombinieren, welches durch das Rohr 43 zugeleitet wird.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Destillieren von Kohlenwasserstoffdämpfe liefernden Materialien mittels überhitzten Wasserdampfes, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf und die Destillationsdämpfe aus einem zum ununterbrochenen Betrieb eingerichteten Satz V=on Retorten zu einer Kraftmaschine, z. B. Turbine, geleitet werden, welche die Energie des Wasserdampfes und der Dämpfe ausnutzt, bevor dieselben kondensiert werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufhören des Destillationsvorganges in einer bestimmten Retorte durch den heißen Destillationsrückstand zusätzliche Kohlenwasserstoffe, bestehend aus einem Gemisch von schwerem Öl und pulverförmigem Brennstoff, geleitet und deren Dämpfe der Kraftmaschine zugeführt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ini Material vorhandene Feuchtigkeit durch unmittelbare Berührung mit heißem Öl vor der Einführung des überhitzten Wasserdampfes verdampft wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Satz von Retorten derart gekuppelt ist, daß der überhitzte Wasserdampf zuerst durch die Retorte strömt, welche den heißen Destillationsrückstand und zusätzliche Kohlenwasserstofe enthält, dann durch die Retorte geht, welche soeben den Zufluß des zusätzlichen Kohlenwasserstoffes erhalten hat, wonach er schließlich durch die Retorte strömt, deren La:lung soeben entwässert wurde, zum Zweck, die Temperatur- und Spannungserniedrigung des Wasserdampfes allmählich zu bewirken.
DET27973D 1923-07-12 1923-08-01 Verfahren zum Destillieren von Kohlenwasserstoffdaempfe liefernden Materialien mittels ueberhitzten Wasserdampfes Expired DE433415C (de)

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